更新时间：2024-09-20 17:33
油电混合动力汽车庞巴迪公司名称：Hybrid Electric Vehicle，简称HEV），即采用传统的内燃机（柴油机或汽油机）和电动机作为动力源，驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆。车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系统单独或共同提供。世界各国研究开发的混合动力汽车有不同的结构形式，根据其动力传动系统的配置和组合方式的不同，分为串联式、并联式和混联式三种组合方式。
混合动力汽车的历史可以追溯到1900年，德国汽车设计大师F.费迪南德·保时捷造出了装有两台轮毂电机的Lohner-保时捷串联混合动力车，但该车蓄电池太过笨重而且续航里程不长。20世纪末，受世界汽车节能与排放法规驱动，以日本丰田汽车Prius（普锐斯）、本田Insight为代表的混合动力乘用车商业化取得成功。1997年，丰田汽车发布第一代Prius油电混合动力汽车，同年实现量产销售。中国混合动力汽车在2001年-2020年期间，国家重点研发计划“新能源汽车重点专项”，新能源汽车产业身世界前列。2023年1-10月混合动力车型PHEV销量177万辆，同比增长91.6%，增速远超BEV 24.4%的同比增速。
混合动力汽车的历史可以追溯到1900年，德国汽车设计大师F.费迪南德·保时捷造出了装有两台轮毂电机的Lohner-保时捷串联混合动力车，但该车蓄电池太过笨重而且续航里程不长。为此，波尔舍在同一年又设计出了Semper Vivus（意为“永生”）混合动力车，采用体积更小的铅酸蓄电池和两台由DeDion-Bouton内燃机驱动的发电机。在1901年的巴黎车展上，波尔舍展示了这辆原型车，后来又在它的基础上推出了名为“Mixte”的公路版混合动力汽车，实现了Lohner-Porsche车的小规模量产。
20世纪末，受世界汽车节能与排放法规驱动，以日本丰田Prius（普锐斯）、本田Insight为代表的混合动力乘用车商业化取得成功。2010年，全球进入汽车混合动力时代。据《2013-2017年中国混合动力汽车行业深度调研与投资战略规划分析报告》数据显示，从1997年全球第一辆混合动力汽车——普锐斯（Toyota Prius）首发到2010年年底，丰田汽车全球累计销售近300万辆，约占70%的市场份额，当时混合动力汽车占全球汽车销量约3.7%的市场份额。
“十五”期间（2001～2005年），“电动汽车重大科技专项”确立了混合动力汽车作为中国大力发展的三大新能源汽车类型之一。
“十一五”期间（2006～2010年），国家高技术研究发展计划“节能与新能源汽车重大项目”使中国基本掌握了新能源汽车的关键核心技术，并在北京奥运会期间投入了500辆新能源汽车示范运行。
“十二五”期间（2011～2015年），电动汽车科技发展专项规划将插电式混合动力汽车与增程式混合动力汽车划分到“电驱动”类型，确立了中国汽车技术发展方向，混合动力汽车发展进入产业化的关键阶段。
“十三五”期间（2016～2020年），中国重点研发计划“新能源汽车重点专项”，将动力深度电气化、车身底盘轻量化、整车智能网联化作为技术关键，开始在混合动力汽车产业化后开展技术升级。在国家科技研发计划的带动下，中国插电混合动力汽车技术得到发展。2011～2018年，中国新能源汽车包含混合动力汽车年产量，从不足5千辆增长到127万辆，新能源汽车产业跻身世界前列。
丰田在1997年推出了世界首款量产HEV车型“Prius普锐斯”，丰田在这块已经有26年的技术积累。2012年，第三代PRIUS普锐斯登录中国。第三代PRIUS普锐斯采用了新一代油电混合动力系统（THS-II），低油耗（4.3L/100km），其中90%皆为全新研发，并搭载了新款1.8L发动机。第三代PRIUS普锐斯拥有优越的空气动力学性能和三种不同的驾驶模式，同时配备领先的太阳能通风系统与遥控空调系统、触摸追踪显示功能。
作为中国新能源汽车领域的领军企业，比亚迪在插电混动技术方面有着卓越的技术实力和丰富的研发经验。其PHEV车型不仅配备了专用的混合动力发动机，还采用了先进的可变行程和废气增压等技术。2019年比亚迪秦Pro DM超能版上市，新车搭载1.5TI国六B发动机与电机组成的动力系统，综合最大功率228kW，综合最大扭矩495Nm，0-100km/h加速仅需5.9秒，还可提供82km的纯电续航里程，多连杆式后独立悬架同时强化了底盘的舒适性。
混合动力有以下特点：内燃机在中高负荷区高效率运行，其燃油经济性得到大幅度改善；低速、小负荷工况采用电机单独驱动，可实现低能耗、零排放；制动能量回收，可以改善整车燃油经济性；系统结构和控制策略较内燃动力和纯电动力更复杂。
在车辆行驶之初，蓄电池处于电量饱满状态，其能量输出可以满足车辆要求，辅助动力系统不需要工作。电池电量低于60%时，辅助动力系统启动：当车辆能量需求较大时，辅助动力系统与蓄电池组同时为驱动系统提供能量；当车辆能量需求较小时，辅助动力系统为驱动系统提供能量的同时，还给蓄电池组进行充电。由于蓄电池组的存在，使发动机工作在一个相对稳定的工况，使其排放得到改善。混合动力汽车采用能够满足汽车巡航需要的较小发动机，依靠电动机或其他辅助装置提供加速与爬坡所需的附加动力。其结果是提高了总体效率，同时并未牺牲性能。混合动力车设计成可回收制动能量。在传统汽车中，当司机踩制动时，这种本可用来给汽车加速的能量作为热量被白白扔掉了。而混合动力车却能大部分回收这些能量，并将其暂时贮存起来供加速时再用。
配备有内燃机、电池和电动机/发电机（HTEV）的混合动力车辆是最常见的混合动力形式。HTEV的基本配置有串联混合和并联混合，在串联式混合动力车辆中，牵引车辆的机械力来自电驱动器。该电驱动器由可再充电电池组或由内燃机驱动的发电机供电，或者由两者一起供电。而在并联式混合动力车辆中，牵引车辆的机械力可以来自内燃机，也可以来自电驱动器，还可以同时来自两者。
驱动电机是新能源汽车驱动系统的核心部件之一。驱动电机为整车提供动力，通过驱动电机的正转来实现整车加速、减速；通过驱动电机的反转来实现倒车。混合动力汽车和纯电动汽车的驱动电机所起作用都相同，即作为驱动电机使用，也同时作为发电机使用。驱动电机功率和扭矩关系到汽车的动力性能，输出功率的大小就类似于传统燃油汽车内燃机的输出功率。输出功率越大，车辆行驶的最高车速越高：输出转矩越大，加速性能越好。
油电混合动力汽车采用三相交流永磁同步电机。同步电机是指定子和转子转速与定子旋转磁场的转速同步的电机。用于汽车驱动的同步电机几乎都为旋转磁极式，转子使用永磁体，与变速驱动单元输出齿轮机构连接，是旋转输出部分。电机定子是缠绕三相线圈的部分，与变速驱动单元壳体固定。转子磁体的 N 极、S 极随定子绕组的旋转磁场磁极的移动而旋转。磁场产生磁通量，电枢完成电能与机械能的转换。驱动电机的工作主要根据驱动电机控制器(逆变器) 发出指令执行。驱动电机控制器将输入的直流电逆变成电压、频率可调的三相电，供给配套的三相交流永磁同步电机使用。
油电混合动力汽车的车身、底盘、电器设备与传统汽车一样，没有大的区别，区别最大的是它的混合动力系统，它的性能直接关系到混合动力汽车的整车性能。典型油电混合动力汽车的主要组成包括发动机、电动机和电池。
混合动力专用发动机是指专门设计开发用于混合动力的内燃机。专用发动机的使用能进一步降低混合动力的能量损耗，降低能量管理策略的调控难度，对于提升整个系统综合效率具有重要意义。汽油机因升功率高、结构紧凑、振动噪声低、无须复杂的排放后处理系统和高压燃油喷射系统，整机成本低，更适合作为乘用车混合动力专用发动机。混合动力专用发动机与常规车用汽油机的差异主要体现在以下几方面：
引入电池、电机和电控（三电）系统后，汽油机的转速、负荷与车辆运行参数间实现部分或全部解耦，工作点更加灵活，结合能量管理优化策略，专用汽油机的工况点处于高效区内或在最佳效率运行线工作。这与常规汽油机在全工况平面尤其在中小负荷区运行有较大差别。
混合动力专用汽油机对动力性的要求降低（由电机补偿），开发目标重点转向燃油经济性，可以采用一些牺牲动力性的更高效节能技术，如阿特金森/米勒循环、超稀薄燃烧、冷却废气再循环等，在宽高效区中实现更高的峰值效率，即“高原出高峰”。
窄域高效运行降低了汽油机对复杂可变技术的需求，在采用必要的可变气门调节的基础上，其他可变机构如可变几何压缩比（VCR）、可变进气歧管长度（VIM）、可变几何涡轮喷嘴（VGT）等可被省去，在机械机构与装置设计方面实现精简，从而降低整机成本。
安装空间受限与更加频繁的起停，要求混合动力专用汽油机具有更低的起动惯量和更紧凑的结构设计，并且对专用发动机的振动噪声性能提出了更高要求。
混合动力汽车可以采用直流电动机、交流感应电动机、永磁电动机和开关磁阻电动机等。随着混合动力汽车的发展，直流电动机已经很少采用，多数采用了感应电动机和永磁电动机，开关磁阻电动机应用也得到重视，还可以采用特种电动机为混合动力汽车的驱动电动机。采用不同的电动机就可以组成不同的混合动力汽车。
混合动力汽车可以采用各种不同的蓄电池、燃料电池、储能器和超级电容器等作为辅助能源，一般电池是作为混合动力汽车的常用辅助能源，只有在混合动力汽车用电动机起动发动机或电动机辅助驱动时才使用。
混合动力汽车控制技术是对内燃机驱动系统和电动机驱动系统实现双重控制。发动机与电动机的动力系统应进行最有效的组合和实现最佳匹配，发动机和驱动系统、电动机和驱动系统都能具有高效率，能够回收再生制动能量，延长混合动力汽车的行驶里程，改进混合动力汽车的节能性。在操纵装置和操纵方法上继承或沿用内燃机汽车主要的操纵装置和操纵方法以适应驾驶员的操作习惯，使操作简单化和规范化。在整车控制系统中，采用全自动机电一体化控制系统，达到安全、可靠、节能、环保和灵活的目的。
混合动力汽车控制系统主要包括有：
(1)控制系统，由操纵装置、中央控制器和各种控制模块共同组成。
(2)发动机和驱动系统、发动机和发动机驱动系统的控制系统。
(3)电动机和驱动系统、电动机和电动机驱动系统的控制系统。
(4)信号反馈及检测装置，包括各电量检测装置、显示装置和自诊断系统等。
根据混合动力驱动的联结方式，一般把混合动力汽车分为4类：
主要由发动机、发电机、驱动电机等三大动力总成用串联方式组成了混合动力系统。发动机驱动发电机发电，电能通过控制器输送到电池或电动机，由电动机通过变速机构驱动汽车。小负荷时由电池驱动电动机进而驱动车轮，大负荷时由发动机带动发电机发电驱动电动机。串联式结构适用于城市内频繁起步和低速运行工况，可以将发动机调整在最佳工况点附近稳定运转，通过调整电池和电动机的输出来达到调整车速的目的，使发动机避免了息速和低速运转的工况，从而提高了发动机的效率，减少了废气排放。串联式结构的不足：发动机的输出需全部转化为电能，再变为驱动汽车的机械能由于机电能量转换和电池充放点的效率较低，使得燃油能量的利用率比较低。
联式装置的发动机和电动机共同驱动汽车，发动机与电动机分属两套系统，可以分别独立地向汽车传动系统提供扭矩，在不同的路面上既可以共同驱动又可以单独驱动。当汽车加速爬坡时，电动机和发动机能够同时向传动机构提供动力，一旦汽车车速达到巡航速度，汽车将仅仅依靠发动机维持该速度。电动机既可以作电动机又可以作发电机使用，又称为电动一发电机组。由于没有单独的发电机，发动机可以直接通过传动机构驱动车轮，这种装置更接近传统的汽车驱动系统，机械效率损耗与普通汽车差不多，因此得到比较广泛的应用。并联式驱动系统最适合于汽车在城市间公路和高速公路上稳定行驶的工况。由于并联式驱动系统的发动机工况要受汽车行驶工况的影响，因此不适于汽车行驶工况变化较多、较大的路况。
综合了串联式和并联式的结构而组成的电动汽车，主要由发动机、电动-发电机和驱动电机三大动力总成组成。根据助力装置不同，它又分为发动机为主和电动机为主两种。以发动机为主的形式中，发动机作为主动力源，电动机为辅助动力源:以电动机为主的形式中，发动机作为辅助动力源，电动机为主动力源。
插电式混合动力汽车是一种介于串联式混合动力汽车和纯电动汽车之间的汽车，电池相对比较大，可以外部充电，可以用纯电动模式行驶，电池电量耗尽后再以混合动力模式（以内燃机为主）行驶，并适时向电池充电。
中国汽车工业协会数据显示，2022年中国插电式混动汽车销量为151.8万辆，增速达150%，远高于纯电动汽车增速。2022年，电动车销量超过了1000万辆，中国再次成为领跑者，其电动车销量约占全球电动车销量的60%。全球范围内超过一半的电动车现在在中国上路，目前已经超过了2025年新能源汽车的销量目标。欧洲是第二大市场，2022年电动车销量增长了15%以上，这意味着每五辆车中就有超过一辆是电动车。作为第三大市场的美国，2022年电动车销量增长了55%，销售占比达到了8%。
油电混合车已经成为了汽车行业的主流趋势。它们将传统的燃油发动机和电动机结合在一起，以提高燃油效率和减少排放。随着技术的不断进步和成本的逐渐降低，混合动力车的销量和市场份额在未来几年内有望继续增长，特别是在具有严格的排放法规的地区。纯电动车是另一种主要的趋势，它们完全依靠电力来驱动。随着电池技术的不断改进和成本的逐渐降低，电动汽车的续航里程和充电速度已经得到了显著提高，这也使得纯电动车在城市和短途出行方面越来越受欢迎。
2020年由工信部装备工业一司指导，中国汽车工程学会牵头组织编制的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》提出，到2035年，汽车产业要实现电动化转型，传统能源动力乘用车全部为混合动力，新能源汽车成为主流，节能汽车与新能源汽车销量将各占50%。
2023年，中国新能源汽车从政策驱动阶段跨入市场化驱动新阶段。主要表现在，混合动力汽车，即燃油动力与电力混合驱动的汽车，成为增长最快的细分市场。销售数据显示，2023年第一季度，中国混合动力汽车市场销量43.3万辆，同比增长74.1%。新能源汽车多元技术路线将成为“新常态”。里斯咨询发布的《全球新能源汽车品类趋势研究报告》认为，从长期发展来看，插电式混动汽车在颠覆燃油车的意义和作用上会受到纯电动汽车的挑战，形成与纯电动汽车“动态共存”的竞争态势。
根据公安部数据，截至2023年9月底，全国汽车保有量达到3.3亿辆，新能源汽车1821万辆，占汽车保有量的5.5%。前三季度，全国新注册登记汽车1817万辆，同比增长4.4%；新能源汽车新注册登记519.8万辆，同比增长40%，占汽车新注册登记量的28.6%。尽管在保有量上还远不及燃油车，但新能源汽车在新注册登记量上的占比逐渐接近三分之一的现阶段，就由于电动车规模迅速扩大、新能源车的成本仍高于燃油车，以及规模增长所带来的充电难等因素，迎来了新能源革命阵痛期。
从长期发展来看，汽车电动化是必然趋势，但在相当长的时间里，油电双行无疑是必经阶段。转型所遇到的一系列问题都令行业不得不反复思考，如何在现阶段寻求具有可持续性、发展性、系统性以及实用性的发展道路，从而实现更为长远的转型与升级。
混合动力.中国大百科全书.2023-12-08
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