1 引言
随着利比亚的一声枪响，石油供应的日趋紧缺再次引起世界的关注。当前普遍使用的燃油发动机汽车存在种种弊病，统计表明在占80%以上的道路条件下，一辆普通轿车仅利用了动力潜能的40%，在市区还会跌至25%[1]，更为严重的是排放废气污染环境。
发展新能源汽车，实现汽车动力系统的新能源化，推动传统汽车产业的战略转型，在国际上早已形成广泛共识。20世纪80年代以来， 许多发达国家纷纷投入巨资研发电动汽车，我国的“863 计划”也已明确将电动汽车作为重点攻关项目。在这种形势下，美国、日本、欧洲等发达国家和地区，不约而同地将新能源为代表的低碳产业作为国家战略选择，都希望通过新能源产业与传统汽车产业的结合，破解汽车工业能源环境制约，培育新型战略性产业，提升产业核心竞争力，发展低碳经济，实现新一轮经济增长。
虽然电动汽车具有很多优点，但是它不能取代传统的燃油动力模式，而混合动力汽车是目前新型清洁动力汽车中最具有产业化和市场化前景的车型，其发展方向是真正零排放、无污染、不消耗燃油的燃料电池车辆。在太阳能、电能等替代能源真正进入实用阶段之前，混合动力汽车因其低油耗、低排放的优势越来越受到人们的关注。
2 混合动力汽车的诞生和分类
2.1混合动力汽车的诞生
1881年，在世界第一辆燃油汽车诞生之前，法国巴黎街上就出现了世界上第一台电动汽车，它是法国工程师Gusave Trouve装配的以铅酸蓄电池为动力的三轮车。此后虽然电动汽车曾盛行一时，但由于电动汽车的蓄电池太重，充电时间长，单次充电行驶里程短，同时汽油机技术发展趋于完善，其轻便、快速、单次加油行驶里程长，燃料费低廉且价格便宜，电动车辆逐渐被燃油车取代。然而到了20世纪末，随着能源的匮乏和排放法规的日趋严格，传统燃油车的劣势又凸现出来，同时纯电动车辆的缺点仍然存在，混合动力车辆的实用化随之成为可能。20世纪末，美国人波舍就创建了“费迪南德 波舍”公司，并已开始制造油电混合汽车。1997年，丰田prius(该车名出自拉丁语，意为“超前”)开进了公司展室，成为第一辆汽电混合动力车辆。混合动力车辆可以降低交通费用和燃油损耗，减少气体污染和温室气体，是汽车、电
.1.
力拖动、电子、智能控制、计算机新能源、新材料工程技术最新成果的集成产物。
2.2混合动力汽车的分类
混合动力电动汽车是指车上装有两个以上动力源，包括有电机驱动，符合汽车道路交通、安全法规的汽车。车载动力源有多种：蓄电池、燃料电池、太阳能电池、内燃机车的发电机组，当前混合动力电动汽车一般是指内燃机车发电机，再加上蓄电池的电动汽车。 目前，混合动力汽车分为串联式混合动力汽车、并联式混合动力电动汽车、混联式（串、并联式）混合动力汽车和外接充电式（Plug-In）混合动力汽车四大类。 2.2.1串联式混合动力汽车（SHEV） 由发动机、发电机和驱动电动机三大动力总成组成，发动机、发电机和驱动电动机采用“串联”的方式组成驱动系统。串联式混合动力汽车用发动机－发电机组均衡发电，电能供应驱动电动机或动力电池组，使串联式混合动力汽车的行驶里程得到延长。其结构形式和工作原理如图2-1所示。 发动机 发电机 电动机 机械连接 电气连接
图2-1 串联驱动方式 电池组 启动、加速、爬坡工况时，发动机、电动机组和电池组共同向电动机提供电能；当电动车处于低速、滑行、怠速的工况时，则由电池组驱动电动机，当电池组缺电时则由发动机-发电机组向电池组充电。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。使发动机避免了怠速和低速运转的工况，从而提高了发动机.2.
的效率，减少了废气排放。但是它的缺点是能量几经转换，机械效率较低。 2.2.2并联式混合动力电动汽车（PHEV） 由发动机、电动/发电机或驱动电动机两大动力总成组成，发动机、电动/发电机或驱动电动机采用“并联”的方式组成驱动系统。并联式混合动力电动汽车的驱动力组合有发动机轴动力组合式、动力组合器动力组合式和驱动轮动力组合式三种不同的组合模式。其结构形式和工作原理如图2-2所示。 发动机 变速器 电动机 机械连接 电池组 电气连接 图2-2 并联驱动方式 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－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，得到比较广泛的应用。 2.2.3混联式混合动力电动汽车（PSHEV） 由上述两种混合动力汽车的结构特点组成的，是由发动机、电动/发电机和驱动电动机三大动力总成组成。并联式混合动力电动汽车的驱动力组合有动力组合器动力组合式和驱动轮动力组合式两种组合模式。混联式混合动力电动汽车兼有串联式混合动力汽车和并联式混合动力电动汽车的优点，可以组合成更多种形式的混合驱动的驱动模式。其结构形式和工作原理如图2-3所示。
它可以组合成更多种形式的混合驱动的驱动模式，发动机、电动/发电机和驱动电动机的功率可以是PSHEV总功率的1/3～1倍，车辆的整备质量可以降低，而且性
.3.
能更加完善，经济性更好，在动力性能方面接近和达到内燃机汽车的水平，有害气体的排放更少，达到“超低污染”的标准要求。 发动机 发电机 电动机 机械连接 电气连接 电池组 图2-3 混联驱动方式 2.2.4外接充电式混合动力汽车（PHEV） 它是最新的一代混合动力汽车类型，即在混合动力汽车上增加了纯电动行驶工况，并且加大了动力电池容量，使PHEV采用纯电动工况可行驶一定里程，超过该里程就启动内燃机，采用混合驱动模式[2]。 3 国外混合动力汽车的发展现状 从1995年起，包括日本丰田与美国三大汽车公司在内的世界各大汽车生产厂商陆续投入混合动力汽车的研究开发。经过多年发展，混合动力汽车在商用化、产业化进程上的发展已经较为迅速。特别是2004 年全球各大汽车制造商继续加大环保车型的开发力度，混合动力车型成为各大公司的战略重点，逐渐突破了小型车的限制越来越多的应用在中大型车上，技术竞争愈演愈烈。2010年世界汽车市场混合动力汽车销量已经超过100万辆，据预测， 2015年将在世界汽车市场占15%，2020年占25%[3]。
3.1日本混合动力汽车市场发展现状
3.1.1政府的发展规划
早在1992年，日本政府宣布将允许市场投放 20万辆电动车的计划，但是没有
.4.
实现；2001年7月，日本开展了“低公害车开发普及行动 ”，将EV /HEV列为重点开发的低公害汽车之列，并制定了专门的政策 ，以促进 EV /HEV的普及应用； 2002年2月，日本中央环境审议会大气环境领域的一个专门委员会提出了一份有关尾气排放标准的咨询提案；2009年4月1日实施新的“绿色税制”，对包括混合动力车、纯电动汽车等低排放且燃油消耗量低的车辆给予税赋优惠，一年的减税规模约为26亿美元，是现行优惠办法减税额的10倍。
为刺激消费拉动内需，日本2010年推出旧车换购新车及购买环保车补助金政策，及换购环保车减免税政策，混合动力汽车销售旺盛，5月份新车销量中，混合动力汽车共销售21601辆，约占12%，首次超过汽车总销量1成。2009年4—9月，混合动力汽车销量占汽车销售总量8.9%。其中，丰田Prius共销售11万6298辆，并连续4个月位居新车销售排行榜榜首。
日本政府2010年提出“谁控制了电池，谁就控制了电动汽车”，并组织实施国家专项计划，在2011年已经投入5亿美元用于先进动力电池技术研究。日本把发展新能源汽车作为“低碳革命”的核心内容，并计划到2020年普及包括混合动力汽车在内的“下一代汽车”达到1350万辆，为完成这一目标，日本到2020年计划开发出至少38款混合动力车、17款纯电动汽车[4]。 3.1.2丰田混合动力汽车的发展历程
1997年3月，丰田首次向外界展示其混合动力系统，这一消息在全世界引起了轰动，这代表着素来依赖燃油消耗的汽车工业即将迎来一次大革命。同年12月，丰田混合动力技术正式从实验室来到现实生活中，丰田普锐斯也成为世界上第一款量产的混合动力车型，并迅速抢占新能源汽车市常不同于长期徘徊在应用和研究中间的纯电动车，经过丰田的不懈努力，混合动力车型越来越多地投入使用，被市场广泛接受，仅至2005年10月，丰田混合动力汽车全球累计销量就已突破50万辆。
面对初步的成功，丰田并未停下脚步，而是进一步将混合动力技术延伸至高端车领域。2006年3月，丰田推出了旗下高端品牌雷克萨斯的混合动力车型GS450h。之后的一段时间里，丰田混动动力技术在继续进步发展的过程中，一直被应用于普锐斯和高端品牌雷克萨斯、皇冠旗下的部分车型，成为只有高档车才拥有的环保技术。随着丰田混合动力技术的进一步成熟，在丰田混合动力累计销量接近200万辆的时候，迎来了丰田全球畅销车型--凯美瑞的混合动力版。2010年8月，丰田汽车正式宣布，截止至2010年7月31日，丰田混合动力汽车在全球范围内的销售已经突破268万辆。
.5.