混合动力的技术秘密 | 解码

　　近年来，新能源动力成为了汽车行业的宠儿。在国家的大力支持下，新能源动力大干快上，取得不小的成绩。

　　新能源动力中的混合动力是一种技术含量较高的产品，那么这类产品有哪些技术秘密呢?

　　混合动力的技术起源

　　1876年，德国工程师尼古拉斯·奥托率先发明了使用四冲程循环的内燃机原型机，但是最初的发动机热效率和动力性很低，如何提高工作效率压榨更多动力?这个问题一直困扰着工程师。

　　奥托循环示意图，分为进气、压缩、膨胀(作功)、排气四个行程

　　提升发动机工作效率最直接的方法，便是提高压缩比。这能够使燃烧更加快速、充分，以提高发动机的功率和热效率。由于当时的技术条件限制，压缩比的提升有限(过高的压缩比反而也会出现不正常燃烧现象，引起发动机过热、功率下降、油耗升高等副作用)，于是有工程师设想通过改变膨胀过程来提升工作效率。

　　英国工程师詹姆斯·阿特金森，通过增加作功时活塞行程(实现膨胀比大于压缩比)的方式，来提高发动机的功率和热效率，这种发动机循环方式被称为阿特金森循环。但是由于专利的限制无法沿用奥托发动机的机构来设计新式的阿特金森发动机，阿特金森便设计了一套复杂的连杆机构来实现此功能，然而这种连杆结构复杂且占用空间大，可靠性和稳定性低，并没有广泛应用。

　　尽管阿特金森循环未能普及，但是随着现代发动机对于经济性和热效率的要求越来越高，阿特金森循环又被重新应用。为进一步提升发动机的热效率，进而提升经济性，新的阿特金森发动机舍弃了复杂的连杆设计，通过进气门延时关闭在压缩行程排出一部分混合气，利用减小实际压缩比的方式，达到膨胀比大于压缩比的效果。类似于同样的子弹，步枪要比手枪射程更远的道理，因为推力在步枪枪管内做功距离更长。不过由于气缸内实际燃烧的混合气较少，这种发动机存在经济性突出但低速时扭矩偏低的特点。

　　在混合动力汽车上，电动机的特点是，在低速时有非常大扭矩，完全胜任起步和加速需求，可以弥补阿特金森发动机的不足。而在中高转速下，阿特金森发动机热效率更高，可以发挥经济性优势，这两种动力协调发挥作用，因此就比传统奥托发动机的节油效果更为出色。

　　混合动力的技术亮点

　　随着石油资源的日益枯竭，人们对汽车能源方面的创新越来越重视，汽车发动机更注重节能环保，同时，汽车生产商也在尝试使用电能等新能源来取代传统的汽油动力。而混合动力车型既可以有效减少油耗降低污染，又可以为新能源的应用进行技术积累，使其作为一种过渡形式受到厂商的重视。

　　混合动力汽车按照动力的混合关系：分为串联式、并联式和混联式。串联式混合动力汽车在行驶过程中，可以直接使用电动机驱动汽车，电池电量不足时由发动机带动发电机发电来驱动车辆并为蓄电池充电，发动机不直接参与驱动车辆。并联式混合动力汽车则有两套独立的动力系统，发动机和电动机均可以独立驱动车辆，同时也可以共同工作。混联式混合动力汽车兼备了串联式和并联式混合动力汽车的功能，节能效果更好，相对结构也更复杂。

　　玉柴插电式混合动力拥有并联和混联两种技术路线

　　近年来，在国家政策的大力扶持之下，节能与新能源客车获得了迅猛发展，特别是插电式混合动力和纯电动客车已日渐成为趋势。玉柴二代插电式并联混合动力系统的节油率超过40%。据了解，玉柴即将推出的三代插电式并联混合动力系统的电机功率可以达到130千瓦，节油率超过50%;插电式混联混合动力系统则采用双电机系统，电机功率可以达到150千瓦，节油率超过50%;纯电动系统电机功率可达250千瓦，最小电耗小于0.3Ekg。