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混合动力汽车的发展史
作者: 阅读: 日期:2018-04-09

纵观世界混合动力的发展,其实实际的发展道路很曲折,因为受到的外界因素太多,有时候并不能给到混合动力的足够发展空间,但终究目前混合动力的发展已经到了百花争鸣的时代,今天我们就来聊聊混合动力的发展。

1、世界混合动力发展历程

说到混合动力的发展过程,其实并不只是最近几十年开始兴旺的。

1900年,斐迪南·保时捷研制成了第一辆混合动力汽车的原型Semper Vivus,后来虽然很多汽车设计师都投入到了混合动力汽车的研发中,但是由于售价、续航里程、整车重量、体积多方面原因,那个时代并没有多少人真正使用混合动力,混合动力汽车也因此陷入了发展桎梏期。。(Semper Vivus在当时售价极为昂贵,比同期奔驰豪华车型还要贵出2.5倍左右。)

在汽车工业发展之初,使用混合动力仅仅是出于“使用汽油引擎为电动机充电”这样一个简单的想法,然而这个想法在之后的几十年里不断演绎,并成为了汽车工业中浓墨重彩的一笔。

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作为世界上第一辆混合动力车型,Semper Vivus采用了串联式混合动力,它用汽油机为发电机提供能量,使用两个前轮轮毂电机驱动车辆行驶。现如今,许多混动车型依旧延续了这样的混动结构,例如雪佛兰Volt沃蓝达)。到了后期,Semper Vivus还出现了以蓄电池为动力源的纯电动型号,和装备4个轮毂电机的四驱车型。要知道,轮毂电机现在还大都出现在电动超跑或者概念车型之上,可见费迪南德在汽车发展史上的影响力究竟有多大。

在混合动力发展史中,我们还必须记住另外一个名字“亨利•皮珀”。作为一名德国工程师和发明家,他在1902年发明了并联式混合动力,而在后期研发中,他还开发出早期的电池动力管理系统。

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1904年美国的电动汽车公司就达到了67家,年产量达到了4000多辆,这个时候电动车依旧是汽车市场很重要的一员。

然而,没过几年,福特Model T搭载了电动机启动系统,比起当时起动还要预热20分钟的电动车更加好用,于是人们开始放弃电动车,Model T当年销量就达到182809辆,从此开始发动机就成为了汽车的主要动力来源。

到了1915年,因为未受到第一次世界大战战火的影响,在北美这块“新大陆”之上,一家极为超前的新兴汽车制造商Owen Magnetic出现在人们视野中。这是一家专门生产混合动力汽车的公司,在1915年的纽约车展之上,Owen Magnetic生产的6缸混合动力车型首次发布,并且当时Owen Magnetic公司为了迅速提升品牌知名度,寻找了许多国际知名人士为其代言,所以在这些车型购买者中,不乏一些知名明星。通过这样的手法,Owen Magnetic公司迅速变得广为人知。

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其实相对于燃油车型,混合动力在当时基本没有任何优势,油价偏低、概念超前,特别是混动车型售价昂贵,受众群体极为有限,这都导致了混动技术停滞不前。加之两次世界大战的影响,基础工业受到严重破坏,民众流离失所,这更导致了混动技术进入了一个近40年的静默期。

直到1952年12月洛杉矶的一次光化学烟雾事件中,65岁以上的老人死亡400多人,美国政府因此意识到大气污染的危害,1966年美国国会公开倡导使用纯电汽车或者油电混合动力汽车。

在1966年,美国国会通过了一项议案,这项议案大致内容就是,为了缓解日益严重的空气污染,提倡开发和使用低油耗及纯电动车型,这就让纯电动和混动技术再一次重见天日。

1969年,美国通用汽车为了响应政府号召,推出了一款名为512系列混合动力试验车。这款车型如何和大家描述呢?就是比微型车还要小,和现在电动玩具车非常相似。512混动试验车采用后置后驱布局,搭载了一套并联式混合动力系统,在时速16km/h之内,车辆由电动机直接驱动,在16-21km/h时速之间,车辆采用油电协同工作,而在21km/h之上,车辆由汽油机单独驱动。

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人们对混合动力汽车的态度在1973年阿拉伯石油禁令之后悄悄发生了转变。这次石油危机造成了美国汽油价格的飙升,而在那个时期,近85%的美国人驾车上班。消费者对油价的关注促使汽车制造商们在之后25年时间里投入了大量的资金研发新能源技术,然而实际效果却乏善可陈。

石油危机这无疑加速了混动和纯电动技术的发展。通用在当时认为,他们可以直接跳过混动,在80年代直接进入到纯电动阶段,但这个想法过于乐观,虽然投入了大量资金,但结果却不尽人意。

后来在1977年,丰田也推出过一款混合动力概念车,这辆概念车基于丰田经典车型Supra打造,被命名为Sports 800 Hybrid。值得注意的是,Sports 800 Hybrid并不是传统意义上的混动,它采用的是燃气轮机+电动机的并联形式,理念非常超前,就算放在现在,这个概念也极具前瞻性。

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在之前混动技术发展中,都是美国车企打头阵,到了80年代,奥迪终于坐不住了,推出了基于100 Avent Quattro打造的duo试验车。

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在当时,Audi duo的技术水平已经相当成熟,在经过技术人员多轮改进后,这套混动系统已经走在了世界前列。

奥迪对于duo的改进一直持续到1997年,在基于A4 Avent的基础上,第三代duo正式量产。不幸的是,虽然duo和丰田普锐斯是同一年上市,但是它并没有被市场所接受,最终走向了停产,而普锐斯则成为了史上最成功混动车型。

反观同年上市的第一代普锐斯,刚刚发布就受到消费者的广泛好评。至今,普锐斯无疑是最成功的混动车型,可谓和奥迪duo命运殊途。

丰田在1997年在日本推出了第一代的普锐斯

在当时,丰田汽车没有企图“一步到位”的研发纯电动汽车,而是选择了“汽油-电动机混合动力”的方向。油电混合动力系统不需对现有的加油站进行升级——这大大降低了普及难度,而更重要的是,用户不需要改变使用习惯,只需和普通汽油发动机汽车一样为车辆补充汽油。

1997年丰田在日本发布第一代普锐斯,同年实现量产销售。这是世界上首批量产的混合动力汽车,环保以及合理的售价是其最大的优势。(根据美国环保署EPA公布的油耗数据,其当时的油耗为城市路况5.6升/100公里、高速公路5.7升/100公里、平均油耗5.7升/100公里)但当时在中国国内对于混合动力汽车了解的人微乎其微。

2000年左右,美国政府考虑到了各种情况(石油资源、石油企业利益等),最终干预加州政府,使其不再对纯电动车补贴,失去补贴的电动车由于成本过高,销量也一落千丈,通用此后直到2006年都没有再通过新的新能源项目。

2001年,普锐斯正式进入美国市场,因其出色的油耗表现以及可靠性,获得了联邦税收2000美元的补贴,有了强大的支持以及优秀的表现,普锐斯从此打开了美国的市场并且成为新能源车中的耀眼明星。

2004年,第二代普锐斯问世,彻底摆脱了“使用汽油引擎为电动机充电”的简单思路,其最重要革新在于发挥两种动力来源的优点并弥补各自的不足,从而大大减少油耗和废气排放。当时公布油耗仅为4.7升/百公里。(根据EPA数据显示,城市路况油耗为4.9升/100公里、高速公路5.2L/100公里、平均油耗5.1升/100公里。)两年后,第二代普锐斯正式登陆中国。在当时,中国是全球除日本外唯一一个本地化生产普锐斯的地区。

由于第二代普锐斯在美国、日本等市场的大获成功,其他汽车厂商也都积极投身于混合动力汽车的研发上来。普锐斯的两种动力来源均可单独驱动汽车行驶,属于重度混动。而使用主要动力来源可以单独驱动汽车行驶,次要动力来源无法单独驱动汽车行驶的,称为轻度混动。与此同时,其他厂商也致力于研发一些新型节油技术,例如自动启停系统和能量回收系统,前者可以在车辆静止的时候使发动机自动熄火并在需要继续行驶时快速启动,而后者可以将汽车制动时在刹车系统上的热能回收利用。这些技术也都在后来被归入混合动力技术,并且带动了混合动力技术的快速发展。

看着丰田混合动力在美国以及世界范围内的成功,其他厂商没有办法忽略新能源这块蛋糕,于是2005年,福特在北美车展上发布了Fusion hybrid原型车,并且在2008年的洛杉矶车展上正式发布了第一代的Fusion hybrid车型(Fusion也即是国内的蒙迪欧),当时也是为数不多的混动动力车型。

2007年的北美车展上,通用展示了雪佛兰沃蓝达概念车,并且在2010年进行了量产,当时是是第一家量产出增程式混合电动车的厂家。

新能源车型的发展战场一直都是在美国,因为美国对环境要求较高,同时也对柴油车不怎么感兴趣,所以新能源车便有需求。欧洲就是偏向于柴油车,所以新能源这块其实一直没什么发展,直到德国政府在2008年喊出10年内普及100万辆插电以及纯电车型后,厂商们才陆续推出新能源车型,例如标致3008Hybrid、宝马Activybrid7等,但表现都不怎么好。不过这几年欧洲厂商在超跑上使用混动系统,例如保时捷918,、法拉利LaFerrari等。

近几年各家厂商都对自家的混动系统做了进化,福特的第二代Fusion hybrid、丰田的第四代Prius、通用的第二代沃蓝达等等,开启了一个混合动力百花争鸣的时代。

除了低油耗等特点,混动系统最大的优势还在于它可以提升车辆性能,性能也可以比肩大排量跑车,这就是混合动力的魅力所在。

2、国内混合动力发展历程

国内其实很早就开始关注新能源车型,早在2001年便启动了863专项计划,用于研发设计纯电、混合动力以及燃料电池车,但万事开头难,刚开始几年只是处于积累技术阶段,没有什么太大的瞩目成绩。

到了2010年,国家正式出台个人购买新能源车补贴政策,加新能源上牌指标等诱惑力巨大的政策,直接引爆了国内的新能源车市场,新能源车销量猛增。由于国家政策向插电式混合动力以及纯电汽车倾斜,普通混合动力车型国家并没有过多的优惠,所以导致国内目前自主品牌的新能源车多是插电以及纯电。

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(HEV)——(Toyota Prius)首发到2010年年底,丰田汽车全球累计销售近300万辆,约占整个70%市场份额。虽然,HEV只占全球汽车销量约3.7%的市场份额,而且未来市场上汽车仍以内燃机为主要驱动力,但是,各国政府都已经出台鼓励政策,鼓励和支持新能源汽车的发展,从亚洲近邻日本和韩国,到大洋彼岸的北美以及西欧汽车工业强国皆如此。

而国内的普通混合动力发展则是平平淡淡,因为没有财政补贴,终究因为价格过高,接收的民众也不多,当有了补贴以及新能源上牌指标后,就可以立马红起来,丰田的雷凌混动就是这么做的。

3、混合动力符合我国实际情况

我国主导发展插电以及纯电车型,虽然出发点是好的,但目前实用性依旧没有办法解决,如果说插电混合动力车型即便不充电加油还能跑的话,那么纯电车型就真的没办法了。

目前我们国家的充电设施建设还有很大的提升空间,同时,将电池充满也是需要时间的,少则几小时,多则半天,如果是公司或家里有充电桩车位的还好,如果是公司和家里都没有充电桩的话,那么每天的充电就是一大难题,首先你得找地方充电,还得把车扔在充电桩旁几小时充电。

此外,充电的电有相当一部分来自火力发电,用电量的增加无疑是加大了火力发电的需求,最终排出的废气可能还比直接烧汽油污染严重。

插电车型虽然加油就可以跑,但国内有相当一部分的厂家只是为了迎合政策,没有深入插电混动系统,采用混合动力驱动时油耗比同级普通车还要高。

这就是为什么我国目前短时间内还是需要混合动力车型过度的原因,因为混合动力能够节省更多燃料,也不增加发电负担,使用起来与普通燃油车区别不大,便利程度也比纯电车高很多。

   

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