現(xiàn)在市場(chǎng)上的混合動(dòng)力汽車分為兩種類型，一種是插電的，需要外接電源來(lái)給動(dòng)力電池充電，然后汽車在行駛中優(yōu)先使用動(dòng)力電池的電能驅(qū)動(dòng)汽車，電能消耗殆盡之后再啟動(dòng)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車，這種混合動(dòng)力汽車稱為PHEV，很多國(guó)產(chǎn)的混合動(dòng)力汽車都采用這種模式；另一種是不需要插電的，汽車在行駛中發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，通過(guò)一個(gè)發(fā)電機(jī)給動(dòng)力電池充電，然后由動(dòng)力電池驅(qū)動(dòng)汽車，特殊情況下可發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)汽車，這種混合動(dòng)力汽車稱為HEV，典型代表是豐田的THS系統(tǒng)，比如卡羅拉/雷凌混動(dòng)、凱美瑞混動(dòng)、雷克薩斯混動(dòng)等，本田的i-MMD系統(tǒng)，比如雅閣混動(dòng)、CRV混動(dòng)等；通用的Vortec系統(tǒng)等。
研制混合動(dòng)力汽車的目的就是為了省油。對(duì)于PHEV大家很好理解，有外接電源補(bǔ)充能量，自然就省油了。但是對(duì)于HEV很多人卻心存顧慮，有個(gè)特別不能理解的點(diǎn)就是：這種車型沒(méi)有外界能量補(bǔ)充，所有的能量來(lái)源都是燃油發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒汽油驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)給動(dòng)力電池充電，然后動(dòng)力電池再給電動(dòng)機(jī)提供電能，驅(qū)動(dòng)汽車行駛。在這種模式下，發(fā)動(dòng)機(jī)的能量轉(zhuǎn)換了幾次才提供給汽車，這個(gè)過(guò)程中必然會(huì)有能量損耗，這種情況應(yīng)該比燃油發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)汽車更費(fèi)油才對(duì)，可是為什么會(huì)說(shuō)混合動(dòng)力汽車省油呢？這也不符合能量守恒定律啊？
但事實(shí)卻是：這種混合動(dòng)力汽車更省油，我們以同級(jí)別的車型為例來(lái)對(duì)比，卡羅拉1.2T燃油版百公里油耗是5.6升，而卡羅拉混動(dòng)版百公里油耗是4.1升；凱美瑞2.5燃油版百公里油耗是6升，混動(dòng)版是4.1升；本田雅閣1.5T燃油版百公里油耗是6升，混動(dòng)版是4.2升；本田CRV2.5燃油版百公里油耗是6.6升，混動(dòng)版是4.8升；其它的混合動(dòng)力車型與此類似，都是混動(dòng)版百公里油耗大大低于燃油版。
這究竟是為什么呢？難道能量守恒定律在這里失效了嗎？其實(shí)并不是，混合動(dòng)力汽車之所以更省油，最根本的原因就在于：發(fā)動(dòng)機(jī)只要工作，就一直工作在最經(jīng)濟(jì)的工作區(qū)間。而普通的燃油版發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常在非經(jīng)濟(jì)區(qū)間運(yùn)轉(zhuǎn)，很大一部分油耗被白白浪費(fèi)掉了。
下面我們來(lái)詳細(xì)的分析一下這個(gè)問(wèn)題。
大家知道，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率其實(shí)是非常低的。普通的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，最高熱效率一般只有37%左右，柴油機(jī)熱效率能高一些，大約在40%左右。目前汽油機(jī)熱效率最高的是豐田公司旗下的一款發(fā)動(dòng)機(jī)，熱效率可以達(dá)到41%。
不過(guò)大家必須明確一點(diǎn)，那就是發(fā)動(dòng)機(jī)并不是時(shí)時(shí)刻刻都處于最高熱效率區(qū)間工作的。在絕大多數(shù)的時(shí)候，發(fā)動(dòng)機(jī)都是工作在不經(jīng)濟(jì)區(qū)間的，比如城市擁堵路況、低速蠕行、頻繁的起步停車、超高速行駛等，在這些路況條件下，平均熱效率一般只有25%左右。大量的燃油實(shí)際上并沒(méi)有用來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車，而是以熱能的形式浪費(fèi)掉了。
有人說(shuō)那為什么不能讓發(fā)動(dòng)機(jī)始終工作在最經(jīng)濟(jì)的區(qū)間呢？這主要是因?yàn)椋囋谛旭傔^(guò)程中，路況是千變?nèi)f化的，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力需求也是隨時(shí)變化的，這就需要發(fā)動(dòng)機(jī)隨時(shí)調(diào)整動(dòng)力輸出，以滿足汽車行駛的需要。如果想要讓發(fā)動(dòng)機(jī)始終工作在最佳的經(jīng)濟(jì)區(qū)間，必須有一個(gè)絕對(duì)理想的變速箱，能夠隨時(shí)調(diào)整傳動(dòng)比，不論車輪轉(zhuǎn)速如何變化，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速都不變。但是很遺憾，這樣的變速箱，目前還沒(méi)有，即使在可以預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，這種變速箱也很難制造出來(lái)，不論是結(jié)構(gòu)、成本還是體積、重量都很難在汽車上應(yīng)用。目前最接近于這種結(jié)構(gòu)的其實(shí)是CVT變速箱，它可以隨時(shí)調(diào)整傳動(dòng)比，這也是很多CVT變速箱更省油的原因之一。但是CVT變速箱調(diào)整范圍有限，超過(guò)一定范圍，還是需要發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整轉(zhuǎn)速。此外，它的傳動(dòng)效率也不夠高，很多能量在傳遞過(guò)程中流失了。
而混合動(dòng)力汽車，就可以做到讓發(fā)動(dòng)機(jī)始終工作在最經(jīng)濟(jì)的工作區(qū)間。這主要是因?yàn)?，在混合?dòng)力汽車上，有動(dòng)力電池這個(gè)“蓄水池”，它事實(shí)上起到了一個(gè)理想變速箱的作用。當(dāng)外界阻力小于發(fā)動(dòng)機(jī)輸出動(dòng)力的時(shí)候，多余的動(dòng)力以電能的形式存儲(chǔ)在動(dòng)力電池中；當(dāng)外界阻力大于發(fā)動(dòng)機(jī)輸出動(dòng)力時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)與動(dòng)力電池共同驅(qū)動(dòng)汽車，發(fā)動(dòng)機(jī)還是處于理想工作狀態(tài)，不足的能量由動(dòng)力電池補(bǔ)充；而在最不經(jīng)濟(jì)的走走停停、低速蠕行的路況下行駛時(shí)，干脆直接關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，只讓動(dòng)力電池驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作。這樣，只要發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，就一直工作在最經(jīng)濟(jì)、熱效率最高的工作區(qū)間，油耗自然就降下來(lái)了。
比如某款車型，它的燃油版在綜合路況下行駛一百公里，消耗了6升汽油，綜合熱效率為25%，那么這段路實(shí)際需要的燃油量是6×25%=1.5（升）。如果是混動(dòng)版車型，它的發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率始終在40%，電能轉(zhuǎn)化效率是95%，那么它需要消耗的燃油是1.5÷40%÷95=3.95（升）。這就是混合動(dòng)力汽車比燃油車更省油的根本原因。
此外，一般混合動(dòng)力汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)并不直接驅(qū)動(dòng)汽車行駛，所以它的發(fā)動(dòng)機(jī)可以采用熱效率更高的阿特金森循環(huán)方式運(yùn)行，也可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)排量，使用摩擦阻力更小的三缸發(fā)動(dòng)機(jī)，等等。由于汽車絕大多數(shù)工況下需要的功率并不高，所以發(fā)動(dòng)機(jī)也不用做得很大，功率也不用調(diào)得很高，不足的能量用動(dòng)力電池來(lái)補(bǔ)充就好了，而普通的燃油版就沒(méi)有這樣的優(yōu)勢(shì)。
比如有一款混合動(dòng)力汽車，是一款中型SUV，但是只搭載了一臺(tái)1.2T的三缸發(fā)動(dòng)機(jī)。經(jīng)常有人詢問(wèn)，這么大的車，用這么小的發(fā)動(dòng)機(jī)帶的動(dòng)嗎？其實(shí)這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)根本不是用來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車的，而是用來(lái)發(fā)電的，只要?jiǎng)恿﹄姵刈銐蛴?，汽車的?dòng)力性就能夠得到保證。而同樣級(jí)別的燃油版車型，發(fā)動(dòng)機(jī)至少是2.0T的，這也是混合動(dòng)力汽車更省油的另一個(gè)不可忽視的因素。
不過(guò)混合動(dòng)力汽車最適合的行駛路況是城市擁堵路況，在這種情況下發(fā)動(dòng)機(jī)很少啟動(dòng)，絕大多數(shù)時(shí)間都是由電力驅(qū)動(dòng)，節(jié)油效果是非常明顯的。但是如果在暢通路況下，比如城郊工況，高速工況等，燃油版車型的發(fā)動(dòng)機(jī)也可以在最經(jīng)濟(jì)的工作區(qū)間運(yùn)行，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率差不多，它的節(jié)油效果就不那么明顯了。此外，大家還有算一筆經(jīng)濟(jì)賬，那就是混合動(dòng)力汽車在購(gòu)買時(shí)比燃油版的價(jià)格更高，這個(gè)差價(jià)需要多少汽油才能彌補(bǔ)回來(lái)，你要根據(jù)自己的駕駛習(xí)慣計(jì)算一下。還有二手車的保值率問(wèn)題，一般這種混合動(dòng)力汽車都不保值，在出售時(shí)會(huì)打很大的折扣，這一點(diǎn)也要有心理準(zhǔn)備。如果你買這款車要使用很長(zhǎng)時(shí)間，并且行駛的里程較長(zhǎng)，行駛的路況較為擁堵，購(gòu)買這種混合動(dòng)力汽車還是值得的，不需要充電，只要正常加油就可以了，也沒(méi)有里程焦慮癥，就目前來(lái)說(shuō)，這是最合理的一種油電混合方式，個(gè)人還是非常推薦的。
