HEV(HybridElectricVehicle)-Hybrid油電混合車與EV(ElectricVehicle)電動車屬于現(xiàn)行GreenCar發(fā)展的兩大潮流。如果您深入研究就會發(fā)現(xiàn)，依照設計理念與結構上的差異，其實HEV與EV各自還能細分出不同的種類。本篇就要為您整理車用Hybrid油電混合動力系統(tǒng)與EV電動車系統(tǒng)目前的種類與未來發(fā)展趨勢，以及介紹目前ToyotaGreenCar家族採用之系統(tǒng)。

HEV-Hybrid油電混合車的基本架構就是發(fā)動機+電動機兩種動力系統(tǒng)，再加上控制模組、電池組等。而單就動力系統(tǒng)的搭配方式，還可分成(1)串聯(lián)式、(2)并聯(lián)式、(3)串并聯(lián)式三種型式。

Hybrid油電動力系統(tǒng)分類方式一：串聯(lián)式

串聯(lián)式Hybrid(Serieshybrid)–主要以電動機驅(qū)動車輛，發(fā)動機僅作為發(fā)電、充電用。

串聯(lián)式Hybrid設計，主要是以電動機驅(qū)動車輛，而發(fā)動機的功率通常比電動機還小，因此僅用于帶動發(fā)電機發(fā)電，一邊供應電動機運轉(zhuǎn)所需電力，一邊為電池組充電。這樣的設計，其實較接近EV電動車的基礎，只是比EV電動車多了隨車的發(fā)電機組(發(fā)動機)。

串聯(lián)式Hybrid車款，由于僅以電動機驅(qū)動，因此其電動機規(guī)格功率較高、較大型。此設計的好處是，控制驅(qū)動力的方式比較簡單，如同電動車一般只要控制電流大小即可，也不需要如傳統(tǒng)發(fā)動機車款需配備變速箱。另一個優(yōu)點則是發(fā)動機僅負責穩(wěn)定運轉(zhuǎn)發(fā)電，因此較容易控制其排污程度，而發(fā)動機配置位置也較彈性。

至于串聯(lián)式Hybrid設計的缺點，則是發(fā)動機僅用于發(fā)電、充電，能量利用效率較低，對車輛性能沒有任何幫助。串聯(lián)式Hybrid設計目前多用于大型車輛，如Hybrid公車。

Hybrid油電動力系統(tǒng)分類方式一：并聯(lián)式

并聯(lián)式Hybrid(Parallelhybrid)–發(fā)動機與電動機直接連接，發(fā)動機為主驅(qū)動力，電動機為輔。

并聯(lián)式Hybrid設計特點在于發(fā)動機與電動機直接連結，動力輸出在同一個軸。例如本田Insight與奔馳S400Hybrid車型皆採此設計。

這樣的設計中，發(fā)動機為主要驅(qū)動車輛的動力系統(tǒng)，電動機則屬于輔助性質(zhì)。例如奔馳S400Hybrid車型在發(fā)動機與變速箱中間，增加一個碟型電動機(薄型電動機)，在需要時，控制系統(tǒng)才會啟動電動機提供額外動力，或是利用此電動機進行剎車動能回收電力，為電池組充電。

由于電動機僅屬輔助地位，因此多為小功率、小型化電動機，電動機兼具發(fā)電機。

并聯(lián)式Hybrid以傳統(tǒng)發(fā)動機作為帶動車輛的主要動力來源，電動機則屬于輔助性質(zhì)，

這種Hybrid型式僅屬于輕度Hybrid，對于車輛性能的提升并無多大助益。

并聯(lián)式Hybrid設計是以傳統(tǒng)發(fā)動機的動力系統(tǒng)為主，優(yōu)點是僅在發(fā)動機與變速箱中間加上碟型電動機，機械結構更動不大，也較容易實現(xiàn)。電動機的加入，可提升一些舒適性(例如寧靜度)，但是缺點則是，電動機并未能提供更多的動力輔助，對提升性能的助益有限，屬于MildHybrid中度Hybrid的設計。文后會再深入介紹Hybrid的程度之分。

使用并聯(lián)式Hybrid設計的Hybrid車款包括HondaInsight、M.BenzS400h。

Hybrid油電動力系統(tǒng)分類方式一：串并聯(lián)

串并聯(lián)式Hybrid(SeriesParallelhybrid)–Toyota集團旗下Hybrid車款皆採此一設計。

由于Toyota集團Hybrid車型皆為串并聯(lián)式Hybrid設計，加上它們的Hybrid車型最多、全球銷量最大，因此我們?nèi)鐚⒋⒙?lián)式Hybrid設計視為市場主流，一點也不為過。

以全球銷售量最大的Hybrid車款─ToyotaPrius為例，它所採用的那套THS(ToyotaHybridSystem)系統(tǒng)，利用行星齒輪機構，連接發(fā)動機、一號馬達兼發(fā)電機(MG1)、二號馬達兼發(fā)電機(MG2)三個動力系統(tǒng)，并依據(jù)精密的PCU控制系統(tǒng)來協(xié)調(diào)這三個動力來源，更有效率地驅(qū)動車輛。

串并聯(lián)式Hybrid設計為Toyota集團Hybrid車款廣泛使用，可說是市場最主流、影響力也最大的Hybrid技術。

此Hybrid設計較為復雜，但能在節(jié)能與性能提升上有明顯的助益。

由于組成此Hybrid系統(tǒng)的動力源多達三個，而且電動機還要視情況在驅(qū)動車輛的馬達或是為電池組充電的發(fā)電機這二個角色中頻繁切換，因此可想而知，最大的挑戰(zhàn)在于其PCU控制系統(tǒng)能否勝任，否則將是個災難。

在Prius車型上，三個動力源都不是只有單一功能。

●發(fā)動機：驅(qū)動車輛，同時也帶動MG1。

●一號電動機兼發(fā)電機(MG1)：發(fā)動機啟動電動機、為電池組充電、提供額外驅(qū)動力。

●二號電動機兼發(fā)電機(MG2)：提供純電動行駛模式驅(qū)動力、加速輔助動力、作為剎車動能回收的發(fā)電機，可讓能量再生。

HS(ToyotaHybridSystem)運轉(zhuǎn)模式

1.起步或低負載行駛時；

2.一般行駛狀態(tài)；

3.全油門加速；

4.減速或剎車；

串并聯(lián)式Hybrid設計同時具備串聯(lián)式和并聯(lián)式兩者的優(yōu)點，可兼顧節(jié)能表現(xiàn)與性能表現(xiàn)。但是由于系統(tǒng)較為復雜，因此技術門檻也高。

這三張圖片除了清楚標示THS系統(tǒng)串并聯(lián)Hybrid型式，以一具發(fā)動機搭配兩具馬達的配置之外，

還能看出發(fā)動機與前后馬達的動力輸出狀態(tài)，視行車狀況而隨時改變，非常復雜又精妙。

雖然Toyota集團旗下Hybrid車型都採用串并聯(lián)式Hybrid系統(tǒng)，但是工程師要將Hybrid技術運用在不同車款時，仍會依車款特性進行個別開發(fā)，以求達到最佳效果，因此結構與復雜度仍有差異。

Hybrid油電動力系統(tǒng)分類方式二：重度Hybrid

前文所述的并聯(lián)式、串聯(lián)式與串并聯(lián)式Hybrid，其實常常讓人感到迷惑難懂。事實上，還有另一種依照Hybrid程度來區(qū)分混合動力系統(tǒng)的分類方法，我們這就為您介紹。

您應該聽過人們說「中度Hybrid」、「重度Hybrid」？這又是如何區(qū)分「輕」、「中」、「重」程度的呢？很簡單，關鍵就在于電動機扮演角色的輕重。

重度Hybrid(FullHybrid)代表車型：LexusLS600hL

Toyota集團如今位居全球HEV油電混合動力車款領域的龍頭，除了它起步得早，早在1997年就勇于推出量產(chǎn)化Hybrid車款-Prius進入市場，因此累積了許多寶貴經(jīng)驗，集團的Hybrid技術也在不斷地改進下，發(fā)展出極高的成熟性。

Toyota集團旗艦豪華房車LexusLS600hL屬于重度Hybrid設計(串并聯(lián)Hybrid)，以5.0升

V8發(fā)動機搭配高功率電動機，可發(fā)揮總和約430匹的最大馬力，性能媲美V12發(fā)動機車型

Prius的成功，僅是Toyota集團的第一步，它們在接下來的十年間，陸續(xù)將Hybrid技術運用在不同車款上，并依車款特性進行個別開發(fā)，以求達到最佳效果。

LS600h首度運用變速箱整合雙電動機的作法，將MG1、MG2兩具電動機配置在變速箱內(nèi)，并利用雙減速比行星齒

輪組，將發(fā)動機輸出與另一端的MG2電動機連結產(chǎn)生無段變速效果，而LS600h也從LS460的后輪驅(qū)動改成全輪驅(qū)動。

例如集團旗艦豪華房車LexusLS600hL，它必須具備優(yōu)異平順的乘坐品質(zhì)，與充沛的動力輸出，因此它的Hybrid系統(tǒng)雖然也是一具發(fā)動機搭配MG1與MG2兩具電動機(兼發(fā)電機)的組合，但設計也不同于Prius。LS600h首度運用變速箱整合雙馬達的概念。MG1主要功能為隨時啟動5.0升V8發(fā)動機，因為該車型配備發(fā)動機自動啟閉系統(tǒng)，它必須能頻繁且平順地啟動這具發(fā)動機，而在此任務之外，MG1則擔任發(fā)電機的角色。

MG2是高功率的大型電動機，是驅(qū)動車輛的主要動力源之一，最大輸出高達224匹與31公斤米的MG2與5.0升V8發(fā)動機結合，可發(fā)揮總和約430匹的最大馬力，用「如虎添翼」一詞來形容最為恰當，兩者合作帶動LS600hL逼近2.5噸的車身，可說輕松愉快，性能媲美V12發(fā)動機車型。在搭配ECVT八速手自排變速箱，靜止加速至時速100公里則有6.4秒的優(yōu)異成績。MG2同時作為煞車電能回收系統(tǒng)的發(fā)電機，還能回收剎車時的熱能轉(zhuǎn)換為電能，為鎳氫電池組充電。此外，為維持電動機的最佳工作效率，MG1與MG2二具電動機都採獨立水冷設計。

高效率鎳氫電池，額定電壓為288V。

LS600hl是「重度Hybrid」(FullHybrid)設計的最佳例證，其電動機功率大，可獨立驅(qū)動車輛，同時也對性能的提升有顯著貢獻。而其還具備純電動行駛模式，而這也是重度Hybrid車款有別于中度Hybrid車款的差異處之一。

Hybrid油電動力系統(tǒng)分類方式二：中度Hybrid

代表車型-HondaInsight與Mercedes-BenzS400LHybrid

在第一代Prius于1997年發(fā)表后二年，本田也發(fā)表了該品牌第一款Hybrid車型-Insight。兩者產(chǎn)品定位相同，但是設計理念與技術卻是告自不同的方向。

梅賽德斯奔馳S400Hybrid是屬于中度Hybrid車款，配置于發(fā)動機曲軸箱與變速箱中央的碟型電動機，

僅能提供額外的20hp作為輔助。

S400Hybrid的碟型電動機直徑325mm，厚度32mm，配置于發(fā)動機曲軸箱與變速箱中央。

Insight採用的是并聯(lián)式Hybrid設計，原廠稱其為IMA動力系統(tǒng)(IntegratedMotorAssist)。以現(xiàn)行的第2代Insight來說，以輸出動力95匹的1.3升四缸汽油發(fā)動機搭配可輸出14匹的電動機，總合動力輸出也僅有102匹。相較于採用98匹最大馬力的1.8升發(fā)動機搭配的82匹輸出電動機，總合動力輸出可達136匹的第3代Prius，兩者在動力性能上的差距，顯然就看出Prius採用屬于串并聯(lián)式Hybrid(也是重度Hybrid)所帶來的領先優(yōu)勢。

S400Hybrid因以發(fā)動機為主要動力來源，因此電池組不需要太大，

且採用體積如同一般電瓶的鋰電池即可供電動機使用。

梅賽德斯奔馳S400LHybrid是另一個採用中度Hybrid的代表車款，它的并聯(lián)式Hybrid設計，藉由一具配置于發(fā)動機曲軸箱與變速箱中央的碟型電動機(直徑325mm，厚度32mm，重量20公斤)，提供發(fā)動機動力之外，額外的20匹與16.3公斤米的輸出功率的輔助動能。它的電動機功率太小，因此并無純電動行駛功能，利用電動機來達到節(jié)能目的，或是提升一些舒適性，才是它真正的設計目標。

Hybrid油電動力系統(tǒng)分類方式二：輕度Hybrid

代表車型-SmartFortwomhd

在MicroHybrid-輕度Hybrid車款中，電動機僅扮演小小節(jié)能者的角色，好像家里頭那個會幫忙關掉沒使用的燈光的小朋友一樣。以代表車款SmartFortwomhd為例，它配備的發(fā)動機自動啟閉系統(tǒng)(Start-stopsystem)，會在停等紅綠燈時將發(fā)動機熄火，而當駕駛者的剎車松開時，又會自動啟動發(fā)動機。由于電動機對車輛的節(jié)能或性能貢獻皆有限，因此僅屬于輕度Hybrid。

EV電動車分類：純電動車

電動車顧名思義就是以電池為能源，由電動機驅(qū)動的車輛，英文為Electriccar，或Electricvehicle，簡稱EV。不過，「電動車」或「EV」都只是個通稱、泛稱，實際上，以電動機驅(qū)動的所謂電動車，還有下列幾大分類：純電動車車上僅搭載電池，作為驅(qū)動車輛唯一的能源，這樣的車款又被稱為BatteryonlyElectricVehicle，簡稱BEV，中文為純電動車。(其電池組仍須以電纜連接外部電源進行充電。)

并以租賃車方式供消費者體驗純電動車寂靜、平順、零污染的駕駛體驗。

EV電動車分類：插電式電動車

插電式電動車Plug-inHybridElectricVehicle，簡稱PHEV，它應該屬于HEV油電混合動力車的一類，同樣都具備發(fā)動機與電動機兩種動力系統(tǒng)，只是它又比HEV油電混合動力車多了一組可外接的充電插頭，可利用專屬充電器、充電站甚至是家用插座，來為車上搭載的電池組充電。在都會區(qū)通勤這樣的短程使用時，可完全以純電動模式行駛。而中長途則以發(fā)動機作為主要動力來源，電動機為輔，如同HEV油電混合動力車的運作模式。它的電池組容量比純電動車小，但比HEV還大。關于PriusPlug-in車型，下一篇「Prius家族」另有詳細介紹。

PriusPlug-in是PHEV插電式電動車的代表車型，事實上它與HEV油電混合動力車款

同樣配備電動機與發(fā)動機兩種動力系統(tǒng)，但是它主要是以電動行駛為主力訴求，

因此電池組比HEV大，純電動行駛的續(xù)航力也比HEV大。

EV電動車分類：增程發(fā)動機EV電動車

增程發(fā)動機EV可以AudiA1e-tron為代表車型，雖完全由電動機驅(qū)動車輛，但車上又配備一具小排氣量轉(zhuǎn)子發(fā)動機，專為電池組充電，由于多了這個可以「增」加行駛里「程」的設計，故稱為增程發(fā)動機電動車。

AudiA1e-tron雖為電動車，但另有一具小排氣輛轉(zhuǎn)子引擎作為充電之用，可延長行駛里程。

EV電動車分類：氫燃料電池電動車

氫燃料電池電動車使用ˋ作為動力來源的電動車，又稱為燃料電池車(Fuelcellelectricvehicle，簡稱FCEV)。氫燃料電池是以氫或含氫物質(zhì)及空氣中的氧產(chǎn)生電力，再以電力推動電動機驅(qū)動車輛。燃料電池的普及門檻在于氫氣的儲存、補充，而制造生產(chǎn)氫氣同樣需要消耗能源并產(chǎn)生碳排放。

圖為以RAV4為基礎搭載燃料電池動力系統(tǒng)的實驗車。

太陽能電動車利用日照太陽能板產(chǎn)生電力，供電動機驅(qū)動車輛?？此迫烊坏姆绞饺〉媚茉矗瑓s完全受制于天候狀況。

終極GreenCar-純電動車

純電動車具有零油耗、零污染、低噪音等優(yōu)點，被視為后石油時代的交通工具。不過，電池技術包括體積縮小化、容量極大化、快速充電技術等還待更關鍵性的突破，否則總會在重量體積過大、續(xù)航力與能源補充速度這些關卡上卡關，難以真正普及化。