9.2　混合动力汽车有很多种

9.2.1　同时使用发动机和电动机

电动汽车（EV）和燃料动力汽车（FCV）的未来很光明，但目前仍未广泛普及到取代汽油动力车的程度。

电动汽车（EV）有一个亟待解决的问题，即充一次电无法行驶过长的距离。而燃料动力汽车（FCV）的难点在于，价格高，但能够供给作为燃料的氢的加氢站还不够完备。

因此，混合动力汽车普及开来了。它不仅使用了电动机，还解决了电动汽车和混合动力汽车无法解决的难题。由于是同时使用发动机和电动机，因此就用了表示混合、混种等意思的单词——Hybrid。

汽车从静止到发动时需要的能量最大，无论是汽油动力车、电动汽车（EV）还是燃料动力汽车（FCV）都是如此。使重达1吨的重物开始运动，是需要很大能量的。

在需要如此之大的能量时，电动机发挥的作用最大。就像我在第8章中讲到的一样，如果电动机的电功率足够大，那么它随时都能产生很大的扭矩。如果不大幅加快发动机的转速，发动机就无法产生很大的力。因此，为了能利用齿轮将很小的力增大，就需要使用用于发动汽车的、齿轮比较大的变速器。

混合动力汽车同时拥有发动机和电动机，发动时使用能产生很大力量的电动机，发动后再使用发动机。这是因为当汽车加速至发动机处于能产生最大扭矩的转速时，发动机就能以效率高、油耗低的状态驱动汽车继续行驶了。

这样看来，混合动力汽车正是考虑到了发动机和电动机的优缺点，根据汽车行驶状况的变化区别使用，从而大大降低了油耗。并且，因为使用了不排放二氧化碳和有害物质的电动机，混合动力汽车还有利于环境保护。

而且，混合动力汽车无需充电。当需要给车载的启动电动机的蓄电池充电时，可以使用发动机的动力，或者利用汽车减速时作为发电机发挥作用的再生功能。这里的再生功能与我在第8章中讲到的电动汽车的再生功能是相同的。在接下来讲解混合动力汽车的种类时，我会介绍使用发动机的动力进行发电的结构。

9.2.2　并联式混合动力汽车和串联式混合动力汽车

之前我们是按照只有一种混合动力汽车的情况来讲解的，但实际上混合动力汽车有并联式和串联式两种。之前讲到的是并联式，通常是小型载客混合动力汽车。它发挥了发动机和电动机各自的优点，将两者同时作为驱动汽车的动力。

而串联式多用于大型公共汽车，只用电动机作为驱动汽车的动力。发动机只用于启动发电机，并利用发电机发出的电转动电动机。电动机即使转速很低也能产生很大的力，因此它适用于驱动公共汽车等笨重的汽车。并且由于启动发电机就能转动电动机，因此比起公共汽车所用的大排量的发动机，它只需使用小排量的发动机就足够了，这样一来也就降低了油耗。

小型载客混合动力汽车所用的并联式实际上还分为两种（表9.2）。第一种是除发动机和电动机之外还拥有发电机的方式；第二种是使用发动机和电动机，但没有发电机的方式。

表9.2　混合动力汽车（并联式）的两种方式
※两者都搭载了电动机和发动机。插入式混合动力汽车主要使用电动机

有无发电机	行驶时主要使用的装置	使用其他装置的情况
有	电动机	在急加速等需要助力时以及为降低油耗时使用发动机
无	发动机	在汽车发动以及超车等需要加速时使用电动机作为助力

第一种拥有发电机的混合动力汽车主要是依靠发电机行驶，发动机多在急加速时充当电动机的助力，或者保持一定的转速以降低油耗。除此之外，发动机还能作为发电机的动力，时常为蓄电池储备充足的电。因此，这种方式还被称为串联·并联式。

第二种没有发电机的串联式主要是依靠发动机的驱动力来行驶，电动机仅在发动机力量不足的情况下发挥作用。例如在汽车发动或超车等情况下因加速而需要更大的力时，电动机就可以作为发动机的助力发挥作用。

图9.2所展示的就是混合动力汽车有发电机和无发动机两者情况下的不同。在汽车静止处于空转状态时，两者并无差别。在接下来汽车发动时，两者的不同就显现出来了。拥有发电机的汽车仅靠电动机就可以行驶，而没有发电机的汽车则需要先启动发动机，依靠发动机发动。

图9.2　混合动力汽车中发动机和电动机的区别
※在有发电机的汽车和没有发电机的汽车上用法不同

加速时，拥有发电机的混合动力汽车主要使用电动机，发动机仅起到辅助作用。而没有发电机的混合动力汽车则主要使用发动机，电动机起到辅助作用。

低中速行驶时两者都是依靠的都是电动机。但当没有发电机的汽车蓄电池电力不足时，就不得不依靠发动机行驶。拥有发电机的混合动力汽车在蓄电池电力不足时也需要启动发动机，但启动发动机也是为了发电，因此归根结底都是以电动机为主要动力。

高速行驶时，拥有发电机的混合动力汽车并用电动机和发动机，而没有发电机的混合动力汽车只使用发动机。

这样看来，拥有发电机的汽车主要依靠电动机行驶，而没有发电机的汽车则多依赖发动机行驶。

9.2.3　接近电动汽车的插入式混合动力汽车

在上一节中我们了解了装有发电机、主要依靠电动机行驶的并联式混合动力汽车。如果从这一点出发，对主要使用电动机这一方面进行一些延伸，再多增加一些蓄电池，是否能设计出在短距离内像电动汽车（EV）一样只依靠电动机行驶的汽车呢？插入式混合动力汽车就是这样的汽车。

所谓插入式，就相当于将插头插入插座，即依靠充电行驶的混合动力汽车。通过搭载更多的充好电的蓄电池，即使行驶的距离不像电动汽车（EV）那样长，也能够仅仅依靠电动机开车去附近买东西。

这种想法的产生正是基于我在讲解电动汽车（EV）时所介绍的蓄电池性能的提高。如果使用高性能的小型锂离子电池，即使不大幅增加车载蓄电池的数量，也能延长依靠电动机行驶的距离。

但想要使插入式混合动力汽车只依靠电动机就能行驶像电动汽车（EV）那样的长距离是不太可能的，而且希望依靠电动机能行驶几十km的想法也不现实。由于插入式混合动力汽车所搭载的蓄电池数量少于电动汽车（EV），因此长距离行驶时可以给汽车加满油，依靠发动机来行驶。而电动汽车（EV）耗尽电量时必须充电，如此说来，插入式混合动力汽车无需面临电动汽车（EV）的这种麻烦和不安，随时都可以出行。

插入式混合动力汽车的原型仍是混合动力汽车，只是增加了蓄电池的数量并延长了只依靠电动机行驶的距离，因此两者的结构并无二致。插入式混合动力汽车是在混合动力汽车的基础上研发的，诞生于2010年。