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  在混合動(dòng)力研究領(lǐng)域，油電混合一直是業(yè)內(nèi)的主要研究方向，現(xiàn)在，其部分研究成果已經(jīng)在多種汽車產(chǎn)品上得以應(yīng)用。油電混合主要是通過將電動(dòng)機(jī)和電池整合到動(dòng)力系統(tǒng)，在保持車輛性能和操控性的同時(shí)，縮小發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸，提高燃油效率，減少排放。

    與此同時(shí)，液壓混合動(dòng)力車輛則因?yàn)槠涓吖β拭芏?，即可以通過較小的零部件吸收和傳送高能量，以及技術(shù)的日漸成熟，也開始得以成功開發(fā)。美國西南研究院(SwRI)的工程師們已經(jīng)與美國環(huán)保局(EPA)協(xié)作為大型車輛開發(fā)液壓混合動(dòng)力技術(shù)。但是，這種技術(shù)與油電混合一樣，是否能夠有效應(yīng)用，最終都取決于車輛的使用工況。

    液壓混合動(dòng)力原理

    混合動(dòng)力技術(shù)都是通過兩個(gè)步驟來增強(qiáng)車輛效率和降低排放的。首先是通過能量回收，特別是在制動(dòng)停車時(shí)損失的能量。再者是控制發(fā)動(dòng)機(jī)在高效范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)。

    液壓混合動(dòng)力車輛的動(dòng)力系統(tǒng)包括一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)和一套液壓蓄能器(見圖1)。蓄能器就像是電池儲(chǔ)存電能一樣用來儲(chǔ)存液壓能量。制動(dòng)時(shí)，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)能夠從低壓蓄能器向高壓蓄能器抽送液壓傳動(dòng)液，令制動(dòng)時(shí)的高水平動(dòng)力存儲(chǔ)下來供之后車輛加速時(shí)利用。

    在車輛運(yùn)行中制動(dòng)回收能量的大小取決于車輛的行駛工況。車輛的起停工況越多，可以回收的制動(dòng)能量也越多，從而燃油效率也就得到了更多的提高。相反，如果混合動(dòng)力汽車的車主沒有像生產(chǎn)商希望的那樣做到相當(dāng)次數(shù)的起步停車，那么很可能會(huì)得到低于預(yù)期的燃油效率。所以，如果18輪的卡車大部分時(shí)間以105?km/h的速度行進(jìn)，那么采用液壓混合動(dòng)力就變得沒有任何優(yōu)勢可言了;反之，如果這樣的卡車經(jīng)常在起步停車狀況下運(yùn)行，那么混合動(dòng)力技術(shù)就可以幫助其降低降低燃油耗多達(dá)50%以上。

    因此，我們可以得知，對(duì)于需要頻繁起停的車輛，比如公交車，或者經(jīng)常在高峰擁堵地段走走停停的車輛，液壓混合動(dòng)力技術(shù)就具有十分突出的優(yōu)勢，它可以提供低成本的解決方案。

    核心技術(shù)的不斷進(jìn)步

    1.蓄能器的開發(fā)

    一直以來，在液壓混合動(dòng)力技術(shù)的研究中，焦點(diǎn)問題是存儲(chǔ)液壓能量的蓄能器中的零部件和系統(tǒng)集成。在蓄能器內(nèi)部，氮?dú)獗挥脕頂D壓制動(dòng)條件下流入的液壓油。此時(shí)，液壓油和氣體必須在蓄能器中完全分開，以確保在液壓系統(tǒng)中，氣體沒有被液體帶走。氣體的流失，特別是在高壓蓄能器中，將會(huì)破壞系統(tǒng)儲(chǔ)存能量的能力并且降低效率。

    這其中，氮?dú)獾闹匾饔镁褪钱?dāng)液壓油在制動(dòng)過程中被擠入高壓蓄能器內(nèi)，氣體的壓力要成倍地增高。當(dāng)壓力越來越高，越來越多的液體被擠入蓄能器中，能量就在此時(shí)被存儲(chǔ)下來。但是，除了增加的壓力，氮?dú)馔ǔ?huì)在壓縮過程中升溫，這通常會(huì)造成能量流失。隨著開放式發(fā)泡材料被集成到蓄能器中，顯著提高了蓄能器的效率。目前，在起步停車交通狀態(tài)下的制動(dòng)能量在蓄能器中的儲(chǔ)能效率可達(dá)98%(見圖2)。

    2.蓄能器的安全

    蓄能器的安全性同樣也不可忽視。SwRI已經(jīng)與復(fù)合材料壓力容器的生產(chǎn)制造商合作多年，確保他們的產(chǎn)品符合嚴(yán)苛的安全性法規(guī)。同時(shí)，相關(guān)的測試也在不斷地進(jìn)行著，保證壓力容器在預(yù)期的最大內(nèi)部壓力下，能夠承受極限強(qiáng)度。其他的評(píng)估也同時(shí)確保蓄能器在預(yù)計(jì)的壽命周期內(nèi)可以承受周期性壓力;檢測蓄能器不會(huì)與汽車中的其他液體，包括汽油、柴油等燃料發(fā)生反應(yīng)，以影響整體性能和可靠性。

    液壓混合動(dòng)力的其他應(yīng)用

    除了制動(dòng)能量的儲(chǔ)存和再利用實(shí)現(xiàn)的效率收益外，液壓系統(tǒng)也可用于驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的配件。例如，運(yùn)用此系統(tǒng)可以將散熱器風(fēng)扇轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速分離，使風(fēng)扇可以在任意轉(zhuǎn)速下提供所需的最佳空氣流動(dòng)，將發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻到最合適的狀態(tài)。同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)水泵運(yùn)轉(zhuǎn)在最佳速度上，提供發(fā)動(dòng)機(jī)所需的冷卻劑流量。因此，如果發(fā)動(dòng)機(jī)在部分功率下運(yùn)行或外部空氣溫度低，那么驅(qū)動(dòng)這些零部件和發(fā)動(dòng)機(jī)其他零部件的動(dòng)力可以得到優(yōu)化，從而節(jié)省了能量、燃料等。

    結(jié)語

    因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不再與同車輛轉(zhuǎn)速相關(guān)聯(lián)，液壓混合動(dòng)力系統(tǒng)使發(fā)動(dòng)機(jī)在最大效率下運(yùn)行，液壓組件提供了所需要的運(yùn)行多樣性。所有發(fā)動(dòng)機(jī)在動(dòng)力和速度相結(jié)合時(shí)，都有一個(gè)最佳的效率點(diǎn)。液壓混合動(dòng)力可以在眾多不同的運(yùn)行條件下，保持發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在這個(gè)最佳效率曲線上。

    EPA得到了SwRI的協(xié)助，已經(jīng)在多種液壓商業(yè)運(yùn)輸車輛上應(yīng)用了這些技術(shù)和成果。這些此前已在仿真實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室測試中得到的結(jié)果由此而得到了進(jìn)一步實(shí)踐的成功驗(yàn)證。尤其是在貨運(yùn)卡車的實(shí)地試驗(yàn)中，這些技術(shù)顯示出了非常可觀的數(shù)據(jù)結(jié)果——在實(shí)際運(yùn)輸中，其燃油經(jīng)濟(jì)性得到了超過50%的提升，也就是說，在設(shè)定的送貨路線上，與沒有使用液壓混合動(dòng)力技術(shù)的傳統(tǒng)車輛相比，采用新技術(shù)的車輛可以節(jié)省近一半的油耗。