撰文  约瑟夫·J·罗姆（Joseph J. Romm）
            安德鲁·A·弗兰克（Andrew A. Frank）

     石油能源日渐枯竭！全球气候变暖日益严重！正当人们为不断飙升的油价而无可奈何，也为持续的大气污染而头痛不堪的时候，新一代环保节能型复合动力车已闪亮登场，它集电动机与普通燃油发动机于一身，有效地控制了燃油消耗与废气排放。据称，目前世界各大汽车制造商雄心勃勃，均加大了研发力度，计划推出更新一代复合动力车。

     去年夏天，当汽油价格攀升至3美元/升时，复合动力车便开始驶出展览厅，投入实际运行。该车的动力由传统发动机与电池供电的电动机共同提供，改进了燃油经济性与运转性能。普通美国汽车，每耗用一加仑汽油可行驶约23英里(约合37公里)，而技术完全成熟的复合动力车，如丰田普锐斯(Toyota Prius)，每耗用一加仑汽油则可使行程大约翻上一番(视驾驶情况而定)。从2004年到2005年，美国复合动力车的年销售量增长了一倍，达到20万辆，2010年将增加到50多万辆，到2020年，一些最新车型也将提供复合动力传动的可选方案。

     到那时，称为插入式复合动力车(plug-in hybrid)的下一代技术，将给驾车者带来更佳的燃油效率和其他好处：前一天晚上，可将120伏插头直接插入家庭或工作场所的电源插座上，对电池进行低成本充电，这样，车主每年往返于加油站的次数就大大减少，甚至还可以将用不完的电返销给电网。除了用户得到好处外，这种新型插入式复合动力车还有助于环保，可减少温室气体排放量，使千百万辆排放废气的汽车转而使用电力。目前，发电厂利用当地提供的煤或天然气发电，在将来，它们将利用诸如风、太阳乃至先进的系统化石燃料的能源来生产更清洁的电力，这些系统可将二氧化碳收集起来，贮藏于地下。

     要了解复合动力车的发展方向，首先要回顾汽车的发展历程。100多年来，汽车动力几乎一直是由使用汽油或柴油来维持运转的内燃机(internal-combustion engine)来提供的。20世纪初，汽车工程师们追求这样一种概念：把发动机与电池供电的电动机结合起来，以获得更大的动力和更好的燃油经济性。但是，随着发动机功率的增大，取消了助推力，这种设计概念便被束之高阁。那时，燃油价格低廉，可供广泛使用，使得发电厂这个汽油消耗大户未成为真正的问题。到了20世纪70年代石油危机发生时，驾车者便普遍认为，要提高每加仑汽油所行驶的里程数(汽油消耗定额)，就不得不牺牲汽车的尺寸、重量和运转性能。虽然缩小汽车外部尺寸的趋势开始流行，但不久以后汽车尺寸却变得更大了，而且耗油量也随之迅速增大。当石油价格最初开始攀升时，更好的燃油经济性又再次成为非常合乎需要的性能特征。

     目前的复合动力车，利用先进的动力电子装置和计算机控制装置，与传统的和电气的动力传动系统结合起来，以改善燃油经济性和减少废气排放量，并获得优良的加速性能和更大的变速范围。通过一种比常规汽车使用的更小的内燃机，复合动力车能获得上述性能，因为在需要加速或爬坡行驶时，电池和电动机系统便可提供更大的动力。

     任何能提升燃油经济性的技术，都可以用于增加功率。迄今为止，复合动力传动系统能充分提升效率，其电动机也能极大地提升加速度，因此汽车制造商已使用这种技术，从而同时提升功率和燃油经济性。例如，福特翼虎复合动力车(Ford Escape Hybrid)，采用几乎相同的功率输出，明显提高了每加仑汽油所行驶的里程数。其他复合动力车，如丰田高地人复合动力(Toyota Highlander Hybrid)4×4(4轮4驱)运动型多用途车(SUV)，利用复合动力系统，在这两方面都取得了适度提升。

     大型电池和电动机以及相关动力电子装置的额外费用，意味着复合动力车的成本必然高于普通汽车。目前，复合动力车的额外费用在3,000美元到7,000美元范围内起伏，其平均值为4,000美元。电动机和电池组件使得车体负重有所增加，例如本田的雅阁复合动力车(Honda Accord Hybrid)的负重约增加了5%。这种额外负重使得燃油效率稍有下降。

     目前，对于每年行驶1.5万英里(约合2.42万公里)、以售价为2.50美元/加仑的汽油为燃料的汽车来说，由于复合动力技术可将汽车里程数从20英里(约合32.2公里)/加仑提高到30英里(约合48.3公里)/加仑，因此每年可为用户节约大约600美元。假定人们将诸如增加变速范围之类的好处都认为没有多少价值，那么对于目前复合动力车的售价，再加上美国政府对复合动力车新近提高的课税减免，其投资回收时间可能要花上好几年。

      然而，随着燃油价格的上升，复合动力车的效率将充分缩短投资回收时间。与此同时，制造水平的提升和电池技术的改进，也有望降低生产成本。例如，从1997年到2004年，复合动力车所使用的镍氢电池随着重量减少，价格也下降了50%。即使如此，目前电池的费用仍占复合动力车额外成本的一半以上。丰田公司打算独自推出其几乎所有车型的复合动力车版本，并计划在下一个10年间使它的复合动力车遍布全球，年销量达到100万辆，为此，它还将努力提高产量，促使其成本相应下降。

     复合动力车类型

     复合动力车的设计各具特色，主要取决于工程师想要取得的燃油经济性高低程度。“全面型”(full)复合型动力车利用多种技术来节省汽油；“适度型”(mild)复合动力车采用的节油技术较少，以避免增加额外的系统成本；而“低端”(micro)复合动力车则仅在停车时关闭发动机，以适度改善燃油效率。

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