混合的人生

引擎的妥协——汽车天生是混合动力

人类天生都有驾驭工具的欲望，而操纵一架钢筋铁骨的机器在路上行走，确实是蒸汽革命以来每个发明家的梦想。19世纪末，随着理论科学的发展和工业技术的积累，很多工程师都在尝试制造能够自由驾驶的机器车辆。1885年，德国人戈特利布·戴姆勒制成了第一台汽油内燃机，次年，戴姆勒将它用在车上，造出第一辆用汽油机驱动的“汽车”。不过，当时汽油驱动的汽车并不被人看好。在那时充斥着煤烟和蒸汽的城市里，人们喜欢安静快捷的西门子电车，因为它更适合作为公共交通工具。

14年后的1898年，另一位天才的工程师费迪南德·保时捷终于造出了属于个人的电车，它将蓄电池与轮毂电动机安装到一台汽车底盘上，给他取名叫作“Lohner –Porsche”，它充满电后可跑50公里。第二年，为了摆脱沉重的蓄电池，保时捷又为它的电动汽车装上了汽油机，通过汽油机带动发电机发电，再用电能驱动电动机前进，这可是一辆真正意义上的混合动力汽车，在当时是真正超前的设计！戴姆勒老先生也许想不到，他发明的汽油机会被别人装在一台不起眼的电动汽车上。

Lohner Porsche,混合动力车的鼻祖.

19世纪末期到20世纪20年代是电动汽车发展的一个高峰。在早期的汽车消费市场上，电动车比内燃机驱动车有着更多优势：无气味、无震荡、无噪音、不用换挡、价格低廉等。当时形成了以蒸汽、电动和内燃机三分天下的汽车市场格局。不过，戴姆勒的汽油机还是笑到了最后，随着美国西部石油的大开发和内燃机技术提高，电动汽车在1920年以后渐渐失去了优势。汽车引擎逐步被内燃机所统治，只有在城市里的公共交通中保留着少量的有轨电车和无轨电车。而因设计电动汽车汽车一炮走红的保时捷先生也跳槽去了戴姆勒家族旗下的汽车公司。

“混动”深潜大洋

不过，混合动力并没有退出历史舞台，在人类制造的海中钢铁巨兽——潜艇上，混合动力技术一直传承发展至今，已逾百年。

二战中德国的U-Boat潜艇采用柴油-电力混合动力装置.

潜艇之所以要采用内燃机——电动机混合动力装置，主要是为了解决潜艇在水下前进的动力问题。在20世纪初，虽然内燃机已经非常成熟，但其工作时需要吸入大量空气。潜艇潜入水中，需要不时的浮到水面上换气，很容易被敌方发现，而电动机工作的时候，完全不需要空气，只要提供电能即可。所以在第一次世界大战前夕，几乎所有的潜艇都已经采用了柴油-电力混合动力装置。当潜艇在水面上时，开动柴油机推动螺旋桨，同时带动发电机给蓄电池充电，当潜艇进入战斗位置前，关闭柴油机下潜，使用蓄电池中的电能，驱动电动机带动螺旋桨前进。时至今日，即使是最先进的核动力潜艇，仍然是由“混合动力”推进——采用电动机驱动螺旋桨，只是用核反应堆发电贮存而已。

进化出水，混合动力获新生

不过整个20世纪，汽车动力系统是内燃机的天下。随着20世纪末几次能源和环境危机的爆发，再次催生了人们寻找新型动力源的念头，终于在1990年代，真正实用的混合动力汽车出现了。1997年，丰田公司推出了世界上第一款大规模生产的混合动力汽车普锐斯，至今已经更迭至第三代，是全球销量最大的混合动力汽车，目前全球销量已超过300万台。

丰田普锐斯最新产品，插电式混合动力车.

现在，混合动力汽车结构上可谓多种多样，不过从原理上看，丰田普锐斯所采用的混合动力模式可以说是“最纯粹”的，与潜艇非常相似。当发动机在最佳效率输出状态时，不仅可以驱动车辆前进，还将一部分功率输出给发电机产生电能，贮存在电池组中，当车辆慢速、下坡等轻负载行驶中，可以使用电动机驱动。因此，混合动力汽车的行驶距离更长，燃油效率更高，也减少了对环境的污染，一举多得。

第三代丰田普锐斯采用的HSD（Hybrid Synergy Drive）技术.

另外，现代混合动力汽车还具有一个潜艇都不具备的“杀手锏”，那就是制动能量回收装置。目前市面上大多数混合动力汽车、纯电动汽车都具有制动能量回收装置。普通汽车在刹车时，巨大的摩擦力在刹车片上转化成热量白白浪费，而通过制动能量回收装置，可以将轮毂的惯性传递给发电装置，再通过电池组收集起来以备后用，原理与手摇发电的手电筒很像。这样一来，混合动力汽车的电力来源不仅有发动机的动力输出，还有本来看似无用刹车惯性，也算是变废为宝了。

“混合”人生正在延续

简单盘点一下，混合动力作为交通工具的驱动装置，历史确实曲折。虽然在未来使用清洁的电能作为驱动能源是一个趋势，但混合动力装置通过把电能作为中间产物，更加符合目前的“过渡期”使用。随着化石能源的日渐枯竭，混合动力装置的优势越来越凸显出来，这个过渡时期恐怕还很漫长，你要不要尝试一下呢？