国内外研究现状：进化算法与混合动力系统优化

混合动力汽车作为一项崭新的技术，已得到美、日及西欧许多发达国家的高度重视，并已获得了一些重大的成果和进步。下面介绍当前世界各国的混合动力汽车的技术发展状况。

1.美国

早在1997年，美国政府主导的“新一代汽车合作伙伴计划”（PNGV）就根据当时的进展情况，筛选出压燃直喷（CIDI）发动机、混合动力电驱动系统、燃料电池（含储能电池）和轻质材料4项新技术，组织和号召大家重点突破，混合动力技术是重点之一。鉴于直喷柴油机也是一项重点，为了容易达到PNGV80MPG（33.78km/L）的目标，美国三大汽车公司都发展了柴油机电动机混合动力，而且都按计划于1999年制造出柴油机混合动力轿车，如戴姆勒-克莱斯勒公司的Dodge ESX3采用适度混合动力系统（mild hybrid），福特公司的Prodigy采用低储能需求（LSR）混合电驱动系统，通用汽车公司的Precept采用双轴混合电驱动系统等^[12]。按照PNGV的时间表，1999年以前为浓缩并集中技术目标阶段，1999～2001年为生产概念车阶段，2001～2005年为生产样车阶段。在2000年年底特律国际汽车展上福特和通用汽车公司展示了其柴油混合动力概念车，同年2月22日，戴姆勒-克莱斯勒在华盛顿国家博物馆公布了其PNGV混合动力概念车。PNGV计划在2002年被终止，原因是80MPG的目标很高，而研制的新车在成本上并未取得很好的成果，不能满足用户在价格上的要求，也就是说，在短时期内不具有市场价值。更重要的是，PNGV仍然局限于用石油作为基本能源，因此要求新项目在这方面有新的突破，而新一代汽车能源可能不囿于现有技术和当前燃料资源。但是PNGV起到了全球EV/HEV技术开发领头人的作用，从其建立和执行情况来看，新一代汽车已经成为跨国汽车公司和工业国家战略发展的重要内容^[13]。

2007年，通用汽车公司共向市场推出4款混合动力车型。2007年3月的日内瓦车展上，通用推出Escalade混合动力车，它是全球第一款应用节能混合动力技术的大型豪华SUV，采用双模式混合动力技术，并且在车展上宣布：到2012年，通用至少推出16款混合动力新车^[14]。通用汽车第二代混合动力系统基于原有轻度混合动力技术。该混合动力系统目前已经应用在土星Vue、土星Aura以及雪佛兰Malibu等车型上，并获得了汽车业和消费者充分认同。应用该混合动力系统的土星Vue Green.Line SUV是目前美国市场上价格最低的混合动力SUV^[15]。

美国对混合动力汽车实施税收优惠，减税额度在2500美元到15000美元之间，同时美国政府对电动汽车生产予以贷款资助，以此推动美国混合动力汽车行业的发展。2009年6月23日，福特、日产北美公司和Tesla汽车公司获得80亿美元的贷款，主要用于混合动力和纯电动汽车的生产。美国总统奥巴马2009年8月宣布安排24亿美元支持PHEV的研发与产业化，其中20亿美元用来支持先进动力电池的研发和产业化。美国JD Power＆Associates于2011年4月27日发布预测报告指出，替代动力系汽车销售的增长将受到消费者关注的成本和性能的制约。研究调查了美国消费者对混合动力电动汽车、插入式混合动力电动汽车、柴油发动机汽车和电池电动汽车四种主要替代动力技术汽车整体考虑的认知度百分比，其中混合动力电动汽车为51%，插入式混合动力电动汽车为37%。预计到2016年年底，美国市场上将有159种混合动力和电动汽车型号可供购买，比2009年的31种混合动力和电动汽车车型大幅增加。奥巴马政府实施绿色新政，计划到2015年普及100万辆插电式混合动力电动汽车。

2.日本

日本的混合动力汽车发展一直处于世界的前沿。早在1997年，丰田公司就推出了世界上第一款批量生产的混合动力汽车Prius，接着又于2001年相继推出“ESTIMA”混合动力面包车和“皇冠（Crown）”轿车。丰田公司正走在混合动力汽车研发的最前沿，开发的混合动力汽车已批量生产，它是世界上最早研究混合动力汽车的公司之一。丰田公司1997年第一代Prius开始销售以来，累计销量已突破100万辆。2009年4～9月，混合动力汽车销量占汽车总销量的8.9%。其中，丰田Prius共销售116298辆，并连续4个月位居新车销售排行榜榜首。2008年丰田汽车全球混合动力汽车销量43万辆，并与松下各出资60%和40%成立注册资本130亿日元的Panasonic EV Energy株式会社，生产混合动力车用电池。2011年混合动力车用电池年产量可供110万辆车使用。

本田Insight是一款典型的并联式混合动力汽车，于1999年末在日本、美国、泰国、西欧等国家和地区陆续销售，尤其在美国市场，本田Insight达到供不应求的地步^[16]。本田于2004年12月在美国上市的“雅阁混合动力车（Accord Hy-brid）”，是继“Insight”及“思域（Civic）”之后本田在美国上市的第三款混合动力车，并且是本田的第一辆混合动力中级轿车。本田汽车公司预计2013年或2014年混合动力汽车销量将占到公司总销量的10%。

日产公司的Tino混合动力车在日本国内及国外的销售良好。日产公司实施了“日产2010绿色计划”，按照这一计划，至2010年，该公司不仅将批量生产自主研发的混合动力汽车，而且还将向日本和美国销售燃料电池（电动）汽车。除此之外，该公司在2010年向日本市场批量提供百公里油耗只有3L的节能型汽车以及无污染的电动汽车^[15]。

日本从2009年4月1日起实施新的“绿色税制”，对包括混合动力车、纯电动汽车等低排放且燃油消耗量低的车辆给予税赋优惠，一年的减税规模约为2100亿日元，是现行优惠办法减税额的10倍。日本把发展新能源汽车作为“低碳革命”的核心内容，并计划到2020年普及包括混合动力汽车在内的“下一代汽车”达到1350万辆。为完成这一目标，日本计划到2020年开发出至少38款混合动力车、17款纯电动汽车。

3.欧洲(www.xing528.com)

与日本、美国相比，欧洲各国在混合动力汽车上的研究相对落后，一直到2006年，欧洲都未推出混合动力量产车，但这并不意味着欧洲未对混合动力汽车进行研究。奔驰自从1982年就开始研制各种类型的混合动力。奥迪最早在1989年就开发了混合动力轿车Audi 100，电动机可提供12.6hp（马力）的动力。两年后又开发出了第2代，电动机可提供28.6hp的动力。1997年，奥迪开发了A4 Avant混合动力汽车，由一台1.9L、90hp的TDI柴油机驱动，电动机可产生29hp的动力，共同驱动前轮。开发虽早，但一直没有受到重视。2005年8月，宝马加入了戴姆勒-克莱斯勒与通用联合开发混合动力的计划，三家联合了他们的技术优势以加快混合动力的开发。

法国是一个缺少石油的国家，每年要从国外进口大量石油，因此，法国是全世界最积极研制和推广电动汽车的国家之一。法国电力供应充沛且多用核能和水力发电，发电源干净且电价便宜，汽车工业发达。法国政府鼓励开发电动汽车和充分利用电力资源，在政策上给予支持，为开发电动汽车提供资助。法国政府、法国电力公司、标致-雪铁龙汽车公司和雷诺汽车公司签署了共同开发和推广电动汽车的协议，合资组建了电动汽车的电池公司。萨夫特（SAFT）公司承担电动汽车的高能电池的研究和开发，以及电池的租赁和维修等工作。1990年，法国标致-雪铁龙汽车公司所开发的J-5和C-25电动货车投入生产。1995年，法国能源部、标致-雪铁龙汽车公司开发了标致106和SAXO型四座电动轿车；雷诺汽车公司的Clio型四座电动轿车及其变型车等也投放在罗切里市进行试验。1997年法国的电动汽车产量为2000辆左右。法国非常鼓励使用混合动力汽车，使法国混合动力汽车的发展位居世界前列。法国政府为了鼓励用户使用混合动力汽车，还宣布企业购买混合动力汽车第一年可以免税。法国电力公司向电动汽车生产厂家每生产一辆电动汽车提供1万法郎的补助，以扩大电力使用范围。目前，法国混合动力汽车的普及程度和保有量都位居世界前列^[17]。

德国政府十分重视环境保护，投入了大量的资金用于电动汽车的研发，1971年成立了城市电动车交通公司（GES），积极组织电动汽车的研究与开发^[18]。1991年在拜尔州投入了300辆电动汽车进行运行。拜尔州还拨款400万马克，用于资助用户车价的30%购买电动汽车。另外，汉堡市也资助车价的25%来鼓励用户购买电动汽车。德国政府指定奔驰和大众汽车公司合资建立德国汽车工业有限公司。1992年德国政府拨款2200万马克，在吕根（Rugen）岛建立欧洲电动汽车试验基地，组织了四大公司62辆各类电动车在吕根半岛城运行试验。1994年展示出了19种轿车、13种面包车、4种大客车，都进入了实用阶段。德国已有几十辆混合动力大客车在斯图加特和威塞尔市运行。德国汽车工业准备实施新的排放标准和节能要求，将不允许百公里燃油消耗超过5L的轿车上路，这也促使人们更多地把希望寄托在混合动力汽车上。

4.国内

在我国，混合动力汽车已进入科研向产业化转型的关键时期。在国家“863”连续两个五年计划的持续支持下，我国已基本掌握了混合动力汽车关键零部件和动力系统平台技术，建立了相关技术标准，开发出一批混合动力汽车产品，实现了小批量的整车生产能力，在多个城市开展了小规模示范应用，并成功服务于北京奥运会和残奥会，取得了良好的社会效益和环境效益，初步证明了混合动力汽车在我国应用的可行性和适用性。

为了推动包括混合动力汽车在内的节能与新能源汽车的产业化进程，我国政府在目前局部小规模示范应用的基础上，近期将组织开展大规模推广应用工程，相关政府部门也在加紧制定专项财政补贴方案。随着我国政府积极推动的以混合动力汽车为主的节能与新能源汽车大规模推广应用工程的启动，将进一步突破我国节能与新能源汽车的产业化瓶颈、降低制造成本、培育产业链，并在局部区域实现显著的节能减排效果，加速启动我国节能与新能源汽车市场^[19]。

一汽集团从1999年开始进行新能源汽车的理论研究和研制工作，并开发了红旗混合动力轿车性能样本。“十五”期间，一汽集团承担了国家“863”计划重大专项中“红旗牌串联方式混合动力轿车研究开发”任务，正式开始了新能源汽车的研发工作。从2006年开始，一汽在奔腾B70的基础上，进行混合动力化的技术研究，将原来的纵置发动机总成改成横置发动机总成，采用了横置发动机及双电动机混联技术。同时，一汽还抓紧了对发动机、机电一体化变速器、整车控制网络、整车控制系统的研发。目前一汽混合动力轿车已经取得了42%的节油效果，达到了国际先进水平。继2008年为北京奥运会提供了12台混合动力客车和6台混合动力轿车进行示范运行后，一汽集团积极参与2009年科技部新能源汽车试验运行项目，建立了“大连新能源汽车示范基地”，并中标大连和长春的示范运行，2009年分别为大连、长春提供了150辆和100辆混合动力客车。

2010年上汽荣威750中混混合动力轿车投放市场，在上海世博会期间上汽投放了150辆混合动力汽车在世博越江专线上运行。2012年，荣威550插电式强混轿车上市。荣威750中混混合动力轿车采用BSG系统（带传动的起动发电一体机），具备“智能停机零排放”和“环保与动力性兼备”两大突出特点，最高时速为205km/h，最大续驶里程达500km。作为上汽首款面向产业化的自主品牌混合动力轿车，荣威750中混混合动力轿车可实现综合节油率20%左右。

“十一五”期间，长安加大了对清洁能源汽车的投入，开展了多元化能源技术的探索性研究。通过在节能环保车型上不断推陈出新、引领行业的技术升级，充分利用和调动全球资源，长安在中度油电混合动力汽车、强度油电混合动力轿车等技术领域均有探索。长安首款混合动力轿车长安杰勋HEV已于2009年6月成功上市。

从2003年开始到2008年，奇瑞主要进行混合与中度混合动力轿车以及节能环保系统的开发，并实现产业化；奇瑞已经在芜湖的出租车上进行了试用，油耗降低10%～30%，达到欧Ⅳ排放标准。从2004年开始，奇瑞主要进行强混合动力轿车的开发，并实现产业化。奇瑞混合动力轿车油耗目标是达到百公里3L，排放达到欧美国家标准。