混合動力汽車如何運作：提高燃油效率的發動機、馬達和電池

根據美國能源部替代燃料數據中心(AFDC)的說法，混合動力電動汽車(HEV)將內燃機與一個或多個從電池中汲取能量的電動馬達結合在一起。這兩個電源可以協同工作或輪流推動汽車，這使汽車製造商可以安裝更小、更高效的內燃機，而不會犧牲性能。

節省燃油的三項技術

美國環保局的fueleconomy.gov網站和AFDC確定了幾乎市場上每輛混合動力車中相同的一組核心功能。首先是再生制動：當駕駛員踩下制動器或鬆開油門時，電動馬達反向工作並充當發電機，利用汽車的前進運動產生電力，該電力被儲存在電池中，而不是以熱量形式散失。

其次是自動發動機關閉。當汽油發動機在停止或輕負荷行駛時關閉時，電池可以為配件供電並使汽車短暫移動，AFDC表示這減少了怠速浪費的燃油，特別是在走走停停的交通中。

第三是電動馬達輔助。因為電動馬達可以在加速、上坡或超車時提供額外扭矩，製造商可以安裝比非混合動力同等產品更小的內燃機，同時保持相似的動力輸出，fueleconomy.gov指出。

混合動力動力傳動系統內部：豐田的例子

豐田公司銷售最廣泛使用的混合動力系統之一，在其英國技術說明中描述了六個主要組件：汽油發動機、電動馬達、電動發電機、電池、電源控制單元和動力分配裝置，一種在發動機、發電機和車輪之間分配動力的專門變速箱。

根據豐田公司的說法，發動機可以驅動發電機在汽車行駛時為電池充電，在行駛緩慢的交通中，系統可以完全關閉發動機，並讓電動馬達獨自推動汽車，在該期間產生零尾氣排放。豐田的混合動力車還使用阿特金森循環發動機，該公司表示它的運行溫度更低，效率比傳統奧托循環發動機更高。

豐田補充說，這種混合動力電池是「自充電」的，永遠不需要插入，因為它只從發動機和制動中恢復能量。公司的標準混合動力電池保修期為五年或10萬英里，可延長至15年且里程數無限制，豐田表示它回收利用超過90%的混合動力電池用於回收或再利用。

輕度、完全和插電式混合動力汽車不相同

AFDC和fueleconomy.gov區分了三大類別。輕度混合動力汽車使用一個小型電動馬達和電池，無法單獨驅動車輪；它們主要在停止時實現發動機關閉，並提供適度的燃油經濟性提高。完全混合動力汽車擁有更大的電池和馬達，能夠在低速下單獨為汽車供電短距離，提供更大的節省。插電式混合動力汽車(PHEVs)增加了一個更大的電池，可以從插座或充電站充電；fueleconomy.gov表示PHEVs比可比的常規汽車使用大約30%至60%的石油更少，具體取決於在發動機接管之前有多少駕駛是在儲存電力上進行的。

燃油經濟性數字是什麼樣的

fueleconomy.gov上的2024年豐田凱美瑞EPA等級直接說明了差距，因為豐田在那一年銷售了同一車型的純汽油和完全混合動力版本。前輪驅動2.5升汽油LE/SE的綜合評級為32英里/加侖，而配備相同2.5升發動機加電動馬達的混合動力LE的綜合評級為52英里/加侖——大約高60%。到2026年，豐田將凱美瑞轉向混合動力專用陣容；美國環保局將前輪驅動混合動力LE的綜合評級定為51英里/加侖。

為什麼混合動力汽車採用率在增長

混合動力技術的覆蓋範圍因市場而異。國際能源署的《全球電動汽車展望2026》指出，在2025年，傳統混合動力電動汽車(HEVs)約佔日本所有汽車銷售的三分之一，遠高於大多數其他大型市場的份額，在這些市場中，插電式和完全電池電動車型吸引了更多政策關注。同一份國際能源署報告表示，電池電動汽車在2025年佔全球電動汽車銷售額的65%，插電式混合動力汽車和擴展範圍車型佔據了大部分剩餘部分。

因為完全混合動力汽車和PHEVs不需要新的充電基礎設施來提供燃油節省，它們仍然是希望降低燃油消耗而不改變加油習慣的駕駛員的選擇——這是汽車製造商繼續擴展混合動力專用陣容（如當前的凱美瑞）的原因之一。