近幾十年，混合動(dòng)力尤其是油電混合動(dòng)力系統(tǒng)一直是業(yè)內(nèi)的主要研究方向，并且在現(xiàn)有多種汽車產(chǎn)品上得以應(yīng)用。它主要通過(guò)將電動(dòng)馬達(dá)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(guò)較小的零部件吸收和傳送高水平的動(dòng)力，以及技術(shù)的日漸成熟也開(kāi)始得以成功開(kāi)發(fā)。美國(guó)西南研究院(SwRI)的工程師們已經(jīng)與美國(guó)國(guó)家環(huán)保局(EPA)協(xié)作，為大型車輛開(kāi)發(fā)液壓混合動(dòng)力技術(shù)。但是亦如油電混合動(dòng)力車輛，液壓混合技術(shù)的有效應(yīng)用也取決于車輛的使用工況，即車輛被使用的方式。

    混合技術(shù)都是通過(guò)兩個(gè)步驟來(lái)增強(qiáng)車輛效率和降低排放的。首先是通過(guò)能量回收，特別是在剎車時(shí)停車丟失的能量，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。蓄能器就像是電池儲(chǔ)存電能一樣用來(lái)儲(chǔ)存液壓能量。在制動(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，等待下一次的車輛加速。蓄能器令制動(dòng)時(shí)的高效動(dòng)力存儲(chǔ)下來(lái)供之后再利用。

    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，燃油效率也得到了更多的提高。相反，如果混合動(dòng)力車的車主沒(méi)有像生產(chǎn)商那樣做到相當(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。有了這樣的概念，如果18輪的卡車采用混合動(dòng)力，并在高速公路上以65英里/小時(shí)的速度行駛，就會(huì)變得不具優(yōu)勢(shì)。但是，如果這樣的卡車經(jīng)常在起步、停車的狀態(tài)運(yùn)行，混合動(dòng)力技術(shù)將可以幫助降低油耗多達(dá)50%甚至以上。

    究竟哪些車輛可以有效運(yùn)用液壓混合動(dòng)力技術(shù)？總體來(lái)說(shuō)，就是那些處在需要進(jìn)行頻繁起步、停車操作的車輛，例如公交車、送貨車、垃圾車和大多需要交通高峰使用的車輛。液壓混合動(dòng)力技術(shù)對(duì)于那些無(wú)需承擔(dān)產(chǎn)量任務(wù)的商業(yè)用途大型車輛作用特別突出。因?yàn)檫@些車輛的運(yùn)營(yíng)目的往往追求成本更低，而液壓混合動(dòng)力技術(shù)提供的就是最低成本解決方案。

    在過(guò)去幾十年的開(kāi)發(fā)中，液壓混合動(dòng)力的焦點(diǎn)是蓄能器中的零部件和系統(tǒng)集成。蓄能器雖然概念看似簡(jiǎn)單，但正如大多其他動(dòng)力系統(tǒng)組件一樣，也是非常精尖的工程部件。在蓄能器內(nèi)部，氮?dú)獗挥脕?lái)擠壓制動(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(kāi)，以確保在液壓系統(tǒng)中的氣體沒(méi)有被液體帶走。氣體的流失，特別是在高壓蓄能器中的流失，將會(huì)破壞系統(tǒng)儲(chǔ)存能量的能力并降低效率。

    在這里，氮?dú)獾囊粋€(gè)重要特性就是，當(dāng)液壓油在制動(dòng)過(guò)程中被擠入高壓蓄能器內(nèi)，氣體的壓力要成倍增高。當(dāng)壓力越來(lái)越高，越來(lái)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(lái)。除了增加的壓力，氮?dú)馔ǔ?huì)在壓縮過(guò)程中加熱，造成此情形下的能量流失。但是集成開(kāi)放式塑料泡沫到蓄能器中能顯著提高蓄能器的效率。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%。

    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(cè)試也在不斷地進(jìn)行著，保證它們?cè)陬A(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)承受周期性壓力；檢測(cè)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)，以免影響整體性能和可靠性。

    除了制動(dòng)能量的恢復(fù)和再利用實(shí)現(xiàn)的效率收益外，液壓系統(tǒng)也正在用于開(kāi)發(fā)這些混合驅(qū)動(dòng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的配件。單引擎驅(qū)動(dòng)、可變排量泵可以為不同排量的液壓馬達(dá)提供動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇、發(fā)電機(jī)、空調(diào)壓縮機(jī)、水泵、機(jī)油泵和動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。這個(gè)設(shè)置可以提高車輛效率，并且滿足各組件源于發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力需求。

    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)。這些在仿真實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中取得的成果已經(jīng)得到了實(shí)踐的成功驗(yàn)證，尤其在貨運(yùn)卡車的實(shí)地試驗(yàn)中，燃油經(jīng)濟(jì)性得到了超過(guò)50%的提升，與相同型號(hào)沒(méi)有使用液壓混合技術(shù)的傳統(tǒng)車輛相比節(jié)省了近一半的油耗。 

《產(chǎn)品可靠性報(bào)告報(bào)》