市面各车企混动技术路线分析及对比

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总有各种关于混动技术，各车企混动路径的疑问和发帖提问，这个两篇论文级长文从技术原理、技术路线等方面全方位讲解了各混动路线及其表现，分享给大家学习观瞻。

转自水木 FHWYSH ，因我在水木无账号，未直接获取转载授权，如需修改，大佬可以私信我联系。原文地址：[https://www.newsmth.net/nForum/#!article/GreenAuto/671766][https://www.newsmth.net/nForum/#!article/GreenAuto/675888]

以下为正文

浅谈国内混动技术(2)：各家车企混动技术路线优劣对比

一、各家车企的混动技术路线是什么？

首先，列出在上个帖子中提到的各大车企混动技术路线的内容：(尚处于PPT阶段、或者已停产的技术不会列入)

丰田THS：混动专用发动机技术(>40%超高热效率+全电无轮泵系)，行星齿轮式机电耦合结构，高效率电驱动技术(扁线电机、油冷技术)，高倍率小容量电池；

通用、福特：混动专用发动机技术(40%超高热效率)，P1+P3拓扑结构，高效率电驱动技术(扁线电机、油冷技术)，高倍率小容量电池；

比亚迪DMi：混动专用发动机技术(>40%超高热效率+全电无轮泵系)，P1+P3拓扑结构，高效率电驱动技术(扁线电机、高速电机、油冷技术)；

比亚迪DMp：P0+P3 / P0+P4拓扑结构(低配车型)，P0+P3+P4拓扑结构(高配车型);

吉利epro(用于吉利、领克车型)：P2.5单电机结构；

上汽EDU(用于荣威、名爵、大通iHUD车型)：P2.5单电机结构，高效率电驱动技术(扁线电机、高速电机、油冷技术)；

广汽GMC(用于广汽传祺、广汽三菱车型)：混动专用发动机技术(90%的高效区间覆盖范围在88%～93%之间。

所以，重要的一点就来了：

电驱动(分体或者三合一)系统的综合高效区由电机高效区与电控器高效区复合而成。

由此，采用扁线电机、高速电机、油冷技术的电驱动系统，其MAP图高效区为：效率>81%的区间覆盖范围在85%左右。(同理，采用圆线电机的电驱动系统的高效区覆盖范围则更低。)

再回顾一下第1个评价点中的内容，就能明白，这就是(为什么在某些速度区间，单增程式混动的能量利用率低于混驱式混动？)这样一个在非专业人群中争论不休的话题，却在行业内基本没有争议的原因。

理论来源如下：

(采用领先技术如扁线电机、高速电机、油冷技术的)电驱动系统，效率>81%的高效区覆盖范围为85%左右；(实际的低效工况下，电驱系统的工作落点还会落入70%、60%附近)；

在双电机混驱混动系统(如本田iMMD、广汽GMC、比亚迪DMi、长城柠檬)以及单增程式混动系统(如理想one、东风岚图)中，以上MAP特性对于两个电机同样适用(发电机、驱动电机)；

电驱动系统的低效区为低转速高扭矩区以及高转速低扭矩区，由于电机通过减速齿轮直连轮端差速器或者发动机，因此车企会通过特定的齿比设计将某一些最佳的功率区间放入电驱动系统的高效区之内：

a. 对于驱动电机而言，这个被特意放入高效区的功率区间对应的就是车辆行驶的某些速度区间；

b. 对于发电机而言，这个被特意放入高效区的功率区间对应的就是发动机发电的某些发电功率区间；

源头问题来了，这个被特意放入发电机高效区的最佳发电功率区间是什么？

没错，它就是发动机MAP图中的最佳输出功率区间——也就是在MAP图中，发动机热效率高效区与发动机NVH静谧区交叉围合而成的一小块区域。

而这一小块区域的输出功率一般是在1/3峰值功率左右。以理想one为例，也就是25～30kW左右。

接下来的逆向推导就顺理成章了，

当这个特定发电功率不能满足车辆的轮端功率需求时，发动机的工作落点就会偏离这个最佳围合区域，结果就是两种：要么NVH恶化，发动机噪音及抖动明显；要么发动机进入低效区。

这个特定的发电功率所对应的轮端功率，将其翻译成车辆行驶速度就是在60～90km之间。(由于整车结构的区别，不同车型的对应速度也有所区别)

综上，当车辆速度跨过这个最佳临界点时，意味着发动机→发电机→驱动电机这个系统将整体进入NVH劣化区/低效工作区。

然后就该比较，在进入NVH劣化区/低效工作区之后，发电单增程、发动机直驱轮端这两种方式的能量转换效率：

a. 发电单增程方式：(发动机→发电机→驱动电机→车轮)

驱动电机、发电机两个电驱动系统的高效区边界都为81%；

该路径的能量利用率最高为：

81%×81%=65.6%。

b. 发动机直驱轮端方式：(发动机→离合器→减速齿轮→车轮)

离合器+减速齿轮的传动效率>97%；

该路径的能量利用率最低为：

97%。

所以，这就是(中高时速区间发动机介入直驱或混驱车轮，效率更高)的理论依据。

各家车企对本项技术的采用情况，见第一节。

该项满分6分， 采用扁线电机得3分、采用高速电机得2分、采用油冷技术得1分，未采用的得0分，3种技术的得分可累加。

4、系统中各动力源耦合模式的完备性：

(发动机、电机MAP图高效工作区的交叉覆盖完备度)

各动力源的耦合模式需要使发动机高效区特性和电机高效区特性能够互补与融合，从而避免发动机或电机的工作点落入低效区。

(注：P0单电机(MHEV)、P1单电机构型都不具备电机独立驱动车辆的能力，只是在纯燃油系统中增加的一个小补丁，没有讨论价值。)

无法避免发动机工作点落入低效区的拓扑结构：

P2单电机结构； (大众、奥迪、宝马、奔驰、保时捷 绝大部分车型)

P2.5单电机结构； (吉利epro，上汽EDU)

无法避免电机工作点落入低效区的拓扑结构：

单增程式(单电机或双电机)结构；

(日产e-power，理想ONE，东风岚图)。

无法使发动机与电机完全解耦，降低能量利用率的拓扑结构：

丰田THS单组行星齿轮结构；

该项满分8分，第种拓扑结构2分，第种拓扑结构5分，第种拓扑结构6分，其它结构8分。

5、系统中是否存在多档变速箱及其形式(AT/CVT变速箱/DCT变速箱/两档齿轮变速结构/单档减速齿轮直连)

在混动系统中，多档变速箱存在的本质原因就是因为没有使用混动专用发动机、没有使用可以融合双重高效区的拓扑结构。燃油平台发动机的MAP图高效区范围太窄、没有合理的拓扑结构进行有效互补，就只有依靠多档变速箱来扩大工况适应能力，但是多档变速箱的存在会降低系统的能量利用率与能量回收效率。

单档减速齿轮/行星齿轮连接，没有机械换挡式变速器：

丰田THS、本田iMMD、通用、福特、日产e-power、理想、东风岚图、广汽GMC、比亚迪DMi;

两档变速器：

长城柠檬；

AT/CVT变速箱:

宝马、奔驰、日产、沃尔沃(第二代)、PSA HYbrid2、PSA HYbrid4；

DCT变速箱：

比亚迪DMp、长城Pi4、吉利epro、上汽EDU、大众汽车、沃尔沃(第三代)；

该项满分4分，第类得4分，第类得3分，第类得1分，第类得0分。

6、混合动力流的动态控制优化算法与技术：

混动系统的核心，就在于通过优化机电耦合的效率来最大程度地拓展发动机和电机在高效工作区内运行的比例，从而融合发动机与电机的驱动优势，最大化地提高燃油与电力这两种动力来源的能量利用率。

混动系统的动力耦合动态过程控制，比燃油车要复杂一个等级，比纯电动车要复杂三个等级，这种动态过程的仿真与控制技术需要在机电耦合系统方面有长期积累与丰富经验。

该项满分5分，

丰田、本田、日产得5分，

PSA、通用、比亚迪得4分，

广汽、上汽、吉利、大众、宝马、奔驰、福特、沃尔沃得3分，

长城、长安、奇瑞得2分，

理想、东风得1分。

7、WLTP工况各区间的轮端功率需求与动力源功率输出之间的匹配度；

加速功率输出过小，导致轮端有提速需求时响应延迟：

丰田THS、日产e-power；

发动机功率过小，导致某些低电量情况下对轮端的高功率需求无法响应：

理想。

发电机功率过小，导致某些低电量情况下对轮端的高功率需求无法响应：

P0+P4拓扑结构；

(长城Pi4，比亚迪DMp-低配车型，保时捷-部分车型，宝马-部分车型)

P0+P3拓扑结构；

(比亚迪DMp-低配车型)

在馈电时，失去电机动力源，仅剩余发动机动力源：

P2单电机结构， (大众、奥迪、宝马、奔驰、保时捷 绝大部分车型)

P2.5单电机结构。 (吉利epro，上汽EDU)

该项满分5分，第类得2分，第类得3分，第类得3分，第类得0分，其它得5分。

8、高效能量缓冲区技术(大容量储能电池)：

为了给发动机功率匹配、轮端高功率需求、能量回收提供足够的缓冲池，并使电机在高效区可响应的功率需求范围更广，需要有高倍率、大容量、长寿命、低内阻的能量缓冲区，既为电机提供足够的功率冗余，又能提高系统的能量循环回收效率。

电池容量3套离合器组件

宝马、奔驰、日产、沃尔沃(第二代)、PSA；

DCT变速箱：≥3套离合器组件

比亚迪DMp、长城Pi4、大众汽车、沃尔沃(第三代)、长安、奇瑞；

该项满分5分，第类得5分，第类得4分，第类得3分，第类得2分，第类得1分，第类得0分。

10、动力耦合过程对整车驱动方式的影响：

当发动机与电机两个动力源切换时，会改变整车的驱动方式(前驱/后驱)的情况：

P0+P4拓扑结构；

(长城Pi4，保时捷 部分车型，宝马 部分车型)

P1+P4拓扑结构；

沃尔沃(第二代)；

在发动机与电机的动力耦合过程中，可以全程保持整车四驱方式的情况：

P0+P2+P4结构，(PSA HYbrid4：天逸、4008)

P0+P3+P4结构，(比亚迪DMp 高配车型)

P2+P3+P4结构，(长城柠檬 C级车型)

P1+P3+P4结构。(长安CS75 PHEV)

在发动机与电机的动力耦合过程中，可以全程保持整车前驱/后驱方式的情况：

其它拓扑结构。

该项满分5分，第类0分，第类5分，第类2分。

11、终端价格：

比同级别燃油车(动力性能不可低于同级别燃油车)低价；

与同级别燃油车平价；

比同级别燃油车贵。

该项满分10分，第类得9～10分，第类得8分，第类为0～7分区间，由于不同用户对溢价金额的理解程度有区别，该项的得分请根据市面价格自行比较打分。

以上11个子项的得分总和，就是对车企混动技术路线的总体评分。

七、为什么欧洲车企(除了PSA、沃尔沃以外)绝大多数使用祖传的P2单电机模式？

1、 因为这些欧洲车企(大众、奥迪、宝马、奔驰、保时捷)的指导思想是：在满足排放法规最低门槛的条件下，使用最小的改造成本。

所以，对于这些车企而言，传统的燃油车平台发动机必须保留，传统的机械多档变速箱必须保留，一切改动都是围绕着以既有的燃油车平台为中心而开展，一切新技术的选择都以成本最小化为目的，——而不是以系统能耗最小化为目的。

所以，这些车企所选择的混动模式，只是对车企省钱最有利的模式，但却不是对碳排放和消费者最有利的模式。

2、 PSA、沃尔沃是欧洲车企中的例外，他们是向新方向做出有益探索的代表：

PSA于2011年开始启动PSA HYbrid2混动平台的研发，沃尔沃于2013年开始启动基于EUCD平台的混动技术研发；PSA和沃尔沃是欧洲车企中第一批开展混动技术研发的企业。至2021年，PSA同时使用PSA HYbrid2(低端车型)与PSA HYbrid4(中高端车型)两个混动平台技术；沃尔沃同时使用基于SPA平台的混动技术框架(第二代)与基于CMA平台的混动技术框架(第三代)。它们都是在P2单电机构型的基础上，开始往多电机的混动框架延伸，并且采用高效率电机技术，能够比P2单电机的混动模式取得更良好的能耗降低效果。

但是PSA、沃尔沃在这种新方向的探索中，仍然还留存有一些以燃油车平台为中心的发展痕迹：如仍然使用燃油平台发动机而非混动专用发动机、仍然保留多档变速箱(DCT、AT)等。

在这11个子项中，如果PSA、沃尔沃能够在更多方面向混动平台专用技术的方向发展，那对于乘用车碳排放降低的效果会更明显。八、国内车企的混动技术路线的有利方向在哪里？

1、首先，不利的方向是，吉利深受欧洲车企的混动技术思想所影响，一直使用祖传P2.5单电机结构，且在其它的评价子项上都没有进展。上汽也受到大众汽车的影响，以成本作为其最重要的选择标准，转向使用P2.5单电机结构。

2、有利的方向同样与成本有关，国内车企对于关键零部件供应链的自产能力逐渐提高，广汽、长城、上汽、比亚迪都开始逐渐掌握各项关键零部件的研发与制造环节，有利于在混动平台中采用各项领先技术。而对于理想、东风岚图这样的新生势力，也可以从广汽、比亚迪等车企采购关键零部件，从而推进国内混动技术的整体发展。

当国内车企能够建立起多个在能耗、动力性能、成本3方面都占优势的混动平台时，就有希望在替代燃油车的市场发展进程中拥有更大的竞争力。