什么是混動汽車要充電嗎 混動技術有哪些

豐田THS、本田i-MMD、通用VOLTEC、比亞迪DM-i、長城DHT、廣汽GMC、吉利雷神（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）、理想的增程混合動力等汽車混合動力技術誕生至今已有百年，技術路線的發(fā)展也是眾說紛紜。從早期的弱混動到現(xiàn)在廣泛使用的強混動、插電式混動，“電驅(qū)”的參與度越來越高。

在持續(xù)高企的油價、優(yōu)惠的上牌和稅費減免政策的推動下，國內(nèi)市場對混合動力汽車的接受度越來越高。于是，比亞迪銷量猛增理想也憑借一輛車的銷量躋身新勢力前三，敢以一輛增程式混動L9挑戰(zhàn)任何500萬以內(nèi)的豪華SUV車型。長城、奇瑞、廣汽等自主品牌車企也加大了將混合動力汽車投放市場的力度。

普通消費者很難區(qū)分各種混動系統(tǒng)的區(qū)別和技術本身的優(yōu)劣。所以針對目前主流的混合動力系統(tǒng)，我們從技術和使用環(huán)境上做一個解讀，看看哪種混合動力技術強。

為了更容易理解，作者對目前的混合動力技術做了一個分類。目前對混合動力的分類有三四種方法，比如電機的位置、配置、混合程度等。我們選擇兩種通俗易懂的方法來區(qū)分。根據(jù)傳動系統(tǒng)的配置，可分為串聯(lián)式混合動力、并聯(lián)式混合動力和混聯(lián)式混合動力三種。根據(jù)是否可以外接充電，分為：通用混合動力HEV(混合動力)和插電式混合動力PHEV(插電式)。

混合動力技術分類

串聯(lián)混合動力接近純電驅(qū)動模式，也叫增程式。配置的發(fā)動機僅用于驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電，不直接參與驅(qū)動汽車。系統(tǒng)的輸出功率等于電機的輸出功率，換句話說，電機是由發(fā)動機帶動來驅(qū)動車輛的。代表車型有：雪佛蘭第一代沃藍達（查成交價|參配|優(yōu)惠政策），理想ONE（查成交價|參配|優(yōu)惠政策），L9，嵐圖FREE（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）等。

串聯(lián)混合動力示意圖

并聯(lián)混合動力是以發(fā)動機為主，電機為輔。電機和發(fā)動機都可以獨立或聯(lián)合驅(qū)動車輛。系統(tǒng)輸出功率等于發(fā)動機和電機輸出功率之和。代表車型有奧迪A3（查成交價|參配|優(yōu)惠政策） e-Tron、大眾高爾夫（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）GTE等。

并聯(lián)混合動力示意圖

混聯(lián)式混合動力是指電機和發(fā)動機都可以獨立驅(qū)動汽車。因為系統(tǒng)配備了獨立的發(fā)電機，所以系統(tǒng)的輸出功率等于發(fā)動機和電動機的輸出功率之和。與并聯(lián)型最大的區(qū)別是可以實現(xiàn)串聯(lián)驅(qū)動，一般比并聯(lián)型多一個電機。混聯(lián)系統(tǒng)結構復雜，但綜合動力性能和燃油經(jīng)濟性是目前行業(yè)內(nèi)最好的解決方案。代表車型有：豐田普銳斯（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）、雷克薩斯CT（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）200h、通用君越（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）30H、雪佛蘭二代伏特、雅閣（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）混動、比亞迪秦DM-I、長城檸檬DHT、廣汽混動版等

串并聯(lián)混合原理圖

插不插，大家都明白比較好。目前主要是HEV和PHEV車型的區(qū)別。HEV的代表技術路線有豐田THS、通用VOLTEC、本田i-MMD、廣汽傳祺GMC2.0、吉利雷神等混動系統(tǒng)。當然，配備這些混合動力技術的車輛也可以插入PHEV車型，但采用其他混合動力技術的PHEV車型可能不適合HEV戰(zhàn)略。

串聯(lián)混合不適合全場景應用

混合動力技術的本質(zhì)是通過電機、動力電池、變速器等輔助機構，使發(fā)動機最大限度地保持在高效率范圍內(nèi)運轉(zhuǎn)或不運轉(zhuǎn)，以最大效率節(jié)能降耗。目前所有的混合動力技術都是圍繞這個核心展開的。

系列(增程式)混合動力是最早的混合動力技術。1900年，世界上第一輛混合動力汽車“Ronier-Porsche”采用series，由發(fā)動機提供動力驅(qū)動車輛。串聯(lián)式混合動力的本質(zhì)是控制發(fā)動機在高效率區(qū)間運行來發(fā)電，通過電機驅(qū)動車輛。簡單的理解就是讓汽車的發(fā)動機只在高轉(zhuǎn)速下工作，以達到降低油耗的目的。

然而，串聯(lián)混合動力有其固有的缺點。車輛在低速或中速行駛時，發(fā)動機功率仍有一定富余，可以滿足發(fā)電再驅(qū)動的邏輯。車輛一旦高速行駛，發(fā)動機動力的負荷隨著車速的增加而增加，導致發(fā)動機無法在高效區(qū)間運行，此時的能耗甚至超過使用發(fā)動機直驅(qū)的模式。這就是串聯(lián)式混合動力汽車長途綜合油耗較高的原因。比如理想L9的長途綜合油耗在10L/100km左右。

另外，串聯(lián)式混合動力的最大功率取決于電機的輸出功率，最小功率取決于發(fā)動機的發(fā)電量，所以在沒有外接電源(動力電池沒電)的情況下，車輛的動力性能會比較差。因此，串聯(lián)式混合動力將連接外部電源(PHEV)，車輛使用環(huán)境更適合短途運輸。目前很多車企的策略是以電驅(qū)動為“主驅(qū)動”(配備大容量電池)，以發(fā)動機為輔助發(fā)電驅(qū)動。總的來說，串聯(lián)混合動力因為不能適用于所有環(huán)境，所以被業(yè)內(nèi)稱為“落后”技術。

不令人滿意的并聯(lián)混合動力

并聯(lián)混合動力也被稱為P2配置。一般只有一套電機，經(jīng)常與變速箱嚙合，放在變速箱殼體內(nèi)。可實現(xiàn)發(fā)動機驅(qū)動電機直接驅(qū)動車輛、電機直接驅(qū)動、發(fā)動機與電機同軸驅(qū)動、發(fā)動機驅(qū)動電機給電池充電、剎車、減速五種工作模式。

其實通過工作模式可以發(fā)現(xiàn)這種混合配置的缺點：1。在中低速能耗最高的階段，只要電池沒電，就必須啟動發(fā)動機直接驅(qū)動變速箱，并不能完全避免這種發(fā)動機低效率的工況。2.發(fā)動機驅(qū)動時，電機也會跟著轉(zhuǎn)動，它們是分不開的。也就是說，電機會成為負載增加發(fā)動機的負荷，增加能耗。在高速階段，不如直驅(qū)節(jié)能。所以并聯(lián)混合動力也是非常依賴外接電源的，需要借助電池和電機來調(diào)節(jié)發(fā)動機負載。并聯(lián)混合動力也作為PHEV存在。

目前，串聯(lián)式混合動力技術主要被歐洲車企和韓國車企采用，如大眾、奧迪、奔馳等。一方面對現(xiàn)有的動力架構改動不大，另一方面比串聯(lián)混合能覆蓋更多的應用場景。此外，歐洲車企普遍認識到混合動力是一種過渡技術，并未對混聯(lián)式混合動力投入過多研究。

串聯(lián)是最優(yōu)的嗎？

混聯(lián)式混合動力，顧名思義，既可以實現(xiàn)串聯(lián)驅(qū)動，也可以實現(xiàn)并聯(lián)驅(qū)動。這類混動彌補了串聯(lián)和并聯(lián)在各自使用場景和工作模式上的不足，真正實現(xiàn)了能耗控制的最優(yōu)解。因此，目前搭載混聯(lián)式混合動力的車輛，在不依賴外部電源的情況下，可以大大降低車輛的能耗，綜合油耗一般可以低于5L/100km。因此，混聯(lián)式混合動力可以應用于HEV策略，也可以將外部電源變成PHEV。從能耗控制技術和使用環(huán)境來看，串并聯(lián)混合最為全面。

但由于專利壁壘，各大主機廠都采用了不同的配置來實現(xiàn)串并聯(lián)混合。例如，豐田THS采用單排星形輪結構。該系統(tǒng)簡單高效。首次安裝在第一代豐田普銳斯上，開創(chuàng)了行業(yè)內(nèi)強混動HEV的先河。THS可以實現(xiàn)六種工作模式，覆蓋各種車輛行駛條件。

THSconfigu

然而，THS單排行星齒輪的構型并不完善。比如，由于行星齒輪和發(fā)動機不能解耦，當車速超過60km/h左右時，必須啟動發(fā)動機，此時發(fā)動機可能不在高效運轉(zhuǎn)區(qū)間，此時發(fā)動機不在完全直驅(qū)模式。

為了避免豐田的單排星輪專利，通用采用了雙排星輪結構，開發(fā)了GEN2 VOLTEC系統(tǒng)。這套系統(tǒng)的主要部件是一臺直噴高效發(fā)動機、兩組永磁交流同步電機、兩排行星輪、兩組離合器和一組鋰離子電池。結構復雜，可根據(jù)車速、負載、電池電量細分工作模式，實現(xiàn)多達12種工作模式。

電壓配置圖

GEN2 VOLTEC系統(tǒng)避免了豐田THS單排星輪的結構缺陷，因為它具有更豐富的工作模式，能更全面地覆蓋各種工況，精確控制發(fā)動機負荷和電機輸出，綜合能耗優(yōu)于THS。這套系統(tǒng)在通用旗下各款車型上都有配備，比如君越30H，凱迪拉克CT6。從能耗控制的角度來看，這套系統(tǒng)已經(jīng)足夠完善，唯一的缺點可能是制造成本太高，導致搭載的車型整體價格較高。

除了行星齒輪，以本田為代表的車企采用的都是串聯(lián)式混動變型配置。在串聯(lián)的基礎上，通過一組離合器實現(xiàn)發(fā)動機直驅(qū)模式，使車輛在增程式模式下行駛，或者發(fā)動機和電動機并聯(lián)驅(qū)動。配置簡單實用，美中不足的是對實際工況覆蓋不夠，對能耗的控制不如豐田THS和通用VOLTEC精準。

本田i-MMD配置示意圖

相對于豐田、本田、通用，國內(nèi)車企為了避免上述三種典型配置，研發(fā)了自己的混動系統(tǒng)，如比亞迪的DM-i、奇瑞的鯤鵬動力DHT、長城的檸檬DHT、廣汽GMC 2.0。

目前比亞迪的DM-i市場份額最大。比亞迪在混合動力市場浸淫多年，技術也在不斷進步。從早期的并聯(lián)混動到今天的并聯(lián)DM-i，贏得了消費市場的認可。唯一不變的是，比亞迪堅持以電為主的戰(zhàn)略，始終只引進大功率的PHEV。DM-i的配置其實比較簡單，一個發(fā)動機，一個發(fā)電機P1，一個驅(qū)動電機P3和一個離合器。整體配置和工作模式與本田的i-MMD邏輯非常相似，只是它只有一個檔位，而i-MMD有兩個檔位，其P1電機可以選擇性地不工作在直驅(qū)模式下。

比亞迪DM-i配置示意圖

吉利雷神混動就像一臺萬能的VOLTEC，由一臺發(fā)動機，兩套電機，兩個離合器，兩個制動器，兩套行星輪組成，結構也很復雜。與VOLTEC不同的是，它有兩個行星排，第一行星排(左)行星架與第二行星排(右)齒圈連接，第一行星排齒圈與第二行星排行星架連接。在純電動、串聯(lián)、并聯(lián)、直驅(qū)三個檔位實現(xiàn)四種不同的驅(qū)動模式。

吉利雷神混合圖

長城檸檬混動DHT和奇瑞鯤鵬混動比上述混動技術推出的晚，所以在配置上要避開上述所有專利就比較復雜。比如檸檬混動DHT，由雙電機控制器、多模式混合變速箱、一臺混合動力專用發(fā)動機、GM/TM雙電機、集成DC/DC組成，可以實現(xiàn)純電、并聯(lián)驅(qū)動、串聯(lián)驅(qū)動、能量回收等多種工作模式。

檸檬DHT混合圖

奇瑞鯤鵬混合動力由一臺發(fā)動機、兩臺電機、兩套電機控制器、三套離合器和三套齒輪變速器組成。通過這種復雜的結構，可以實現(xiàn)單電機純電驅(qū)動、雙電機純電驅(qū)動、串聯(lián)驅(qū)動、并聯(lián)驅(qū)動等11種工作模式。

奇瑞鯤鵬混動圖

整體來看，以比亞迪、吉利、長城、廣汽、奇瑞為代表的自主品牌傳統(tǒng)車企在混合動力的發(fā)展上，都展現(xiàn)出了硬件開發(fā)的實力，都開發(fā)出了可以覆蓋全場景的混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，可以在HEV和PHEV之間自由切換。唯一的區(qū)別在于能耗控制的準確性和結構運行的穩(wěn)定性，而在于理想，問天下。

當然，在大功率插電式混動大行其道的當下，搭載不同混動技術的車輛短途出行體驗并沒有太大差別。畢竟都是以用電量為主，差距只能在長距離上體現(xiàn)?；貧w混合動力本質(zhì)，能夠?qū)崿F(xiàn)混聯(lián)驅(qū)動的HEV，承載成本更低，能耗控制水平更好，是目前值得推廣的技術。