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混合动力系统分类方式挺多，我沿用一个学术界比较常用的根据结构的分类方式说说吧。 之所以用这种分类方式，主要是为了方便朋友们选购，因为每种方式都有各自的特点，用户可以结合自己的期望来选择，其实这些方式没有明显的好坏之分，只有适合不适合。 混合动力系统按照动力耦合系统结构的不同可以分为单电机并联式、双电机功率分流式和双电机串/并联式。 单电机并联式单电机并联式可以说是目前车型最多的，讲这类，首先要祭出这张大家常见的图。 PX主要看电机在什么位置。1、2、3、4分别是发动机、变速箱、传动桥和后轴。 P0就是电机在发动机前，其实就是把起动机变大一点，让它除了能拖动发动机启动运行，还能具有一定的发电作用。 P1则是将电动机放在发动机后，也就是在发动机的输出轴上，和发动机是一体的。 P2则是将电动机放在变速器的输入轴。 P3则是将电动机放在变速器的输出轴，也就是在变速箱后。 P4直接将电动机放在后桥，和发动机驱动的部分没有直接连接。 看上去很复杂，但是实际上这种结构还是很容易看到优缺点的。 P0和P1的结构，也就是BSG和ISG，都存在反拖发动机的问题，所以一般不能单独构成混合动力系统，即使构成，也只能是微混（启停系统）和轻混系统。 P2、P3和P4是用的比较多的结构。 P2可以实现纯电动，再生制动不受发动机影响，对变速器也没要求，AT、CVT、DCT、AMT都可以，而且成本非常低，大众、奥迪旗下车型、英菲尼迪M35、以及索纳塔也用的是这种结构。吉利的P2.5其实就是P2的一种，将电动机放在双离合变速箱的一个输入轴上（246R轴）。 P3的结构纯电驱动更直接，高效，但是发动机不能给电池组充电是硬伤，所以需要配合P0或者P1来使用，最典型的例子就是比亚迪的DM2系统了，这也是DM2系统亏电情况下油耗高的根本原因。当然，严格来讲，比亚迪的DM2属于一种改进后的P3，通过增加充电中间轴实现了驻车发电功能，但是发电效率低依然是问题，所以DM3系统增加了P0。 P4的优势是可以实现四驱，适合PHEV，可以实现强劲的动力，但是自身也是无法实现给电池组充电，一般不会单独使用。例如最新的比亚迪DM3用的是P0+P3+P4的结构。 以上这几种混动方式的共同特点是结构简单，基本上对原车动力系统的结构影响不大，开发更快，成本低，动力强劲，但是控制难度不小，因为控制不好特别容易发生顿挫、抖动，影响行驶质感。 双电机功率分流这种混合动力系统一般采用行星齿轮机构作为动力耦合和分流装置，一看到这里，大家立马就会想到丰田的THS系统，不错，这种方式的代表就是丰田的THS。 THS（雷克萨斯称为LHS）使用行星齿轮结构的耦合单元替代了变速箱，起到连接、切换两种动力以及减速增扭的作用，也就是所谓的动力分流装置PSD（power split device）。以下图行星齿轮为例，其中sun gear接发电机，carrier连接发动机，ring gear接电动机和输出轴，在不同的车速状态，PCU计算出发动机的转速，通过控制电动机和发电机的转速，使发动机要么不转（发电机和电动机都是可以反转的，起步或者低速时，电动机和发电机的转动方向相反，互相抵消，从而保持发动机转速为0），要么保持在2000rpm~3000rpm的高效率区间，从而让发动机和电动机的优势都充分发挥。 因为有了混合动力，所以发动机本身的低速扭矩就不再重要了，然后针对混合动力来优化传统发动机，开发出了阿特金森发动机，进一步提高效率。 以LHS为例说说工作流程吧。 LHD智·混动采用两台电动机加行星齿轮的技术方案，结构如上图，两台电机为MG1和MG2。MG1在变速箱前，主要用来发电，MG2在变速箱后，主要用于驱动车辆。当然它们的分工也不是绝对的，MG1还负责启动发动机，MG2在刹车时候给电池充电。车辆在低速或者低负载时，只由MG2来驱动车辆；车辆在正常行驶时，发动机驱动车辆，同时靠MG1给电池充电同时驱动MG2；当急加速时，发动机和MG2同时驱动车辆，获得最佳的性能；在车辆减速刹车时，MG2将进行发电并充入电池。这些工作都是在PCU（power control unit）的控制下自动的进行，比如急加速时，PCU会控制逆变器输出高电压，从而让MG2爆发更强的动力。MG1、MG2、发动机和车轮之间的动力传递由ECVT（Electronic Continuously Variable Transmission）即电子无级变速系统来完成，配合PCU可以实现酣畅淋漓平顺流畅的驾驶体验。 通用的Voltec也是功率分流方式，为了避开丰田的单排行星齿轮专利，通用使用了双排行星齿轮，结构更为复杂，并在2006年针对该系统正式申请了专利。雪佛兰迈锐宝XL、别克新君越、凯迪拉克CT6等车型的混动版本搭载该系统。 吉利旗下的科力远使用的也是此种方式，它的CHS1800、CHS2800、CHS3800以及CHS18000四个平台，可以覆盖轿车、SUV、轻型客车、大巴等车型的混合动力方案。 这种方式的优点其实大家都看出来了，那就是效率高、顺滑，经过这么多年的发展，可靠性完全可以保证，但是相对其他方案，它的动力性让位于经济性，动力性表现不好，这方面有很多朋友也进行了分析，我这里就不多说了。 双电机串/并联式双电机串/并联式，其本质是在不同的工况上使用串联或者并联。 串联的方式指的是发动机带动发电机发电，利用发出的电力（和电池的电力）去驱动电动机从而驱动车轮，并联的方式就是发动机和电动机一同驱动车轮。 说到这里大家可能想到了低速只能电动而高速可以发动机驱动的本田混动系统，没错，本田的i-MMD就是双电机串/并联方式的典型代表。 从上图可以清楚的看到i-MMD工作的方式，中高车速发动机可以直接驱动车轮，低速则以纯电驱动和串联驱动模式为主，也就是说低速串联，中高速并联，这样可以同时兼顾车辆不同工况下的系统效率，降低油耗，所以从经济性的角度来讲，完全可以媲美功率分流式。 另外荣威550 PHEV所用的动力耦合系统EDU也是这种方式。 通过上面的分析可以看出，这种方式的优点依然是效率高，相对单电机并联方式也比较顺滑，当然，成本也比较高，但是其控制难度和集成难度都不高。 总结 总体来看，以上三种方式各有各的特色，以至于每种方式大有追随者，而对于用户来讲，搞清楚每种系统的原理和细节也并不现实，所以用户只需要大概了解每种方式的特点，知道明显的优缺点，就可以了。目前市场上插混车型选择面比较广了，几乎所有主机厂都推出了插混车型，车型众多，各种类型都有，但是参数优化和控制策略的好坏差别还是不小的，而这些也是用户很难从表面了解到的。 在对混动车型的选购中，我这里给出几点建议吧。 建议： 1、如果充电条件方便（自有充电桩或者附近方便充电），首选插混（PHEV）。相对于HEV，PHEV的经济性和纯电行驶的质感优势是无可置疑的。 2、动力性和行驶质感，不仅要凭原理分析判断，更要去试驾，多去试驾，自然能感受到不同系统的倾向和优势，还有所带来的不同的行驶质感。 3、混合动力系统经济性的对比，完全可以参照工信部油耗，对于未购车用户而言，其实很难获取经济性的真实数据，而工信部油耗就是最权威的。 |
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