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传统内燃机（ICE）车辆提供了良好的运行性能，并利用石油燃料高能量密度的优点可以实现远距离行驶。但是，传统燃油机车辆具有不良的燃油经济性和污染环境的缺点： 1、发动机燃油效率特性与实际运行要求不匹配； 2、在制动期间车辆动能损失严重，尤其是在市区行驶时。 ▲发动机燃油经济性和发动机实际运行点 纯电动汽车（BEV）具有一些优于ICE车辆的优点：能量效率高、零污染环境。但是，蓄电池组的能量密度和汽油的能量密度相差甚远，并且受充电难、充电久、里程短、高压危险等因素限制。 混合动力电动汽车（HEV）采用发动机作为基本动力，电机作为辅助动力，具备了ICE车辆和BEV两者的优点，并且互补了他们的一些缺点。其主要特点如下： 1、采用小排量的发动机，降低燃油消耗； 2、使发动机工作在高效工作区间，提高了能量转换效率，同时降低了排放； 3、可回收部分制动能量，从而增加行驶里程，提高经济性； 4、在市区时，可仅用电机驱动，噪声小，零排放； 5、发动机和电动机的联合驱动提高了车辆的动力性； 6、有效改善汽车依赖能源的单一性。 根据混合动力驱动模式，可将混合动力系统分为串联式混合动力、并联式混合动力和混联式混合动力。 一、串联式混合动力 串联式混合动力系统由发动机、发电机和电动机三部分通过串联的方式组成，发动机驱动发电机发电，电能通过控制器输送到电池或电动机，由电动机通过变速机构驱动汽车。其发动机仅用于驱动发电机发电，并不直接驱动汽车。 ▲串联式混合动力系统 【日产 e-POWER】 日产的e-POWER混动系统是典型的串联式混合动力系统，其结构相对简单，学习借鉴可行性较高。2016年，日产Note e－Power搭载该系统在日本上市销售，油耗为2.94L/100km，销量一路高歌猛进，本土销量超过10万台。 ▲日产的e-POWER混动系统 其搭载的1.2L直列3缸自然吸气发动机仅能驱动发动机发电，并不能直接驱动车轮。最大功率为80kW的驱动电机负责驱动整车行驶。电池容量仅为1.5kWh，只能作为电量的一个临时储存系统，且不能通过插头给电池充电。这套动力总成保证发动机充电始终工作在最佳燃油经济区，成功降低油耗，同时电机负责驱动整车，保证整车获得提速快，噪音低的纯电动车驾驶体验。 ▲日产的e-POWER混动系统工作模式 二、并联式混合动力 并联式混合动力系统是由一个发动机直接驱动车轮的机械动力驱动系统，和一个相配合的电动机驱动系统作为辅助，通过机械连接共同提供动力。发动机和电动机各自的输出功率的总和等于总输出功率。这种技术通常用于对已有车辆进行“混合动力化”，可保留车辆上大部分原有零部件。 ▲并联式混合动力系统 【大众DQ400E】 DQ400E是大众公司全新开发的一款P2结构的混合动力变速箱，其采用三离合器巧妙地将电机与6挡变速箱集成于一体。匹配1.4T涡轮增压发动机，可实现最大输出扭矩400Nm，综合功率高达155kW。该总成目前已搭载奥迪A3、途观L、帕萨特、高尔夫等多款插电式混合动力车型。 ▲大众DQ400E 【比亚迪DM】 在比亚迪第二代DM技术中，其P3构型的混动变速箱是基于比亚迪自主研发的6挡干式双离合变速器6DT25，将电机与变速箱集成，实现混合动力驱动。首款搭载此项技术的车辆是比亚迪秦，从百公里加速5.9秒可以看出，第二代DM技术的主打动力性。 ▲比亚迪DM 在该系统中，驱动电机通过R挡轴上增设齿轮副介入动力。该结构与传统动力总成相比，发动机与变速器接口保持不变；电机异轴布置，使得轴向长度较短，有利于动力总成布置；EV模式控制简单，无换挡控制；但电机与变速器输出轴无法断开，效率降低。 ▲比亚迪P3结构简图 【吉利P2.5】 该混动系统采用1.5T三缸发动机+7速双离合变速箱，驱动电机集成于变速箱内部，从变速箱偶数输入轴上介入动力，属于P2.5结构类型。吉利已成功搭载领克01新能源 PHEV和博瑞GE新能源PHEV两款量产车型，是国内第一家实现P2.5量产的车企。 整套混动系统最大功率147kW，最大输出扭矩390Nm，其中发动机最大功率132kW，最大输出扭矩265Nm，驱动电机最大功率60kW，最大扭矩160Nm。
▲吉利P2.5混动系统
▲吉利P2.5结构简图 【本田i-DCD】 本田的i-DCD混动系统由1.5L阿特金森循环发动机、7速双离合变速箱，以及兼具驱动电机和发电机功能的电机、集成IPU的锂离子电池组和空调压缩机等共同组成。核心部分是在7DCT中集成一个驱动电机，属于P2.5构型。驱动电机集成在后端：扁平式油冷的驱动电机集成在7DCT箱体中，同轴布置在变速箱后端，其转子和奇数输入轴连接介入动力，定子固定在箱体上。
▲本田的i-DCD混动系统 【舍弗勒 P2】 针对目前各大厂商对油改混的开发需求，舍弗勒结合自身双离合器的业务，为市场开发了一款集成电机的三离合器P2混合动力模块。该P2混合动力模块适用于不同程度的混合动力应用，可匹配所有变速器，实现全部混动功能。
▲舍弗勒P2混合动力模块
▲舍弗勒P2混合动力模块应用于DCT结构简图 由于目前国内市场研发自动变速器更多的还是DCT，所以以上列举的实例多为基于DCT开发。事实上还有一些基于其他类型变速器开发的混动构型，比如加特可、邦奇、万里扬等就基于CVT开发了相应的混合动力，ZF、盛瑞等基于AT开发了相应的混合动力。
▲基于CVT开发的混合动力结构简图 三、混联式混合动力 混联式混合动力系统综合了串联式与并联式两种驱动形式的优点，其三个动力源之间具有更多的动力匹配方式，车辆具有多种工作模式，从而保证了混合动力系统在复杂工况下仍能实现最佳动力匹配，进而达到最大限度节能减排的目的。
▲混联式混合动力系统 【丰田THS】 从1993年到现在，丰田在混合动力的道路上已走过27个春秋，其混动系统也是发展到第四代。丰田THS最为关键的技术为E-CVT混合动力变速器，匹配阿特金森循环发动机。其系统在普锐斯、卡罗拉、雷凌、凯美瑞、亚洲龙等车型上得到广泛使用，全球累计销售已超过了1000万台。
P610的总成由扭转减震器、动力分流行星排、发电机、电动机和4轴结构组成。其中动力分流行星排和前几代相同，将发动机的功率分配给整车和发电机的驱动功率。发电机和电动机采用平行轴式布置替代上一代同轴式布置，有效的减小了轴向长度。4轴结构采用平行轴式布置，包括输入轴、中间轴、电机输入轴和差速器。
▲丰田P610剖面图和结构简图 【通用Voltec】 通用的这套Voltec混动技术成熟，已普及到雪佛兰迈锐宝XL、别克新君越、凯迪拉克CT6和别克VELITE5，覆盖了紧凑型、中型车的两个细分级别以及大型车领域，应用范围包括普混、插混、增程三大类。
▲通用Voltec混动系统 其系统包括两个电机、两组行星齿轮和三个离合器（其中一个为单向离合器，无需电控），除了具备两种纯电动模式（单电机EV和双电机EV）外，还具备了低速混动模式（大传动比）、中速混动模式（固定传动比）以及高速混动模式（小传动比）三种模式。从机械上来看，通用这套混合动力系统相当于一个三挡AT自动变速箱，根据不同的车速和负载实现了不同传动比的三个挡位。
▲通用Voltec结构简图 【科力远CHS】 在国内，同上述丰田THS和通用Voltec同样采用行星排功率分流结构研发混合动力相对成熟的就属科力远CHS了。其研发的混合动力系统CHS已在2017年搭载吉利帝豪EC7 PHEV上市销售。
▲科力远CHS混动系统 该混动变速箱的动力耦合的核心机构是拉维奈尔赫式行星齿轮机构。采用发动机（ICE）和两个驱动电机（E1/E2）为动力源，驱动电机E2为主驱动电机，E1主要起发电、启动发动机和调速的作用。发动机与行星排的行星架连接，E2电机与小太阳轮连接，E1电机与大太阳轮连接。在行星架上设有制动器（B1），制动器另一端和箱体连接，用于控制发动机的动力输入。在大太阳轮上设有制动器（B2），制动器的另一端也与箱体连接，用于控制E1电机的动力输入。
▲科力远CHS混动系统结构简图 【本田i－MMD】 本田i－MMD双电机混合动力系统由2.0L阿特金森循环高效率发动机、集成双电机的E-CVT和动力控制单元（PCU）组成。已搭载雅阁锐混动车型上市销售，百公里综合油耗4.0L/100km，并且拥有与2.5L凯美瑞双擎相匹敌的动力性。
▲本田i－MMD双电机混合动力系统 两个电机集成在E-CVT中，采用同轴布置，靠近发动机端的是驱动电机，另一个是发电机。双电机的驱动轴以空心轴形式嵌套，解决了强度、高精度对中和冷却问题后，增加了变速自由度。该系统具有纯电行驶、混动行驶、发动机行驶三种行驶模式。
▲本田i－MMD结构简图 【上汽EDU】 上汽EDU混动系统采用P1+P3双电机的模式，与本田i－MMD结构类似。现已成功搭载荣威E550、荣威E950、荣威RX5三款车型。
▲上汽EDU混动系统 上汽EDU将发电机、驱动电机、离合器，传动箱集成为一体，在发动机侧旁设一个发电机，另外一侧设置驱动电机，三者布置在同一根轴上。发动机和发电机连接，发电机与传动箱和驱动电机与传动箱之间都有一个干式离合器，用于中断和传递动力。传动箱包含输入轴、中间轴和差速器，其中输入轴上设有一个同步器，两组齿轮，也即该变速箱存在两种传动比。
▲上汽EDU结构简图 【广汽G-MC】 广汽自主研发的G-MC机电耦合系统已量产上市，搭载GA3S PHEV和GS4 PHEV两款车型。其结构简单、紧凑，适用于A/B平台，同时应用于PHEV/HEV车型，具有四种工作模式。
▲广汽G-MC机电耦合系统 发动机与电机同轴布置，双电机并排布置。发动机和发电机通过减震器在输入轴耦合动力。传动箱中包含输入轴，驱动电机输入轴，中间轴和差速器，其中输入轴上设有一离合器，用于中断和传递发动机动力。
▲广汽G-MC机电耦合系统结构简图 【吉凯恩 MMT】 吉凯恩推出过一款专用混合动力变速箱，其发动机、发电机和发动机均为外部接入，可匹配不同功率大小的动力源。
▲GKN混合动力变速箱 整个轴系采用平行轴式布置，均为固定传动比，采用离合器作为动力接入和断开的核心元件。使得整个总成可实现纯电行驶、串联式混合驱动、并联式混合驱动和怠速充电四种工作模式。
▲GKN混合动力变速箱结构简图 【大众 TwinDrive】 大众正在开发的专用混合动力变速器 TwinDrive同样采用与本田i－MMD类似的结构。只是在电动机的输入路径上增加一行星排，用于扩大传动比。同样可实现纯电行驶、串联式混合驱动、并联式混合驱动和怠速充电四种工作模式。
▲大众 TwinDrive 四、插电式混合动力电驱系统（PHEV） 插电式混合动力电驱系统和普通混合动力电驱系统相似，包括发动机、电动机/发电机和动力电池等。但是插电式混合动力电驱系统的电池容量一般都比较大，并且可以从外部电网对电池进行充电。因此，插电式混合动力电驱系统的汽车纯电行驶里程较长，同时，插电式混合动力还可以像常规混合动力一样工作。 当前，市场上在售的混合动力汽车中，大部分为插电式混合动力汽车，各厂商也是将其作为研究开发的重点。在业界，普遍认为混合动力汽车是从传统燃油车向纯电动汽车过渡的中间形式，而插电式混合动力汽车无疑是最接近于纯电动汽车的构型方式。 怎样获取本报告的PDF版本资料？ 请百度“无锡胜鼎”，进入官网-技术文档，注册后即可免费下载。 （上传有时会有几天延迟，请耐心等待） |
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