現(xiàn)有的主流混合動(dòng)力技術(shù)及插電式混合動(dòng)力技術(shù)與代表車(chē)型

不同于燃油車(chē)和純電動(dòng)汽車(chē)的單一能量流“動(dòng)力-傳動(dòng)-輸出”的清晰結(jié)構(gòu)，混合動(dòng)力將兩種動(dòng)力源相耦合，自由度更為高，形成的技術(shù)分類(lèi)十分紛繁。即使是汽車(chē)愛(ài)好者，可能也無(wú)法說(shuō)得明白“混合動(dòng)力技術(shù)到底都有哪些”。

從現(xiàn)有的主流混合動(dòng)力技術(shù)談起，再簡(jiǎn)要概述市場(chǎng)領(lǐng)先的插電式混合動(dòng)力技術(shù)與代表車(chē)型。1. 橫看成嶺側(cè)成峰——主流混合動(dòng)力技術(shù)首先從混合動(dòng)力構(gòu)型與電氣化程度兩個(gè)維度回答題主的第一個(gè)問(wèn)題：混合動(dòng)力技術(shù)的分類(lèi)。

第一個(gè)維度，混合動(dòng)力構(gòu)型，指的是混合動(dòng)力系統(tǒng)的動(dòng)力源耦合方式。構(gòu)型的差異和車(chē)輛動(dòng)力系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)、工作模式、輸出特性都十分相關(guān)。按混合動(dòng)力構(gòu)型進(jìn)行分類(lèi)，

如圖1，圖中代表了目前市場(chǎng)上最為主流的混合動(dòng)力構(gòu)型：串聯(lián)，并聯(lián)，以及功率分流與串并聯(lián)兩種混聯(lián)構(gòu)型。圖1以并聯(lián)構(gòu)型中應(yīng)用最廣泛的P2作為代表。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，各類(lèi)構(gòu)型的原理如下： 1、串聯(lián)構(gòu)型將發(fā)動(dòng)機(jī)與車(chē)輪解耦，發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)發(fā)電機(jī)發(fā)電，再由電機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪； 2、并聯(lián)構(gòu)型發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)動(dòng)力源的相互補(bǔ)充與配合； 3、混聯(lián)構(gòu)型可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)串聯(lián)與并聯(lián)功能，其中的典型代表是功率分流與串并聯(lián)，分別使用了行星齒輪排與串并聯(lián)機(jī)構(gòu)，控制邏輯最為復(fù)雜。

圖1 混合動(dòng)力構(gòu)型示意圖第二個(gè)維度，電氣化程度，指的是混合動(dòng)力系統(tǒng)使用能量的油電比例。

如圖2，從左往右分別是內(nèi)燃動(dòng)力（ICE）、非插電式混合動(dòng)力（HEV）、插電式混合動(dòng)力（PHEV）與純電動(dòng)（EV）：HEV實(shí)際上仍是使用燃油的動(dòng)力系統(tǒng)，典型的HEV包括使用48V的微型混動(dòng)（MHEV）與日系的各類(lèi)混動(dòng)系統(tǒng)。而HEV和PHEV的區(qū)別很好理解，因?yàn)樗鼈冊(cè)谕庥^上有很明顯的不同：插不插電?？梢哉f(shuō)從ICE – HEV –PHEV– EV一方面反映了油電能量比例，另一方面是不斷加嚴(yán)的油耗要求下的動(dòng)力發(fā)展趨勢(shì)。

圖2 不同電氣化程度的汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)分類(lèi)

如果說(shuō)在第一種分類(lèi)下，不同動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)型的比拼是各家主機(jī)廠(chǎng)的技術(shù)競(jìng)賽；那么按電氣化程度分類(lèi)的車(chē)型發(fā)展，則很大程度上反映了新能源政策的引導(dǎo)。從消費(fèi)者、主機(jī)廠(chǎng)和供應(yīng)鏈的角度看，高純電續(xù)駛里程的PHEV（純電型PHEV），都是新能源汽車(chē)發(fā)展的有力支撐： 1、對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，意味著更低的綜合能耗、更接近電動(dòng)車(chē)的駕駛特性以及更為頻繁的充用電使用習(xí)慣； 2、對(duì)于主機(jī)廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，PHEV與EV車(chē)型形成了有效的互補(bǔ)，有助于擴(kuò)寬新能源目標(biāo)消費(fèi)者； 3、對(duì)于新能源供應(yīng)鏈來(lái)說(shuō)，PHEV市場(chǎng)的發(fā)展同樣加速了對(duì)電機(jī)和電池的需求，有助于新能源領(lǐng)先供應(yīng)商繼續(xù)壯大。 因此，政策對(duì)PHEV的引導(dǎo)趨勢(shì)明顯：以中國(guó)和歐洲的新能源汽車(chē)政策為代表，僅有EV和PHEV兩類(lèi)車(chē)型能夠獲得市場(chǎng)補(bǔ)貼，而在中國(guó)PHEV定義政策則將要求插電混合動(dòng)力汽車(chē)的純電續(xù)駛里程在43公里以上[1]，同時(shí)PHEV在上海、深圳等地區(qū)都有著車(chē)牌、路權(quán)和購(gòu)置稅的優(yōu)惠政策。這反映了高電氣化PHEV在新能源汽車(chē)中的重要地位。2. 排空馭氣奔如電——高電氣化PHEV技術(shù)僅看電氣化維度下的PHEV的細(xì)分市場(chǎng)，在當(dāng)下市場(chǎng)中，從動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)型的維度區(qū)分：串聯(lián)、并聯(lián)與混聯(lián)均已有PHEV車(chē)型投放，車(chē)型豐富程度從低到高依次為：串聯(lián)PHEV最少，以自主車(chē)企為主，串聯(lián)的高電氣化PHEV按國(guó)標(biāo)定義又稱(chēng)為增程式，增程式的行駛特性接近純電動(dòng)車(chē)，但高速能耗相對(duì)較差，且動(dòng)力系統(tǒng)成本較高，車(chē)型選擇較少；混聯(lián)PHEV其次，以日系車(chē)企從非插電HEV衍生而來(lái)的車(chē)型為主，該類(lèi)車(chē)型動(dòng)力系統(tǒng)涵蓋了功率分流與串并聯(lián)兩種構(gòu)型，在原有的混動(dòng)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，增大了電池、調(diào)整了控制邏輯，技術(shù)成熟但相對(duì)復(fù)雜，車(chē)型選擇有限；并聯(lián)PHEV最多，以歐系車(chē)企為主，該類(lèi)車(chē)型技術(shù)成熟、動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)型相對(duì)簡(jiǎn)潔，兼具了高動(dòng)力和低油耗，也因此成為了市場(chǎng)中最為主流、車(chē)型最多的PHEV技術(shù)。在并聯(lián)PHEV中，又以歐洲車(chē)企主導(dǎo)的P2構(gòu)型為主流。所謂P2指的是動(dòng)力流的耦合位置，如圖3示意（其他并聯(lián)分類(lèi)暫不贅述），P2是在離合器后和變速箱前將電動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩耦合共同輸出，在這一構(gòu)型下，能夠?qū)崿F(xiàn)純電驅(qū)動(dòng)、混動(dòng)驅(qū)動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)、制動(dòng)回饋四類(lèi)模式，而四類(lèi)模式下又分別貼合了消費(fèi)者的駕駛場(chǎng)景。

圖3 并聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)型分類(lèi) 下面以大眾PHEV的執(zhí)牛耳者——探岳GTE為例，詳述四類(lèi)模式。如圖4，紅色與藍(lán)色分別表示了電動(dòng)與發(fā)動(dòng)機(jī)兩條能量流：純電驅(qū)動(dòng)，探岳GTE配備了85kW/330Nm的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，配置與部分A0/A級(jí)純電動(dòng)車(chē)的電機(jī)功率相當(dāng)，而這還只是動(dòng)力源之一，電池方面配備了13kWh的高功率三元電池包，能夠?qū)崿F(xiàn)54km的純電續(xù)航，在起步、城區(qū)通勤等使用場(chǎng)景下，純電驅(qū)動(dòng)能夠帶來(lái)更為柔和的駕駛體驗(yàn)、更快的起步和更低的能耗；混動(dòng)驅(qū)動(dòng)，在混動(dòng)驅(qū)動(dòng)時(shí)，探岳GTE所配備的110km/250Nm的經(jīng)典EA211發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)同時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩，在車(chē)載的GTE模式，混動(dòng)驅(qū)動(dòng)能夠?qū)崿F(xiàn)更為澎湃的動(dòng)力表現(xiàn)；發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)，在發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)的模式下，EA211發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最高效率區(qū)間，保持著穩(wěn)定高效率的高轉(zhuǎn)矩輸出，在高速場(chǎng)景下運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)，是并聯(lián)混合動(dòng)力的最大優(yōu)勢(shì)，它相較于增程式能夠?qū)崿F(xiàn)更高的效率，此外發(fā)動(dòng)機(jī)的功率流還可以在輸出的同時(shí)保持電量平衡或?yàn)殡姵匮a(bǔ)電，以盡可能利用發(fā)動(dòng)機(jī)的高效率區(qū)間；制動(dòng)回饋，制動(dòng)回饋利用電動(dòng)機(jī)的特性回收制動(dòng)、下坡、下坡的能量，這一部分能量對(duì)于燃油車(chē)來(lái)說(shuō)，都損耗在了剎車(chē)盤(pán)發(fā)熱上，而制動(dòng)回收則有效利用了這部分能量，降低能耗的同時(shí)使得制動(dòng)更為敏捷，新能源汽車(chē)通常具有2-3檔不同的制動(dòng)回饋力度，駕駛者可以根據(jù)自己的偏好選擇合適的檔位，而探岳GTE配備了四擋不同的回饋力度，在D、GTE、Charge和B四個(gè)檔位下實(shí)現(xiàn)不同力度的制動(dòng)回收。

圖4 探岳GTE四種工作模式 綜合來(lái)看，P2構(gòu)型與可靠的核心部件使得高轉(zhuǎn)矩、長(zhǎng)續(xù)航、低油耗能夠同步實(shí)現(xiàn)，而探岳GTE更是大眾PHEV家族的精華之作。