混动时代 自主品牌混动技术详解（上）

　　【太平洋汽车 新车频道】论近年来汽车领域最热的话题无疑是电动化，2021年纯电动车型销量也迎来了爆发式增长，成为了市场上不容忽视的增长点。不过在庞大的基数下，燃油车依然占据着市场的大头。2020年10月，我国正式发布了《节能与新能源汽车技术路线图2.0》，其中提到2025年，新能源汽车销量占比要达到20%，而传统汽车销量中，混动车型要占比一半的份额。也就是说混合动力车型在2025年要达到千万级市场规模。在话题度上并没有纯电动车型火热的混动车型，会是接下来数年中市场的宠儿，混动时代已至。

　　当前市场上，比亚迪DM-i、吉利雷神Hi·X、长城柠檬DHT、奇瑞鲲鹏DHT、长安智电iDD、广汽钜浪混动GMC2.0、岚图智能多模混动以及包括大量增程式混合动力等等混动系统可谓争奇斗艳，就在近几年间，自主品牌混动技术的发展突飞猛进，让人眼花缭乱。近期，太平洋汽车将携近30台国内主流混动车型，发起《太平洋汽车混动时代》策划，行程超过一千五百公里的高原、高寒环境下全方位的实测，针对在售所有混动系统，通过多个测试环节，帮助用户全方位了解市面上各大混动车型的各项性能优劣，敬请期待。在实测开始前，我们不妨先从技术角度，了解一下各大品牌的混动技术究竟如何。

　　在介绍自主品牌几大主流混动技术之前，我们先来简单回顾一下当前混合动力的几种主流技术路线，主要包括串联构型、并联构型、功率分流构型和串并联构型，以及以48V为代表的轻混系统。

　　串联构型最典型的代表便是增程式电动车，可以类比“串联电路”，发动机作为发动机供电，由电动机驱动车轮，电池作为存储介质位于二者之间。发动机与驱动电机串联，发动机并不直接参与驱动车轮。除了主流的可以插电的增程式，也有以日产e-POWER为代表的非插电式串联混动车型。

　　并联构型则可类比“并联电路”来理解，发动机与驱动电机是相对独立的两套动力系统，可以分别驱动车轮，也可以共同发力驱动车轮，因而普遍有全速域更佳的动力表现，但发动机并不会向电池或驱动电机供电，因此在馈电状态下能耗表现普遍欠佳。

　　功率分流构型代表为丰田THS，通过一套相对复杂的行星齿轮，在不同工况下自动分配动力，例如低速时有电机驱动行星齿轮驱动车辆；低负荷时发动机一部分动力用于驱动车辆，另一部分为电池充电；高负荷时发动机与电机共同参与驱动车辆；制动减速时车轮带动行星齿轮通过电机发电为电池补能等。丰田作为混动车型的先行者与推广者之一，功率分流构型混动很长时间里成为了最主流的混动技术路线，同时丰田初期树立的专利壁垒也让后来在这功率分流构型混动技术领域长期举步维艰。

　　串并联构型顾名思义融合了串联、并联构型的特征，发动机即可以为电池、电机供电，也可以参与驱动车辆。是目前最火的混动技术路线之一，包括本田i-MMD、比亚迪DM-i、吉利雷神Hi·X、魏牌DHT等都属于串并联构型的分支。

　　除了以上4种主流混动构型，以48V为代表的MHEV轻混系统，也经常被列为混动的一种并且得到了大量推广，但48V轻混系统电动机与发动机直接相连，并不具备真正的纯电驱动模式，且通常采用小电机、小电池，仅起到辅助节油的作用，提升空间有限。当然，还有利用超级电容、飞轮等等组成的更多样化的混动形式，目前并未大量普及，不在本文的讨论范围中。

　　值得一提的是，混动构型与是否插电并不直接相关，前述4种构型均支持非插电的HEV版本与插电的PHEV（增程式REEV）。主要是国内将非插电混动车型归为节能车上蓝牌，插电车型归为新能源车上绿牌，以及早年功率分流/串并联构型代表品牌丰田、本田仅有非插电HEV车型，而当时PHEV车型多数为并联构型，给消费者留下了深刻印象。如今两田均基于自身的混动系统推出了可以上绿牌的插电混动系统，而自主品牌近来推出的插电混动车型也不少采用了串并联构型。

　　另外介绍混动系统时经常会提到的P0、P1、P2、P3、P4电机，其实指的是电机与发动机、变速箱等的相对位置：

　　P0是指电机布置在发动机前，主要用于辅助发动机启动和动能回收的作用；

　　P1是指电机布置在发动机后变速箱前，P1电机与发动机为硬连接，可以看做是一体结构，电机不具备纯电驱动能力；

　　P2是指电机布置在变速箱的输入轴，与发动机可通过离合器断开连接，电机需通过变速箱传导驱动车轮。另外双离合变速箱有两个离合器和两根动力轴，放置于其中一根动力轴上的电机可以配合离合器变化出更多样的驱动模式，也被称为P2.5，当然其本质也是P2电机的一个分支。

　　P3是指电机布置在变速箱的输出端，电机不经变速箱传导直接驱动车轮。

　　P4则是指直接将电机放在与发动机没有刚性连接的后驱动桥，与发动机完全独立，并不存在“混”的模式，可以与任意构型的动力形式兼容，主要用于前驱混动车型增加4驱版本，包括丰田E-Four、比亚迪超级混动四驱等均通过P4电机实现。当然部分存在第三对车轮的六驱新能源车，驱动第三对车轮的电机同样为P4电机。

　　2004年，刚刚收购了秦川汽车入局造车的电子消费品电池领域巨头比亚迪首次参加北京车展，便展示了其在新能源汽车领域极具前瞻性的野心。比亚迪不仅带来了数款纯电动车型，同时展示的还有一款名为Hybrid-S的混合动力概念车，这也是自主品牌在混合动力领域最早的尝试之一。

　　比亚迪Hybrid-S概念车基于秦川福莱尔车身，提出了一套串联式混合动力系统，由一台29.5 kW的0.8L汽油发动机负责供电，配备了296V/20Ah的动力电池组和30kW的永磁同步电机，设计最高时速130km/h，0-100km/h加速时间为16.5s，城市道路百公里油耗仅4L。这套混动系统结构上类似增程式电动车，但并不能充电，与如今日产e-POWER结构类似。设计上发动机始终处于最高效的运转区间，比亚迪提出该车污染物排放指标大大低于当时最严格的欧4标准，排放指标还不到丰田HYBRID混合动力车型的一半。而丰田普锐斯在第二年才正式引进国内市场。

　　随着2005年普锐斯国产，自主品牌对这一面向未来的崭新技术也蠢蠢欲动，吉利在当年上海市工业博览会上展示了基于单向离合器、镍氢电池组的轻混系统车型。并且在2006年又另辟蹊径拿出了基于42V超级电容打造混动车型的技术成果，不过时至今日，超级电容也仅兰博基尼在Sián车型上使用，并没形成规模，吉利这一路线当时自然也并没能走通。

　　比亚迪Hybrid-S概念车上提出的串联混动系统同样没能实现量产，但采用并联构型的第一代比亚迪DM混动系统在2008年成功落地，也就是比亚迪F3DM。该车搭载一台50kW的1.0L汽油发动机和最大功率分别为25kW、50kW的两台电动机组成的并联构型混动系统，纯电续航里程100km，但加速能力去到了10S开外。这样一台如今看起来颇不起眼的混动车型是全球首款PHEV插电式混合动力量产车型，开创了自主品牌混动先河。

　　也是2008年前后，上汽也上马了自己的混动项目，不过量产成果要等到2013年量产的荣威550插电混动车型上才得以落地，也就是上汽EDU1.0混动平台首款车型。上汽EDU1.0是由一台1.5L汽油发电机、P1+P2双电机和两档变速箱组成的串并联构型混动系统，是国内首款串并联构型混动系统。结构上已经类似于如今主流的比亚迪DM-i、长城柠檬混动DHT等。

　　比较可惜的是，EDU1.0只有27kW的P1电机和50kW的P2电机在电驱动能力上表现一般，因而形成了以发电机驱动为主，纯电驱动为辅的局面，但其节油效果仍然达成了约30%左右的不错水平。

　　然而，上汽在2016年第二代混动系统EDU2.0，取消了P1电机，改为发动机端的6速变速器以及电机端的4挡变速器组成三平行轴的布局结构并联构型混动系统，EDU2.0在动力性能表现上得到了大幅提升，但却牺牲了一部分EDU1.0串并联构型带来的节油能力，被认为是上汽在混动技术路线上的一次战略误判。

　　广汽在2011年前后启动了混动项目，不同的是广汽将研发重心放在了匹配混动系统的超高热效率混动专用发动机方面，与全球发动机技术寡头AVL、FEV合作研发高效燃烧技术，成为国内第一家成功量产超热效率阿特金森发动机的车企。在超高热效率混动专用发动机的加持下，广汽在2015年先后推出了GA5 REEV增程式新能源车以及GA5 PHEV插电式混合动力车型。后者采用的是P1+P3的双电机结构的并联构型混动平台——GMC1.0。

　　在混动研发上更早发力的吉利，到2016年才带来了首款插电式混合动力车型帝豪PHEV，采用吉利与科力远合作研发的CHS功率分流构型混动系统。在超级电容等领域遇阻后，吉利在2007年便转向了并联式插电混合动力系统GPEC的研发，但吉利对并联构型并不满足，也并未量产落地。在2012年又转向了开发类似丰田THS功率分流构型的行星齿轮结构。

　　为了绕开丰田的专利壁垒，吉利选择了更加复杂的拉维纳式双排行星齿轮组，开发出由发动机、双电动机、双排行星齿轮组和三组离合器组成的CHS混动系统。在寻找匹配的电池系统时，吉利与科力远结缘。后者2011年收购了一家为初代普锐斯供应电池的日本松下旗下的电池工厂，科力远此后也成为了丰田THS镍氢电池的供应商之一。2014年，吉利与科力远成立了研发CHS混合动力系统的合资公司，吉利持股51%，科力远持股49%。

　　虽然吉利CHS被称为最接近丰田THS的混动系统之一，后续还发生了吉利/科力远1元买下丰田THS相关专利的事件，但吉利CHS混动系统最后还是走向了失败。传言称，CHS最终被雪藏的原因之一是高度精密的行星齿轮相关核心技术仍然掌握在日本供应链企业手中。而此时，吉利与沃尔沃合作研发epro混动平台进展顺利。

　　2013年，比亚迪DM技术也迎来了革新，全面转向性能取向，整套混动系统由P3+P4电机+发动机的组合，诞生比亚迪“三擎四驱”的动力总。比亚迪542战略指导下秦、唐5秒级加速在网上引起的热议相信不少朋友还记忆犹新。不过并联构型在馈电状态下能耗表现不佳的问题在DM2.0时代并没能得到解决。2018年，DM3.0混动系统在DM2.0的基础上在发动机前的P0位置加入了BSG电机，并且对电控等方面做出了优化，一定程度上改善馈电状态下的油耗表现。

　　2020年10月，我国正式发布了《节能与新能源汽车技术路线图2.0》，其中在总体目标中提出到2035年，新能源汽车占汽车总销量50%以上，并表示汽车产业碳排放总量先于国家碳减排承诺达到峰值，预计在2028年左右实现。从具体的数值来看，其中混合动力车型到2025年油耗限值为5.3L/100km，2030年油耗限值为4.5L/100km，2035年油耗限值为4.0L/100km（WLTC）。

　　在当年的视角下，技术路线图2.0还颇显激进。经过十余年的发展，自主品牌在混动技术领域磕磕绊绊取得了不小的成果，但在HEV及PHEV馈电油耗等方面距离丰田、本田主导的混动系统仍有不小的差距。也仅有稍早些时候，也就是2020年6月比亚迪发布的最新一代混动技术DM-i让大家看到了自主品牌混动技术在节油能力上的一些希望。

　　但紧随而来的是惊喜连连，不仅比亚迪DM-i实测成绩亮眼，随后陆续出现了吉利雷神Hi·X、长城柠檬混动DHT、广汽钜浪混动GMC2.0、奇瑞鲲鹏DHT、长安智电iDD、东风马赫MHD等等一系列让人眼前一亮的混动系统。

　　回头来看，国家节能与新能源汽车技术路线引导了自主品牌在混动技术上的投入，而也正是自主品牌在混动技术取得关键突破的时机，我国正式发布了《节能与新能源汽车技术路线图2.0》。这些让人眼前一亮的混动技术绝非一两年就能取得突破的技术，相关技术至少在2018年前后就已经展开了研发，而彼时恰好是包括丰田、本田、现代等等混动先行者最早一批技术专利保护期到期的时间段。当然，并不是说自主品牌是在别人技术专利到期时山寨了前人的技术成果，而是重重的技术专利对新技术的研发同样形成了不少的阻碍。

　　例如一家名不见经传的美国公司PAICE CORP 1999年在我国申请的USP6209672专利（该专利在美国申请于1998年）涉及的是一套带离合器的串并联混动架构，此后的出现的各型串并联构型混动系统几乎无不与之相关，包括本田i-MMD，也包括比亚迪的DM-i。PAICE CORP虽然并不从事混动汽车的开发生产，但其21项关于混动技术的发明专利让其成为了混动汽车绕不开的一家公司。从2004年起，PAICE CORP起诉过丰田、现代、福特、大众、宝马等等跨国知名车企，且无一落败。

　　随着最初一批混动技术专利保护期到期，混动技术的研发受到的限制也大幅缩减。当然，我们绝非指责专利保护，仅仅是指出自主品牌近年来混动技术大爆发的客观原因之一。我们希望自主品牌推出优秀的混动产品，能够在市场上形成良性竞争，也希望大家各自的研发成果能够得到法律的有效保护。下面我们来逐一介绍近年来备受关注的各家混动技术，都有哪些亮点。