1、插電式混合動力技術剖析插電混動車型PHEV是英語Plug in hybrid electric VehiCIe的縮寫,意思是插 電式混合動力汽車。它是介于純電動車與燃油車兩者之間的一種車 ：電池容量比 較大,有較長的純電續航里程；有充電接口，一般需要專用的供電樁進行供電，在電 能充足時候，采用電動機驅動車輛，電能不足時，發動機發電給動力電池。這種車型 可以不用加油，當做純電動車使用，具有電動車的優點。下面介紹PHEV的6種主流構型：1串聯串聯式混動就是只靠電機為車輛提供驅動力，發動機只負責給發電機機械能 不直接參與對車輪的輸出工作，然后靠發電機產生的電能為車輛的電池組進行充 電,或者把電池輸出

2、的電結合起來，為驅動電機供電。由于有發動機能為電池充電，所以這種混動模式主要是為了延長純電動汽車 的行駛里程，也就是所謂的增程式電動汽車。關于增程式電動汽車的定義是有爭議的：插混通常把增程認為是自己的一部 分,但是增程一般不認為自己屬于插混。精選串聯式混動系統基本結構串聯式混合動力工作模式：啟動和低速行駛時：發動機不啟動，電池組供電、電機驅動車輛行駛。正常模式行駛時：發動機帶動發電機為動力控制單元輸送電力，動力控制單元 分配電力為電池組充電，同時電池組提供電力給動力控制單元，再由動力控制單元 為電動機提供電力，從而驅動車輪。加速行駛:發動機帶動發電機同時和電池組向動力控制單元輸送電力，動力控制

3、單元將電力耦合后共同傳送給電動機，從而帶動車輪轉動。制動、減速時：制動能量回收動能，電動機轉換為發電機為電池組充電。所以真正驅動車輪運動的是電動機。不過用發動機的機械能轉化為電能效率 實在不高，幾乎沒有廠家在市場上大力推廣這種結構，更多的時作為一種技術驗 證。比如雪弗萊沃藍達、寶馬i3、傳祺GA5,真正實現大批量銷售的不多。當然,說發動機效率不高是相對于純電驅動，但是當普通燃油發動機直接參與 驅動時,受到運行工況的影響，發動機大量時間運行于低效區，基本上的平均效率 15%-20%;而串聯式混合動力車,由于發動機與車輛運行機械上完全解耦，發動機 不受行駛工況影響，直接運行于發動機高效區，通過發電

4、機發電給驅動電機提供電 能或者給動力電池充電,平均效率可達到30%-36%,從技術層面來講,相對于燃油 車是節能的。當電池組電量充足時采用純電動模式行駛，而當電量不足時，車內發動機啟動 帶動發電機為動力電池充電，提供電動機運行的電力（即增程模式）。它的特點是無論什么情況下，都不能由發動機直接驅動車輪行駛，僅能通過 電動機驅動。但它也能夠像插電式混合動力汽車一樣，通過外接電源進行充電。這種PHEV的純電續航里程比較長，一般可達100公里以上，最高可達300 公里左右。由于電機的低轉高扭特性也使得車輛的起步和加速性能也較好，發動機只要工作就是在最經濟的轉速區間，所以綜合百公里油耗也比普通的汽油機

5、低。優點：串聯結構最簡單，整體結構相當于純電動汽車加汽油發電機，由于取消了普通 汽車的變速箱,所以結構布置也更加靈活。發動機與汽車驅動輪無鋼性連接，而是電連接，因此可以保證發動機保持在其 最佳效率區域內穩定運行，節省油耗。串聯混動系統的發動機和驅動輪之間實現了完全的機械解耦（即將發動機模塊與驅動輪模塊相割分開）,使得動力總成的控制策略更簡單。缺點：串聯結構混合動力車型的發動機動能需要經過二次轉換才能為電動機供電 , 會造成較大的能量損失，傳送效率略低。因為發動機不參與輸出，所以發電機的的功率較大，車輛又主要由電動機驅動 所以大電機與電動機的質量會增加，車輛會增重。2發動機組合（并聯、P1構型）

6、P1大多都是48V系統,僅僅是減少油耗，大多是BSG系統,偶爾高大上的，搞個超級電容。系統更改簡單，發動機改造方便。Hybrid ArChiteCtUre POSltiOring:PD BCR dri*Qn Strtr Gcncrfltor(SSG) fM 址 Crnkhft rpownd E- EXhtrK (CG)P2 = E-MaChir½ 5 IhC 9Aar iprtPJ = E<Machino Cn tho gear OUtPUtP4 AxteOhve 一L P0-P4構型發動機和電動/發電機的動力在發動機輸出軸上進行組合，然后通過由離合 器、變速器、驅動橋和半軸組

7、成的傳統的驅動系統帶動車輪行駛，稱為發動機軸動力組合式PHEV。簡單地說：電機在發動機曲軸后端。由于電機與發動機采用了剛性連接，所以P1級可以實現動力輔助：在駕駛員 踩下油門踏板后，ECU會控制ISG電機立刻補充動力（這就是并聯）,以此讓汽車保 持動力輸出與節油性的高度平衡。采用P1構型的奔馳S400在不同程度的制動過程中，ISG電機都可以實現發動機制動能量的回收和儲 存,在下長坡時它還會根據具體車速施加輔助制動力矩 ，以此提升安全性。P1混動因為電機直接套在曲軸上，二者轉速必須相等，而不像通過皮帶連接 的PO布局有一個傳動比，因此電機需要有比較大的扭矩、比較大的體積，同時還 需要做得比較薄從

8、而能放到原來飛輪的位置，成本較高。 P1構型的電機安裝在曲軸末端電機扭矩比較低，一般是48V弱混系統用。此種構型不適合電機、電池更大 的強混系統。只要電機旋轉，發動機曲軸就必須旋轉，這樣電機沒辦法單獨驅動車 輪。在動能回收和滑行模式下，也因為必須帶動曲軸空轉而浪費動能并增加噪音 和振動。P1系統并沒有純電行駛模式。目前P1級多為中混汽車為主，由于可靠性高而且成本較低，國內公交車和自 主品牌多采用P1 O如果你對于排放沒有非常高的要求，但是又追求加速性能或者 較低售價，那你可以嘗試這一類型的混動車型。本田思域混動和InSight的第一代本田IMA混動,以及奔馳的S400混動,都 采用P1布局。3

9、變速箱組合（并聯、P2構型）發動機和驅動電動機的動力在動力組合器（變速箱）上進行組合，然后通過差 速器和半軸帶動車輪行駛。奧迪P2混動跟P1 一樣,P2也需要布置在發動機和變速箱中間，但因為不必像P1 一樣整 合在發動機外殼中，布置的形式更靈活不僅可以直接套在變速箱輸入軸上（這樣一般需要重新設計變速箱）,也可以通過皮帶與變速箱輸入軸連接，甚至也可 以使用減速齒輪（體積較大）。P2在純電動模式下可以和發動機斷開連接，因為電機和發動機之間還有個 離合器，因此在純電動模式下發動機并不會被拖動,同時由于P2模式下，電機的后 面有變速箱，因此變速箱的所有擋位都可以被電機利用。vQ>g fi (OU

10、d i Cg 30 Litr turbocharged V6 dicl CfliEU JlId ft >pc<d utHtk tanmi»ivn大眾圖昂3.0升V6柴油機+8速自動變速器+P2構型（雙離合器）P2是目前市面混動車型采用最多的模式：電機放在離合器后、變速箱前,通過 在發動機與變速箱之間插入兩個離合器和一套電動機來實現混動P2和P1模式基本相同，唯一區別在于電動機和發動機之間有沒有離合器 ， 是不是可以切斷電動機的輔助驅動。因為和發動機之間有離合器，因此電機可以單獨驅動車輪；在動能回收時也可 以切斷與發動機的連接。因為和軸之間可以有傳動比，因此不需要太大的扭矩

11、，可 以降低成本和電機的體積。采用P2模式的豐田卡羅拉雙擎在動力上發動機采用1.8L自然吸氣發動機+總功率53kw的電動機,整臺車的最大扭矩349牛米。由于是采用混動系統，使得整臺車的使用成本降低，以至于小編我打網約車， 總是能打到這臺豐田卡羅拉雙擎。想開網約車的小伙伴們也可以買這臺車用來賺 錢,畢竟百公里油耗在4.5L左右。但P2也有劣勢,它只有在變速箱切換到空擋的時候，才能切斷與車輪的連接， 從而可以用于啟動發動機。但如果變速箱不能很快的切到空擋（基于行星齒輪的 AT可以）,就需要一個額外的啟動電機來滿足自動啟停系統頻繁快速啟停電機的 要求或者是一個在P1位置的中低壓啟動電機，或者是一個在

12、Po位置的48V以上的中高壓BSG電機。后者有兩個電機接了中高壓，因此一般也被稱為“P0P2 系統”是雙電機直連混動（串并聯）的一種。E-mctor H-SeParating ClUtChIntegratedStart-UP elementechatroc EleCtriCalOilPI寶馬P2系統寶馬汽車也不例外，也深度集成了變速器與P2模塊,與大眾類似，也采用了比 較深度集成的技術。從系統結構原理可知，P2是在發動機和變速箱中間硬生生的夾入了一個離合器和一個電機，這將會引入一個極其麻煩的問題：軸向尺寸的增加。主機廠的工程師都知道，有時最大的麻煩就是布置問題。為了解決這個硬件 上的問題，工程

13、師們也是蠻拼的，想出了好多點子：發動機減缸（四缸變三缸，六缸變 四缸）、殼體一體化設計方案、離合器進一步縮入電機內部，等等。P2構型代表車型奧迪a3 e-Tron,大眾用自己的1.4TSl發動機,搭載永磁同步 電機+6速DSG自動變速器，峰值功率可以達到150千瓦,而峰值扭矩可以飆升到 350牛米。4前后橋組合（并聯）英文:AXIe split hybrid驅動輪動力組合式PHEV的發動機通過離合器、變速器和驅動橋獨立驅動PHEV的后驅動輪（前輪）,驅動電動機通過減速器獨立地驅動 PHEV前驅動輪（后 輪）。簡單說就是內燃機驅動前輪，電動機驅動后輪在混合動力驅動模式時，發動機與驅動電動機共同組

14、成4輪驅動模式驅動 PHEV的前驅動輪和后驅動輪。由于在發動機與驅動電動機混合驅動時，發動機和驅動電動機的動力（牽引力）在驅動輪上組合，因此成為驅動輪動力組合式PHEV。當然也前輪也可以改由電機驅動，這樣可以進一步提高燃油機的工作效率：雙 電機分軸式構型是將兩臺電動機分別放置在車輛的前橋以及后橋上。一般前驅動采用雙離合變速器和BSG（ISG）系統,也就是目前流行的P0、P1或者P2結構， 后橋安裝一個驅動電機。雙電機分軸式系統簡化了在單一車橋上進行的動力分流工作。位于后橋的電 動機與傳統的內燃機本身不存在機械結構的硬連接。所以不需要通過行星齒輪的方式實現動力間的傳輸和切換。另外，內燃機和電動機

15、分別為前后橋提供動力的 方式避免了兩套動力系統對同一驅動橋的動力耦合 ，極大的弱化了插電式混合動 力系統的復雜程度。AXb SPrItHybridc*e* 弭昭Y L2M-,HtK .< te ,.f > (tl dk,<)Q 険翻re<Mrw Briilurtf yft) ESPB BoSCH前后橋組合式混動比亞迪的第三代混動技術：通過在后輪配置輪邊電機的形式實現單后輪扭矩 可調,并不具備獨立的發電機。拿比亞迪唐來講，汽油機通過變速器傳遞動力至前 驅動輪的同時,前置電動機也可通過電池組件獲取動力，而后置電動機則為后輪提 供專屬驅動力。純電動模式下為全時四驅，混動模式下

16、為適時四驅，唐無法實現邊充電邊使用 電動四驅，但是可以使發動機一邊充電一邊使后橋電機驅動車輛。而且唐的前后 橋各有一個伊頓差速鎖結合電子輔助系統。比亞迪唐在市場推廣主要亮點之一，百公里加速時間4.9秒。這是因為雙電 機分軸式構型最大的特點實現了后橋的輔助驅動能力，繼而實現了全時四驅的驅 動形式。全時四驅的優勢想必大家也都有所了解，簡單點說,全時四驅系統的加入 第一能夠改善車輛的循跡性，強化車輛的轉彎性能。AIl-WheeI function thanks to axte-spHt hybridTWO motors PrOVide four-wheel drive as StandardEIeG

17、trlG mcrtorInternaI-GQmbUStlaJI engine1The combination Of combustion f engine On thefrot a<l andelectric motor On tte rear axle permits fohr-weel drive.曜驅動視界混動四驅第二,全時四驅系統能夠改善車輛在低附著力路面情況下的車輛行駛穩定性 強化車輛的安全性。第三，全時四驅系統能夠改善車輛的通過性，增強車輛的越野 能力。第四，全時四驅系統能夠改善車輛在極限路況下的動力響應 ，提升車輛的動 力性能。在雙電機分軸式構型中，后橋上的驅動電機以及與之

18、匹配的減速器自身的重 量對于平衡車輛的前后質心分配能夠有所助益，再加上位于車輛后方的電池組，采 用雙電機分軸驅動的插電式混合動力車輛可以擁有更加接近于50:50的前后配重比,繼而提升車輛的操控穩定性表現。zirsfsAMietrn quattromv*rFErgO*iftB LBairtIAKrvAhugrQ4 Of fPw yrHDC.1U-Lehflr 0ft*AlWCl9tfWH*4HOlt - MCT< MfTftQCkdfltrw FnBfir j*p !*c, rjar j*k,1 吐刑 hcv HWIprjh>4 IfJunnC, HW-fi*奧迪的軸混相比傳統內燃機

19、動力的四驅系統車型，省去了傳動軸、前橋取力器和后橋動 力分配機構,同時電驅動后橋在動力的輸出上控制更加靈活，不受前橋動力的影 響。前后橋的連接為軟連接，沒有傳動軸，所以車身平臺不需要為傳動軸的通過流 出避讓的空間。與內燃機匹配的變速箱不與后橋產生連接，所以就不需要分動裝置或取力裝 置。電動機與內燃機不產生機械連接，所以前后橋的差速可以通過對電動機轉速 的控制來實現,繼而實現了無中央差速器式的全時四驅。5變速箱組合（混聯、P1+P3）此有發動機、電動/發電機和驅動電動機三大動力總成，在發動機的輸出軸上 裝有一個電動/發電機，電動/發電機一般只用于快速起動發動機和發電。簡單來說,和P2構型的區別就

20、是,在發動機曲軸上裝了一個小電機，在變速箱 后又裝了一個大電機。可以工作在純電驅動模式、混合動力驅動模式與發動機驅 動模式下。機a能的傳達,電能的傳這發電常電機行鞭刖電機:>j車輪IM本田的P1+P3構型發動機和驅動電動機的動力在動力組合器上進行組合，然后通過差速器和半軸帶動車輪行駛。由于發動機和驅動電動機的動力在動力組合器上進行組合，稱為動力組合器組合式PSHEV。簡單講,就是P1+P3方案,中低車速采用純電驅動，發動機僅在高車速時直接 驅動車輛；適合A級以上車型、SUV等高速行駛工況較多的車型，綜合油耗 2L100km左右。發動機、發電機/起動機、電動機通過動力耦合裝置共同組成動 力

21、單元。EkKtriC AtI CandICtoflln2EARTH DAM5!ECHknj,C廬 lf4lne Cylinder 2.0L j HIgh-CIfiClCfcy 2rffl JTI Atksn GyCIE CnglrC LCVTlInteIIIgent MUtti Mode DrlVe本田的P1+P3構型本田i-MMD是燃油增程車的一個變種，與通用Volt,甚至更早一點的比亞迪F3DM（2008年上市）的解決方案如出一轍。但本田i-MMD在細節方面更勝一籌。 增程式電動車顧名思義就是發動機不參與驅動，只帶動發電機發電。也偶有發動機參與驅動的，比如Volt、F3DM,但發動機驅動不

22、是常態，一般只 出現在急加速狀態。f1U-IGTXSChematic:f、Po,eMfG:MotorZGencratorX-XEeetr-FeTx:TranSUOn注:本田i-MMD急加速時的狀態與 Volt、F3DM不同。本田i-MMD在發動 機直連的時候是固定的齒比，打個比方說就是固定在6檔、8檔,沒有降檔的可能。急加速的時候，發動機經由發電機輸出扭矩，與電動機共同驅動。也就是說， 高速再加速的時候，雅閣混動啟動的是電動機，而且是雙電機同時啟動，這個時候 的加速力遠比發動機自身降檔加速更強悍。6前后橋組合（混聯、P1+P4）驅動輪動力組合式PSHEV有發動機、電動/發電機和驅動電動機三大動力 總成,在發動機的輸出軸上，裝有一個電動/發電機，電動/發電機一般只用于快速起 動發動機和發電。發動機通過離合器、變速器和驅動橋獨立驅動 PSHEV的后驅動輪（前輪）, 驅動電動機通過