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国外车企混动技术路线

2022-02-23 21:03:41·  来源：汽车动力总成  
　
随着新能源汽车产业的不断深入发展，混动技术逐渐成为了新能源汽车发展的一条重要的发展技术路线，国际上主流车企均有不同的混动技术路线方案，混动汽车的技术研
随着新能源汽车产业的不断深入发展，混动技术逐渐成为了新能源汽车发展的一条重要的发展技术路线，国际上主流车企均有不同的混动技术路线方案，混动汽车的技术研发门槛较高，需要兼顾燃油经济性、NVH、动力响应、制造成本等多方面因素。无论是插电式混动还是油电混动，其原理都是通过系统动力分配，电机频繁参与工作，控制发动机工作在发动机热效率最佳的区间，从而降低油耗。
按照动力系统结构分类，混合动力汽车（含插电混动）涉及与传动动力源（发动机及传动）的集成，各企业基于自身技术资源，衍生各类构型，分为串联式、并联式和混联式。串联式混动系统的驱动力来源于电机，仅一套驱动系统；并联式混动系统的驱动力由电机或发动机同时或单独供给，有两套驱动系统；混联式兼具串联和并联两种系统机构，有多种混合驱动模式。
不同的混动解决方案可以包括不同数量的电机（单电机、双电机）和不同的电机位置（P0、P1、P2、P3 和 P4）。在混合动力技术路径上，日系主导混联式的油电混动，德系主攻并联式的P2单电机插电混动，美系主攻混联混动，而自主品牌则选择两头发力，既满足当下新能源积分的需求，又兼顾未来的产品和技术布局。
一、日系主导混联式的油电混动
日系主导混联式的油电混动技术路线，主要有三种技术方案：丰田THS、本田i-MMD 和日产e-power。
1.1、丰田THS
丰田THS系统的核心在于发动机、发电机MG1、电机MG2 通过行星排动力分配装置耦合。其优点在于：a）简单单行星排输入式单模eCVT架构，平行轴偏置，行星齿轮切换顺畅，可以保证不同工况的运作；b）内燃机燃油效率高，系统节油性好,城市工况节油率高；3)A级车应用性价比高，变速箱无换挡执行机构。缺点在于：a）机械结构复杂，EV 模式下仍会带动发动机行星齿轮，存在能量损耗；b）缺少直驱模式，相当于1挡eCVT + 1挡固定速比并联或发动机直驱,高速工况燃油经济性不足,爬坡及持续动力性不如通用双模EVT。
丰田 THS 系统的不同工况下的动力来源：（1）静态低电量工况下。MG1转动至发动机的最低工作转速，发动机启动，然后发动机驱动MG1对电池充电，MG2通电输出反向扭矩固定外齿圈。（2）起步/低速低负荷行驶工况下。MG2通过电池取电并驱动车轮，MG1发电机空转，发动机熄火。（3）正常中速工况下。发动机启动（通过行星齿轮固定齿比驱动车轮），发动机驱动MG1进行发电驱动电能给MG2，MG2电机驱动车轮。（4）重负荷行驶工况下。发动机加速驱动MG1和MG2，MG2驱动，MG1用于充电。（5）急加速工况下。MG1正向旋转充当电动机，MG2从电池取电最大功率驱动车轮，发动机也以最大功率驱动车轮。（6）制动或滑行工况下。发动机熄火，车轮驱动MG2充电，进行动能回收。
1.2、本田i-MMD
本田i-MMD同样为双电机，串联及1挡发动机直驱及并联混动，其优点在于：a）结构简单，可靠性高和成本较低；b）以电驱动为主，电动车的平顺驾驶感受，控制策略简单；c）采用DCDC高压升压模块改善电驱系统高速特性。缺点在于：a）高速工况发动机转速比较高以及复杂的同轴传动结构，影响整车 NVH 水平；b）只有一个电机保证纯电/混动模式输出，采用DCDC高压升压模块改善电驱系统高速特性，需要高功率驱动电机来匹配发动机。不过由于先天性的动力优势同时兼有经济和平衡，本田i-MMD成为业界争相模拟和超越的对象。
二、德系主攻并联式的P2单电机插电混动
P2单电机插电混动技术是欧洲汽车厂商的最爱，原先发动机及变速箱稍加改进就可以满足要求，继承性好且开发整体成本低；可以作为中、重混动，且实现纯电驱动功能，大多车型为插电混动。相比于 P0 \P1 ：因为和发动机之间有离合器，因此可以纯电运行，单独驱动车轮，在动能回收时也可以切断与发动机的连接；相比 P3 \P4：因为和轴之间可以有传动比，因此不需要太大的扭矩，可以降低成本和电机的体积。
德系 P2 系统结构简单，技术实现难度较小且对于原有燃油平台的变速器改动较少，能够兼顾性能和成本。宝马、奔驰、大众和Stellantis均有采用了P2单电机插电混动技术。
三、美系主攻混联混动
美系混动代表为通用Volt 2代双模eCVT架构，结构特点为发动机接第一套行星齿轮机构的齿圈，太阳轮接MG1，行星架为输出，且与第二套共用；第二套的太阳轮接MG2，第二套的齿圈可由C2固定或由C1结合MG1；发动机与齿圈间有个单向离合器；差速器处接第三套行星齿轮机构。低速输入功率分流，中速固定挡并联，中高速复合功率分流；相当于2挡eCVT + 两挡固定速比并联或发动机直驱；可兼顾城市及高速工况燃油经济性，动力性更佳，驱动电机匹配更小；机械结构复杂，控制策略难度高。
通用公司的第二代Volt控制复杂，结构复杂，低速类似与输入性功率分流，高速油耗有一定优势；虽然采用行星齿轮系，但因设计绕过了丰田专利，且高速有优势，因此也是业界公认的设计成功案例；但市场表现不是非常理想，价格是一个比较大的影响因素。
四、结语
双碳、双积分政策共同作用下，为解决燃油车无法满足苛刻的排放标准要求以及纯电车受限于充电时间和续航等阶段性问题，混动成为满足政策和市场需求的最佳解决方案，纯电为主、混动为辅、燃料电池为示范的格局将逐步形成。
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