国际主流混动汽车动力总成技术盘点.docx

许敏张亦嘉

回顾混合动力汽车的诞生史，1900年，保时捷创始人费迪南

德·保时捷推出了首款混合动力车型SemperVivus。该车采用串联式混动架构，2台发动机带动发电机分别为轮毂电机和铅酸电池供电，有效改善了电驱汽车的续航里程，但最高车速仅为35km/h，且对比同时代的福特T型车没有成本优势。因此，尽管SemperVivus的推出在技术上具有创新意义，但并未促成混合动力技术的广泛应用。

20世纪下半叶，石油危机的出现对汽车燃油经济性的提高提出迫切要求，制动能量回收、电机辅助驱动等混动节油技术受到关注。在发动机方面，1882年发明的Atkinson循环发动机及1947年发明的Miller循环发动机都通过复杂机构使膨胀比大于压缩比，与Otto循环发动机相比热效率显著提高。然而，由于其机构复杂、紧凑性较差且升功率较低，这些技术在发明之初并未获得推广应用。

进入20世纪80年代，随着发动机电子控制技术的进步，可变气门技术的发展简化了Atkinson/Miller发动机的气门控制结构，

使Atkinson/Miller循环可在传统Otto循环发动机上实现。此外，与增压器的配合使用进一步提高了发动机的空间紧凑性。尽管经过改进的Atkinson/Miller发动机升功率方面有一些妥协，但用于混合动力系统中，可通过电机补偿车辆的动力性能，充分利用其热效率高、节能性好的优点，进一步提升车辆的燃油经济性。

在混合动力核心技术实现突破之后，1997年，首款量产混动车型丰田普锐斯(Prius)问世，为现代混合动力汽车的发展拉开序幕。日本作为岛国资源匮乏，为降低石油依赖度，日本将提升燃油经济性确定为汽车产业发展的核心战略。在国家政策推动下，日本车企丰田、本田和日产先后在功率分流、串并联以及串联混动领域开发出极具竞争力的混合动力技术与产品，确立了日本在混合动力汽车领域的全球领先地位。

受欧洲环保政策对纯电动车的偏好以及企业对纯燃油车的路径依赖，欧洲车企混合动力技术发展较晚，但仍凭借其扎实的技术储备依据欧洲市场用车特点开发出极具特色的以发动机为主的混动技术，包括以大众、奥迪、宝马、保时捷为代表车企的欧洲48V轻混技术以及P2单电机并联混动技术。此外，美国通用公司通过双行星齿轮实现双模式功率分流的VOLTEC混动技术也极具特色。目前国际主流的混动汽车动力系统框架和总成技术如表1所示。

1串联混动：日产e-POWER

日产e-POWER混动系统最早发布于2007年，2016年推出第2代e-POWER技术搭载于NOTE车型，2021年搭载于轩逸车型进入中国市场。日产e-POWER属于串联混动技术，动力总成主要包括发动机、发电机、齿轮箱、驱动电机与动力电池，具有结构紧凑、能耗较低的特点。

日产e-POWER混动系统动力总成硬件结构如图所示。其中发动机与发电机通过增速齿轮相连，优化发动机与发电机高效区匹配，提高油电转换率与整车燃油经济性的同时，通过齿轮组放大发动机的输出转速以增加发电功率，并降低对发电机的功率要求，减小发电机的空间尺寸与硬件成本。发动机带动发电机产生的电能经逆变器分配，一部分用于动力电池充电，另一部分直接输入至驱动电机，后经单速减速器调整驱动车轮。

日产e-POWER采用约1.5kWh的小容量功率型锂离子动力电池，可实现持续大功率输出的同时尺寸较小。单速减速器与发电增速齿轮集成于齿轮箱中，进一步优化e-POWER混动系统动力总成的空间紧凑性。

在e-POWER混动系统中，发动机仅带动发电电机发电，不直接驱动车轮，因此围绕发动机的优化技术旨在提升其在增程工况下的热效率。e-POWER混动系统所用发动机由热效率38%应用于ICEV的同款发动机改进而来，通过应用强滚流比和长火弧高能点火技术并减少泵气损失，将发动机最高有效热效率提升至

43%。

搭载该款e-POWER专用发动机的混动版轩逸车型WLTC综合油耗仅为3.73L/(100km)，相比ICEV版本油耗下降37%。通过应用稀薄燃烧、废热回收等技术，未来e-POWER混动专用发动机最高热效率有望达到50%，进一步提升混动系统的燃油经济

性。

2并联混动：欧洲车企48V轻混与P2单电机混动系统

48V轻混技术在ICEV动力总成基础上增加皮带驱动启动/发电一体化(belt-drive