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许敏等

1混动汽车动力总成技术路线

混合动力汽车通过灵活多变的系统架构与混合比例实现发动机与

电动机的优势互补，以适应市场不同细分领域的动力需求和消费

特点，并由此发展出多样化的混合动力技术路线。

依据车辆驱动动力源或动力能量源的耦合形式不同，混合动力汽

车可分为串联式、并联式与混联式3大类，其中混联式包含串并

联式与功率分流式2类。

串联式混合动力汽车完全由电机驱动，发动机仅带动发电机产生

电能，不直接参与车辆驱动。增程式电动汽车是串联混动技术的

插电式变种，在驱动动力源层面同样实现发动机、发电机与驱动

电机的串联混动，在动力能量源层面则实现发动机发电与动力电

池储电的并联混合供能。

并联式混动汽车由发动机和电动机共同驱动或者各自单独驱动。

串并联式混合动力系统结合了串联与并联混动。功率分流式混动

系统通过行星齿轮实现整车功率来源的分流与合流。

混合动力汽车可同时配备一个或多个电机，电机可被安排在动力

传输链中的不同位置，处于不同位置的电机发挥不同作用，进而

对动力传输与车辆特性产生不同影响。如图5所示，依据位置不

同，混动电机可分为P0、P1、P2、P2.5、P3、P4共6类，数

字越小则代表电机距离发动机越近。

P0、P1电机与发动机直连，通过控制发动机启停、回收制动能

量降低能耗。此外，P0、P1电机可为车辆提供少量辅助驱动力，

或依据动力电池的荷电状态作为发电机产生电能。

P2电机与发动机输出轴间设有一组离合器，离合器断开时电机

与发动机解耦，此时P2电机可单独驱动车辆实现纯电行驶。为

减小动力系统轴向尺寸，中国车企将电机整合至变速器内部发展

出P2.5电机技术。

P3电机位于变速器输出轴上，与车轴直连，动力输出效率更高，

但由于P3电机与发动机之间相隔变速器，因此P3电机无法控

制发动机启停或作为发电机使用，且P3电机的动力输出无法经

变速器调整转速及转矩。

P4电机独立于发动机输出轴，通常用于四驱车型以提高车辆的

动力性能。

在单电机混动系统中，单电机串联混动系统通常使用P0或P1

电机；单电机并联混动系统通常使用P2电机，P2电机既可作为

发电电机发电，又可作为驱动电机单独或结合发动机共同驱动车

辆。

为进一步优化混动系统的驱动动力性与燃油经济性，发展出P1

+P3、P1+P2、P2+P4、P1+P3+P4等多样化的多电机混

动系统技术方案，实现了不同电机的优势互补。

混合度(degreeofhybridization，DoH)是描述混合动力系统油

电混合比例的重要量化指标。现有研究或从驱动动力源角度将并

联及混联式混动系统混合度定义为电机输出功率占驱动系统最大

总输出功率之比，或从动力能量源角度将串联式混动系统混合度

定义为动力电池向驱动电机供应能量与驱动电机最大总接收能量

之比。

因所装备的动力电池容量较小，基于该种定义所计算得到的串联

式HEV(以日产e-POWER系统为代表)混合度显著低于功率分

流式HEV(以丰田THS系统为代表)，而串联式HEV整车完全由

电机驱动，油电混合比例明显高于功率分流式HEV，核算结果与

实际情况存在矛盾。因此，由于未能采用统一的公式进行混合度

核算，现有的混合度定义无法对各混动技术路线的油电混合比例

展开定量准确的横向比较。

为解决这一问题，本文综合考虑各混动系统差异化的混合原理与

混动架构，将混合度定义为混动系统电机总功率与动力总成总功

率之比，用以衡量混合动力系统动力总成的电气化程度。其中电

机总功率是指系统中各电机功率的加和，动力总成总功率则是指

系统中电机与发动机功率的总和。

混动汽车动力总成主流技术路线混合度如图所示。以混合度为标

准，混合动力汽车因油电混合比例不同可分为微混、轻混、中混

与强混4类。相比微混直接应用ICEV中的12V蓄电池，轻混

系统一般采用48V电池，通过电机实现发动机启停控制、制动能

量回收以及电机辅助驱动等功能。

基于P2单电机的并联式插电混动系统属于中混技术，发动机与

电机都可单独驱动车辆。微混、轻混和中混式混动系统普遍采用

单一电机搭配大功率发动机，变速器往往沿用ICEV多挡变速器

(6~9挡)，其中微混与轻混属于HEV技术，中混则可用于

PHEV的开发上。

强混系统混合度大于0.5，是目前中国及日本车企混动技术研发

的主流方向。

插电式强混系统可实现更高的动力总成电气化水平与油电混合度，

增程式电动汽车普遍装备有2个以上大功