油電混動汽車技術(shù)路線到底孰優(yōu)孰劣？

每隔一段時間，市場就要為混動這個話題吵上一輪。

從混動本身的價值到不同技術(shù)路線的優(yōu)劣之分，在燃油車與純電動車之間，混動不僅在銷量上開始與純電動汽車分庭抗禮，在吸引輿論關(guān)注上，混動更是有著青出于藍勝于藍的潛力。

7月，馮思瀚在卸任大眾集團（中國）CEO前，時隔兩年再批增程式混動，稱增程式是過渡技術(shù)，大眾不會采用。

而不久前，李瑞峰也剛剛完成對余承東的隔空喊話，再次為增程式到底先進還是落后爭了個面紅耳赤。

由于近兩年各家車企扎堆推出混動車型，多種技術(shù)名詞和參數(shù)爭相亮相。從增程到插電混動，從發(fā)動機到變速器，從純電續(xù)航到擋位數(shù)，不禁看得人眼花繚亂。

對普通用戶來說，這些到底意味著什么？混動值得買嗎？買什么技術(shù)路線的產(chǎn)品？購買時又要注意哪些問題？

而對關(guān)注行業(yè)的人來說，多位業(yè)內(nèi)大佬一次次為不同路線爭執(zhí)不下到底在爭什么？

在8月8日召開的第十四屆國際汽車變速器及驅(qū)動技術(shù)研討會（TMC2022）上，北京航空航天大學交通科學工程學院教授徐向陽教授與J.D. Power中國區(qū)汽車事業(yè)部總經(jīng)理楊濤分別從技術(shù)路線和用戶角度詳細解讀了混動這一動力形式。

這一篇，我們就借著兩位專家的演講來從頭扒一扒混動這件事兒。

01 在消費者眼中，混動車都有什么問題？

首先，我們來看用戶層面對混動的認識。

就市場反饋來看，2022年上半年，中國市場新能源汽車銷量達260萬輛，同比增長1.2倍，其中插電式混動銷量為53.6萬輛，同比增長1.7倍。雖然市場份額不及純電動車型，但混動車型的增速明顯，市場占比也在迅速擴大。

J.D. Power中國區(qū)汽車產(chǎn)品事業(yè)部總經(jīng)理楊濤認為，雖然新能源汽車未來發(fā)展的目標一定是純電或氫能源等清潔能源，但從目前的市場來看，要解決純電動車型面對的問題，實現(xiàn)其完全普及還需要一定的時間。因而，混動技術(shù)應該還有較長時間的生命力，而這個較長的時間，至少以十年計。

從用戶側(cè)體驗來看，根據(jù)J.D. Power的數(shù)據(jù)，在對整車的質(zhì)量體驗上，無論油電混動（HEV）還是插電式混動（PHEV），其質(zhì)量體驗都和燃油車相仿。而在整車魅力上，近兩年的趨勢是PHEV的魅力值大于HEV大于燃油車。

J.D. Power數(shù)據(jù)顯示，今天新能源車的銷量46%由90后貢獻。而在車型外觀上，PHEV會更加大膽，因而也更受90后消費者的歡迎。

而至于技術(shù)路線之間的區(qū)別，對用戶來說，技術(shù)為產(chǎn)品服務(wù)，技術(shù)的發(fā)展最終也要落實在用戶體驗上。

據(jù)J.D. Power調(diào)研顯示，用戶對HEV車型動力質(zhì)量的抱怨主要還是在于油耗、動力不足、異響以及換擋平順性問題。而對PHEV的抱怨則主要是集中在電池上，包括充電慢、純電續(xù)航里程低于官方數(shù)據(jù)、剩余純電續(xù)航里程估值不準確等純電車型常見的問題。此外，動力不足、有異響、換擋不順也同樣是PHEV面臨的問題。

因而，整合到技術(shù)層面，混動系統(tǒng)的動力性、燃油經(jīng)濟性和換擋平順性都與用戶體驗息息相關(guān)。

那么，不同技術(shù)到底會如何影響用戶體驗？

首先我們來看不同技術(shù)路線的區(qū)別。

02 混動技術(shù)路線之分

從技術(shù)角度來看，混動技術(shù)路線主要分為串聯(lián)式、并聯(lián)式與混聯(lián)三種，其中混聯(lián)又可分為串并聯(lián)和功率分流兩種模式。

串聯(lián)模式即我們熟悉的增程式。其結(jié)構(gòu)由分別用作發(fā)電機和驅(qū)動電機的兩臺電機與一臺用于發(fā)電的發(fā)動機組成。發(fā)動機只負責發(fā)電，帶動電機實現(xiàn)驅(qū)動，發(fā)動機不直接驅(qū)動車輛。代表車型如理想ONE，不過需要指出的是，理想ONE搭載有三臺電機，其中一臺用作發(fā)電機，另兩臺用作驅(qū)動電機。

并聯(lián)模式為單電機模式，通常有P2，P2.5和P3電機模式。P2模式下，電機安裝在變速箱的輸入端，即變速箱之前，在發(fā)動機與變速箱之間。P3電機安裝在變速箱的輸出端，即變速箱之后。P2.5顧名思義就是既不在變速箱之前，也不在變速箱之后，實際是耦合在雙離合變速器結(jié)構(gòu)中。

P2模式示意圖

在并聯(lián)模式下發(fā)動機直接驅(qū)動車輛，不用于發(fā)電，通常有多個檔位。電機也可直接驅(qū)動車輛。代表技術(shù)如采用P2路線的長安藍鯨iDD。

混聯(lián)模式下的串并聯(lián)模式為雙電機模式，發(fā)動機與電機均可直接驅(qū)動車輛，同時發(fā)動機也能用作發(fā)電為電機供電。此外，發(fā)動機與電機均可以有多個擋位。代表技術(shù)如長城檸檬混動DHT。

而功率分流模式同樣為雙電機結(jié)構(gòu)，指的是將發(fā)動機的功能分為兩個支流，分別以機械功率流和電功率流的形式驅(qū)動車輛。電機與發(fā)動機均可直接驅(qū)動車輛。功率分流模式也可分為單模功率分流與雙模功率分流等，代表車型為豐田普銳斯。

豐田普銳斯功率分流混動系統(tǒng)功率流

多種技術(shù)路線均同樣適用于HEV和PHEV。

03 各路線的優(yōu)缺點對比

那么，各個技術(shù)路線都有什么優(yōu)缺點？以及各家車企讓人眼花繚亂的宣傳語中都藏了什么玄機？

首先，從理論角度來看，串聯(lián)式由于只用電機驅(qū)動，可以獲得電動車的駕乘感受，在動力平順性和NVH方面表現(xiàn)良好。而且，由于驅(qū)動電機結(jié)構(gòu)簡單，傳動效率高。發(fā)動機不直接參與驅(qū)動，因而其運行效率與車速無關(guān)，可以一直在高效區(qū)間運作。

但缺點同樣也是由于發(fā)動機不直接參與驅(qū)動，在高速工況下，由于電機本身的特性，能量消耗大。同時，發(fā)動機要先將機械能轉(zhuǎn)化為電能，再由電機將電能轉(zhuǎn)化為機械能，能量流動路徑長，也導致油耗增高。而且，在B級以上的乘用車上，串聯(lián)式的油耗也會明顯增加。此外，在虧電狀態(tài)下，串聯(lián)式混動結(jié)構(gòu)的動力性較差，高速工況下的NVH也較難控制。

并聯(lián)模式的優(yōu)點是發(fā)動機和電機都能對車輛直驅(qū)，且可多檔調(diào)速，因而動力性好。低速工況下純電驅(qū)動，中高速工況下發(fā)動機直驅(qū)，可保證電機和發(fā)動機都運行在最佳工作區(qū)間。

高速時發(fā)動機能隨時直驅(qū)，能量路徑短，油耗低。而且，同樣由于發(fā)動機能隨時介入直驅(qū)，車輛動力性受溫度影響小，因而適應性好。

其缺點則是變速結(jié)構(gòu)復雜且擋位多。一般采用并聯(lián)模式的混動系統(tǒng)通常都有6-9擋變速，因而對于變速結(jié)構(gòu)的要求較高，控制較為困難。如果是橫置發(fā)動機，并聯(lián)系統(tǒng)由于軸向尺寸較大，緊湊性設(shè)計難度大，也會占用較多空間，導致布局困難。此外，由于是單電機系統(tǒng)，發(fā)電和驅(qū)動不能同時進行。

串并聯(lián)模式的優(yōu)點是減速結(jié)構(gòu)簡單，傳動效率高。同時，發(fā)動機可用作發(fā)電，不參與直驅(qū)，因而可保持在高效區(qū)間運作。在低速工況下可實現(xiàn)純電驅(qū)動，駕乘感受良好。

此外，對于單擋變速機構(gòu)，由于結(jié)構(gòu)簡單，平順性好易控制，而多擋變速機構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)較為復雜，但燃油經(jīng)濟性高。

其缺點在于發(fā)動機需要達到一定車速才能并入驅(qū)動，導致動力性受限。同時，在高速工況下，發(fā)動機需要達到一定功率才能并聯(lián)，而串聯(lián)模式下由于能量流動路徑長，加之電機本身的特性，會導致油耗較高。此外，多擋串并聯(lián)結(jié)構(gòu)會增加系統(tǒng)的復雜性，其平順性和NVH控制就相對較難。

功率分流模式的優(yōu)點是，發(fā)動機也可不參與驅(qū)動而只用作發(fā)電，因而可以不受車速影響，保持在高效區(qū)間運作。此外，由于其采用無級變速，整體平順性和舒適性都較好。

缺點是減速機構(gòu)復雜，控制難度大。而且，由于發(fā)動機、電機轉(zhuǎn)速高，NVH差。此外，采用功率分流模式的車型動力性相對較弱，不適合B級以上的車型。

從理論角度來看，各技術(shù)路線各有優(yōu)缺點。那么，在實際應用中，對于用戶最為關(guān)注的動力性和經(jīng)濟性表現(xiàn)，各技術(shù)路線之間的區(qū)別到底如何？

04 到底哪種技術(shù)更優(yōu)？

徐向陽和北航智能傳動研究中心團隊利用動態(tài)規(guī)劃和仿真對不同路線在確定參數(shù)下的動力性和經(jīng)濟性進行了比較。

團隊選擇分別可代表城市工況、標準工況和高速工況的三種典型工況，分別以A級車、B級車、C級車三種車型進行對比。結(jié)論基于在動態(tài)規(guī)劃的仿真平臺上進行的仿真分析，采用全局最優(yōu)的能量管理策略，動態(tài)規(guī)劃算法，以消除由于能量管理策略不同對構(gòu)型產(chǎn)生的油耗的影響。

從結(jié)論來看，在動力性和經(jīng)濟性表現(xiàn)上，多擋位串并聯(lián)最優(yōu)，其次是雙模功率分流，再次是P2并聯(lián)，然后是單擋串并聯(lián)、單模功率分流，串聯(lián)構(gòu)型表現(xiàn)最差。

從具體分析來看，首先是串并聯(lián)結(jié)構(gòu)與串聯(lián)結(jié)構(gòu)之間的對比分析。

通過對三種車型在三種駕駛工況下的綜合對比發(fā)現(xiàn)，串并聯(lián)混動的燃油經(jīng)濟性要明顯優(yōu)于串聯(lián)混動系統(tǒng)；其次，在功率需求較大的高速公路上行駛時，串并聯(lián)混動系統(tǒng)的節(jié)油潛力要比串聯(lián)顯著；串并聯(lián)混動和串聯(lián)混動系統(tǒng)的燃油消耗差異在A級車城市工況下是最小的，而B級以上的車型在高速工況下，其燃油消耗性差異明顯增大。

單純從技術(shù)角度來看，增程式確實不如目前國內(nèi)主流的插電混動。

目前，國外的串聯(lián)混動主要用在A級或A0級車上，沒有用在中大型的SUV上，因為其能耗確實較大。

其次，串并聯(lián)有不同的擋位，按照發(fā)動機三個擋位，電機三個擋位來進行仿真對比，可以看出，在綜合動力性和燃油經(jīng)濟性上，串并聯(lián)的3擋DHT優(yōu)于2擋DHT優(yōu)于1擋DHT。

目前國內(nèi)串并聯(lián)混動產(chǎn)品中，擋位主要分為1擋，2擋和3擋。團隊也研究了增加擋位對燃油經(jīng)濟性的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，增加發(fā)動機的驅(qū)動擋位對燃油經(jīng)濟性的改善，要比增加驅(qū)動電機的擋位數(shù)量更有優(yōu)勢。

但徐向陽表示，擋位數(shù)并不是越多越好，增加到4個，5個，6個擋位后，雖然仍會改善，但邊際效應會降低，還會導致系統(tǒng)復雜度增加，因而3擋是一個比較理想的方案。

在動力性方面，團隊得出的結(jié)論是，增加電機的擋位數(shù)量比增加發(fā)動機的擋位數(shù)量效果會更好。

而在并聯(lián)結(jié)構(gòu)下，團隊主要以P2電機路線為代表進行了研究分析。

P2路線在全球范圍內(nèi)主要以德系為代表，國內(nèi)則主要是長安一家采用。其擋位通常分為6-9擋。

徐向陽團隊得出的結(jié)論是，隨著擋位增加，不管P2電機參數(shù)如何，其對燃油經(jīng)濟性的改善并不明顯。因而，徐向陽認為，采用P2路線的話，基于6擋的變速箱即可，并不需要做到更多的7擋8擋，增加額外的成本和復雜度。

功率分流模式可分為單模功率分流和雙模功率分流。對比結(jié)果顯示，雙模功率分流在動力性和燃油經(jīng)濟性上都要優(yōu)于單模功率分流。

另一方面，據(jù)徐向陽表示，不管采用何種混動路線，提高發(fā)動機的熱效率依然是降低能耗最有效的方法。

研究對比發(fā)現(xiàn)，發(fā)動機熱效率每提升5個百分點，整體混動系統(tǒng)的能耗就可以降低超過10個百分點。

因而，雖然純電是未來發(fā)展的趨勢，但只要混動存在，發(fā)動機的創(chuàng)新發(fā)展就依然有意義。

徐向陽認為，在混動技術(shù)上，未來發(fā)展的趨勢會是以多擋化的DHT和單電機P2模式為主。

從分析結(jié)果來看，多擋化的DHT和單電機P2模式在動力性和燃油經(jīng)濟性上都有不錯的表現(xiàn)。

當然，由于多擋化的DHT在變擋平順性和NVH方面會有較大的挑戰(zhàn)，而單電機P2路線同樣對變速器有較高的要求。所以，就混動技術(shù)的發(fā)展而言，對變速箱與發(fā)動機的優(yōu)化依然是技術(shù)改良的重點。

05 不同技術(shù)路線都有哪些代表產(chǎn)品？

捋清了技術(shù)路線，那么，如今市面上這么多混動產(chǎn)品，到底誰家用的什么技術(shù)？我們也來大致梳理一下。

目前國內(nèi)自主品牌中采用串并聯(lián)技術(shù)的最多。由于各家技術(shù)又經(jīng)歷過不同的發(fā)展，期間也有過不同技術(shù)的交叉換代，此處我們不多加贅述，只簡單介紹當前最新的技術(shù)模式。

目前，國內(nèi)車企中采用串并聯(lián)DHT技術(shù)的包括比亞迪DM混動，長城檸檬混動DHT，吉利雷神混動Hi·X，東風馬赫MHD，北汽魔方DHT，奇瑞鯤鵬DHT和廣汽GMC 2代等。

其中，比亞迪DM混動為1擋串并聯(lián)結(jié)構(gòu)，長城檸檬混動DHT、北汽魔方DHT、廣汽GMC 2代均為2擋混動，吉利雷神混動Hi·X、奇瑞鯤鵬DHT則為3擋，

長安藍鯨iDD為P2單電機模式，上汽EDU則為P2.5單電機模式。

多擋位DHT技術(shù)與單電機模式均可以實現(xiàn)較好的動力性與燃油經(jīng)濟性的平衡，前者更傾向于燃油經(jīng)濟性。而后者則有著更好的動力性表現(xiàn)。

而新勢力品牌如理想、嵐圖、哪吒、問界等則多采用了串聯(lián)式，也即增程式。

在國外品牌中，日系混動路線包括以豐田為代表的THS功率分流模式，本田的串并聯(lián)模式i-MMD，以及日產(chǎn)的串聯(lián)混動技術(shù)路線。其中，豐田采用的是單模式功率分流模式。

美系品牌中，通用采用的也是功率分流模式，不過不同于豐田的單模式功率分流，通用采用的是雙模式功率分流。

而以奔馳、寶馬、大眾、奧迪為代表的德系，則主要走的是單電機并聯(lián)路線。

以現(xiàn)代起亞為代表的韓國走的也是與歐洲類似的P2并聯(lián)混動技術(shù)。

從以上分析中可以看出，不同的技術(shù)有著不同的優(yōu)缺點。在特定的方面，不同技術(shù)可以分出優(yōu)缺點，但最終產(chǎn)品適合什么路線，依然是由公司定位決定。

本文來自微信公眾號“AutoR智駕”（ID：zhinengqiche），作者：黃華丹