混动五讲之五：从微混到增程式混动化等级

混动五讲之五：从微混到增程式——混动化等级

系列文章：混动五讲之一：混动到底靠什么省油混动五讲之二：动力联合的姿势——串联，并联和混联混动五讲之三：混动神器——行星齿轮组混动五讲之四：从P0到P4——电机的位置与组合相关文章：混动小车哪家强？普锐斯、Niro、Volt对比试驾美国对比试驾：雅阁，迈锐宝，索纳塔——谁是新生代的混动中级车王者美国对比试驾：凯美瑞、蒙迪欧、雅阁混动中级车之争聊一聊本田i-MMD 混动系统本文首发于微信公众号『驾仕派』，转载请与我联系在这个系列文章

中的第一篇文章中我们谈到，混合动力的关键其实并不是电机，而是电池，或者说峰值能量存储机构。只有电池能够储备足够的能量，才能够充分得对发动机的需求进行“削峰填谷”，同时能够在长下坡和从高速逐渐减速到0的过程中，回收足够的动能，并能在发动机长时间停机的情况下，维持车上的空调等用电系统的运转。而不仅如此，用于调整发动机动力的电机，它的输出也在很大程度上受到电池的限制。只有电池容量够大，单体够多，才能够有比较大的电压，这样一来才能有比较大的放电和充电功率，维持大电机的运转。否则如果电池较小，电压较小，即使电机峰值功率较大，但因为要达到同样的功率，在电压小的情况下，需要更大的电流，因此电池、电机都会有更大的发热量，一般只能维持很

短时间（比如10秒）的输出而已。提高一下超车和上高速时的瞬时动力还可以，真要在长时间内对内燃机的工作负载进行“削峰填谷”，就有些难以为继。因此，混合动力汽车不同电气化等级的划分，也就是所谓的弱混、强混等等，也以电池的电压高低作为主要的划分依据。如果划分的比较细的话，可以分为微混、弱混、中混、强混、混合策略插电混动、增程式插电混动这6个级别。从低到高，电池的容量依次增大，同时电池和电机能够输出的功率也依次增大，车辆可以更多的使用电力驱动，以此来提高燃油效率，或者是增加纯电续航里程。具体每个级别能够实现的功能，主电机功率，电池容量、电压、类型，效率，成本以及常见构型我总结在下表中，其中纯电续航里程和节油性以WLTP或美国EPA 测试为准，增加成本单位为美元，常见构型中只有一个电机的皆为普通并联混动，有两个电机的皆为有变速箱的串并联混动，串并联特指无变速箱的双电机直连混动，PSD（power split device）则包括所有含有行星齿轮组的混合动力系统。在这几种混动中，最左端的自动启停系统和微混系统往往继续使用12伏低压电瓶，发动机的运行状态并没有没有多少改变，可以看做传统汽油车的加强。实际上，升级到12伏的微混系统，将电池增大，并增加动能回收系统，也是汽车电力需求不断增加的必然结果。近些年，汽车上的用电大户越来越多，包括电动涡轮、主动电磁悬挂，停机电动空调，

电动助力转向等等。而增程式混动设计时实际上是纯电行驶为主，发动机仅仅作为电量不够时救急使用，或用来提高极限动力。它也可以看做是走电动车路线的车企在目前充电设施普及度、充电速度、电池容量密度和电池成本仍然不够成熟时的过渡方案。而中间的弱混、中混、强混和混合策略插电混动则可以认为是真正的混合动力。前面的三个准确是“混动”，可以由电力系统和内燃机共同驱动汽车，但能量仍然全部来自汽油。混合策略插电混动则不仅仅是“混动”，而且是“混能”，能量来源也是汽油和电力的混合，并且能够自行在不同情况下优先消耗综合效率更高的能源。不过，在几种“混驱”类型之中，也许眼尖的读者可以发现两个问题：为什么48V混动的电机功率和电池容量都与中混差别不大，但成本却低了不少，同时效率也低了不少呢？为什么中混在电机和电池比强混更小的情况下，成本却没低多少呢？对于第一个问题，这是因为包括欧盟和中国在内的很多政府已经将高压电和低压电的界限划在了48伏。48V弱混的电力系统仍然算低压电，这样就可以比100多伏的中混系统节省大量安全保护方面的成本，同时也就不再需要12V低压电池了。而48V混动节油效率不够高，也是因为48V电池的电压限制，导致电机虽然最大功率有10-15千瓦，但却不能持续。至于第二个问题，中混系统虽然电机和电池较小，但相比大部分强混系统却多了成本较高的传统变速箱，因此并不便宜。而

中混看起来性价比较低，但仍然有包括本田在内一些厂商采用，则主要是因为在丰田和通用等公司已经将几乎所有的基于行星齿轮组的混动结构注册了专利，本田、现代等厂商如果要自己搞强混系统，往往需要使用电机更大的串并联结构，或者仍然有变速箱的P2结构，成本也并不低。因此中混对

于它们来说，仍然有一定优势。最后介绍一些各类混动中有代表性的车型吧。马自达搭配创驰蓝天发动机的i-Eloop微

混系统，是最早商用的微混系统之一，最特别的是采用了超级电容而非电池作为峰值储能机构，相比电池，超级电容的能量密度较低，但充放电功率较大，因此容量可以小得多。它采用了P0（BSG）并联混动的构型，超级电容电压为12-25伏，容量为69瓦时，可以节油5%。通用的第一代eassist

混动系统，08年在国产君越上引入。这是一个标准的弱混系统，虽然省油效率不佳，只是提升了一点动力和舒适性，在国内销量很差，但这却是国内第一款混合动力车型，让很多国人第一次认识到混合动力技术。它采用一个36伏的锂电池，电机最大输出为11千瓦。本田Insight，全球第二款大规模量产的混动车型，1999年底上市，仅仅比普锐斯晚了

两年。采用了一个144伏，0.936千瓦时的镍氢电池，电机最大输出10千瓦，采用P1并联构型。它的百公里油耗按照EPA测试只要4.44升，而比它晚两年推出的飞度也要7.84升。丰田普锐斯，1997年推出，是全球第一款大规模量产

的混动车型。而在普锐斯面世后的10年里，它几乎是以一己之力让大众认识了混合动力技术的高效、可靠和安静、平顺。在上市10年后的2008年5月，普锐斯卖出了第100万辆。而之后仅用了两年多就又卖出了100万辆，到今天累计销量已经超过400万辆。从2012年开始，普锐斯连续3年是美国加州的最畅销车型，也成为了经济环保的象征。第一代普锐斯采用了一个1.73千瓦时、288伏的镍氢电池，主电机可以输出30千瓦。根据EPA测试，它的百公里油耗为5.74升，虽然比Insight高，但它是一款能舒适乘坐4人的紧凑型轿车，而且动力并没有像insight一样大打折扣。从第二代Prius开始，也开创了混动车型两厢半的造型，尾厢比三厢车短但是高，增加的垂直空间可以放置电池，而结合掀背设计也有很强的实用性，同时也足够特别。第三代普锐斯也在中国生产，虽然销量不佳，但也让中国消费者第一次接触到了国际上最先进的混合动力技术。我自己是这代普锐斯的车主，一直对它的经济实用和安静平顺十分满意。普锐斯同时也有插电混动的版本，三代普锐斯的插电混动版本因为电池容量只有4.4千瓦时，纯电续航只有17公里，而且很多时候仍然需要发动机介入，因此被批评为用来骗补贴和钻政策优惠空子的车型，很多车主甚至从不充电。但最新一代基于四代普锐斯的插电混动车型Prius Prime则将电池增大到了8.8千瓦时，续航里程做到了正合适上下班通勤的40

公里，而且成本也维持的非常低，在美国售价只合17.9万人民币，只比普通普锐斯贵了2.4万人民币，而在美国却有合5万元的补贴，因此大获成功。而如果要提增程式混动，则要数雪佛兰Volt（沃蓝达）。第一代Volt在2010年底推出，采用16千瓦时、300伏的电池，有56公里的纯电续航。是第一款在商业上成功的插电混动车型。在两年前，Volt推出了第二代，这款车也被引入国内，作为别克Velite 5国产。此外，宝马在2013年推出的i3则将“增程式”这个概念做到了极致。它采用纯串联构型，增程器是一个647cc的双缸发动机，而且根本就是纯电动i3的选装件。i3在电动模式下，比很多豪华车都要更安静平顺，而因为电池降低了重心，而且电机的响应速度和动力都很好，操控的感受也不负宝马的名气。但实际上，全世界第一款量产的插电混动，却是比亚迪的F3DM，它也首次使用了无变速箱的串并联构型。它采用了16千瓦时的锂电池，主电机和副电机分别有50千瓦和25千瓦的最大输出。而比亚迪也一直没有停止对混动技术的创新。2013年推出的秦换用了完全不同的Ps并联构型，只使用了一个功率高达110千瓦的电机，与发动机共同工作时可以最多输出295马力，0-100公里时加速只要6秒，这已经是跑车和肌肉车的水准，从此让中国人拥有了自己的性能车。现在，包括吉利、上汽、广汽、长安、长城在内的多家自主品牌也都在致力于研发混合动力系统，未来的中国汽车

业在混动领域还能做出什么样的成绩，我十分期待。