几分钟读懂混合动力 谁是最省油的灯？
[爱卡汽车 导购 原创]
“开过的汽车越多，就越是感到乏味。”身为媒体从业者，笔者经常听到同行们发出这般感慨。回顾车轮生涯，令我刻骨铭心的经历只有两次。一是初见嘉年华ST，它平凡而不凡，有着世上罕见的欢脱性情。后来，我买了一辆。二是初次驾驶普锐斯，我不禁感慨“混动才是未来”，惊喜之情溢于言表。今天，我还没拥有过混动，却比以往任何时候都更渴望拥有。
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顾名思义，混合动力（hybrid）将不同的动力源整合在一起，形成合力，共同驱动车辆。所谓不同动力源，是指热动力源（内燃机）和电动力源（电动机）。其中，内燃机可以是汽油机或柴油机，电动机可以不止一台。内燃机和电动机发挥各自优势，在整体上提升了燃油经济性。划重点：混动系统的“油”和“电”是互补关系，而不是加法关系。
在日常交通场景下，混合动力汽车（HEV，hybrid electric vehicle）的驾驶体验几乎无懈可击。要平顺？混动开起来如丝般顺滑。要动力？电机响应如闪电般迅速。要油耗？汽油混动效率堪比顶尖柴油机。在上一期《颜必有物》中，我们对驾驶性（driveability）进行了简单介绍，读者朋友可点击下图查看原文。毫不夸张地说，优秀混动系统代表了驾驶性的顶尖水准。
混合动力的历史可以追溯到汽车工业早期。1898年，23岁的费迪南德·波尔舍加入好友运营的维也纳洛纳车身工厂，着手打造双座电动车Lohner-Porsche，并先后尝试了双电机和四电机（均为轮圈电机）方案。四电机版本的Lohner-Porsche不仅是全球首款四驱汽车，还一举创下当时的汽车速度纪录（35mph，约56km/h）。然而，该车的铅蓄电池重达1.8吨，严重制约了续航里程。
续航问题如何解决？既然电池太重，不妨试试汽油。波尔舍为Lohner-Porsche增加了两台DeDionBouton汽油发动机，由发动机驱动发电机，间接为电机提供能量。至此，世界上出现了首款油电混动车型——Lohner-Porsche Mixte Hybrid。从基本设计理念来看，100多年前的混动与今天的混动没有本质区别。
从小众走向主流，混合动力开始快速“裂变”，衍生出不同形式。今天，想要分清各类混动，着实需要花费一番功夫。一般来说，混动系统可根据混合程度或电机位置进行分类。混合程度指电机输出在混动系统综合输出中所占的比重，通常分为微混、轻混、中混和强混四种类型。至于电机位置，所说的不是电机安装的物理位置，而是电机在动力系统中的位置，通常包括P0、P1、P2、P3、P4、P5六种方案。
电机参与程度越高，理论上节油潜力就越大。由于电机输出功率与电气系统电压有着直接关系，因此混合程度高的混动系统，往往拥有较高的系统电压。微混、轻混、中混、强混和插混的主要特征如下：
| 四类混合动力系统（按混合度区分） | |||||
| 混动类型 | 微混 | 轻混 | 中混 | 强混 | 插混 |
| Micro Hybrid | Mild Hybrid | Moderate Hybrid | Full Hybrid | Plug-in Hybrid | |
| 混合度 | <10% | 10%-20% | 20%左右 | ＞20% | - |
| 驱动电机最大功率 | <10kW | 10-20kW | 15kW-30kW | >30kW | >50kW |
| 系统电压 | 12-24V | 36V-48V | 110-160V | 200-280V | >320V |
| 电池容量 | 0.2-0.4kWh | 0.3-1.0kWh | 0.5-1.0kWh | 1.0-2.0kWh | >5.0kWh |
| 爱卡汽车网制表 www.xcar.com.cn | |||||
随着电气化技术的发展，前四类混动的边界正变得模糊。微混节油作用有限，主要用于成本控制严格的低级别车型，长期不被好看。轻混的上边界不断提高，蚕食着中混的地盘，典型案例为欧系品牌的48V系统。中混定位不上不下，油耗表现远不如强混，成本特性则不及轻混。强混是油电混动（HEV）领域混合度最高的方案。在强混基础上提高系统电压和电机功率，并增加充电接口，便得到了插电式混合动力（PHEV）。
前些年，只有中混和强混支持纯电行驶，微混和轻混无此能力。但在未来一段日子里，边界有望被打破。从2023年开始，采埃孚将推出混合度更高的第四代8AT MHEV变速箱（文章回顾）。用48V系统实现高功率或许不难，然而想要做到纯电驱动，则需要混动架构（亦称为构型）的支持。这引出了下一个话题：P0-P5究竟代表什么？
在混动系统中，电机位置与混合程度密切相关，对节油表现、驾驶感受有着直接影响。需要再次强调的是，电机位置以动力系统（传动链）为参考系，与电机的物理位置没有必然关系。具体来看，发动机、离合器、变速箱、主减速器是区分电机位置的关键节点。
P0电机布置在发动机前端，也就是传统启动机的位置。P0电机通过皮带与发动机曲轴相连，通常被称作BSG（皮带式启动/发电一体机）。P0构型混动成本较低，但节油效果有限，多用于微混和轻混。随着系统电压的增加，P0电机的性能也相应提升。48V BSG最大功率可达10kW左右，启机速度和平顺性远优于传统的12V启动机。
P1和P2均位于发动机和变速箱之间，但驱动功能存在本质差异。P1电机连接曲轴输出端，替代了传统飞轮，通常被称作ISG（集成式启动/发电一体机）。ISG与曲轴等速旋转，具备辅助驱动的功能。相比于P1，P2架构在电机和发动机之间增加了离合器（通常命名为C0或K0）。这样一来，P2电机可以独立于发动机工作，从而实现纯电驱动。受限于发动机/变速箱结构，P1和P2需要适配尺寸紧凑的电机，对零部件集成度提出了较高要求。
P3电机位于变速箱输出端，即变速箱输出轴后、主减速器前。P3电机更靠近轮端，因此电驱更直接、更高效，但电机输出无法利用变速箱实现传动比变化。P3电机多采用分体式设计，电机尺寸偏大，侵占了更多空间。此外，P3电机与驱动轴连接，无法实现发动机启停。因此，P3架构需额外配备P0或P1电机，才能实现启停功能。
P4电机用来驱动另一个车桥，从而实现电四驱。所谓“另一个车桥”，是指发动机驱动桥之外的驱动桥。假如发动机（以及与之匹配P0-P3电机）负责驱动前桥，那么P4电机便用来驱动后桥，典型案例为丰田E-FOUR、沃尔沃T8家族。假如发动机负责驱动后桥，那么P4电机便用来驱动前桥。对于后驱或四驱车型，P3有时会被混淆为P4。例如，即将上市的全新AMG C 63搭载AMG E PERFORMANCE插混系统，在后桥减速器前配备了P3电机。此时，不能因为电机物理位置在后轴，就说它是P4电机。
P5（轮圈电机）跳过了主减速器，直接驱动车轮，在此不做详陈。相对特殊的是PS功率分流架构，代表作为丰田THS。基于行星齿轮组，PS架构将油电两种动力整合起来，发动机、电机都是混动变速箱的组成部分。PS架构是混合动力领域的重要发明，后文中将进行详细介绍。
从P0到P5，再加上PS，电机位置集齐了七色彩虹糖，看起来眼花缭乱。别急，这些只是开始。混合动力的妙处在于，系统中可以容纳一台或（位于不同位置的）多台电机，从而实现复杂多变的驱动功能。单电机做不成的事情，可以靠双电机巧妙达成。接下来，就让我们介绍几种主流的混动架构，看看工程师是如何玩转电机的。
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生效日期：2017年5月9日
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