混合动力汽车原理 科普：混动技术原理，以及丰田所谓混动与比亚迪混动的区别

混合动力在负荷和能量方面的基本逻辑如下。这里只讨论原理，不讨论机理:

一、工作条件描述

1.启动时加速缓慢，中等负载，需要瞬时扭矩爆发，电机驱动车轮，发动机停止-纯电力

2.低速、匀速、慢加速、中速、匀速、低负荷、高效率:电机驱动车轮，发动机和发电机串联发电

3.启动时快速加速、中低速快速加速、高速、高负载和高性能时二次加速:电机和发动机同时输出并驱动车轮-平行

4.中速慢加速，高速中载匀速，要求响应精度和综合效率:

5.发动机驱动车轮，同时为发电机提供动力给电池充电。

6.这时电机可以驱动车轮——混合动力和电机也可以不驱动车轮——纯驱动发电；

7.或者发动机驱动车轮，发电机和电动机暂时脱离系统，发动机直接驱动，不发电，不耗电。

第二，混合模式

1.纯电:一般用于起动和低负荷，因为电机在起动时很好地满足瞬时转矩爆发要求，在低负荷时能达到高效率，远优于目前任何一种内燃机；

2.串联:一般用于低负荷，因为电机善于应对低负荷，如果发动机能使用米勒循环，就会使用米勒循环给发电机提供动力发电；

3.如果不能使用密勒循环，等待发动机效率提供动力给发电机发电，当动力达到一定水平时停机；

4.并联:一般用于较高负荷，电机分担一部分负荷，发动机分担一部分负荷，同时施力，使其处于最佳工作状态。

5.混联:当负荷在适合串联的较低负荷和适合并联的较高负荷之间时，可以采用混联，发动机处于最佳工况，部分动力直接驱动。马达驱动车轮。

6.此时电量可以波动，电池作为缓冲，尽可能保证发动机处于最佳工作状态。其实，一个做得好的混动，可以随时在串联、并联、混动之间切换。

7.纯驱动发电:当负载在串联合适的较低负载和并联合适的较高负载之间，功率很低时，一部分发动机功率直接驱动车轮，一部分功率为发电机发电，增加电池功率。此时，电机不驱动车轮。

8.发动机直驱:在高速、中负荷工况下，如果混合动力系统可以暂时将发电机、电动机从系统中分离出来，不发电、不耗电，那么发动机直驱比串联、混合连接更节能。一个好的发动机直接驱动比一个差的并联连接更节能。当然，做得好的并联比做得差的发动机直驱更节能。混合节能的本质是对不同负载的响应精度和综合效率。提醒大家不要忘记混音的根本目的

说到底，纯电、串联、并联、混联、纯驱动发电、发动机直驱，以及未来可能出现的新的混合动力模式，都是为了解决发动机和电机的动力性能和能效问题，发挥其优势，避免其不足。很多人看到了太多的东西，却忘记了这个根本目的。

纯增程和单级行星齿轮机构注定被淘汰？

在低速和低负载条件下，内燃机的效率低，这阻止了内燃机被直接驱动。内燃机在最佳工况下由电动机驱动效率要高得多，然后动力充足时就纯，动力不足时就恢复串联。这是本田iMMD的纯动力和系列逻辑，也是真正的节能混动低速节油逻辑。

内燃机不擅长小负荷，电机擅长小负荷。不要低估扩展的范围。他们非常擅长处理这样的小负载。串联混合动力本来是增程电动，只是不一样。

但纯扩展程序无法充分发挥发动机的真正优势，未来将普及低端纯电力，因此纯扩展程序注定被淘汰，单级行星齿轮机构将升级为复合行星机构。

关于本田i-MMD、SH-AWD、比亚迪明汉达IMD，为了解决电机在高速工况下能耗增加的问题，由于此时发动机已经处于最佳工况，所以发电机和电机脱离系统，只由发动机直接驱动。这个方案可能用在比亚迪明。低速发动机不直接驱动车轮，高速发动机直接驱动车轮。它是一个四轮轮毂电机。我猜发动机直接驱动电机的分布式驱动，每个电机都能达到高效率。如果不用脱离也没关系。此外，轮毂电机可以调节每个车轮上的扭矩，独立加速和减速，辅助制动，并与ESC系统配合实现更好的稳定性和机动性，保证全时四轮独立四轮驱动性能，使发动机能够最新一代本田SH-AWD技术是一种混合动力系统，其中前轴发动机+动力换挡+前电机，后轴使用两个电机分别驱动左右后轮，从而实现前后轴、左右后轮的独立动力分配。后桥全电动，可独立分配扭矩。比亚迪明是四驱轮毂电机，电机技术领先本田SH-AWD，驾驶模式完全爆款SH-AWD。真正实现了四轮完全独立驾驶。理论上可以实现传统四轮驱动做不到的困难动作，如零转弯半径转弯、水平停车等。如果结合电传操纵驱动控制技术，在高速行驶时仍能继续正常行驶。丰田不插普锐斯以外车型的原因如下:

第一，电池成本的问题是根本原因，所以只能插上你世界上最畅销的车，所以只有普锐斯合适；

二、车重问题，所以看不到外挂RX450h，因为没有外挂是2165kg，唐18.4 kWh才2220 kg。如果RX 450 h的电池容量和唐一样，即使是三元锂，也至少要2300kg

第三，单级行星齿轮机构本身并不适合真正的环保插电式，因为纯电动速度只能驱动到42 mph

这就是普锐斯被加州取消的根本原因。然后，为了解决第三个问题，丰田最近开发了一种新的混合动力系统，叫做“平行轴”，它不仅可以用纯电以更高的速度行驶，还可以提高其动力性能，所以懂车的人不容易抱怨丰田的混合动力不如一级燃油车。好的插电式混动一定是高性能混动、节能混动、插电式混动

三位一体:

1.高性能混动:0-100km/h加速耗时的混动为了达到真正的高性能，需要发动机和电机同时输出最大功率，并无损失地输出全功率。总最大功率=发动机最大功率+电机最大功率。目前只有比亚迪的混合动力系统可以通过动力换挡来充分耦合发动机和电机的动力。发动机和电机可以同时输出最大功率，其他厂家的混合动力系统会出现要么发动机可以全输出但电机不能同时全输出，要么电机可以全输出但发动机不能同时全输出的情况。

二、节能混合动力:100公里进料油耗插电式混合动力，自身存在的最大价值，除了高性能的“阳春白雪”，就是不用外充，不用外充就能开的“下巴丽人”。插电式混合动力，做得好的标志是是否节能，也就是说，进料油耗是否能比同级别、同重量、同排量的燃油车更省油。至此，目前已经完成。本田的三款混动系统，丰田的THS I和第四代普锐斯上最新的“平行轴”系统，除此之外的厂商的插电式混动都存在节能不足的问题。主要是混合动力系统不是专业设计，而是在原at上增加一两个电机的临时方案。大众汽车也计划在DSG和发动机之间增加一个发动机。这个方案只能暂时解决插电式混动的问题，即不能达到高性能。

三、插电式混合动力本身:纯电动行驶速度，纯电动续航里程100km油耗，100km饲料油耗插电式混合动力本身的最大价值就是解决目前纯电动面临的几大问题:

1.电池能量密度不足导致的功率、重量、能耗和电池寿命之间的权衡。如果纯电动电池能量密度不足，功率大的时候会很重——重的时候能耗高——能耗太高。电池寿命增加不明显，不环保。

2.充电速度不足导致的用车习惯问题，充电慢导致等待时间长，习惯传统燃油车的车主可能不习惯纯电动车；

3.充电条件不足造成的里程焦虑，充电不便随时可能造成窝，这是目前纯电力的根本问题；插电式混合动力，使用比纯电动小很多的电池可以实现日常短距离纯电，同时使用发动机和化石燃料作为第二动力源实现长距离混合动力，没有里程焦虑，不怕充电速度慢，整车重量不会太重，能耗不会太高，

4.唐的服务质量是2220kg，我测得的速度在50-80之间时，每100km喂入燃油消耗为6.5-6.8升，速度在50-80之间时，每100km纯电消耗为16.3-17度。按1升油=2.5 kWh的换算关系，同重量燃油车中低速油耗10升以上。只用电不用油，电量相当于只有两个。

5.唐的中低速油耗6.3到6.8升，夏哥测的高速油耗6.8升(速90)，8.2升，9.3升，9.7升

6.可插拔混合动力雷克萨斯RX450h的服务质量为2165kg，工信部100km综合油耗为6.7升，实测综合油耗大于8升。唐和雷克萨斯RX450h在不外充的情况下油耗水平相当。

7.唐车主一般不会每天跑高速长距离，所以日常短距离纯电做到零油耗零排放，比不插电混合动力环保很多，也比一些重量更重的纯电动车环保，因为能耗更低。

8.随着电池能量密度、车辆减重技术和混合动力技术的提高，未来插电式混合动力的车辆重量、能耗和能量损失将会降低，从而节约更多的能源。

9.唐的纯电动行驶速度至少可以达到150km/h，电池功率18.4度。根据不同车主的驾驶习惯和技巧，纯电动续航里程60到70公里，长的可以达到100到110公里。平均在80公里到90公里之间，可以满足大部分对自己和乘客安全负责的司机的日常短距离纯电动驾驶需求。拥堵路段是纯电力和城市，

郊区纯电，省道纯电，高速短途

纯电，活动半径30到55公里。

10.丰田插电式普锐斯纯电动行驶速度42 mph，电池动力4.4度，纯电动续航里程11英里。想上高速，不能纯电动，否则会因为速度太低被罚款。而且不安全，纯电活动半径只有9到13公里(因为速度低，我们可以算出来它最多能开26公里，最少18公里，基本上从纯电从一个镇上回来，需要油。如果是大一点的村子，这车连纯电都出不了村，更别说开出县市了。以这种续航和这种速度，我估计丰田设计时要考虑的竞争产品应该是老纯电低速滑板车。谈谈混动的现状和趋势。其他厂商的混合动力技术与比亚迪相差甚远。比亚迪只需要做好混动科学和营销公关，就能让世界知道比亚迪在哪里领先。其他厂商的混血儿根本不玩。世界不知道比亚迪领先太多，主要是对混动本身的认识片面，被丰田洗脑太严重。

就混合动力系统本身而言，只有本田和丰田有可能在五年内赶上比亚迪。如果再加三个动力源，估计10年后就能达到比亚迪现在的技术和成本水平。两个领域之后，估计比亚迪的技术路线不会完全照搬。他们不傻。既然抄袭完全没有优势，他们就会转向技术路线，而不是莽撞地搞差异化竞争。在欧洲，AT之前、之中、之后上架的赶鸭子的插电式混动，一定程度上是为了避免这几年插电式混动时期空的尴尬，为了搞插电式混动。临时方案，大众的DSG加汽车方案也是类似的。AT本身不适合做真正好的插电式混合动力，丰富