幾分鐘讀懂混合動力 誰是最省油的燈？

　　[愛卡汽車 導購 原創]

　　“開過的汽車越多，就越是感到乏味。”身為媒體從業者，筆者經常聽到同行們發出這般感慨。回顧車輪生涯，令我刻骨銘心的經歷只有兩次。一是初見嘉年華ST，它平凡而不凡，有著世上罕見的歡脫性情。后來，我買了一輛。二是初次駕駛普銳斯，我不禁感慨“混動才是未來”，驚喜之情溢于言表。今天，我還沒擁有過混動，卻比以往任何時候都更渴望擁有。

　　顧名思義，混合動力（hybrid）將不同的動力源整合在一起，形成合力，共同驅動車輛。所謂不同動力源，是指熱動力源（內燃機）和電動力源（電動機）。其中，內燃機可以是汽油機或柴油機，電動機可以不止一臺。內燃機和電動機發揮各自優勢，在整體上提升了燃油經濟性。劃重點：混動系統的“油”和“電”是互補關系，而不是加法關系。

　　在日常交通場景下，混合動力汽車（HEV，hybrid electric vehicle）的駕駛體驗幾乎無懈可擊。要平順？混動開起來如絲般順滑。要動力？電機響應如閃電般迅速。要油耗？汽油混動效率堪比頂尖柴油機。在上一期《顏必有物》中，我們對駕駛性（driveability）進行了簡單介紹，讀者朋友可點擊下圖查看原文。毫不夸張地說，優秀混動系統代表了駕駛性的頂尖水準。

　　混合動力的歷史可以追溯到汽車工業早期。1898年，23歲的費迪南德·波爾舍加入好友運營的維也納洛納車身工廠，著手打造雙座電動車Lohner-Porsche，并先后嘗試了雙電機和四電機（均為輪圈電機）方案。四電機版本的Lohner-Porsche不僅是全球首款四驅汽車，還一舉創下當時的汽車速度紀錄（35mph，約56km/h）。然而，該車的鉛蓄電池重達1.8噸，嚴重制約了續航里程。

　　續航問題如何解決？既然電池太重，不妨試試汽油。波爾舍為Lohner-Porsche增加了兩臺DeDionBouton汽油發動機，由發動機驅動發電機，間接為電機提供能量。至此，世界上出現了首款油電混動車型——Lohner-Porsche Mixte Hybrid。從基本設計理念來看，100多年前的混動與今天的混動沒有本質區別。

　　從小眾走向主流，混合動力開始快速“裂變”，衍生出不同形式。今天，想要分清各類混動，著實需要花費一番功夫。一般來說，混動系統可根據混合程度或電機位置進行分類。混合程度指電機輸出在混動系統綜合輸出中所占的比重，通常分為微混、輕混、中混和強混四種類型。至于電機位置，所說的不是電機安裝的物理位置，而是電機在動力系統中的位置，通常包括P0、P1、P2、P3、P4、P5六種方案。

　　電機參與程度越高，理論上節油潛力就越大。由于電機輸出功率與電氣系統電壓有著直接關系，因此混合程度高的混動系統，往往擁有較高的系統電壓。微混、輕混、中混、強混和插混的主要特征如下：

　　隨著電氣化技術的發展，前四類混動的邊界正變得模糊。微混節油作用有限，主要用于成本控制嚴格的低級別車型，長期不被好看。輕混的上邊界不斷提高，蠶食著中混的地盤，典型案例為歐系品牌的48V系統。中混定位不上不下，油耗表現遠不如強混，成本特性則不及輕混。強混是油電混動（HEV）領域混合度最高的方案。在強混基礎上提高系統電壓和電機功率，并增加充電接口，便得到了插電式混合動力（PHEV）。

　　前些年，只有中混和強混支持純電行駛，微混和輕混無此能力。但在未來一段日子里，邊界有望被打破。從2023年開始，采埃孚將推出混合度更高的第四代8AT MHEV變速箱（文章回顧）。用48V系統實現高功率或許不難，然而想要做到純電驅動，則需要混動架構（亦稱為構型）的支持。這引出了下一個話題：P0-P5究竟代表什么？

　　在混動系統中，電機位置與混合程度密切相關，對節油表現、駕駛感受有著直接影響。需要再次強調的是，電機位置以動力系統（傳動鏈）為參考系，與電機的物理位置沒有必然關系。具體來看，發動機、離合器、變速箱、主減速器是區分電機位置的關鍵節點。

　　P0電機布置在發動機前端，也就是傳統啟動機的位置。P0電機通過皮帶與發動機曲軸相連，通常被稱作BSG（皮帶式啟動/發電一體機）。P0構型混動成本較低，但節油效果有限，多用于微混和輕混。隨著系統電壓的增加，P0電機的性能也相應提升。48V BSG最大功率可達10kW左右，啟機速度和平順性遠優于傳統的12V啟動機。

　　P1和P2均位于發動機和變速箱之間，但驅動功能存在本質差異。P1電機連接曲軸輸出端，替代了傳統飛輪，通常被稱作ISG（集成式啟動/發電一體機）。ISG與曲軸等速旋轉，具備輔助驅動的功能。相比于P1，P2架構在電機和發動機之間增加了離合器（通常命名為C0或K0）。這樣一來，P2電機可以獨立于發動機工作，從而實現純電驅動。受限于發動機/變速箱結構，P1和P2需要適配尺寸緊湊的電機，對零部件集成度提出了較高要求。

　　P3電機位于變速箱輸出端，即變速箱輸出軸后、主減速器前。P3電機更靠近輪端，因此電驅更直接、更高效，但電機輸出無法利用變速箱實現傳動比變化。P3電機多采用分體式設計，電機尺寸偏大，侵占了更多空間。此外，P3電機與驅動軸連接，無法實現發動機啟停。因此，P3架構需額外配備P0或P1電機，才能實現啟停功能。

　　P4電機用來驅動另一個車橋，從而實現電四驅。所謂“另一個車橋”，是指發動機驅動橋之外的驅動橋。假如發動機（以及與之匹配P0-P3電機）負責驅動前橋，那么P4電機便用來驅動后橋，典型案例為豐田E-FOUR、沃爾沃T8家族。假如發動機負責驅動后橋，那么P4電機便用來驅動前橋。對于后驅或四驅車型，P3有時會被混淆為P4。例如，即將上市的全新AMG C 63搭載AMG E PERFORMANCE插混系統，在后橋減速器前配備了P3電機。此時，不能因為電機物理位置在后軸，就說它是P4電機。

　　P5（輪圈電機）跳過了主減速器，直接驅動車輪，在此不做詳陳。相對特殊的是PS功率分流架構，代表作為豐田THS。基于行星齒輪組，PS架構將油電兩種動力整合起來，發動機、電機都是混動變速箱的組成部分。PS架構是混合動力領域的重要發明，后文中將進行詳細介紹。

　　從P0到P5，再加上PS，電機位置集齊了七色彩虹糖，看起來眼花繚亂。別急，這些只是開始。混合動力的妙處在于，系統中可以容納一臺或（位于不同位置的）多臺電機，從而實現復雜多變的驅動功能。單電機做不成的事情，可以靠雙電機巧妙達成。接下來，就讓我們介紹幾種主流的混動架構，看看工程師是如何玩轉電機的。