新能源汽車混聯式動力系統構型分析

楊時振 柳恩鑫

摘 要：由于能源危機、環境污染、全球變暖等危害的加劇，節能減排是未來汽車技術創新的發展方向。其中發展新能源汽車是各大車企在技術領域的共識，而混合動力汽車通過發動機和電機合理耦合，兼顧整車動力性和燃油消耗，改善整車排放，同時解決純電動汽車里程焦慮和充電限制。本文介紹了插電式混合動力汽車的基本分類，并針對市場上幾款典型車型的混聯式混動系統構型進行分析。

關鍵詞：新能源汽車;混合動力;系統構型

1 新能源汽車定義及分類

根據國家發布的《汽車產業中長期發展規劃》，未來汽車技術發展方向是節能汽車和新能源汽車。其中新能源汽車是指采用非常規的車用燃料作為動力來源（或使用常規的車用燃料、采用新型車載動力裝置），綜合車輛的動力控制和驅動方面的先進技術，形成的技術原理先進、具有新技術、新結構的汽車。

2 插電式混合動力汽車分類

插電式混合動力汽車介于純電動與燃油汽車兩者之間的新能源汽車，既有傳統汽車的內燃機、傳動系統、油箱，也有純電動汽車的電動機、電池、控制器、充電接口;既能實現純電動、零排放行駛，也能通過混動模式利用內燃機增加車輛的續駛里程。

插電式混合動力汽車從內燃機和電機的聯結方式和驅動特點，可分為三大類型：串聯、并聯、混聯式動力系統。因各家設計理念、基本思路不同，各車型混動系統構型具備不同特點，混聯式動力系統是現階段市場主要發展方向，主流車型如表1。

3 幾種典型車型的混聯式混合動力系統構型分析

新能源汽車混動系統構型直接關系到該車的運行模式、工作特點、控制策略，也體現了該車型的優缺點，我們針對市場上幾款典型車型的混聯式混合動力系統構型進行分析。

3.1 本田雅閣混動版（i-MMD雙電機）

該車型是混聯插電式混合動力汽車，匹配2.0L排量Atkinson發動機、雙電機動力系統。發動機、驅動電機可同時為整車輸出動力、發電機則負責能量轉化，充電，發動機可根據實際需求參與工作，如圖a所示。優點：①發動機及電機可同時驅動;②高效電機，比功率高。缺點：①節油效果一般;②NVH稍差。

3.2 三菱歐藍德PHEV混動版

三菱歐藍德PHEV混動版采用了發動機+三電機混動系統，內燃機使用全新2.4L排量Atkinson發動機，平行軸雙電機及其減速箱實現前輪混合驅動，布置后驅動電機實現后輪驅動，動力性十足，如圖b所示。優點：①四驅動力性良好;②發動機參與驅動及轉化過程平順。缺點：①布置和控制策略復雜;②四驅，成本高。

3.3 豐田普銳斯混合動力汽車（THS混動系統）

從初代普銳斯開始，到現在已經發展至第四代THS-IV，其核心是通過行星齒輪組實現內燃機與雙電機的機械連接，達到協同內燃機與電機的動力輸出以及動能回收充電工作的協同匹配和自由轉換，如圖c所示。優點：①行星輪結構功率分流合理;②相對傳統車節油效果好。缺點：①運算控制邏輯復雜;②非純電工況為主的運行策略。

3.4 通用沃藍達混合動力汽車（Voltec混動系統）

動力部分由一臺1.5L直噴發動機、一臺的主電機，一臺副電機以及一套行星輪三離合器的減速結構組成。動力綜合參數可以達到2.0T發動機的水平。通過行星齒輪和離合控制，從實際工作模式來說，是由一套復雜的控制程序來實現了多種驅動模式（單雙電機驅動、混合驅動、并聯驅動、發動機直驅），如圖d所示。優點：①雙電機動力強勁;②整車燃油經濟性好。缺點：①混動結構和控制系統更加復雜;②成本高。