新能源汽车混联式动力系统构型分析

杨时振 柳恩鑫

摘 要：由于能源危机、环境污染、全球变暖等危害的加剧，节能减排是未来汽车技术创新的发展方向。其中发展新能源汽车是各大车企在技术领域的共识，而混合动力汽车通过发动机和电机合理耦合，兼顾整车动力性和燃油消耗，改善整车排放，同时解决纯电动汽车里程焦虑和充电限制。本文介绍了插电式混合动力汽车的基本分类，并针对市场上几款典型车型的混联式混动系统构型进行分析。

关键词：新能源汽车;混合动力;系统构型

1 新能源汽车定义及分类

根据国家发布的《汽车产业中长期发展规划》，未来汽车技术发展方向是节能汽车和新能源汽车。其中新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。

2 插电式混合动力汽车分类

插电式混合动力汽车介于纯电动与燃油汽车两者之间的新能源汽车，既有传统汽车的内燃机、传动系统、油箱，也有纯电动汽车的电动机、电池、控制器、充电接口;既能实现纯电动、零排放行驶，也能通过混动模式利用内燃机增加车辆的续驶里程。

插电式混合动力汽车从内燃机和电机的联结方式和驱动特点，可分为三大类型：串联、并联、混联式动力系统。因各家设计理念、基本思路不同，各车型混动系统构型具备不同特点，混联式动力系统是现阶段市场主要发展方向，主流车型如表1。

3 几种典型车型的混联式混合动力系统构型分析

新能源汽车混动系统构型直接关系到该车的运行模式、工作特点、控制策略，也体现了该车型的优缺点，我们针对市场上几款典型车型的混联式混合动力系统构型进行分析。

3.1 本田雅阁混动版（i-MMD双电机）

该车型是混联插电式混合动力汽车，匹配2.0L排量Atkinson发动机、双电机动力系統。发动机、驱动电机可同时为整车输出动力、发电机则负责能量转化，充电，发动机可根据实际需求参与工作，如图a所示。优点：①发动机及电机可同时驱动;②高效电机，比功率高。缺点：①节油效果一般;②NVH稍差。

3.2 三菱欧蓝德PHEV混动版

三菱欧蓝德PHEV混动版采用了发动机+三电机混动系统，内燃机使用全新2.4L排量Atkinson发动机，平行轴双电机及其减速箱实现前轮混合驱动，布置后驱动电机实现后轮驱动，动力性十足，如图b所示。优点：①四驱动力性良好;②发动机参与驱动及转化过程平顺。缺点：①布置和控制策略复杂;②四驱，成本高。

3.3 丰田普锐斯混合动力汽车（THS混动系统）

从初代普锐斯开始，到现在已经发展至第四代THS-IV，其核心是通过行星齿轮组实现内燃机与双电机的机械连接，达到协同内燃机与电机的动力输出以及动能回收充电工作的协同匹配和自由转换，如图c所示。优点：①行星轮结构功率分流合理;②相对传统车节油效果好。缺点：①运算控制逻辑复杂;②非纯电工况为主的运行策略。

3.4 通用沃蓝达混合动力汽车（Voltec混动系统）

动力部分由一台1.5L直喷发动机、一台的主电机，一台副电机以及一套行星轮三离合器的减速结构组成。动力综合参数可以达到2.0T发动机的水平。通过行星齿轮和离合控制，从实际工作模式来说，是由一套复杂的控制程序来实现了多种驱动模式（单双电机驱动、混合驱动、并联驱动、发动机直驱），如图d所示。优点：①双电机动力强劲;②整车燃油经济性好。缺点：①混动结构和控制系统更加复杂;②成本高。