文|車東西 阿超
編輯|Juice
混動車型，率先成為今年汽車行業(yè)最卷的賽道！
就在今晚，比亞迪又拿出了一款重磅產(chǎn)品唐DM-i冠軍版，該車采用了比亞迪的混動系統(tǒng)DM-i，上市后將承擔(dān)起比亞迪沖擊20萬以上市場的重?fù)?dān)。此前，比亞迪還拿出了混動車型秦PLUS DM-i 2023冠軍版，將混動車型的售價拉到了10萬元以下。
可以說，今年一開始，比亞迪就在混動領(lǐng)域放出了多個大招。但瞄準(zhǔn)混動市場的卻并非只有比亞迪。
日前，長城汽車正式發(fā)布了全新的混動技術(shù)Hi4，既降低了混動系統(tǒng)的成本，又實現(xiàn)了四輪驅(qū)動，成為長城汽車今年重點打造的技術(shù)王牌之一。
無獨有偶，吉利汽車也在前一段時間正式發(fā)布了雷神電混8848系統(tǒng)，也將會在混動市場上進(jìn)一步發(fā)力。
再往前看，理想汽車在今年初正式發(fā)布了理想L7，零跑汽車也推出了增程版的C11車型，這兩款車從本質(zhì)上來說也屬于混動車型。
可以說，在短短的一個多月內(nèi)，國內(nèi)各大車企關(guān)于混動系統(tǒng)的軍備競賽已經(jīng)開始了。
而之所以會出現(xiàn)這樣的情況，則和目前混動車型的火熱分不開，比亞迪去年賣出了94.62萬輛混動車型，成為銷量暴增的關(guān)鍵原因之一，而另一方面，市場上的混動車型占比也在快速增長，去年的增幅達(dá)到了夸張的155%，直接翻了一倍以上。
由此來看，今年混動車型的銷量增長還將會進(jìn)一步增長，這也是車企頻頻布局的關(guān)鍵。
那么，如此多的玩家布局，其技術(shù)能力是否有區(qū)別呢？誰家的技術(shù)又更突出呢？車東西經(jīng)過深入研究之后，找到了問題的答案。
01.混動市場持續(xù)擴(kuò)大，廠商蜂擁而至
2022年比亞迪乘用車?yán)塾嬩N量186.85萬輛，其中混動車型占比超過一半，94.62萬輛的銷量占比50.94%，其中僅比亞迪宋PLUS DM-i這一款車型銷量就高達(dá)38萬。
不止是比亞迪，整個新能源汽車市場中混動車型的銷量也在大幅增長，2022 年我國新能源車型累計銷量688.7萬輛，其中混動車型151.8萬輛，占比22%，混動車型銷量同比增長 155%，市場表明混動車型大有可為。
▲2022年國內(nèi)A級市場銷量結(jié)構(gòu)（圖源網(wǎng)絡(luò)）
各大廠商顯然也不想錯過這一市場趨勢，尤其進(jìn)入2023年后，各個廠商對于混動技術(shù)的重視明顯加強(qiáng)。無論是混動技術(shù)的迭代頻次還是混動車型的發(fā)布占比都有提高。
那么為什么混動技術(shù)在現(xiàn)階段這么熱門呢？我們認(rèn)為有以下三大原因。
1、政策端：混動車型依舊具備政策優(yōu)勢。
在過去的幾年，國家為鼓勵新能源汽車的發(fā)展，相繼出臺多項新能源汽車的優(yōu)惠政策，而大多數(shù)混動車型都可以享受與純電動車型相同的國家補(bǔ)貼、免購置稅、新能源綠牌等政策優(yōu)勢。
尤其在新能源汽車進(jìn)入大眾市場的初期，政策優(yōu)勢作用巨大，在較短的時間內(nèi)提升了消費者對新能源汽車的關(guān)注度。
隨著新能源車市場發(fā)展，目前已經(jīng)逐漸由政策導(dǎo)向轉(zhuǎn)型為市場導(dǎo)向。
盡管國家補(bǔ)貼、免購置稅等政策有逐漸退出的趨勢，但部分政策激勵仍會在今后較長的時期內(nèi)存在，政策上的優(yōu)惠依舊會對混動車型的市場狀況起到促進(jìn)作用。
2、需求端：用車成本低，無續(xù)航焦慮。
混動車型能夠較好地彌合內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)的工作特點，極大降低了用車成本，甚至部分場景的用車成本還要低于純電動汽車。
除去生命周期內(nèi)的用車成本優(yōu)勢，混動車型的一次性購車成本也要低于純電動車型。
即便是考慮到后續(xù)新能源車購置稅減免政策的退出，混動車型相比傳統(tǒng)燃油車仍然具備全生命周期成本優(yōu)勢。
此外，混動車型還可以避免純電動車型的續(xù)航焦慮問題，這對消費者的購買心理有重要影響。
3、技術(shù)端：純電動汽車技術(shù)瓶頸短期內(nèi)仍舊無法解決。
不可否認(rèn)，市場普遍認(rèn)為純電動車型是未來的大趨勢，混動車型只是短期內(nèi)由燃油車向純電動車型的過渡舉措。
這個過渡期會有多短，這取決于電池技術(shù)的發(fā)展和充電設(shè)施的建設(shè)，如果電池的能量密度、低溫衰減等問題有了突破性進(jìn)展，顯然就可以打消消費者的續(xù)航焦慮。
但技術(shù)的突破需要時間，充電樁的建設(shè)也需要時間。車企不可能錯過這個過渡期，一旦在現(xiàn)階段落后，很難保證在后一發(fā)展階段還能夠追上來。
02.串聯(lián)與并聯(lián)，高度對立
盡管市場普遍認(rèn)為純電動汽車是未來的主要趨勢，但現(xiàn)階段純電動汽車及其相關(guān)基礎(chǔ)建設(shè)不成熟的問題仍舊存在。
消費者對于純電動汽車充電和續(xù)航方面的顧慮短期內(nèi)無法完全解決，而現(xiàn)階段混合動力汽車則具有部分電動車的優(yōu)點，同時可以避免續(xù)航焦慮。
于是混合動力汽車充當(dāng)起了燃油車到純電動汽車過渡的角色，混動汽車也成為了2023年車企爭搶的熱門賽道。
雖然都是混動車型，但由于技術(shù)路線不同差異也很大。我們可以依據(jù)內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)的相對排列方式分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式。
在這三種中當(dāng)屬串聯(lián)式結(jié)構(gòu)簡單，成本低。并聯(lián)和混聯(lián)式增加了更多的機(jī)械結(jié)構(gòu)，來達(dá)到更省油的目的，但同時機(jī)械結(jié)構(gòu)的增加會帶來車身自重和成本的增加，以及NVH性能的降低。
在正式了解三種混動模式之前，必須要對內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)的工作特性有個常識性認(rèn)識，首先要認(rèn)識下內(nèi)燃機(jī)萬有特性圖，內(nèi)燃機(jī)的萬有特性圖表示的是內(nèi)燃機(jī)扭矩、轉(zhuǎn)速和油耗之間的關(guān)系，圖上每一條曲線都是等油耗曲線，越靠近中心油耗越低，從圖中可以知道，內(nèi)燃機(jī)在中負(fù)載中高轉(zhuǎn)速工況下油耗是最低的，即處于高效運(yùn)行區(qū)間。
▲某內(nèi)燃機(jī)萬有特性圖（圖源網(wǎng)絡(luò)）
其次還要清楚純電動汽車在高速場景下電耗會急劇增加，這是因為純電動汽車沒有變速箱，只能依靠提高電機(jī)的功率來提高轉(zhuǎn)速。
這兩點很重要，因為這幾乎是后續(xù)所有混動技術(shù)都在努力彌合的兩點。下面將分別介紹三種混動技術(shù)。
第一種是串聯(lián)式，串聯(lián)式也叫做增程式，可以認(rèn)為是在純電動汽車上添磚加瓦，保留了純電動汽車的完整動力系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上增加內(nèi)燃機(jī)和發(fā)電機(jī)。
即內(nèi)燃機(jī)、發(fā)電機(jī)、動力電池、驅(qū)動電機(jī)和車輪串聯(lián)起來。這也非常直觀地展示了串聯(lián)式的優(yōu)點，即相比并聯(lián)式結(jié)構(gòu)更加簡單。
串聯(lián)式混動的工作原理理解起來也相對容易，即內(nèi)燃機(jī)、發(fā)電機(jī)、動力電池、驅(qū)動電機(jī)和車輪串聯(lián)起來，由內(nèi)燃機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，發(fā)出電能輸送給動力電池和驅(qū)動電機(jī)，再驅(qū)動車輪。
動力電池就像一個蓄水池，起到調(diào)節(jié)功率的作用。在純電動模式下，發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)不工作，此時與純電動汽車無異。
在增程模式下，當(dāng)需要的驅(qū)動功率小于內(nèi)燃機(jī)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)功率時，內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能，一部分直接驅(qū)動車輛，另一部分充入電池。當(dāng)需要的驅(qū)動功率大于內(nèi)燃機(jī)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)功率時，不足的動力部分由電池補(bǔ)足。在整個過程中內(nèi)燃機(jī)始終維持在高效功率區(qū)間。
▲串聯(lián)式（增程式）與純電動結(jié)構(gòu)對比（圖源網(wǎng)絡(luò)）
維持內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在比較高效的功率區(qū)間，并不就意味著一定是省油的，因為功率等于扭矩乘以轉(zhuǎn)速，相同的功率值可以對應(yīng)無數(shù)的扭矩轉(zhuǎn)速的組合，而只有在中轉(zhuǎn)速中扭矩的工況下，內(nèi)燃機(jī)才可以真正跑進(jìn)高效區(qū)，才會真正達(dá)到省油的效果。
因此在同等功率下，調(diào)節(jié)扭矩和轉(zhuǎn)速至關(guān)重要，這就需要電控系統(tǒng)使發(fā)電機(jī)達(dá)到最合適的磁場強(qiáng)度，可以理解為發(fā)電機(jī)不同的磁場強(qiáng)度帶來不同的阻力，從而使內(nèi)燃機(jī)達(dá)到類似中負(fù)載中轉(zhuǎn)速的高效運(yùn)行區(qū)間。
這也是串聯(lián)式中不需要變速箱的原因，磁場強(qiáng)度的調(diào)節(jié)就實現(xiàn)了變速箱的功能。
串聯(lián)式混動內(nèi)燃機(jī)理論上可以固定在某個最高效區(qū)間或點上，對于內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)效率利用率更高。
但由于高速工況下是通過驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動，沒有變速器的輔助，功率需求會大幅提升，也會更加耗電。同時由于整個動力傳輸路線全部是由電能作為介質(zhì)來完成，能量傳遞損耗較大。
因此，增程式電動汽車饋電油耗表現(xiàn)并不佳。這也是為什么還有那么多廠商在進(jìn)行并聯(lián)以及混聯(lián)的路線研究。
那么可以因此就說串聯(lián)式混動落后嗎？顯然是不能的，無論采用串聯(lián)式還是并聯(lián)式，其實都是廠商在不同的傾向之間做出的選擇。串聯(lián)式結(jié)構(gòu)更加簡單，整車的NVH性能也更加出色，但是個別場景能效表現(xiàn)不夠極致。
簡單理解就是串聯(lián)式購車成本會相對低，但用車成本會相對升高。并聯(lián)模式與之相反。
▲李想微博截圖
理想汽車CEO李想也曾解釋過理想串聯(lián)模式的選擇理由。即犧牲部分NVH性能換來節(jié)省4%的油耗是否值得。顯然李想認(rèn)為不值得。
距離理想one首次發(fā)布，混動技術(shù)又經(jīng)過了5年的發(fā)展，或許并聯(lián)模式以及混聯(lián)模式下油耗表現(xiàn)有了更大的提升。
第二種是并聯(lián)式，并聯(lián)式與串聯(lián)式相比則恰恰相反，可以認(rèn)為是在燃油車的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造的。
保留燃油車的完整動力系統(tǒng)，增加一個相配合的電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)作為輔助，通過機(jī)械連接共同提供動力。
兩套系統(tǒng)均可以獨立輸出動力，也可以共同輸出動力。
▲串并聯(lián)模式動力連接對比（圖源網(wǎng)絡(luò)）
并聯(lián)式混合動力根據(jù)電機(jī)位置不同可以分為P0~P4，P0~P1無法與內(nèi)燃機(jī)脫開，所以他們不能單獨驅(qū)動車輛，因此只用作微混系統(tǒng)或輔助作用。
P2嚙合于變速箱的輸入端，P3嚙合在變速箱的輸出端，P4是指不連接在內(nèi)燃機(jī)和變速箱的機(jī)械傳動路徑，而獨立驅(qū)動另外車輪的電機(jī)。目前大多數(shù)的技術(shù)路線驅(qū)動電機(jī)都采用P3的位置。如下圖所示。
▲并聯(lián)模式下電機(jī)的不同放置位置（圖源網(wǎng)絡(luò)）
雖然P2~P4都可以獨立驅(qū)動車輛，但是他們只要在與內(nèi)燃機(jī)協(xié)同工作時，由于不與內(nèi)燃機(jī)直接相連，都無法通過自身改變內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速，因此并聯(lián)式混動無法省略常規(guī)變速箱。
在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，電機(jī)和內(nèi)燃機(jī)機(jī)械連接時，傳動效率高。相比串聯(lián)式電熱損耗少，同時理論上整套系統(tǒng)只需要一臺電機(jī)。不同工況下，既可以發(fā)電為電池充電，又可以接收來自電池的電能，完全或輔助驅(qū)動車輛。
缺點就是電機(jī)無法調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，這也導(dǎo)致并聯(lián)式混合動力在內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)的工況應(yīng)用上，難以充分協(xié)調(diào)，會對綜合效率造成折損，從而影響了使用混合動力系統(tǒng)降低油耗的程度。
串聯(lián)式?jīng)]有保留變速器，內(nèi)燃機(jī)理論上可以始終處于最佳運(yùn)行區(qū)間，但在高速工況下只能依靠提高功率，因此電耗油耗增加。
而并聯(lián)式保留了變速器，內(nèi)燃機(jī)與驅(qū)動輪機(jī)械連接，雖降低了傳動損耗，但內(nèi)燃機(jī)卻不能始終處于高效運(yùn)行區(qū)間，從而也增加了油耗，同時并聯(lián)式純電驅(qū)動并不持久。
可以看出串聯(lián)式和并聯(lián)式優(yōu)缺點高度對立，串聯(lián)式更多的是基于純電動汽車的動力系統(tǒng)進(jìn)行改造，并聯(lián)式則更多基于燃油車進(jìn)行改造，兩者均很難做到純電動車與燃油車的高度融合。
03.混聯(lián)正成為市場主流，關(guān)鍵還是核心技術(shù)
那么有沒有一種動力結(jié)構(gòu)可以很好地融合兩者呢？那就要說今天要介紹的第三種了——混聯(lián)式混合動力，混聯(lián)式既可以使用串聯(lián)模式，又可以使用并聯(lián)模式。
在混聯(lián)式混合動力中，目前最為流行的當(dāng)屬雙電機(jī)串并聯(lián)結(jié)構(gòu)，如豐田的THS混動系統(tǒng)、本田的i-MMD混動系統(tǒng)、長城檸檬DHT混動系統(tǒng)、比亞迪DM-i混動系統(tǒng)、吉利雷神智擎HI·X混動系統(tǒng)等均屬于此類。
▲雙電機(jī)串并聯(lián)結(jié)構(gòu)（圖源網(wǎng)絡(luò)）
混聯(lián)的工作原理理解起來也不復(fù)雜，在純電驅(qū)動工況下與串聯(lián)和并聯(lián)無關(guān)，因為這不涉及到內(nèi)燃機(jī)的介入。
而在中低速和動力需求變化較大的工況，采用串聯(lián)式策略，最大程度使內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在高效區(qū)。
而當(dāng)進(jìn)入中高車速段且動力需求變化不大的情況，如高速巡航等流暢平穩(wěn)行駛工況，此時功率需求可以達(dá)到內(nèi)燃機(jī)的高效驅(qū)動功率，為了降低傳動損耗，將內(nèi)燃機(jī)、發(fā)電機(jī)、驅(qū)動電機(jī)和車輪之間機(jī)械連接進(jìn)入并聯(lián)模式，由于是機(jī)械傳動，所以避免了電傳動帶來的大量損耗，并通過合適的傳動比設(shè)定，使內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速保持在高效的區(qū)間內(nèi)。
雙電機(jī)串并聯(lián)的結(jié)構(gòu)是目前主要的技術(shù)方向，但各家在這個基礎(chǔ)上又有些許不同，不同點主要集中在并聯(lián)模式下發(fā)動機(jī)直驅(qū)擋位數(shù)量以及電機(jī)的位置。
一般廠商會有一個擋位的直驅(qū)，例如比亞迪DM-i，但有些廠家提供了兩個甚至多個不同的傳動比，可以理解為不同的擋位，發(fā)動機(jī)可以在更多的工況直驅(qū)，例如長城DHT。
▲比亞迪第一代DM混動系統(tǒng)與DM-i混動系統(tǒng)對比（圖源網(wǎng)絡(luò)）
比亞迪在2008年基于燃油車F3改造的F3DM混動車型采用的便是單擋直驅(qū)的混聯(lián)模式，這是比亞迪的第一代混動技術(shù)，從技術(shù)路線上來講是沒有問題的，甚至是領(lǐng)先的，但由于當(dāng)時發(fā)動機(jī)、電機(jī)、電池等技術(shù)積累差，并沒有獲得很好的效果。
在后來DM2.0，DM3.0采用的都是以油驅(qū)動為主的并聯(lián)模式。直到2021年比亞迪DM-i橫空出世，也就是比亞迪第四代混動技術(shù)，這才令比亞迪大獲成功。
比亞迪DM-i采用的技術(shù)路線與2008年第一代混動技術(shù)并無太大差異，不同的是此時的比亞迪在發(fā)動機(jī)、電機(jī)、動力電池等方面的技術(shù)儲備已大幅提升，專用于混動車的驍云插混發(fā)動機(jī)熱效率可達(dá)到43%，刀片電池也已量產(chǎn)。
▲長城DHT混合動力總成（圖源網(wǎng)絡(luò)）
長城的DHT也是基于雙電機(jī)串并聯(lián)的結(jié)構(gòu)，相較于比亞迪DM-i的高速單擋直驅(qū)，DHT采用了雙擋直驅(qū)，增加了一個低速檔位直驅(qū)，車輛在啟動和低速爬坡時，發(fā)動機(jī)可以參與直驅(qū)，為的是低速時仍然具備足夠的扭矩輸出，所以低速驅(qū)動力比DM-i更強(qiáng)。
但也有缺點，DHT由于有兩擋直驅(qū)，所以再次增加了一個插混專用的變速箱，機(jī)械結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，成本上也會有增加?？偟膩碇v就是長城DHT通過增加部分結(jié)構(gòu)來使低速爬坡等場景表現(xiàn)更加優(yōu)異，理論上部分場景性能表現(xiàn)會比比亞迪DM-i要強(qiáng)，但是長城DHT在油耗和成本表現(xiàn)上不如比亞迪DM-i極致。
▲長城Hi4的9種模式（圖源網(wǎng)絡(luò)）
而長城最近發(fā)布的Hi4則可以認(rèn)為是在DHT基礎(chǔ)上再優(yōu)化。簡單的說就是將原有的系統(tǒng)里前橋驅(qū)動電機(jī)移動到后橋，一般驅(qū)動電機(jī)在P3位置，而長城Hi4放在了P4。
此外，還將集成在DHT插混變速箱內(nèi)部的發(fā)電機(jī)放置到前橋位置，這個電機(jī)既可以充當(dāng)前橋驅(qū)動電機(jī)，還可以充當(dāng)發(fā)電機(jī)。
這套系統(tǒng)是基于電機(jī)高效復(fù)用理念，減去了一個電機(jī)，前電機(jī)既可以發(fā)電還可以驅(qū)動，從而打破了國內(nèi)目前采用的“雙電機(jī)”理念。從成本上的降低從而實現(xiàn)與比亞迪DM-i進(jìn)行正面硬剛。
這樣，不僅減少了生產(chǎn)成本，還實現(xiàn)了四輪驅(qū)動，在以往此類混動車型要想實現(xiàn)四驅(qū)則需要至少三個電機(jī)。
此外長城Hi4的1.5L發(fā)動機(jī)具有16:1的超高壓縮比，比比亞迪的15.5：1還要再高一些，與比亞迪均采用了扁線繞組提升電機(jī)效率。至于Hi4的油耗性能表現(xiàn)能否更進(jìn)一步，還需要等待量產(chǎn)車型。
04.結(jié)語：歸根到底還是核心技術(shù)
不同技術(shù)路線確實各有特點，甚至?xí)新浜笈c先進(jìn)之分。但當(dāng)技術(shù)路線足夠成熟，路線本身不構(gòu)成門檻時，會發(fā)現(xiàn)企業(yè)之間還是會存在著較大的差距。就好比答題的方法已經(jīng)告訴大家了，但并非每個人都能拿到高分。歸根到底還是企業(yè)的核心技術(shù)積累起著決定性的作用。
當(dāng)有多個企業(yè)都采用雙電機(jī)串并聯(lián)的技術(shù)路線時，不是每個企業(yè)都有自研高效率高壓縮比的插混專用發(fā)動機(jī)，不是每個企業(yè)都有自研混動專用電池，不是每個企業(yè)都有精準(zhǔn)調(diào)節(jié)扭矩的電控系統(tǒng)。每個企業(yè)核心技術(shù)積累的不同，也就決定了同樣的技術(shù)路線帶不來相同的表現(xiàn)。
