與普通汽車相比,HEV在一部車上搭載了兩套動力總成,一套為內(nèi)燃機發(fā)動機,而另一套為電動發(fā)動機。利用內(nèi)燃機功率的調(diào)配，及能量轉(zhuǎn)換與制動能量回收等手段達到節(jié)能減排的效果。混合動為汽車的分類可按動力傳輸路徑、混合比例及是否可外部充電三種方式來進行。三種分類方式中，統(tǒng)一車型，可以即屬于能量傳遞的串聯(lián)模式，又屬于具備外部充電功能的Plug-in插電混動車型。

按動力傳輸路徑分類

混合動力汽車按驅(qū)動系統(tǒng)中，內(nèi)燃機動力與電池動力的連接關(guān)系，分為串聯(lián)式、并聯(lián)式及混聯(lián)式。

串聯(lián)式混合動力汽車

串聯(lián)式混合動力汽車的主要部件分別為發(fā)動機、發(fā)電機、電動機與動力電池等組件，以串聯(lián)的方式組合。串聯(lián)式混合動為汽車的工作原理及優(yōu)缺點

發(fā)動機和發(fā)電機之間直接相連,兩者協(xié)同工作，組成輔助動力裝置(Auxiliary Po以er Unit),發(fā)動機做工并不能直接作用于驅(qū)動力上,而是經(jīng)由發(fā)動機將汽油中的內(nèi)能變?yōu)闊崮茉龠M一步成為動能,作用于發(fā)電機,發(fā)電機將動能變成電量,儲存于儲能設(shè)備也就是車載動力電池組當(dāng)中,接著利用車載動力電池組中的電能使電動機做工帶動驅(qū)動輪工作,從而完成一整套動力系統(tǒng)的工作流程。串聯(lián)式混合動為汽車只有一條能量傳到路線,在串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)中，電動機代替了傳統(tǒng)內(nèi)燃汽車中的發(fā)動機,而電池則相當(dāng)于傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的"油箱"。而發(fā)動機的作用被大大弱化,當(dāng)電池內(nèi)電量不夠時發(fā)動機才會起動參與做功通過發(fā)電機給電池充電,當(dāng)電池電量充足時則不工作,僅相當(dāng)于一個"加油員"起到增加串聯(lián)式混合動力汽車續(xù)航里程的作用。故SHEV又被稱作"增程式混合動力汽車"。

因其工作原理也就有了以下幾個優(yōu)點：由于其發(fā)動機不直接參與車輛驅(qū)動,故其工況可直接由ECU控制,從而使發(fā)動機長時間甚至永久處于最佳工作狀態(tài),既保證了高效能又保證了低排放(阿特金森循環(huán))。其二，相對于并聯(lián)式與混聯(lián)式混合動系統(tǒng)而言，串聯(lián)式動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為簡單,對整車布局位置要求最低,相對研發(fā)生產(chǎn)成本也就最低。

缺點也顯而易見：因其只能通過電動機驅(qū)動車輪行駛,故電動機功率相對于并聯(lián)式與混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)自然要大上不少,并且因為它多數(shù)時間處于純電動狀態(tài)，故對動力電池容量也有較大的要求,導(dǎo)致電池組總體重量較重,再加上發(fā)電零部件及其他配套部件，其整車重量較重不利于整車輕量化。再者因為串聯(lián)式動力系統(tǒng)，汽車的發(fā)動機不能直接驅(qū)動汽車行駛,必須通過幾輪的能量傳導(dǎo)與轉(zhuǎn)換，這其中自然包含了大量的能量損失。

并聯(lián)式混合動力汽車

并聯(lián)式混合動力汽車的主要部件分別為發(fā)動機、電動-發(fā)電機與電池，三個主要組件由并聯(lián)的排列布置方法進行組合。

并聯(lián)式混合動力汽車的工作原理及優(yōu)缺點:

不同于串聯(lián)式混合動力系統(tǒng),并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)中的發(fā)動機與電動機都可直接將動能傳導(dǎo)至驅(qū)動輪上使汽車行駛。其工作狀態(tài)有三種模式,分別為發(fā)動機單獨工作直接將機械能傳導(dǎo)至汽車的驅(qū)動輪；電動機獨立工作時驅(qū)動汽車驅(qū)動輪使汽車行駛；和當(dāng)并聯(lián)式混合動力汽車需要較強的動力、較高的行駛速度時,并聯(lián)布置的發(fā)動機與電動機可共同工作，將兩者的能量疊加協(xié)同的輸送至汽車的驅(qū)動輪上使汽車保持較高的行駛速度與較強的運動性?？傮w來說相對于串聯(lián)式而言，并聯(lián)式就是分別保有兩套獨立的動力總成,并且兩套動力總成即可分別獨立工作亦可協(xié)同工作同時提供汽車的驅(qū)動力。

并聯(lián)式混合動力汽車因其工作原理擁有以下優(yōu)點：并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)中的發(fā)動機可直接將能量傳導(dǎo)至汽車的驅(qū)動輪,從而減少了像串聯(lián)式混合動力汽車中的多次能量傳導(dǎo)與轉(zhuǎn)換，也就大大減少了過程中的能量損失；當(dāng)發(fā)動機單獨工作直接驅(qū)動車輛前進時,并聯(lián)式混合動力汽車的能量損失與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車基本一致。在并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)中的電動機既是電動機又是發(fā)電機,故起到了一個部件兩種功能的作用,這樣大大的降低了汽車生產(chǎn)的成本與整車結(jié)構(gòu)布置的難度及整車車重。再者由于并聯(lián)式動力系統(tǒng)中發(fā)動機可獨立工作驅(qū)動車輛行駛,故對電池的容量要求大大降低,所以并聯(lián)式混合動力汽車可搭載相對較小的電池,這樣又再次降低了汽車生產(chǎn)的成本與整車結(jié)構(gòu)布置的難度及整車車重。串聯(lián)式混合動力汽車需要將所有能量經(jīng)過轉(zhuǎn)換才能保證電池內(nèi)充足的電量,而并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)并不需要這樣做,因此整車設(shè)計時可選取功率更小的電動機,也就更為經(jīng)濟,再次進一步降低了整車的生產(chǎn)成本與整車結(jié)構(gòu)布置的難度及整車車重。與串聯(lián)式相同的優(yōu)點是并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)也可進行純電動模式行駛,達到"零"污染"零"排放。

相對于眾多的優(yōu)點并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的缺點也不容忽視：首先由于其電動機只是輔助發(fā)動機進行工作,造成其純電狀態(tài)下行駛速度低，續(xù)航里程短；相對于串聯(lián)式混合動力系統(tǒng),并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)因為多出許多組件造成了其結(jié)構(gòu)系統(tǒng)更為復(fù)雜,對整車的量管理系統(tǒng)、設(shè)計結(jié)構(gòu)布置能提出了更高的要求,造成了更大的困難。由于并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)中的發(fā)動機不能夠像串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)中發(fā)動機那樣長時間處于高效工作狀態(tài)，也就對其發(fā)動機的工作模式與狀態(tài)的調(diào)教優(yōu)化提出了很高的要求。當(dāng)然這一切都是燃油經(jīng)濟性作為研究前提的,現(xiàn)階段市場上也存在大量并不省油的混合動力汽車，它們大多都是并聯(lián)式混合動力汽車,它們的設(shè)計導(dǎo)向是為了純粹的機械性能與車輛加速與極速的性能,它們更多是使用并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)中發(fā)動機與電動機協(xié)同工作的那段工作區(qū)間,使車輛突破傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的理論極限，獲得更好的駕駛性能。

混聯(lián)式混合動力汽車

混聯(lián)式混合動力汽車的主要組成部分分別是由能量分配單元、內(nèi)燃機、動力電池組、電動機及發(fā)電機采用串聯(lián)式與并聯(lián)式共存的方式進行組合，混聯(lián)式混合動力汽車的工作原理及優(yōu)缺點:

不同于前兩類混合動力系統(tǒng)的地方是,混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)具有一個動力分配系統(tǒng)(一般由行星輪組組成),這個動力分配系統(tǒng)將發(fā)動機所產(chǎn)生的動能進行分配,可全部作用于汽車驅(qū)動輪使車輛行駛,可全部作用于發(fā)電機進行對電池的充電,亦可進行精準的能量分配將一部分能量直接作用于車輛行駛,另一部分作用于發(fā)電機進行對電池的充電,而電池內(nèi)電能當(dāng)然也可驅(qū)動電動機帶動車輛行駛。而整車PCU(Po以erControlUnit)功率控制單元則可通過調(diào)配發(fā)電機的工作狀態(tài)等手段對發(fā)動機做功所產(chǎn)生的動力進行一個精準的分派。就是因為混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)這樣的特性,即一方面可通過電池與電動機電動方式進行動力傳導(dǎo)一一串聯(lián)式,另一方面又能夠使發(fā)動機通過機械傳導(dǎo)渠道達到動力耦合的目的一一并聯(lián)式,使此系統(tǒng)同時擁有串聯(lián)式與并聯(lián)式的工作狀態(tài),故稱之為混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。

串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)中發(fā)動機與動力驅(qū)動系統(tǒng)徹底分開只作為發(fā)電機的動力來源來講,它造成了大量能量在轉(zhuǎn)換與傳導(dǎo)泣程中的損耗。并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)擁有了發(fā)動機直接驅(qū)動車輛行駛的能量,但與此同時對發(fā)動機工作狀態(tài)的調(diào)教優(yōu)化造成了相當(dāng)大的難題,對燃油經(jīng)濟性與尾氣排放問題都造成了巨大的難題。同時具備串聯(lián)式與并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的工作形態(tài)使混聯(lián)式動力系統(tǒng)具有了下幾個優(yōu)勢：結(jié)合兩種系統(tǒng)中的優(yōu)勢,解決它們的問題,混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)保留了發(fā)動機直接作用驅(qū)動系統(tǒng)的能力,又保證了提供并聯(lián)的驅(qū)動渠道,達到了一種綜合化集成化的混合動力系統(tǒng)。

混聯(lián)式混合動力的總體能量調(diào)配策略：當(dāng)車輛低速行駛、速度較低或?qū)幽苄枨筝^低時,整個系統(tǒng)采用串聯(lián)式的工作狀態(tài),更多通過電動機作為驅(qū)動車輛行駛的主要動力。而在汽車速度較高且行駛狀態(tài)穩(wěn)定時,系統(tǒng)采用并聯(lián)式的工作狀態(tài)。所有混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的優(yōu)點也就是同時擁有了串聯(lián)式與并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的優(yōu)點,既可保證發(fā)動機長時間處于最佳工況與最高效能區(qū)間或直接停機,也可使發(fā)動機做功的動能直接作用于驅(qū)動車輪行駛,不造成能量傳導(dǎo)轉(zhuǎn)換工程中的能量流損。將串聯(lián)式與混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的優(yōu)點都發(fā)揮的淋漓盡致,達到了最大程度的燃油經(jīng)濟性要求與尾氣排放要求。

在最新的歐洲行駛工況測試中,采用混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的汽車達到了驚人的39%的燃油節(jié)省率。與此同時混聯(lián)式還擁有相對于串聯(lián)式混合動為系統(tǒng)更小的動力總成規(guī)模求,從而降低了生產(chǎn)成本與整車車重。

現(xiàn)階段混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的唯一缺點就是其由于采用兩套動力系統(tǒng)需要搭載一些?？谡{(diào)配協(xié)同兩套動力總成工作的組件,從而造成其整車布局難度高，研發(fā)成本高居不下；ECU(Electronic Control Unit)電子控制單元即行車電腦與PCU(Po以er ControlUnit)功率控制單元的調(diào)控能力要求較高，在各個狀態(tài)下采用的怎樣的能量分配策略設(shè)計問題，開發(fā)難度較大。其中能量分配裝置現(xiàn)階段高效的設(shè)計思路只有通過行星輪組進行能力分配這一方法，這是豐田公司的技術(shù)專利，而其他方法，暫時還沒有更好的替代出現(xiàn)。

按照混合度分類

混合度(hybridization R)就是一個混合動力汽車中搭載的電動機與發(fā)動機所占比例的大小，即電動機功率與電動機與發(fā)動機功率之和的比：

式中R—混合度;Pm—電動機的功率,k以；Pe—發(fā)動機的功率,k以。根據(jù)混合度的大小可將混合動力汽車(HEV)分為微混合動力、輕混合動力及全混合動力三類。

微混合動力汽車

混合度民小于10%的混合動力汽車,在該類HEV的混合動力系統(tǒng)中，電動機的功率很小,儲能設(shè)備的容量也很小,通常采用AGM鉛酸電池,主要的動能來源還是依靠發(fā)動機,電動機基本只在啟動狀態(tài)下工作,即作為發(fā)動機的啟動機,當(dāng)整車發(fā)動時協(xié)助發(fā)動機打火,或當(dāng)車輛遭遇紅燈或長時間蠕行時作為發(fā)動機自動啟停裝置工作。在車輛制動狀態(tài)下，實現(xiàn)少量的能量回收(因其動力電池容量小),故這類混合動力系統(tǒng)也被稱為啟?；旌蟿恿ο到y(tǒng)。理論上能達到對燃油經(jīng)濟性8%左右的提升。像東風(fēng)日產(chǎn)2015款樓蘭2.5S/CHEV就屬于典型的微混合動力汽車。

輕混合動力汽車

混合度大約在10%到35%之間的HEV,相對于微混合動力系統(tǒng),輕混合動力系統(tǒng)中的電動機功率與儲能設(shè)備容量都有所增大,通常采用鎳氫電池等高效能電池,從而降低了車輛總動力對發(fā)動機獨立工作的需要程度,其混合動力系統(tǒng)不僅工作于整車啟動狀態(tài)也能在車輛需要再加速與提高極速時幫助發(fā)動機協(xié)同工作。當(dāng)然也能夠?qū)崿F(xiàn)更大程度的制動能量回收。其對整車燃油經(jīng)濟性幫助的理論數(shù)值為14%左右。像本田公司的混動版思域就屬于這個類型的輕混合動力汽車。

全混合動力汽車

混合度大約在35%以上的HEV,相對于微混系統(tǒng)與輕混系統(tǒng)而言,全混合動力系統(tǒng)最顯著的差別就是:搭載全混合動力系統(tǒng)的汽車能夠?qū)崿F(xiàn)電動機獨立驅(qū)動車輛行駛的目的。從而在一些堵車、倒車、怠速、蠕行、低速、車輛啟動等低功耗需求情況下整車可采用純電動模式進行工作,當(dāng)然也對全混合動力汽車的電動機功率與儲能設(shè)備容量提出了高于前兩種混合動力系統(tǒng)的要求。通常采用鎳氫電池或鋰離子電池,當(dāng)然它除了擁有前兩種混合動力系統(tǒng)的功能外，對制動能量回收的能力也大大加強了。這類混合動力汽車基本上能夠達到對燃油經(jīng)濟性30%以上的提升效果。

豐田集團的大多數(shù)混合動力汽車基本上都屬于全混合動力汽車,像豐田的普銳斯、凱美瑞混動版及卡羅拉雷凌雙擎,與雷克薩斯的CT200hRX35h化等諸多車型。

按照是否可外接電源進行外部充電分類

無論混合動力技術(shù)如何發(fā)展進步都無法徹底擺脫對化石能源的依賴,所以有行業(yè)專家預(yù)言將來人類將大量使用純電動汽車,而如今純電動汽車面臨的最大問題就是充電設(shè)施的不普及的問題,在傳統(tǒng)混合動力汽車向純電動汽車演化的過程中，重要的過度型產(chǎn)物插電式混合動力汽車就自然而然的產(chǎn)生了。

傳統(tǒng)混合動為汽車HEV

傳統(tǒng)的混合動力汽車(非插電式混合動力汽車)無需外接電源對整車所搭載的儲能設(shè)備進行外部充電,而是通過在車輛行駛過程中通過PCU(Po以er Control Unit)功率控制單元調(diào)配發(fā)動機工作對動力電池進行充電,在不同形式路況與車輛狀態(tài)下適時的采用發(fā)動機或電動機驅(qū)動車輛行駛,又或者通過ECU（Electronic Control Unit)電子控制單元調(diào)配發(fā)動機與電動機協(xié)同工作,達到提高燃油經(jīng)濟性的目的。

插電式混合動力汽車PHEV

開發(fā)插電式混合動力汽車的想法源于歐洲科學(xué)家的一份報告數(shù)據(jù),大多數(shù)城市居民每日的生活半徑(工作、學(xué)習(xí)、出行距離)都在六十公里以內(nèi),因此為了滿足在這六十公里內(nèi)的燃油經(jīng)濟性最佳以及城市內(nèi)尾氣排放最低,就需要混合動力汽車能夠保持六十公里的純電動EV模式,但對于無法外接電源進行充電的傳統(tǒng)混合動力汽車(HEV)而言根本是不可能也不經(jīng)濟的,所以科學(xué)家就提出了開發(fā)插電式混合動力汽車(PHEV)的想法,在工作地點、學(xué)校以及人流密集處設(shè)立充電粧,就可以保證從家中前一晚用220V家庭用電充滿的PHEV覆蓋整個城市居民生活半徑的要求,而在其他沒有充電粧覆蓋的地點或是長途行駛時,也不會像純電動汽車那樣失去行駛動力,依舊可以采用發(fā)動機消耗燃油與電動機協(xié)同工作。

Plug-in根據(jù)插電式混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式的不同，又可以分為串聯(lián)式、并聯(lián)式、混聯(lián)式和雙模式四種類型，下面簡單介紹這四種插電式混合動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點和優(yōu)缺點。

1）Plug-in 串聯(lián)混合動力系統(tǒng)

插電式串聯(lián)混合動力汽車，也稱為增程式電動汽車，相當(dāng)于對純電動汽車增加一套增程裝置，其混合動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下圖所示，主要由一個驅(qū)動電機、一套由內(nèi)燃機、發(fā)電機構(gòu)成的增程裝置、傳動裝置、電機控制器、動力蓄電池組和外部充電接口等幾個部件組成。

該混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的主要特點是：驅(qū)動電機是驅(qū)動車輛的唯一動力源，電機控制器將動力蓄電池組儲存的電能和內(nèi)燃機帶動發(fā)電機發(fā)電產(chǎn)生的電能以電耦合方式實現(xiàn)動力耦合，最終通過驅(qū)動電機驅(qū)動車輛行駛。

2）Plug-in 并聯(lián)混合動力系統(tǒng)

插電式并聯(lián)混合動力系統(tǒng)是由兩個或多個獨立的驅(qū)動系統(tǒng)的聯(lián)合，且每個驅(qū)動系統(tǒng)至少與一個車載能源連接。按驅(qū)動系統(tǒng)聯(lián)合方式的不同，并聯(lián)混合動力系統(tǒng)可分為單軸并聯(lián)式、雙軸并聯(lián)式和單個驅(qū)動系統(tǒng)聯(lián)合式三類。

典型的插電式雙軸并聯(lián)混合動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下圖所示，主要由驅(qū)動電機、內(nèi)燃機、動力耦合機構(gòu)、傳動裝置、電機控制器、動力蓄電池組和外部充電接口等部件組成。該混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的主要特點是具有兩個相對獨立的驅(qū)動系統(tǒng)，即內(nèi)燃機驅(qū)動系統(tǒng)和電機驅(qū)動系統(tǒng)，兩個驅(qū)動系統(tǒng)既可以各自單獨工作來驅(qū)動車輪，也可以聯(lián)合驅(qū)動，以機械方式實現(xiàn)動力耦合。

3）Plug-in 混聯(lián)混合動力系統(tǒng)

混聯(lián)混合動力系統(tǒng)是一種特殊的混合動力系統(tǒng)，又稱為動力分流系統(tǒng)。最典型的插電式混聯(lián)混合動力系統(tǒng)為豐田普銳斯的混合動力系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖 1.3 所示。該插電式混聯(lián)混合動力系統(tǒng)主要由內(nèi)燃機、電機 1、電機 2、行星齒輪動力分配機構(gòu)、電機控制器、傳動裝置、動力蓄電池組和外部充電接口等幾個部件組成。該混合動力系統(tǒng)的特點是利用一個單排行星齒輪機構(gòu)將內(nèi)燃機和兩個電機的動力耦合在一起。單排行星齒輪結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)無級變速器的功能，使整個動力系統(tǒng)效率較高，尤其是在城市駕駛循環(huán)工況。該混合動力系統(tǒng)最大的弱點是其恒定的扭矩分配導(dǎo)致汽車在高速巡航時動力系統(tǒng)效率較低。

4）Plug-in 雙?；旌蟿恿ο到y(tǒng)

插電式雙模混合動力系統(tǒng)是由串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)這三種基本運行模式中的任意兩種模式組合起來構(gòu)成的，最典型的插電式雙?；旌蟿恿ο到y(tǒng)由串聯(lián)系統(tǒng)和并聯(lián)系統(tǒng)組合而成，其結(jié)構(gòu)如下圖所示。該插電式雙?；旌蟿恿ο到y(tǒng)主要由主驅(qū)動電機、內(nèi)燃機、ISG 電機、動力耦合機構(gòu)、傳動裝置、電機控制器、動力蓄電池組和外部充電接口等幾個部件組成，其鮮明特點為運用了雙離合器，通過雙離合器的開合情況，可分別呈現(xiàn)出串聯(lián)和并聯(lián)的結(jié)構(gòu)形式。此混動系統(tǒng)可充分利用雙離合器，根據(jù)混動系統(tǒng)的最佳效率來決定系統(tǒng)工作在串聯(lián)還是并聯(lián)模式，從而使整車實現(xiàn)較高的燃油經(jīng)濟性并減少尾氣排放。該結(jié)構(gòu)的缺點是系統(tǒng)包含兩套電機和兩個離合器，相對復(fù)雜，其工作模式和控制策略也比較復(fù)雜。雙模式混合動力系統(tǒng)憑借兩個離合器，使系統(tǒng)多個能量源更加便于靈活組合和控制，比并聯(lián)式和串聯(lián)式具有更多的運行模式。

找到一個解說混動的小視頻，可以看看。

最 后

混合動力汽車，被認為是從傳統(tǒng)燃油車向純電動的過度產(chǎn)品，也有人對純電的未來并不看好，認為如果不做認為干預(yù)，混動才是更適合實際需求的減排模式。但混動終究存在著幾個先天的缺陷：

首先就是混動專利問題，沒有更好的替代方案，混動將不敢大發(fā)展；其次，內(nèi)燃機技術(shù)，從技術(shù)到材料以及加工工藝，其發(fā)展是線性的，并沒有什么捷徑去“趕超”世界先進水平，短時間內(nèi)，內(nèi)燃機相關(guān)技術(shù)必然影響國產(chǎn)混動的水平。最后，眼前的自動駕駛技術(shù)，以及不遠的將來的無人駕駛，其基本實現(xiàn)形式就是以機器控制機器。從動力系統(tǒng)的可操控性角度考慮，燃油車以及更加復(fù)雜的混合動力，對于自動駕駛的實現(xiàn)都沒有純電動更加簡易可靠。