文/LocaR

新能源的漣漪在幾年之間，發展成爲江河波濤，流入時代的大潮，滾滾前進的巨浪早已爲我們的未來出行指明方向，它的主旋律，毋庸置疑，便是電機與電流的熱情碰撞。

◎BEV架構方案

換在十年前還是新鮮玩意兒的“汽車電動化”，如今早已延伸出了各大門派，其中以BEV、HEV、PHEV、REEV、FCEV、MHEV這6大派系最爲主流。

從趨勢上來說，未來必然是BEV的天下，抑或在某個時間點，FCEV會異軍突起。但是從現階段來看，電池技術尚未取得實質性的突破，BEV的思路太過于激進，裏程焦慮和充電焦慮依然是困擾BEV前進的兩大絆腳石。而FCEV的理念同樣超前，甚至零排放零汙染比電動車來的更加純粹，但是後期的配套設施建設在很長時間內都沒法跟上，依然是FCEV不得不面對的現實問題。

◎FCEV燃料電池方案

HEV早已被證明其是現階段新能源的最優解，但本田、豐田和通用作爲HEV的三巨頭，但受制于國內政策，HEV車型並沒有獲得相應的政策傾斜；MHEV的微混思路同樣優秀，但從長遠看，其也僅僅只能作爲近幾年的過渡方案罷了。

◎本田HEV方案——i-MMD

如此看來，有著政策扶持的PHEV插電混動和插電式增程混動應當是當前中國國內新能源發展的最佳選擇了，這也是本田、豐田、通用即便在HEV領域所向披靡，但依然還向插電領域堅定進軍的重要原因了。

兩田一通三巨頭，HEV技術解析

升級插混，那就基于他們的當家技術改進而來即可。

◎采用i-MMD技術的雅閣銳混動車型

我們來深度剖析一下豐田、通用和本田在HEV上的技術方案和實現手段。

豐田THS：油電優先，創新的行星齒輪組

豐田的混動技術被命名爲THS（Toyota Hybrid System），THS的曆史可以追溯到1997年，其成熟、穩定且可靠的表現，讓豐田在HEV的領域內也是獨樹一幟。

THS混動系統的核心結構是讓一組行星齒輪連接一台發動機與兩台電機。靠近發動機一側的電機較小爲MG1；遠離發動機的電機較大，叫MG2。MG1的作用主要是發電，MG2則主要參與驅動，且在特定工況如減速時，MG2也可以暫時性地作爲發電機回收制動能量。簡單來講，一組行星齒輪配上兩台電機，構成了THS的核心部件。

那麽MG1和MG2如何協同發動機一起運作呢？豐田在THS技術上最引以爲豪的，便是將發動機和這兩台電機連接在一起的行星齒輪組結構了，也正是這套行星齒輪組，作爲THS核心結構中的核心部件而存在。

發動機輸出的扭矩會傳輸到行星齒輪托架上，豐田通過對太陽齒輪和外圈齒輪大小的精心設計，將大部分扭矩分配到外齒圈，小部分扭矩分配到太陽齒輪；MG1與行星齒輪中的太陽齒輪相連，發動機小部分的扭矩會傳輸至此；MG2與外齒環連接，發動機的大部分扭矩則會傳輸至此。外齒圈的外部連接驅動齒輪，最終實現車輛的驅動。即便豐田稱這套結構爲ECVT，但這組行星齒輪的設計和CVT絕無聯系，其更像是是結構邏輯更爲複雜的差速器。

在起步工況下，THS的邏輯自然是EV優先，發動機不啓動，MG2帶動外齒圈轉動，MG1可以在MG2負載過高時介入，通過太陽輪傳遞至行星輪的補償動力給外圈齒施加驅動力。當車速達到限定值或者加速踏板到kick down位置時，發動機才會啓動。

在加速工況下，THS的邏輯便是發動機開始輸出動力。隨著MG2帶動的外圈齒的正向轉動速度的加快，四個行星齒輪反向自轉的速度逐漸下降至相對停止，只剩公轉。這便是這套行星齒輪組最爲巧妙的地方，在發動機介入之時，動力傳輸至行星齒輪托架，通過已經不再自轉的行星齒輪，同時推動外齒圈和太陽輪運轉。

在減速工況下，不必多說，MG1和MG2都會變成發電機，以儲存電能；這還不止，爲了保證時刻都有足夠的電量以讓MG1給行星齒輪施加反向力矩（沒電的時候MG1無法啓動，發動機便會因爲沒有行星齒輪的反向力矩來推動外圈齒輪），THS還有一套勻速的邏輯，在勻速狀態下，ECU便會給MG2指令，使其成爲發電機，給MG1供電，以形成MG1和發動機共同驅動車輛的狀態。

在每一個車速，行車電腦都會求出外齒圈的轉速並根據車輛的動力需求，確定發動機需要達到的轉速，這只是其一，此外行車電腦還會計算出MG1的對應轉速，通過電流控制，相應使發動機加速或減速。

THS通過對行星齒輪組特性和對齒輪齒數的巧妙設計，以及通過各種工況的判定，經由行車電腦計算，從而確定發動機在任何速度任何工況下的最佳轉速，豐田THS省油的秘訣，就在于此。

◎配備THS的豐田RAV4混動車型

不過，從宏觀上來說，THS是還是內燃機動力總成爲主，電氣化動力總成爲輔。正是這個理念，導致了THS依然存在劣勢。在EV工況下，此時發動機雖不點火工作，但在電機的反拖下活塞是保持在往複運動的，如此便會造成動力的損耗，導致在EV模式下的性能受限。同時，因爲發動機、電動機和行星齒輪從始至終都連在一起，多組齒輪結構傳動，導致動力的損耗也在所難免，因此，THS車型，在性能上還是不占優勢。這些種種，也爲讓THS的插電之路，並不順暢。

通用Voltec：一組行星齒輪不行，那就再來一組！

看起來粗糙的美國人，其實也有一顆細膩的心，通用的Voltec便是美國人對HEV的獨特理解。

豐田用一套行星齒輪組完成了對HEV的解讀，並且設置了專利壁壘，但通用也發現了其存在的問題，那麽如何優化THS？Voltec的答案是用上了兩套離合器和兩組行星齒輪來連接發動機和電機！多了一倍的行星齒輪組，且用上了兩套離合器，如此大膽的創新，怕是也只有美國人才敢這麽做了吧。

◎Voltec簡略結構和原理圖

Voltec采用的雙行星齒輪組、雙離合器、雙電機的電驅動系統類似于兩套THS電驅動系統的整合，在一套THS系統達到優化邊界的時候，可以切換成另外一套，從而實現更高的效率和動力優化。雙行星齒輪組的連接和運轉邏輯，是Voltec最大的技術亮點所在。

在通用Voltec系統中，1號行星齒輪組的外齒圈與發動機相連，1號行星齒輪組一端可以直接將動力輸出至車輪，另一端經由1號離合器連接至功率相對較低的MG1。MG1和MG2分別連接在1號和2號行星齒輪的太陽輪上，動力的輸出端均安置在行星齒輪托架上。2號離合器一端固定，一端與2號行星齒輪組連接，當兩個離合器均鎖止，則可以實現固定齒比的行駛模式。

相比THS，Voltec因兩組行星齒輪和離合器的設置，讓其擁有更爲寬泛的傳動比調節範圍，自然而然地，Voltec使得發動機能夠在更廣的速度區間內都更爲經濟的工作狀態；通過離合器的鎖止，更爲多樣的傳動模式可以覆蓋更多的駕駛工況，最終還是達到節能的目的。

在中低負荷工況下，發動機並不啓動，通過1號離合器切斷1號行星齒輪組的連接，MG1不啓動，僅由MG2爲車輛提供動力。

當車輛勻速行駛，Voltec便進入固定齒比模式，1號離合器將1號行星齒輪組的太陽輪鎖止，且MG1不介入，2號離合器則將2號行星齒輪組的外圈齒鎖止，發動機和MG2的動力經由兩個行星齒輪組的行星架進行輸出。

當車速進一步增加，車輛對動力的訴求進一步提升，發動機的動力會經由兩組行星齒輪進行分流，一部分動力用于驅動車輪，另一部分動力則來到MG2，由MG2作爲發電機去喚醒MG1，而MG1的動力在部分通過1號行星齒輪的行星架輸出，另一部分扭矩經由2號行星齒輪的外齒圈進行放大後又來到MG2，進一步放大電流回到MG1，由此成爲一個循環。提升動力的效果顯而易見。

◎別克君越30H就采用了Voltec技術方案

Voltec技術方案是典型的美式思維。用更複雜的邏輯和技術結構去優化原有技術上的問題，從結果導向來看，Voltec比THS更接近EV優先的理念，且實際執行效果也比THS更好。但Voltec過于複雜的結構讓成本控制成爲難題，並且每多一組行星齒輪組合離合器，便意味著每多一份傳動損耗和故障率。傳動損耗暫且不提，若是Voltec內部出現了某些故障，維修師傅的臉色，一定不會好看。

本田i-MMD：用最簡單的EV優先結構，完成最複雜的事

相比較通用的Voltec，本田i-MMD主要結構就是一台發動機、一個E-CVT和兩台電機組成，相對簡單的結構，卻在技術宅本田的部署下，展現出別樣的精彩。

本田i-MMD的思路十分易于理解，i-MMD采用雙電機非直連式混動結構。理論上，由發動機産生的機械能驅動MG1進行發電，再由MG1産生的電動帶動MG2的運轉，MG2與驅動橋相連，最終傳遞至驅動輪。

從機械結構上看，i-MMD當屬這HEV三大巨頭中最爲簡單的結構了，但用最簡單的方式去完成最複雜的工作，機械工業的魅力，往往就在于此。因爲沒有行星齒輪組那樣的機械耦合模式，i-MMD的發動機與雙電機之間的工作狀態，更需要控制系統來進行協調，這對于控制系統的要求很高，但是由此減少發動機與兩台電機之間的無效負載，實際上更利于能量的有效利用。

從宏觀的角度理解，i-MMD更像是一套帶有發動機直驅功能的增程式電驅系統。本田的i-MMD系統將讓車輛擁有3種不同的驅動模式：純電模式、混動模式、發動機直驅模式。

純電模式顧名思義，MG2作爲唯一的驅動源（同時也負責動能回收），向驅動軸傳遞動力，並且離合器在此刻將發動機與驅動端斷開，這樣一來，便可以避免THS結構中反拖發電機（MG1）和發動機和造成的能量損失。

混動模式便是發動機和電機共同作用，適合高負載急加速的工況，此刻離合器依然將發動機和驅動端斷開，發動機帶動MG1發電，發動機在此刻的角色就是增程器。以十代雅閣混動版爲例，2.0L自吸發動機有可以采用阿特金森循環，也能駕馭奧托循環，熱效率高達40.6%！以這台發動機作爲增程器，燃油經濟性自然無需多言。同時混動雅閣上MG2電機有著135 kW的最大功率和315 N·m的最大扭矩，強勁的動力參數保證了車輛的性能實力。

發動機驅動模式適用于高速巡航的相對低負載工況，此刻MG1、MG2均不工作。而保證發動機驅動時能耗最優的，則是i-MMD中的最大亮點部件——E-CVT。和豐田的ECVT一樣，E-CVT並不是一套傳統意義上的變速箱，而是以電控濕式多片式離合器爲主要構成部分的動力分離裝置。

E-CVT在電機驅動的時候，采用的是一個齒比，在發動機驅動的時候，采用的是另一個齒比。中低速工況，電機可以采用一個齒比應對，在高速發動機直驅的狀態下，它采用的是高速小齒比以應對高速駕駛工況。而一旦速度下降導致扭矩不足，車載電腦會在適時讓電機重新介入驅動。

理論上來講，適用于高速工況發動機直驅的情況，相對比較狹窄，本田i-MMD系統，基本就是一套以EV優先的小電池REEV結構。

◎本田皓影混動版也采用了i-MMD

對比豐田的THS和通用的Voltec，i-MMD用相對最簡單的結構完成了複雜的HEV模式。即便不得不佩服通用在HEV領域另辟蹊徑的強大技術研發實力，但是汽車領域，過于複雜的結構並不是一件值得誇耀的事。就是相對Voltec結構簡單的THS，也在機械傳動效率上，被i-MMD所超越。

在三者油耗表現層面，豐田THS的代表車型凱美瑞混動、通用Voltec代表車型君越30H和本田i-MMD代表車型雅閣混動均有著相當不錯的低油耗表現（三方車型實測綜合油耗均在6L左右）。

◎十代雅閣混動極限挑戰一箱油（60L）跑2143.8km

不過在加速性能上，三者開始體現出了差距。雅閣混動車型的實測百公裏加速成績基本可以達到7.5秒以下，而凱美瑞混動的百公裏加速都在8.5秒左右，君越30H的實測加速則基本在8.5秒開外了。在油耗表現相近的情況下，本田i-MMD再一次發揮了特長，兼顧性能與油耗，實在是讓人驚喜。

三巨頭全面觸電，豐田、通用、本田誰能玩轉未來混動市場？

單純做好HEV可不行，面對不斷擴張且有著豐厚政策扶持的插電混動市場，豐田、通用和本田也分別拿出了自家的插混方案，當然，在插混階段，三家的方案依然是基于他們已經十分成熟的HEV改變而來。在HEV領域，在我看來，i-MMD是最優解。那麽在插混領域，誰又能笑到最後？

◎采用插電THS的卡羅拉雙擎E+

豐田的PHEV插混系統沒有改動THS電池組以外的結構，它僅把原來的鎳氫電池組從改爲了锂電池組，其電池組的容量也從1.3kWh提高到了10.5kWh，從而實現55km的純電續航裏程。

◎采用插電THSd 雷淩雙擎E+

其實從豐田在HEV階段的THS結構可以看出，豐田的THS混動系統是一套更偏向于一種“油爲主，電爲輔”的結構，這套系統的研發初衷其實就不是爲插混設計而來的，很多PHEV車型擁有的優秀加速性能也沒有在插電的THS上體現；THS在HEV階段可以做到的十分省油，它更適合配合小電池組，但如果將其從HEV改爲PHEV，純電模式下的反而效率會受到影響。就像即便雷淩PHEV在采用了10.5kW·h的電池，其55km純電續航的成績，並不算優秀，甚至不如一些國産品牌的PHEV車型。

◎采用插電Voltec的VELITE 5

通用在插電階段，代表性的車型是別克VELITE 5。在油電階段的Voltec系統，雖說基于THS的思路優化而來，但是從Voltec最終的運作結果導向看，它其實更像一套增程式結構。因此，在配上了18kW·h的三元锂離子電池組之後，別克VELITE 5就正式被定義爲插電式增程混動汽車了。但同樣困擾VELITE 5的便是Voltec先天性的複雜結構問題。在匹配上更大更重的電池組之後，Voltec的結構更爲複雜，而將其複雜化的最大誘因，卻還是政策上的各種傾斜罷了。