從驅(qū)動方式及相關(guān)主要技術(shù)看混合動力汽車
在汽車產(chǎn)業(yè)向新能源轉(zhuǎn)型的進程中,混合動力汽車憑借“燃油與電力協(xié)同”的獨特優(yōu)勢,成為銜接傳統(tǒng)燃油車與純電動車的關(guān)鍵橋梁。它既破解了純電動車的續(xù)航焦慮,又彌補了傳統(tǒng)燃油車油耗高、排放高的短板,其核心競爭力集中體現(xiàn)在驅(qū)動方式的多樣性與核心技術(shù)的先進性上。
混合動力汽車(HEV)的核心定義是同時搭載熱動力源(汽油機/柴油機)與電動力源(電池與電動機),通過智能控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)兩套動力系統(tǒng)的工作,使發(fā)動機始終維持在高效運行區(qū)間,從而實現(xiàn)能耗與性能的平衡。根據(jù)動力耦合方式的不同,主流驅(qū)動方式可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式三類,三種方式在結(jié)構(gòu)設(shè)計、動力傳輸邏輯上各具特色,適配不同的使用場景。
串聯(lián)式混合動力是結(jié)構(gòu)相對簡潔的驅(qū)動方式,核心特征是發(fā)動機不直接驅(qū)動車輪,僅作為“專職發(fā)電機”為動力電池充電或直接為驅(qū)動電機供電,全程由電機驅(qū)動車輛行駛,本質(zhì)上可理解為“發(fā)動機+發(fā)電機+電機”的串聯(lián)組合。其工作邏輯清晰:車輛啟動、低速行駛或怠速時,由動力電池供電給驅(qū)動電機,實現(xiàn)零油耗、低噪音行駛;高速或大負荷工況下,發(fā)動機啟動帶動發(fā)電機發(fā)電,電能一部分直接供給電機,多余部分儲存于電池,保障動力持續(xù)輸出。串聯(lián)式的優(yōu)勢的是駕駛體驗接近純電動車,靜謐性和平順性突出,適合城市擁堵路況,但其能量經(jīng)過“燃油→機械能→電能→動能”的多次轉(zhuǎn)換,機械效率存在損耗,高速行駛時油耗優(yōu)勢不明顯,典型應(yīng)用如日產(chǎn)Note ePOWER車型。
并聯(lián)式混合動力采用“發(fā)動機+電機”雙驅(qū)動系統(tǒng)并行布局,兩套系統(tǒng)可獨立工作,也可協(xié)同發(fā)力驅(qū)動車輪,結(jié)構(gòu)更接近傳統(tǒng)燃油車,機械效率更高。其核心邏輯是根據(jù)行駛工況智能切換動力源:低速、起步時,電機單獨驅(qū)動,實現(xiàn)節(jié)能靜音;高速巡航時,發(fā)動機單獨驅(qū)動,避免能量轉(zhuǎn)換損耗;加速、爬坡等大負荷工況時,發(fā)動機與電機協(xié)同工作,爆發(fā)更強動力。此外,電機還可在制動、減速時充當(dāng)發(fā)電機,回收制動能量為電池充電,進一步提升節(jié)能效果。并聯(lián)式的優(yōu)勢是高速行駛油耗低、動力響應(yīng)直接,但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度高于串聯(lián)式,低速工況下電機輔助作用有限,部分車型存在發(fā)動機介入時的頓挫感,本田Accord Hybrid等車型采用此類驅(qū)動方式。
混聯(lián)式混合動力是目前最成熟、應(yīng)用最廣泛的驅(qū)動方式,融合了串聯(lián)式與并聯(lián)式的核心優(yōu)勢,通過行星齒輪組或?qū)S脵C電耦合裝置實現(xiàn)動力分流,可智能切換串聯(lián)、并聯(lián)兩種工作模式。其核心亮點的是動力分配的靈活性:低速工況采用串聯(lián)模式,電機驅(qū)動、發(fā)動機發(fā)電,兼顧節(jié)能與平順;中高速工況切換為并聯(lián)模式,發(fā)動機直接驅(qū)動車輪,電機輔助發(fā)力,平衡動力與油耗;急加速時,兩套系統(tǒng)全力協(xié)同,實現(xiàn)動力最大化。混聯(lián)式結(jié)構(gòu)雖復(fù)雜、研發(fā)成本高,但全工況能效均衡,既能滿足城市通勤的節(jié)能需求,也能適配長途高速行駛,豐田THS系統(tǒng)、比亞迪DM-i系統(tǒng)均采用此類驅(qū)動方式,其中豐田THS系統(tǒng)可使發(fā)動機68%的時間處于高效區(qū)間,綜合熱效率突破41%。
驅(qū)動方式的落地,離不開核心技術(shù)的支撐,混合動力汽車的關(guān)鍵技術(shù)主要集中在動力耦合機構(gòu)、能量管理系統(tǒng)、動力電池與驅(qū)動電機四大領(lǐng)域,四大技術(shù)協(xié)同發(fā)力,決定了車輛的節(jié)能效果、動力性能與駕駛體驗。
動力耦合機構(gòu)是混合動力汽車的“動力分配中樞”,核心作用是實現(xiàn)發(fā)動機與電機動力的順暢銜接與合理分配,其性能直接影響車輛的平順性與動力傳輸效率。目前主流的耦合機構(gòu)有兩種:一種是豐田THS系統(tǒng)采用的行星齒輪組,結(jié)構(gòu)緊湊、傳動效率高,可實現(xiàn)動力的無級分配,保障行駛平順性;另一種是自主品牌廣泛采用的混動專用變速箱(DHT),分為單擋與多擋兩種,2026年主流技術(shù)已升級為3-4擋DHT,打破了單擋速比限制,高速超車時可降擋提升動力響應(yīng),高速巡航時可升擋降低油耗,吉利雷神Hi·X的4擋DHT、比亞迪DM-i 5.0的3擋DHT均表現(xiàn)突出。
能量管理系統(tǒng)是混合動力汽車的“大腦”,負責(zé)實時監(jiān)測車輛行駛工況(車速、負荷、電池電量等),智能決策動力源的工作模式與能量分配比例,核心目標是實現(xiàn)“油耗最低、排放最少、動力最優(yōu)”。早期能量管理多采用“瞬時最優(yōu)”策略,而當(dāng)前已向“全局最優(yōu)”演進,結(jié)合路況預(yù)測、車-邊-云協(xié)同決策,優(yōu)化油電分配邏輯,比亞迪DM5.0系統(tǒng)可通過預(yù)判路況自動切換純電模式,使城市能耗降低9.2%。優(yōu)秀的能量管理系統(tǒng)可使發(fā)動機始終維持在2000-3000rpm的高效區(qū)間,同時最大化回收制動能量,常規(guī)制動能量回收率可達62%,緊急制動時最高可達78%。
動力電池與驅(qū)動電機是電動力源的核心組成,直接決定車輛的電動化性能與續(xù)航能力?;旌蟿恿ζ嚨膭恿﹄姵囟嗖捎面嚉潆姵鼗蜾囯姵?,容量通常在1-2kWh(非插電式)或10kWh以上(插電式),采用“淺充淺放”策略,可使15萬公里衰減率低于15%,兼顧使用壽命與節(jié)能需求;插電式混合動力電池容量更大,純電續(xù)航可達50km以上,部分車型已突破200km,可滿足日常通勤純電行駛需求。驅(qū)動電機多采用永磁同步電機,具有體積小、效率高、扭矩大的優(yōu)勢,如雷克薩斯LS500h的驅(qū)動電機扭矩可達300N·m,能快速響應(yīng)駕駛需求,提升車輛加速性能,同時降低運行噪音。
隨著技術(shù)的不斷迭代,混合動力汽車的驅(qū)動方式與核心技術(shù)持續(xù)升級,呈現(xiàn)出“集成化、智能化、高效化”的發(fā)展趨勢。驅(qū)動方式上,串并聯(lián)融合、增程式與直驅(qū)結(jié)合成為新方向,進一步優(yōu)化全工況能效;核心技術(shù)上,發(fā)動機熱效率持續(xù)突破,部分車型已接近45%,電機向“油冷化”升級,DHT集成度不斷提高,能量管理系統(tǒng)融合AI技術(shù)實現(xiàn)更精準的決策。同時,插電式混合動力與非插電式混合動力協(xié)同發(fā)展,適配不同消費需求,成為汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的重要支撐。
綜上,混合動力汽車的驅(qū)動方式?jīng)Q定了其工況適配能力,核心技術(shù)決定了其綜合性能,兩者的協(xié)同發(fā)展造就了其“節(jié)能、高效、無續(xù)航焦慮”的獨特優(yōu)勢。從串聯(lián)、并聯(lián)到混聯(lián)的驅(qū)動方式升級,從單一動力分配到智能全局優(yōu)化的技術(shù)突破,混合動力汽車不僅為消費者提供了更具性價比的出行選擇,也為汽車產(chǎn)業(yè)從燃油時代向電動時代的平穩(wěn)過渡提供了可行路徑。未來,隨著技術(shù)的持續(xù)深耕,混合動力汽車將在節(jié)能化、智能化方面實現(xiàn)更大突破,持續(xù)發(fā)揮其在新能源轉(zhuǎn)型中的重要作用。





