主流混合动力技术方案简析
混动汽车的技术研发门槛较高，需要兼顾燃油经济性、NVH、动力响应、制造成本等多方面因素。无论是插电式混动还是油电混动，其原理都是通过系统动力分配，电机频繁参与工作，控制发动机工作在发动机热效率最佳的区间，从而降低油耗。不同的混动解决方案可以包括不同数量的电机（单电机、双电机）和不同的电机位置（P0、P1、P2、P2.5、P3 和 P4）。在混合动力技术路径上，日系主导油电混动，德系主攻 P2 插电混动，而自主品牌则选择两头发力，既满足当下新能源积分的需求，又兼顾未来的产品和技术布局。
图1 混动原理是控制发动机在热效率最佳的区间工作
图2 不同电机位置的混动解决方案
表1 不同的混动解决方案的电机位置
一、日系主导双电机油电混动，德系主攻单电机插电混动日系 HEV 主要有三种技术方案：丰田 THS、本田 i-MMD 和日产 e-power，德系 PHEV主要以 48V 轻混技术的 P0 电机和 P2 单电机结构为主。丰田解决方案更依赖发动机，日产更依赖电机，而本田通过串并联可在发动机与电机之间选择与切换。德系 P2 系统结构简单，技术实现难度较小且对于原有燃油平台的变速器改动较少，能够兼顾性能和成本。
表2 各派系的混动技术侧重点统计
图3 丰田 THS 混动系统
图4 本田 i-MMD 混动系统
图5 日产 e-power 混动系统
图6 德系 P2 单电机系统
丰田 THS 系统的核心在于发动机、发电机 MG1、电机 MG2 通过行星排动力分配装置耦合。1）机械结构复杂，EV 模式下仍会带动发动机行星齿轮，存在能量损耗；第四代 THS 系统还在自主品牌上实现了首次搭载，全新传祺 GS8 于 10 月 1 日开启预售，GS8 混动版搭载热效率高达 40.23%的 2.0T 发动机和 THS 混动系统，油耗和性能比肩同级别合资车的同时价格优势明显。
图7 丰田 THS 系统的核心在于行星排动力分配装置
图8 丰田THS系统的不同工况下的动力来源
表3 GS8混动系统配置表
1）高速工况发动机转速比较高，影响整车 NVH 水平；2）只有一个电机保证纯电/混动模式输出，需要高功率驱动电机来匹配发动机。
图9 本田 i-MMD 纯电驱动、混动、直驱（速度 70km/h 左右）、动能回收模式
二、自主品牌多方案布局，双电机成为主流
2.1、比亚迪DM-i把握政策窗口期，成功打开经济型混动市场比亚迪 DM-i 多数情况以电驱动为主，采用 P1+P3 双电机结构，其优点主要体现在：1）成本优势，核心零部件如电机、电池均为内供，产业链布局较广；2）扁线电机有利于槽满率提升，电机最高效率可达 97.5%；3）骁云 1.5L 发动机压缩比达到 15.5，热效率达43%。比亚迪的全产业链布局以及动力总成研发能力使得 DM-i 系列价格做到了“油电平价”，成功下沉至 10-15 万元核心市场。
图10 比亚迪 DM-i 双电机混动系统
图11 比亚迪的自主供应链体系建设
2.2、GHS2.0助力蓝色吉利行动，将首搭“中国星”产品吉利第二代混动系统 GHS2.0 采取双电机方案，节油效率将从 GHS1.0 的 25%提升至35-40%。GHS2.0 基于 DHE 混动高热效率发动机和 DHT 双电机变速器，将率先搭载中国星产品，并计划在 3 年内覆盖 10 余款车。如果定价合理，做到“油电同价”，则有望与中国星产品共同驱动产品结构优化，拓展市场空间。
图12 蓝色吉利行动强化混动汽车重要性
图13 吉利 GHS2.0 混动系统
2.3、长城柠檬混动DHT，首创两挡变速器以保证多工况燃油经济性
长城汽车柠檬混动 DHT 系统主要分为 HEV/PHEV 两种架构，具备“1.5L+DHT100”、“1.5T+DHT130”、“1.5T+DHT130+P4”三种不同规格的动力总成，以满足不同级别车型的需求。柠檬 DHT 系统的重点在于定轴式变速箱可以在直驱模式下提供两个发动机挡位，从而实现高达 97%的最高传动效率，提升燃油经济性。我们认为基于两挡甚至多挡变速器的解决方案是未来混动技术的趋势，主要原因：1）两档变速器有利于全速域、多工况控制发动机工作在热效率最高区间，保证燃油经济性；2）兼顾动力和经济性，可以采用动力更强的发动机和电机，高速再加速工况下动力不足的问题也得到很大程度的解决。
图14 长城 DHT 平台具备 HEV/PHEV 两种动力形式，包含三种不同规格的动力总成
表4 长城DHT不同工况下的工作模式
三、总结与展望
2014-2020年，国内插混市场从1.5万辆增长至24.7万辆，油电混动市场从0.7万辆增长至24.9万 辆，混合动力汽车销量稳步提升，市场持续扩容，但是与欧洲、日本、美国相比仍有一定差距。自主品牌积极布局混动技术，包括比亚迪DM-i、长城柠檬混动DHT、吉利GHS2.0、奇瑞鲲鹏DHT、长安蓝鲸iDD平台，引领节能减排的新浪潮。其中爆款DM-i系列带动了比亚迪在PHEV细分市场的进一步突破，国内混动市场竞争格局有望被重塑。
