姿勢貼：一篇文章讀懂插電式混合動(dòng)力

保時(shí)捷918在紐博格林跑進(jìn)7分鐘，傲視各路超跑；寶馬i3、i8發(fā)布價(jià)格，帶來(lái)未來(lái)概念；比亞迪秦在北京密云布下戰場(chǎng)，挑戰各路英雄。相比前兩年沃蘭達的默默無(wú)聞，似乎插電混合動(dòng)力的春天來(lái)了，那么應該如何看待插電混合動(dòng)力汽車(chē)？市面上的插電混合動(dòng)力車(chē)都一樣嗎？未來(lái)又將開(kāi)向何方呢？

所謂插電式混合動(dòng)力

插電式混合動(dòng)力汽車(chē)（Plug-in Hybrid Vehicle，簡(jiǎn)稱(chēng)PHV），簡(jiǎn)單說(shuō)就是介于電動(dòng)車(chē)與燃油車(chē)兩者之間的一種車(chē)。他既有傳統汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機、變速箱、傳動(dòng)系統、油路、油箱，也有電動(dòng)車(chē)的電池、電機、控制電路。而且電池容量比較大，有充電接口。

與雷克薩斯RX450h這種非插電的混合動(dòng)力汽車(chē)相比，插電混合動(dòng)力汽車(chē)電池容量更大，可以支持行駛的里程更長(cháng)。如果每次都是短途行駛，有較好的充電條件，插電混合動(dòng)力汽車(chē)電池可以不用加油，當做純電動(dòng)車(chē)使用，具有電動(dòng)車(chē)的優(yōu)點(diǎn)。

與特斯拉Model S這種純電動(dòng)車(chē)相比，插電混合動(dòng)力汽車(chē)電池容量要小很多，但是帶有傳統燃油車(chē)的發(fā)動(dòng)機，變速箱，傳動(dòng)系統，油路、油箱。在無(wú)法充電的時(shí)候，只要有加油站就可以一直行駛下去，行駛里程不受充電條件的制約，又具有燃油車(chē)的優(yōu)勢。

但是，因為一輛車(chē)內要集成電動(dòng)車(chē)、燃油車(chē)兩套完整的動(dòng)力系統，插電混合動(dòng)力汽車(chē)的成本較高，結構復雜。重量也比較大，相對于單純的燃油車(chē)和電動(dòng)車(chē)又有劣勢。不過(guò)，在充電站大面積普及，充電時(shí)間大幅提高之前，插電混合動(dòng)力汽車(chē)作為燃油車(chē)與電動(dòng)車(chē)之間的過(guò)渡產(chǎn)品將長(cháng)期存在下去。

插電混合動(dòng)力汽車(chē)的分類(lèi)

雖然都叫插電混合動(dòng)力汽車(chē)，但實(shí)際上根據結構不同，插電混合動(dòng)力是可以分成幾類(lèi)，各個(gè)廠(chǎng)商也都根據自己對插電混合動(dòng)力的理解制造不同類(lèi)型的插電混合動(dòng)力汽車(chē)。簡(jiǎn)單分一下，可以分成下面幾類(lèi)：

一、增程型插電混合動(dòng)力

這一類(lèi)插電混合動(dòng)力，嚴格來(lái)說(shuō)仍然是電動(dòng)車(chē)。車(chē)內只有一套電力驅動(dòng)系統，包括電機、控制電路、電池。增程型插電混合動(dòng)力車(chē)的電動(dòng)機直接驅動(dòng)車(chē)輪，發(fā)動(dòng)機則用來(lái)于驅動(dòng)發(fā)電機給電池進(jìn)行充電。因為發(fā)動(dòng)機并不直接驅動(dòng)車(chē)輪，因此也不需要變速箱。這相當于在普通的電動(dòng)車(chē)上裝載了一臺汽油/柴油發(fā)電機。

增程式插電混合動(dòng)力結構

這種模式的優(yōu)點(diǎn)很明顯：

具有電動(dòng)車(chē)的安靜、起步扭矩大的優(yōu)點(diǎn)，可以當純電動(dòng)車(chē)使用，在充電方便的條件下只充電、不加油，使用成本較低；

相比其他插電混合動(dòng)力模式，增程型插電混合動(dòng)力可以不用變速箱，成本略有降低。由于帶有發(fā)動(dòng)機發(fā)電，只要有加油站就可以一直跑下去，在不方便充電的地方不會(huì )被迫拖車(chē)，解決基礎設施不足的問(wèn)題；

因為發(fā)動(dòng)機不直接驅動(dòng)車(chē)輪，發(fā)動(dòng)機轉速和車(chē)輪轉速、汽車(chē)速度沒(méi)有直接關(guān)系，通過(guò)控制系統優(yōu)化，可以讓發(fā)動(dòng)機一直工作在最佳轉速，即使在充電不便時(shí)，市內堵車(chē)路況下油耗也比較低，發(fā)動(dòng)機噪音也可以控制的非常小。

當然，這種模式也有缺點(diǎn)：

由于發(fā)動(dòng)機和發(fā)電機并不直接驅動(dòng)車(chē)輪，造成了這部分功率的浪費，而發(fā)動(dòng)機和發(fā)電機帶來(lái)的重量并不減少。譬如：一輛增程式插電混合動(dòng)力汽車(chē)發(fā)動(dòng)機功率50KW，發(fā)電機功率50KW，電動(dòng)機功率100KW，整車(chē)攜帶了總功率200KW發(fā)動(dòng)機和電機，但是能驅動(dòng)車(chē)輪的功率只有100KW。

在高速路況下，油耗反而偏高。這是因為高速路況下，如果發(fā)動(dòng)機直接驅動(dòng)車(chē)輪，可以一直工作在最佳工作模式，而增程式插電混合動(dòng)力多了一個(gè)轉換過(guò)程，轉換本身要消耗能量，造成油耗反而偏高。

這一類(lèi)的代表車(chē)型有寶馬i3（可選裝增程模塊），雪佛蘭沃藍達（有隱藏的直接驅動(dòng)模式），Fisker卡瑪和奧迪A1 e-tron。

二、并聯(lián)式插電混合動(dòng)力汽車(chē)

這一類(lèi)插電混合動(dòng)力車(chē)內有兩套驅動(dòng)系統，大多是在傳統燃油車(chē)的基礎上增加電動(dòng)機、電池、電控而成，電動(dòng)機與發(fā)動(dòng)機共同驅動(dòng)車(chē)輪。車(chē)內只有一臺電機，驅動(dòng)車(chē)輪的時(shí)候充當電動(dòng)機，不驅動(dòng)車(chē)輪給電池充電的時(shí)候充當發(fā)電機。

并聯(lián)式插電混合動(dòng)力結構

并聯(lián)式插電混合動(dòng)力的優(yōu)勢在于：

電動(dòng)機、發(fā)動(dòng)機共同驅動(dòng)車(chē)輪，沒(méi)有功率浪費的問(wèn)題，譬如電動(dòng)機50KW，發(fā)動(dòng)機100KW，只要傳動(dòng)系統能承受，整車(chē)功率就是150KW；

在純電模式下，同樣有電動(dòng)車(chē)安靜、使用成本低的優(yōu)點(diǎn)。而在混合動(dòng)力模式下，有非常好的起步扭矩，加速性能出色；

因為只是在變速箱上（分變速箱輸入端和輸出端兩種增加方法）增加了一臺電動(dòng)機，在傳統燃油車(chē)基礎上改動(dòng)較小，成本也比較低。

這種模式的缺點(diǎn)是：

在混合動(dòng)力模式下，發(fā)動(dòng)機不能保證一直在最佳轉速下工作，油耗比較高。只有在堵車(chē)時(shí)因為可以自帶發(fā)動(dòng)機啟停功能油耗才會(huì )低；

因為只有一臺電機，不能同時(shí)發(fā)電和驅動(dòng)車(chē)輪，所以發(fā)動(dòng)機與電動(dòng)機共同驅動(dòng)車(chē)輪的工況不能持久。持續加速時(shí)，電池的能量會(huì )很快耗盡，轉成發(fā)動(dòng)機單獨驅動(dòng)模式。

這一類(lèi)的代表車(chē)型包括：奔馳S500插電版、比亞迪秦。

三、混聯(lián)式插電混合動(dòng)力

與并聯(lián)式插電混合動(dòng)力一樣，這種模式也有兩套驅動(dòng)系統，但不同的是，混聯(lián)式有兩個(gè)電機。一個(gè)電動(dòng)機僅用于直接驅動(dòng)車(chē)輪，還有一個(gè)電機具有雙重角色：當需要極限性能的時(shí)候，充當電動(dòng)機直接驅動(dòng)車(chē)輪，整車(chē)功率就是發(fā)動(dòng)機、兩個(gè)電機的功率之和；當電力不足的時(shí)候，就充當發(fā)電機，給電池充電。

因此，混聯(lián)式同時(shí)具有增程式和并聯(lián)式的優(yōu)點(diǎn)：在純電模式下具有電動(dòng)車(chē)安靜、使用成本低的優(yōu)點(diǎn)；在增程模式下，沒(méi)有“里程焦慮”，而且發(fā)動(dòng)機可以一直控制在最佳轉速，油耗低，噪音小，振動(dòng)??；在并聯(lián)模式下，兩臺電機，一臺發(fā)動(dòng)機可以一起工作，三者功率加起來(lái)具有非常好的起步和加速性能，是一種比較完美的組合。

說(shuō)缺點(diǎn)的話(huà)，就是兩臺電機、發(fā)動(dòng)機、變速箱一個(gè)都不能少，配套的控制電路、電池、傳動(dòng)系統、油路也不能少，總體成本要高于其他類(lèi)型的插電混合動(dòng)力，車(chē)的總重量也會(huì )大一些。而因為要控制兩個(gè)電機和一臺發(fā)動(dòng)機，還有不同的工作模式，控制系統也要相對復雜，這也會(huì )提高成本。

混聯(lián)式插電混合動(dòng)力，其實(shí)往下細分還可以再分兩類(lèi)。

一類(lèi)是前置，代表車(chē)型是豐田全系插電和比亞迪F3DM。

豐田普銳斯插電版

這類(lèi)車(chē)的兩臺電機和一臺發(fā)動(dòng)機都在汽車(chē)前部，通過(guò)動(dòng)力分配，離合器，控制不同的工作狀態(tài)。豐田采用的是ECVT行星齒輪做動(dòng)力分配，很好的兼顧了性能與節能。

比亞迪F3DM采用了簡(jiǎn)單的共軸離合模式，沒(méi)有變速箱，通過(guò)離合器控制不同工作狀態(tài)，也可以達到不同狀態(tài)切換的目的，但是共軸模式?jīng)Q定了比亞迪F3DM的發(fā)動(dòng)機轉速與車(chē)輛行駛速度直接相關(guān)，并聯(lián)模式下，發(fā)動(dòng)機噪音比較大，只是一種當時(shí)技術(shù)條件下的過(guò)渡，很快就被比亞迪自己淘汰。

混聯(lián)式插電混合動(dòng)力還有一種模式是前后置，簡(jiǎn)單說(shuō)，就是把兼職的電機與發(fā)動(dòng)機放到一起，另外的純電動(dòng)機單獨放置。這種模式的代表是保時(shí)捷918，寶馬i8，規劃中的比亞迪唐也是這種模式。

保時(shí)捷918 Spyder

這種模式的優(yōu)點(diǎn)除了混聯(lián)式插電混合動(dòng)力都有的幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)以外，還有一個(gè)好處是可以在前輪驅動(dòng)，后輪驅動(dòng)，四輪驅動(dòng)三種模式下切換。

追求極限性能的時(shí)候，四輪驅動(dòng)，可以有極限的加速性能。高速行駛時(shí)，車(chē)輛重心后移，后輪驅動(dòng)可以有更高的效率，達到省電（省油）的目的。在低速行駛時(shí)，前輪驅動(dòng)有更高的效率，就可以切換前輪驅動(dòng)。

這種模式的純電動(dòng)機甚至可以是兩個(gè)，分別驅動(dòng)左右車(chē)輪，達到左右扭矩分配的目的，在過(guò)彎道時(shí)可以有更出色的性能。

保時(shí)捷918能在紐柏林跑進(jìn)7分鐘，傲視各路超跑，靠的就是這種前后置混聯(lián)式插電混合動(dòng)力帶來(lái)的高性能。

插電混合動(dòng)力的未來(lái)

通過(guò)上面的分析，我們可以看出，插電混合動(dòng)力汽車(chē)在加速性，降噪，使用成本上都有很多優(yōu)點(diǎn)。但影響其普及的原因主要在于成本。

以比亞迪秦為例，本來(lái)原型車(chē)速銳只要7-8萬(wàn)，只加了一個(gè)電機，加上動(dòng)力電池，增加各種配套。價(jià)格就要到20萬(wàn)左右，其中僅僅是13度動(dòng)力電池，就要4萬(wàn)左右的成本。整車(chē)成本則要增加10萬(wàn)左右，再加上各種稅費利潤，20萬(wàn)的價(jià)格就出來(lái)了。這還是成本控制能力最強，勞動(dòng)力最廉價(jià)的中國企業(yè)。而國外勞動(dòng)力更貴，研發(fā)成本攤上，插電混合動(dòng)力汽車(chē)的價(jià)格比原型車(chē)貴幾十萬(wàn)也就理所當然了。

其實(shí),長(cháng)期來(lái)看，動(dòng)力電池、電機、電控的價(jià)格一直是在下降的。電控產(chǎn)品符合摩爾定律，下降的速度比較快。而電機和動(dòng)力電池受到材料的限制，下降的速度比較慢，動(dòng)力電池大約每年降價(jià)5%左右。未來(lái)，隨著(zhù)動(dòng)力電池，電機，電控價(jià)格進(jìn)一步下降，插電混合動(dòng)力汽車(chē)會(huì )越來(lái)越接近傳統燃油車(chē)。當兩者價(jià)格差距不大的時(shí)候，插電混合動(dòng)力汽車(chē)的優(yōu)勢就會(huì )顯現出來(lái)。

這一過(guò)程會(huì )自上而下的進(jìn)行。首先是保時(shí)捷918這樣的超跑，然后是奔馳S，寶馬i8這樣的高檔豪車(chē)，然后是中級車(chē)，最后到普及車(chē)型。當插電混合動(dòng)力汽車(chē)在多個(gè)領(lǐng)域淘汰純燃油車(chē)之后，就會(huì )帶動(dòng)充電設施的普及，也會(huì )帶動(dòng)電池技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，而充電基礎設施和電池問(wèn)題解決以后插電混合動(dòng)力汽車(chē)歷史使命就完成了，人類(lèi)將迎來(lái)電動(dòng)車(chē)時(shí)代。