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混合动力电动汽车技术路线及应用分析

摘要：随着环境保护的措施越来越严格，替代燃油发动机汽车的方案也越来

越多，例如混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车等，但目前最有实用性价

值以及商业化程度最高的，还是混合动力汽车。本文主要对混合动力电动汽车的

技术路线以及市场应用进行分析探讨，介绍了各种混合动力技术路线的特点及应

用场景，并对后续市场发展进行预测。

关键词：混合动力，技术路线，环境保护，节油率

[2]

《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》中明确指出，纯电动汽车、

混合动力汽车以及燃料电池汽车为“三纵”，搭建整车技术创新链。中国汽车

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工程学会必威体育精装版发布的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》也显示，2030年、

2035年乘用车市场中的汽油车将逐步被混动汽车、纯电汽车取代，到2035年，

纯电动汽车的市场份额才会追上混动汽车。也就是说，在国家规划下汽车的转型

发展技术路线优先鼓励发展混合动力汽车。因此未来十年，混合动力将成为国内

汽车销量增长的主力。

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混合动力电动汽车的混动构型按照电机放置位置进行分类，其中P的定义

即电动机的位置。对于单电机的混合动力系统，根据电机相对于传统动力系统的

位置，可以将单电机混合动力方案分为五大类，即P0、P1、P2、P3、P4。P0构

型电机位于发动机前端皮带上，给发动机增加一个小型发电机（BSG），其通过

皮带与曲轴连接，当发动机运转时，由曲轴带动发电。自动启停、弱混是常见的

P0构型。它的优势在于改进成本低，与发动机的适配性好，但节油效果比较有限，

大概能实现8%-15%的节油效果。P1构型电机位于发动机曲轴上，在发动机离合

器前，相当于原来飞轮的位置。电机和曲轴转速相等，因此电机需要有较大转矩，

支持发动机启停、制动能力回收充电，同时电机与曲轴刚性连接，可以辅助动力

输出。目前P1构型多以轻度混合型混合动力电动汽车为主。P2构型也需要布置

在发动机和变速器中间，但因为不必像P1一样整合在发动机外壳中，P2布置的

形式更灵活，不仅可以直接套在变速箱输入轴上，也可以通过皮带有变速器输入

轴连接，甚至可以使用减速齿轮。P2是目前实测混合动力车型采用最多的模式。

电机放在离合器后变速器前，通过在发动机与变速器之间插入两个离合器和一套

电机来实现混动。P2和P1模式基本相同，唯一区别在于电机和发动机之间有没

有离合器，是不是可以切断电机的辅助驱动。P3构型电机位于变速器输出端，与

发动机共享一根轴，同源输出。P3最主要的优势是可以纯电驱动和动能回收的效

率高。同时P3会比P2少一组离合器，且纯电传动更为直接，更高效。P3比较适

合后驱车，有充足的空间予以布置。P4构型布局最大的特点是电机与发动机不驱

动同一轴，这意味着车辆可以实现四驱。P4大多应用于各种插电混动，或者是微

混模式，因为不方便纯电驱与纯发动机驱动间的切换。因此，大部分P4互动弄

采用插电混动，以电机后驱为主，只有在需要更大功率时才启动发动机驱动前轴。

随着混动技术的不断发展，国内外涌现出了大批混动车型，特别是近期国内

比亚迪、吉利、长城等汽车企业都纷纷发布了其必威体育精装版的混动技术产品。下面针对

几个主要的混动技术方案进行介绍。

丰田THS系统

丰田的THS混合动力系统从初代Prius开始，到现在已经发展至第四代THS-

IV。丰田的THS系统具有三个动力源，汽油发动机通过一枚单向离合器连接中间

的行星齿轮架，行星齿轮架上的齿轮组则直接和太阳齿、外侧齿圈连接。在内燃

机转动时，其中72%的扭矩分配给外齿圈（也就是驱动车轮），28%的扭矩分配给

中间太阳轮，而行星齿轮在行星齿轮架上自由转动，1号电机（MG1）连接中间的

太阳齿，2号电机连接外侧齿圈。两个电机在被动转动的时候均可以当作发电机

为电池充电。外侧的MG2直接和输出终端连接，因此其转速和轮上转速直接相关。

MG1则同时作为汽油机的起动机使用，因此和传统汽油机不同，并不需要单独的

设置启动装置。三个动力源通过一个行星齿组进行传动，三者除了可以完成扭矩

和能量的输出转换以外，也有一个协调各部分转速，以让各方都在最高