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，帶來未來概念；比亞迪秦在北京密云布下戰(zhàn)場，挑戰(zhàn)各路英雄。相比前兩年沃蘭達(dá)的默默無聞，似乎插電混合動(dòng)力的春天來了，那么應(yīng)該如何看待插電混合動(dòng)力汽車？市面上的插電混合動(dòng)力車都一樣嗎？未來又將開向何方呢？

所謂插電式混合動(dòng)力

插電式混合動(dòng)力汽車（Plug-in Hybrid Vehicle，簡稱PHV），簡單說就是介于電動(dòng)車與燃油車兩者之間的一種車。他既有傳統(tǒng)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、傳動(dòng)系統(tǒng)、油路、油箱，也有電動(dòng)車的電池、電機(jī)、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)力汽車相比，插電混合動(dòng)力汽車電池容量更大，可以支持行駛的里程更長。如果每次都是短途行駛，有較好的充電條件，插電混合動(dòng)力汽車電池可以不用加油，當(dāng)做純電動(dòng)車使用，具有電動(dòng)車的優(yōu)點(diǎn)。

與特斯拉Model S這種純電動(dòng)車相比，插電混合動(dòng)力汽車電池容量要小很多，但是帶有傳統(tǒng)燃油車的發(fā)動(dòng)機(jī)，變速箱，傳動(dòng)系統(tǒng)，油路、油箱。在無法充電的時(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，又具有燃油車的優(yōu)勢。

但是，因?yàn)橐惠v車內(nèi)要集成電動(dòng)車、燃油車兩套完整的動(dòng)力系統(tǒng)，插電混合動(dòng)力汽車的成本較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。重量也比較大，相對(duì)于單純的燃油車和電動(dòng)車又有劣勢。不過，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)力汽車作為燃油車與電動(dòng)車之間的過渡產(chǎn)品將長期存在下去。

插電混合動(dòng)力汽車的分類

雖然都叫插電混合動(dòng)力汽車，但實(shí)際上根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，插電混合動(dòng)力是可以分成幾類，各個(gè)廠商也都根據(jù)自己對(duì)插電混合動(dòng)力的理解制造不同類型的插電混合動(dòng)力汽車。簡單分一下，可以分成下面幾類：

一、增程型插電混合動(dòng)力

這一類插電混合動(dòng)力，嚴(yán)格來說仍然是電動(dòng)車。車內(nèi)只有一套電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括電機(jī)、控制電路、電池。增程型插電混合動(dòng)力車的電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車輪，發(fā)動(dòng)機(jī)則用來于驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)給電池進(jìn)行充電。因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)并不直接驅(qū)動(dòng)車輪，因此也不需要變速箱。這相當(dāng)于在普通的電動(dòng)車上裝載了一臺(tái)汽油/柴油發(fā)電機(jī)。

增程式插電混合動(dòng)力結(jié)構(gòu)

這種模式的優(yōu)點(diǎn)很明顯：

具有電動(dòng)車的安靜、起步扭矩大的優(yōu)點(diǎn)，可以當(dāng)純電動(dòng)車使用，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(jī)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，解決基礎(chǔ)設(shè)施不足的問題；

因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)不直接驅(qū)動(dòng)車輪，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和車輪轉(zhuǎn)速、汽車速度沒有直接關(guān)系，通過控制系統(tǒng)優(yōu)化，可以讓發(fā)動(dòng)機(jī)一直工作在最佳轉(zhuǎn)速，即使在充電不便時(shí)，市內(nèi)堵車路況下油耗也比較低，發(fā)動(dòng)機(jī)噪音也可以控制的非常小。

當(dāng)然，這種模式也有缺點(diǎn)：

由于發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)并不直接驅(qū)動(dòng)車輪，造成了這部分功率的浪費(fèi)，而發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)帶來的重量并不減少。譬如：一輛增程式插電混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)功率50KW，發(fā)電機(jī)功率50KW，電動(dòng)機(jī)功率100KW，整車攜帶了總功率200KW發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)，但是能驅(qū)動(dòng)車輪的功率只有100KW。

在高速路況下，油耗反而偏高。這是因?yàn)楦咚俾窙r下，如果發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車輪，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(zhuǎn)換過程，轉(zhuǎn)換本身要消耗能量，造成油耗反而偏高。

這一類的代表車型有寶馬i3（可選裝增程模塊），雪佛蘭沃藍(lán)達(dá)（有隱藏的直接驅(qū)動(dòng)模式），F(xiàn)isker卡瑪和奧迪A1 e-tron。

二、并聯(lián)式插電混合動(dòng)力汽車

這一類插電混合動(dòng)力車內(nèi)有兩套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，大多是在傳統(tǒng)燃油車的基礎(chǔ)上增加電動(dòng)機(jī)、電池、電控而成，電動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)車輪。車內(nèi)只有一臺(tái)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)車輪的時(shí)候充當(dāng)電動(dòng)機(jī)，不驅(qū)動(dòng)車輪給電池充電的時(shí)候充當(dāng)發(fā)電機(jī)。

并聯(lián)式插電混合動(dòng)力結(jié)構(gòu)

并聯(lián)式插電混合動(dòng)力的優(yōu)勢在于：

電動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)車輪，沒有功率浪費(fèi)的問題，譬如電動(dòng)機(jī)50KW，發(fā)動(dòng)機(jī)100KW，只要傳動(dòng)系統(tǒng)能承受，整車功率就是150KW；

在純電模式下，同樣有電動(dòng)車安靜、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?yàn)橹皇窃谧兯傧渖希ǚ肿兯傧漭斎攵撕洼敵龆藘煞N增加方法）增加了一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，在傳統(tǒng)燃油車基礎(chǔ)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(jī)不能保證一直在最佳轉(zhuǎn)速下工作，油耗比較高。只有在堵車時(shí)因?yàn)榭梢宰詭Оl(fā)動(dòng)機(jī)啟停功能油耗才會(huì)低；

因?yàn)橹挥幸慌_(tái)電機(jī)，不能同時(shí)發(fā)電和驅(qū)動(dòng)車輪，所以發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)車輪的工況不能持久。持續(xù)加速時(shí)，電池的能量會(huì)很快耗盡，轉(zhuǎn)成發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式。

這一類的代表車型包括：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(qū)動(dòng)系統(tǒng)，但不同的是，混聯(lián)式有兩個(gè)電機(jī)。一個(gè)電動(dòng)機(jī)僅用于直接驅(qū)動(dòng)車輪，還有一個(gè)電機(jī)具有雙重角色：當(dāng)需要極限性能的時(shí)候，充當(dāng)電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車輪，整車功率就是發(fā)動(dòng)機(jī)、兩個(gè)電機(jī)的功率之和；當(dāng)電力不足的時(shí)候，就充當(dāng)發(fā)電機(jī)，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)車安靜、使用成本低的優(yōu)點(diǎn)；在增程模式下，沒有“里程焦慮”，而且發(fā)動(dòng)機(jī)可以一直控制在最佳轉(zhuǎn)速，油耗低，噪音小，振動(dòng)小；在并聯(lián)模式下，兩臺(tái)電機(jī)，一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)可以一起工作，三者功率加起來具有非常好的起步和加速性能，是一種比較完美的組合。

說缺點(diǎn)的話，就是兩臺(tái)電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱一個(gè)都不能少，配套的控制電路、電池、傳動(dòng)系統(tǒng)、油路也不能少，總體成本要高于其他類型的插電混合動(dòng)力，車的總重量也會(huì)大一些。而因?yàn)橐刂苾蓚€(gè)電機(jī)和一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，還有不同的工作模式，控制系統(tǒng)也要相對(duì)復(fù)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(xì)分還可以再分兩類。

一類是前置，代表車型是豐田全系插電和比亞迪F3DM。

豐田普銳斯插電版

這類車的兩臺(tái)電機(jī)和一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)都在汽車前部，通過動(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(jié)能。

比亞迪F3DM采用了簡單的共軸離合模式，沒有變速箱，通過離合器控制不同工作狀態(tài)，也可以達(dá)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(jī)轉(zhuǎn)速與車輛行駛速度直接相關(guān)，并聯(lián)模式下，發(fā)動(dòng)機(jī)噪音比較大，只是一種當(dāng)時(shí)技術(shù)條件下的過渡，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，簡單說，就是把兼職的電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)放到一起，另外的純電動(dòng)機(jī)單獨(dú)放置。這種模式的代表是保時(shí)捷918，寶馬i8，規(guī)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(qū)動(dòng)，后輪驅(qū)動(dòng)，四輪驅(qū)動(dòng)三種模式下切換。

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

這種模式的純電動(dòng)機(jī)甚至可以是兩個(gè)，分別驅(qū)動(dòng)左右車輪，達(dá)到左右扭矩分配的目的，在過彎道時(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)力帶來的高性能。

插電混合動(dòng)力的未來

通過上面的分析，我們可以看出，插電混合動(dòng)力汽車在加速性，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，本來原型車速銳只要7-8萬，只加了一個(gè)電機(jī)，加上動(dòng)力電池，增加各種配套。價(jià)格就要到20萬左右，其中僅僅是13度動(dòng)力電池，就要4萬左右的成本。整車成本則要增加10萬左右，再加上各種稅費(fèi)利潤，20萬的價(jià)格就出來了。這還是成本控制能力最強(qiáng)，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)力汽車的價(jià)格比原型車貴幾十萬也就理所當(dāng)然了。

其實(shí),長期來看，動(dòng)力電池、電機(jī)、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(jī)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，隨著動(dòng)力電池，電機(jī)，電控價(jià)格進(jìn)一步下降，插電混合動(dòng)力汽車會(huì)越來越接近傳統(tǒng)燃油車。當(dāng)兩者價(jià)格差距不大的時(shí)候，插電混合動(dòng)力汽車的優(yōu)勢就會(huì)顯現(xiàn)出來。

這一過程會(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，然后是中級(jí)車，最后到普及車型。當(dāng)插電混合動(dòng)力汽車在多個(gè)領(lǐng)域淘汰純?nèi)加蛙囍?，就?huì)帶動(dòng)充電設(shè)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(chǔ)設(shè)施和電池問題解決以后插電混合動(dòng)力汽車歷史使命就完成了，人類將迎來電動(dòng)車時(shí)代。