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本文作者：Xingwei，個人微信公眾號：辣筆小星

原標題：對比日系三強混合動力技術(shù)

日系三強豐田、本田和日產(chǎn)分別推出了各自的混合動力車型。各家的廣告及技術(shù)介紹天花亂墜，你是否搞清了這三家混合動力技術(shù)的區(qū)別呢？

今天我們就來橫向?qū)Ρ纫幌氯障等龔娀旌蟿恿夹g(shù)的細節(jié)，先說觀點，然后后面多圖詳聊。

豐田特點：動力分流 PS 混動鼻祖

1. 全球累計銷售 700 百萬輛的混動領(lǐng)軍人。

2. 代表車型普銳斯迭代迅速（已至第四代）。

3. 始終堅持 HSD 混動系統(tǒng)優(yōu)化成本（堅持雙電機加單行星齒輪結(jié)構(gòu)，且沒有使用離合器）。

4. 混動系統(tǒng) HSD 已在多款車型鋪開（從普銳斯到凱美瑞，皇冠，卡羅拉，雷凌，雷克薩斯 CT200h，NX300h，RX450h 等等）。

此處關(guān)于價格的比較：雅閣混動只是比凱美瑞混動售價略低

但拼成本更激烈的出現(xiàn)在卡羅拉和雷凌兩款入門車型上，豐田已基本做的混動車型和傳統(tǒng)車型一個價。

發(fā)展瓶頸： 由于追求成本未使用離合器，因此發(fā)動機及電機 A（主要作為發(fā)電機，也可作為動力電機）無法從動力系統(tǒng)中脫開，這是豐田發(fā)展插電混動最大的限制。目前，普銳斯插電混動的純電行駛最高時速就受此設(shè)計限制。

日產(chǎn)特點：堅持 P2 混動類型

1.  結(jié)合自家變速箱堅持單電機雙離合器的 P2 混動類型。

2. 日產(chǎn)雷諾集團與奔馳集團相互參股，聯(lián)合開發(fā) P2。

3. 重視純電（全球銷量最好的日產(chǎn) LEAF），混動相對發(fā)展較慢，多用于高端車型。

本田混動：動力分流的另辟蹊徑者

1. 本田在高中低車型上有三種不同的混動系統(tǒng)，發(fā)展方向令人迷惑。

2. 雅閣混動攜 i-MMD 混動系統(tǒng)強勢上市值得期待。

3. 雅閣混動相較成本，其實更專注運動性能。i-MMD 混動系統(tǒng)低速電機為主，高速發(fā)動機為主，兩極分化特點鮮明。既有優(yōu)點，又有缺點。

接下來詳聊下三家混動系統(tǒng)的原理

豐田混動：雙電機+動力分流

不得不說，普銳斯車型的迭代速度相當(dāng)之快。

1997 年第一代

2003 年第二代

第二代相較第一代最大的變化就是成本優(yōu)化，降低成本超過 30%。

2009 年第三代

2009 年的第三代是豐田從「求名」轉(zhuǎn)向「走量求利」的一步：發(fā)動機從 1.5L 更新成 1.8L，HSD（Hybrid Synergy Drive）混動則做了極致的優(yōu)化，以獲得更優(yōu)化的機械結(jié)構(gòu)和更低的成本。

2015 第四代

第四代的任務(wù)則轉(zhuǎn)向「優(yōu)化駕駛感受」，并適應(yīng) TNGA 全球平臺而向前文提到的集團內(nèi)多款車型進行推廣。

這個門派的宗師毋庸置疑就是豐田集團，代表車型就是目前全球銷量最好的混合動力車型豐田普銳斯。 普銳斯最早在 1997 年開始銷售，發(fā)展到今天已經(jīng)開發(fā)到了第三代。并且目前該混合動力技術(shù)已經(jīng)推廣至豐田集團幾乎所有級別的車型上，包括卡羅拉混動版，凱美瑞混動版，漢蘭達混動版（海外），雷克薩斯 CT200h，NX300h，RX450h，GS450h，LS600h，HS250h（海外）等等。

根據(jù)豐田的官方數(shù)據(jù)，截止 2014 年 9 月豐田集團的混合動力車型累計銷量已經(jīng)突破了 700 萬輛。這些混合動力車型采用的都是豐田稱為混合協(xié)同驅(qū)動系統(tǒng)的 HSD（Hybrid Synergy Drive）系統(tǒng)。 豐田 HSD 系統(tǒng)的核心則是雙電機和動力分流裝置組成的 eCVT 電子無極變速箱。 大家知道傳統(tǒng)的 CVT 無極變速箱是由連續(xù)可變的機械傳感裝置改變速比實現(xiàn)的，如下圖傳統(tǒng) CVT 無極變速箱通過改變鋼帶所繞傳動軸的半徑連續(xù)改變速比。

但是豐田的 eCVT 系統(tǒng)并沒有以上的鋼帶組成的機械連續(xù)可變傳動系統(tǒng)，那它是通過什么方法實現(xiàn)無極變速的呢？

答案就是通過 兩個電機的連續(xù)電控調(diào)速 實現(xiàn)的。具體我們先來看一下這套 eCVT 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，如下分別是豐田普銳斯的 eCVT 系統(tǒng)剖面圖和動力部件示意框圖。

如上圖可以看到電機 1（MG1）和電機 2（MG2）中間隔了一個機械裝置，稱為動力分流裝置（Power Split Device）PSD。發(fā)動機、電機 1、電機 2 實際上是同軸的通過動力分流裝置連接在一起的，動力通過動力分流裝置再分配以后通過電機 2 傳輸?shù)搅塑囕喩稀Ｈ绻魑豢垂僦把芯窟^自動變速箱的話，一定知道其中的一個核心機械裝置叫做「行星齒輪組（Planetary Gear Set）」。

其實動力分流裝置就是一組行星齒輪組，行星齒輪由太陽輪 Sun Gear(縮寫 S)，行星齒輪架 PlanetaryCarrier（縮寫 C），內(nèi)齒齒圈 Ring Gear（縮寫 R）組成。3 組齒輪依次由內(nèi)而外像天文行星系統(tǒng)一樣，繞著同一個中心點（即太陽輪的中心點）同軸旋轉(zhuǎn)。

如下即為行星齒輪示意圖和豐田 HSD 系統(tǒng)連接圖?？梢钥吹桨l(fā)動機連在行星齒輪架上，電機 1 連在太陽輪上，電機 2 連在內(nèi)齒齒圈上并作為輸出軸。

豐田的設(shè)計師們通過行星齒輪組將速比設(shè)定成「發(fā)動機和電機 1 的轉(zhuǎn)速差」與「發(fā)動機和電機 2 的轉(zhuǎn)速差」比例為 2.6:1。速比設(shè)定圖如下：電機 2（右側(cè)）連接在輸出軸上可以在+6500 轉(zhuǎn)/分到-1500 轉(zhuǎn)/分之間連續(xù)調(diào)節(jié)。對應(yīng)車輛的實際行駛速度分別為 180 公里/小時和-40 公里/小時。發(fā)動機（中間）的 1000 到 4500 轉(zhuǎn)/分之間調(diào)節(jié)，而發(fā)動機被設(shè)定在最高效率轉(zhuǎn)速區(qū)間 2000 轉(zhuǎn)~3000 轉(zhuǎn)運行。

電機 1（左側(cè)）被設(shè)定成可以在+6500 轉(zhuǎn)/分和-6500 轉(zhuǎn)/分連續(xù)可調(diào)來配合發(fā)動機和電機 2（車速）的轉(zhuǎn)速差。

由于豐田 eCVT 電子無極變速箱中并沒有配置自動變速箱中的其他核心組件，比如液力變矩器、離合器（Clutch）、鎖止器（Brake）等等一概沒有配備，因此發(fā)動機并不能從傳動系統(tǒng)中脫開。

為了在純電行駛的時候保持發(fā)動機靜止，因此需要通過電機 1 和電機 2 分別呈相反方向旋轉(zhuǎn)來使得發(fā)動機靜止（根據(jù)速比，此時電機 1 的轉(zhuǎn)速為電機 2 轉(zhuǎn)速的 2.6 倍）。由于電機 1 轉(zhuǎn)速范圍的限制，如果前進車速需要大于 40 公里則發(fā)動機就必須啟動。

除了以上提到的轉(zhuǎn)速關(guān)系以外，動力分流裝置還能夠在不同的行駛模式下將動能通過機械方式和電子方式輸送到需要車輪上或者存儲到電池內(nèi)。如下兩種不同的驅(qū)動模式，上下兩圖左側(cè)的發(fā)動機和兩個電機的轉(zhuǎn)速幾乎是一樣的。但是上圖工作在發(fā)動機驅(qū)動模式中，動力從發(fā)動機通過機械方式從動力分流裝置輸送到車輪上，同時發(fā)動機的部分動力被用作電機 1 發(fā)電并驅(qū)動電機 2 給出動力輸出到車輪上。

而下圖為減速工況，車輪上的動力被電機 2 產(chǎn)生的再生制動力（Regeneration Brake）回收發(fā)電充入電池中。同時車輪上的部分動力通過動力分流裝置輸送到發(fā)動機上，維持發(fā)動機怠速工作。

日產(chǎn)混動：單電機+兩個離合器

之前提到日產(chǎn)的混動系統(tǒng)為 P2 類型 ，此處就借用英菲尼迪 M35hL 的兩張示意圖，來說明一下系統(tǒng)構(gòu)成以及工作模式。

首先如下圖所示電機位于兩個離合器之間，左側(cè)依次為發(fā)動機（第一位置）、離合器 1、電機（第二位置）、離合器 2、變速箱、輸出至車輪。由于電機處于發(fā)動機右側(cè)，變速箱左側(cè)的第二位置，因此也稱為 P2 系統(tǒng)。而上圖為電機純電行駛模式，此時電機通過離合器 2 結(jié)合變速箱驅(qū)動車輪前進，離合器 1 斷開發(fā)動機靜止。下圖為發(fā)動機通過離合器 1 連接電機在通過離合器 2 結(jié)合變速箱驅(qū)動車輛前進的混合動力模式。

單電機雙離合器系統(tǒng)也不是一個十全十美的系統(tǒng)，它存在的最大挑戰(zhàn)就是當(dāng)車輛純電行駛的時候電機高速轉(zhuǎn)動，而發(fā)動機靜止，在如此高的轉(zhuǎn)速差下如果要切換成混合動力模式，啟動發(fā)動機的瞬間如何避免出現(xiàn)明顯的車速波動。為了解決好這個問題，各家都使出了看家本領(lǐng)并且申請的專利相互之間競爭。

那么我們就來看看大眾是怎么去應(yīng)對這個挑戰(zhàn)的，簡單來說大眾通過換擋的間隙進行電機的減扭然后與發(fā)動機結(jié)合的方法，將轉(zhuǎn)速波動限制在一個非常有限的范圍內(nèi)，并且借助自身強大的變速箱技術(shù)使得轉(zhuǎn)速波動和動力中斷幾乎無法被察覺。感興趣的朋友可以參考一下大眾的專利 US8020651，如下專利說明圖即來自所提到的專利文檔。

本田混動：雙電機+離合器

前文提到本田的混動系統(tǒng)包含高中低三個方向。低端車型使用單電機 i-DCD 系統(tǒng)，中級車（如雅閣）使用雙電機 i-MMD 系統(tǒng)，高端四驅(qū)車型使用三電機 SH-AWD 系統(tǒng)。如此多的類型讓人容易對本田的混動發(fā)展方向產(chǎn)生迷惑。

不過隨著雅閣混動的發(fā)布，對應(yīng)的這套 i-MMD 非常值得關(guān)注。

如下混動系統(tǒng)示意圖可以看到：當(dāng)離合器脫開時，系統(tǒng)工作在純電或串聯(lián)混動模式（發(fā)動機僅通過發(fā)電電機發(fā)電，產(chǎn)生供動力電機所需的電力）；當(dāng)離合器結(jié)合時，系統(tǒng)工作在發(fā)動機直驅(qū)或并聯(lián)混動模式下（發(fā)動機和動力電機同時出力）。

增加的這套離合器讓本田 i-MMD 系統(tǒng)在雙電機動力分流 PS 系統(tǒng)類型里顯得非常另類，直接將電機驅(qū)動為主和發(fā)動機驅(qū)動為主兩個模式區(qū)分開來，提高了傳輸效率和高速時的駕駛感受。但是離合器的切換時機成為最大的挑戰(zhàn)，模式切換的平順性將無疑受到離合器的影響了，這套系統(tǒng)或許更適合雅閣強調(diào)運動的定位。

如下為該系統(tǒng)處于純電行駛時的示意圖。

如下為該系統(tǒng)處于串聯(lián)混動模式的示意圖。

如下為該系統(tǒng)處于發(fā)動機直驅(qū)或并聯(lián)模式的示意圖。

如下為三種模式切換的官方介紹。

綜上所述，日系三強豐田、本田和日產(chǎn)的混合動力技術(shù)各有特點。你更青睞哪一款呢？也許最終按照車價及油耗表現(xiàn)綜合抉擇會是個理性的選擇方法。