乘用車(chē)混動(dòng)技術(shù)介紹日期:演講人：目錄01技術(shù)概述02工作原理03主要類(lèi)型04核心組件05優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)06發(fā)展趨勢(shì)技術(shù)概述01混動(dòng)技術(shù)基本定義動(dòng)力系統(tǒng)融合混合動(dòng)力技術(shù)是指將傳統(tǒng)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)結(jié)合，通過(guò)能量管理系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力輸出的優(yōu)化組合，兼具燃油車(chē)的高續(xù)航和電動(dòng)車(chē)的低排放特性。能量回收機(jī)制混動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)制動(dòng)能量回收技術(shù)（如再生制動(dòng)），將車(chē)輛減速時(shí)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)于電池中，顯著提升能源利用效率。工作模式多樣性混動(dòng)車(chē)輛可根據(jù)工況自動(dòng)切換純電驅(qū)動(dòng)、混合驅(qū)動(dòng)或燃油驅(qū)動(dòng)模式，例如低速時(shí)優(yōu)先用電、高速時(shí)啟用發(fā)動(dòng)機(jī)，以降低綜合能耗。乘用車(chē)應(yīng)用背景環(huán)保法規(guī)驅(qū)動(dòng)全球碳排放法規(guī)趨嚴(yán)（如歐盟Euro6標(biāo)準(zhǔn)、中國(guó)國(guó)六排放標(biāo)準(zhǔn)），倒逼車(chē)企采用混動(dòng)技術(shù)以減少尾氣污染物（如CO?、NOx）排放。用戶(hù)需求升級(jí)消費(fèi)者對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性要求提高，混動(dòng)車(chē)型可降低30%-50%的油耗，同時(shí)避免純電動(dòng)車(chē)的續(xù)航焦慮，成為過(guò)渡期主流選擇。基礎(chǔ)設(shè)施適配性混動(dòng)技術(shù)對(duì)充電樁依賴(lài)度較低，適合充電網(wǎng)絡(luò)不完善的地區(qū)，且無(wú)需改變用戶(hù)傳統(tǒng)加油習(xí)慣，市場(chǎng)接受度更高。發(fā)展歷程簡(jiǎn)介技術(shù)萌芽期（1990s）豐田普銳斯（1997年量產(chǎn)）首次實(shí)現(xiàn)混動(dòng)技術(shù)商業(yè)化，采用行星齒輪結(jié)構(gòu)的功率分流系統(tǒng)，奠定HEV（非插電混動(dòng)）基礎(chǔ)。多元化發(fā)展階段（2000-2010s）智能化集成期（2020s至今）本田推出IMA并聯(lián)式混動(dòng)系統(tǒng)，寶馬研發(fā)插電式混動(dòng)（PHEV）技術(shù)，如i3增程版，擴(kuò)展混動(dòng)技術(shù)路線(xiàn)?；靹?dòng)系統(tǒng)與智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)深度融合，例如比亞迪DM-i超級(jí)混動(dòng)通過(guò)AI算法優(yōu)化能效，WLTC工況下油耗低至3.8L/100km。123工作原理02能量回收機(jī)制通過(guò)電動(dòng)機(jī)在車(chē)輛減速或制動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)換為發(fā)電機(jī)模式，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能并存儲(chǔ)至電池組，回收效率可達(dá)15%-25%，顯著提升能源利用率。制動(dòng)能量回收滑行能量回收怠速充電策略在車(chē)輛慣性滑行階段，電控系統(tǒng)智能調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)扭矩，將部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，補(bǔ)充電池電量，延長(zhǎng)純電續(xù)航里程。當(dāng)車(chē)輛處于怠速狀態(tài)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)為高壓電池充電，確保電力儲(chǔ)備充足，同時(shí)優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)工作區(qū)間降低油耗。動(dòng)力切換控制邏輯多模式自適應(yīng)切換基于車(chē)速、油門(mén)開(kāi)度、電池SOC等參數(shù)，智能選擇純電、混動(dòng)或發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)模式，城市工況優(yōu)先用電，高速工況切換發(fā)動(dòng)機(jī)高效區(qū)間。預(yù)測(cè)性能量管理結(jié)合導(dǎo)航路況信息預(yù)判行駛需求，提前規(guī)劃動(dòng)力分配策略，如長(zhǎng)下坡路段主動(dòng)提升電池充電閾值。扭矩耦合控制通過(guò)行星齒輪組或雙電機(jī)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)扭矩的無(wú)縫耦合，切換過(guò)程平順性誤差控制在±5rpm以?xún)?nèi)。燃油效率優(yōu)化原理阿特金森循環(huán)應(yīng)用采用高膨脹比發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)，熱效率提升至40%以上，配合可變氣門(mén)正時(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)低速工況燃油消耗降低12%-18%。智能熱管理系統(tǒng)集成發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻回路、電池液冷系統(tǒng)和電機(jī)溫控模塊，使各部件始終處于最佳工作溫度，整體能效提升8%-10%。電機(jī)輔助調(diào)峰在發(fā)動(dòng)機(jī)低效區(qū)間（如急加速）由電動(dòng)機(jī)提供輔助動(dòng)力，維持發(fā)動(dòng)機(jī)始終工作在最佳燃油經(jīng)濟(jì)曲線(xiàn)（BSFC最低區(qū)域）。主要類(lèi)型03并行式混動(dòng)系統(tǒng)雙動(dòng)力源協(xié)同工作發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)可同時(shí)或獨(dú)立驅(qū)動(dòng)車(chē)輪，通過(guò)機(jī)械耦合裝置（如離合器或行星齒輪）實(shí)現(xiàn)動(dòng)力分配，提升加速性能和燃油經(jīng)濟(jì)性。能量回收效率高在制動(dòng)或滑行時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換為發(fā)電機(jī)模式，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)于電池中，優(yōu)化能源利用率。結(jié)構(gòu)復(fù)雜度適中相比串聯(lián)式系統(tǒng)，并行式需協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)的扭矩輸出，但對(duì)電池容量要求較低，適合中短途混合動(dòng)力場(chǎng)景。串聯(lián)式混動(dòng)系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)僅發(fā)電不驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)作為增程器，專(zhuān)用于為電池或電動(dòng)機(jī)提供電能，車(chē)輛全程由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)純電行駛體驗(yàn)。01優(yōu)化低速工況能效發(fā)動(dòng)機(jī)始終工作在高效轉(zhuǎn)速區(qū)間，減少怠速損耗，特別適合城市擁堵路況，顯著降低油耗和排放。02電池依賴(lài)性強(qiáng)需配備大容量電池以存儲(chǔ)電能，系統(tǒng)成本較高，且長(zhǎng)途行駛時(shí)可能因電池電量不足而影響動(dòng)力持續(xù)性。03混聯(lián)式混動(dòng)系統(tǒng)融合串并聯(lián)優(yōu)勢(shì)通過(guò)行星齒輪或動(dòng)力分配裝置，靈活切換串聯(lián)與并聯(lián)模式，兼顧低速純電驅(qū)動(dòng)和高速發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)的高效性。全工況高效覆蓋城市路段以電動(dòng)機(jī)為主，高速路段發(fā)動(dòng)機(jī)直接介入，綜合油耗表現(xiàn)優(yōu)異，代表車(chē)型如豐田THS系統(tǒng)?？刂撇呗詮?fù)雜需精密算法協(xié)調(diào)動(dòng)力源切換，對(duì)電控系統(tǒng)要求極高，但能實(shí)現(xiàn)動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性的最佳平衡。核心組件04內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)高效燃燒技術(shù)輕量化與集成設(shè)計(jì)與電動(dòng)機(jī)協(xié)同工作現(xiàn)代混動(dòng)內(nèi)燃機(jī)采用缸內(nèi)直噴、渦輪增壓和可變氣門(mén)正時(shí)技術(shù)，顯著提升燃油效率并降低排放，例如阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)延長(zhǎng)膨脹沖程提高熱效率。內(nèi)燃機(jī)在高速巡航或高負(fù)載時(shí)介入，與電動(dòng)機(jī)形成并聯(lián)或串聯(lián)混合動(dòng)力模式，優(yōu)化動(dòng)力分配，減少怠速損耗，典型如豐田THS系統(tǒng)的功率分流機(jī)制。通過(guò)鋁合金缸體、集成式排氣歧管等設(shè)計(jì)減輕重量，同時(shí)緊湊化布局以適應(yīng)混動(dòng)平臺(tái)的空間限制，如本田i-MMD系統(tǒng)的2.0L發(fā)動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)與電池模塊高功率密度電機(jī)永磁同步電機(jī)（PMSM）因其高效率、高扭矩密度成為主流，部分車(chē)型采用雙電機(jī)布局（如比亞迪DM-p），實(shí)現(xiàn)前后軸獨(dú)立驅(qū)動(dòng)或能量回收。能量回收與快充技術(shù)再生制動(dòng)系統(tǒng)將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)，支持高倍率充放電（如寧德時(shí)代CTP技術(shù)），部分插混車(chē)型支持直流快充，30分鐘內(nèi)充至80%電量。電池模塊的智能管理鋰離子電池組配備BMS（電池管理系統(tǒng)），實(shí)時(shí)監(jiān)控單體電壓、溫度及SOC（荷電狀態(tài)），通過(guò)液冷/風(fēng)冷系統(tǒng)維持最佳工作溫度區(qū)間（如特斯拉4680電池的CTC技術(shù)）。控制單元與傳感器域控制器（如博世DCCU）整合發(fā)動(dòng)機(jī)ECU、電機(jī)MCU及變速箱TCU，通過(guò)CAN/FlexRay總線(xiàn)實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)數(shù)據(jù)交互，優(yōu)化動(dòng)力分配策略。多域控制器集成高精度傳感器網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)性能量管理包括曲軸位置傳感器、氧傳感器、電流霍爾傳感器等，實(shí)時(shí)采集轉(zhuǎn)速、空燃比、電機(jī)扭矩等參數(shù)，反饋至控制單元實(shí)現(xiàn)閉環(huán)調(diào)節(jié)?；贕PS和雷達(dá)數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)性算法（如奧迪A3e-tron的導(dǎo)航互聯(lián)功能），提前規(guī)劃電池充放電策略，提升長(zhǎng)途行駛的燃油經(jīng)濟(jì)性。優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)05環(huán)保性能提升降低碳排放混合動(dòng)力車(chē)輛通過(guò)優(yōu)化內(nèi)燃機(jī)與電動(dòng)機(jī)的協(xié)同工作，顯著減少燃油消耗和二氧化碳排放，尤其在城市擁堵路況下，純電模式可實(shí)現(xiàn)零排放。減少空氣污染物與傳統(tǒng)燃油車(chē)相比，混動(dòng)技術(shù)可大幅降低氮氧化物（NOx）和顆粒物（PM）的排放，改善空氣質(zhì)量，符合全球日益嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)要求。能源多樣化利用混動(dòng)系統(tǒng)支持電能、氫能等清潔能源的整合，減少對(duì)化石燃料的依賴(lài)，推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)向可持續(xù)方向轉(zhuǎn)型。成本效益分析長(zhǎng)期燃油經(jīng)濟(jì)性盡管混動(dòng)車(chē)輛初始購(gòu)置成本較高，但其燃油效率提升可顯著降低用車(chē)周期內(nèi)的總成本，尤其在油價(jià)波動(dòng)較大的市場(chǎng)環(huán)境中優(yōu)勢(shì)明顯。政策補(bǔ)貼與稅收優(yōu)惠維護(hù)成本優(yōu)化許多國(guó)家和地區(qū)對(duì)混動(dòng)車(chē)型提供購(gòu)置補(bǔ)貼、減免購(gòu)置稅或通行費(fèi)優(yōu)惠，進(jìn)一步降低用戶(hù)實(shí)際支出，提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。電動(dòng)機(jī)的介入減少了內(nèi)燃機(jī)磨損，延長(zhǎng)了發(fā)動(dòng)機(jī)壽命，同時(shí)制動(dòng)能量回收系統(tǒng)降低了剎車(chē)片損耗，綜合維護(hù)成本低于傳統(tǒng)燃油車(chē)。123技術(shù)瓶頸應(yīng)對(duì)電池技術(shù)限制當(dāng)前動(dòng)力電池的能量密度、低溫性能及循環(huán)壽命仍是瓶頸，需通過(guò)固態(tài)電池、硅基負(fù)極等新材料研發(fā)突破，同時(shí)優(yōu)化熱管理系統(tǒng)以提升穩(wěn)定性。系統(tǒng)集成復(fù)雜度混動(dòng)車(chē)輛需協(xié)調(diào)內(nèi)燃機(jī)、電機(jī)、變速箱等多系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)高效控制算法和輕量化平臺(tái)是降低能耗、提升可靠性的關(guān)鍵?；A(chǔ)設(shè)施配套不足充電樁和氫燃料加注站的覆蓋率不足制約用戶(hù)便利性，需政府與企業(yè)協(xié)同推進(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，形成完善的能源補(bǔ)給網(wǎng)絡(luò)。發(fā)展趨勢(shì)062023年混合動(dòng)力車(chē)型占全球乘用車(chē)銷(xiāo)量的18%，其中日系品牌（如豐田、本田）占據(jù)主導(dǎo)地位，歐洲市場(chǎng)因碳排放法規(guī)推動(dòng)PHEV（插電混動(dòng)）快速增長(zhǎng)。市場(chǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀全球市場(chǎng)滲透率持續(xù)提升國(guó)內(nèi)自主品牌（如比亞迪、吉利）在HEV（非插電混動(dòng)）和PHEV領(lǐng)域同步突破，2023年P(guān)HEV銷(xiāo)量同比增長(zhǎng)92%，政策補(bǔ)貼與牌照優(yōu)惠是核心驅(qū)動(dòng)力。中國(guó)市場(chǎng)的雙線(xiàn)發(fā)展歐美車(chē)企側(cè)重PHEV長(zhǎng)續(xù)航技術(shù)（純電續(xù)航80-120km），日系深耕HEV油電協(xié)同（如豐田THS系統(tǒng)），中國(guó)品牌探索增程式混動(dòng)（如理想汽車(chē)）。技術(shù)路線(xiàn)分化明顯創(chuàng)新技術(shù)方向第三代混動(dòng)技術(shù)采用雙電機(jī)+行星齒輪結(jié)構(gòu)（如本田i-MMD），制動(dòng)能量回收效率提升至85%，城市工況節(jié)油率達(dá)40%以上。高效能量回收系統(tǒng)智能動(dòng)力分配算法新型電池技術(shù)應(yīng)用基于AI的ECU控制系統(tǒng)可實(shí)時(shí)分析路況、駕駛習(xí)慣，動(dòng)態(tài)切換純電/混動(dòng)/發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)模式（如比亞迪DM-p平臺(tái)）。固態(tài)電池預(yù)研項(xiàng)目已啟動(dòng)，能量密度突破300Wh/kg，快充時(shí)間縮短至15分鐘（豐田2025年量產(chǎn)計(jì)劃）。政策與未來(lái)展望碳排放法規(guī)倒逼轉(zhuǎn)型技術(shù)融合趨勢(shì)基礎(chǔ)設(shè)施協(xié)同發(fā)