详解「落后」的增程式技术，及其他混动路线优劣势

作者 / Carlos

随着长城汽车副总裁、魏牌CEO李瑞峰在新浪微博公开反对余承东的言论，称「打铁还需自身硬，增程式混动技术落后是行业共识。」业界关于增程式技术的争论再次被掀了起来。

该条微博下，李瑞峰还附上了「智能DHT是全球更好的新能源技术」、「余承东称增程车不够先进是胡扯」两个话题。而在连发8条「叫板」微博后，昨天中午，李瑞峰又宣称购入了一辆问界M5（参数丨图片）。

一时间，串联（增程式）、并联、混联等不同结构先进性的风波四起，各流派闹得不亦乐乎。那么，增程式技术是否真的落后？这几种混动技术，谁更有发展潜力呢？

为何说「增程式」是落后技术？

在混合动力系统的技术路线中，可按照系统构型分为「串联」、「并联」、「混联」三种，而混联又可进一步细分成「串并联」和「功率分流」。

其中，串联混动系统出现的最早，结构也最简单。这类型系统中，发动机只用来供电（用来驱动电机或给电池充电），车辆只能由电机来驱动；

并联混动系统主要出现在早期的混合动力车型上。该类型系统是在燃油车动力或传动系统的某一位置增加电机，让其在发动机负荷大时辅助驱动，在负荷小时发电，提高发动机的工作效率；

混连则兼具了串联和并联的工作特点，通过带有数个离合器的结构设计，可以让发动机或电动机单独驱动，也可一同驱动，系统能够根据当前工况选择效率最高的驱动方式；

另外还存在一种功率分流的路线，以丰田THS和通用Voltec（雪佛兰沃兰达、别克VELITE5所宣传的增程式电动，本质是功率分流系统，而非串联）为代表，行星齿轮组和离合器让发动机转速做到解耦，电机主要是用来辅助发动机，通过行星排实现纯电或混合驱动。

（串联式）

这些路线中，串联的技术难度和成本要显著低于其它三种。如果将串联混动系统的变速箱、部分离合器去掉，或者将动力分流混动系统的行星齿轮、若干个离合器去掉，都可以直接变成串联混动系统，也就是增程式电动。

清研华科新能源研究院高级分析师张抗抗对此指出：「去掉这些，可不只是降低了零部件成本这么简单，更重要的是开发成本大大降低了（降低80%）。在功率分流式、并联、串联、串并联这4种混动技术路线中，唯一一个可以避免转矩协调控制的就是串联。」

尽管串联混动系统有明显的成本优势，但在理想、岚图、问界等新势力品牌出现之前，这项技术其实都不在主流的讨论范围之内。而这主要原因是结构过于简单，高速或亏电时，「发动机→电机→车轮（串并联：发动机→车轮）」的长能量流动路径、「机械能→电能→化学能→电能→机械能」的能量转换损耗，都将导致比燃油车更高的油耗，电机功率也会受限。

（串并联式）

不过，其它三种也都存在缺点：「并联式」发电和电驱动不能同时进行，发动机转速不能解耦（转矩可解耦）；「串并联」高速发动机驱动时，需要达到一定功率条件；「功率分流」的动力性较弱，电机主要用来辅助发动机。

不管是从能耗，还是动力性对比，串并联的综合优势都比较明显，也因此成为了主流车企选择的技术路线。近些年，长城柠檬混动DHT、比亚迪DM-i、吉利雷神Hi·X等，本质都是串并联系统。

至于对燃油经济性的提升，第一作者为徐向阳（北京航空航天大学交通科学与工程学院学术委员主任，国家乘用车自动变速器工程技术研究中心常务副主任）的《串并联混动系统与串联混动系统的节油潜力对比研究》论文指出：

在排除配置参数和电源影响，并针对不同的参数组合进行了大量模拟后，结果表明，基于WLTC全球统一轻型车辆试验循环，串并联系统的节油能力比串联系统高出7.2%，两者的油耗差异主要出现在高速循环中，城市循环几乎没有区别。

根据WLTC标准，测试循环内一共分为四种工况，测试总长1800秒，加速、减速、匀速、怠速的占比约为30%、27%、28%、12%：

• 低速段：0-56.5km/h，589秒；
• 中速段：0-76.6km/h ，433秒；
• 高速段：0-97.3km/h，455秒；
• 超高速段：0-131.3km/h，323秒。

在WLTC试验循环中，串并联和混联系统的工作差异，主要出现在中高速段的加速和匀速期间。这也意味着增程车型采用的串联系统，高速阶段油耗劣势要明显大于7.2%。

串联式能否补齐短板？

其实，从技术的可能性上来看，串联式的经济性也并非没有反超串并联的可能。张抗抗指出：「增程式付出了能量转换损耗的代价，获得了发动机更好的热效率；如果收益大于投入，那它就是合理的。」

但这需要的是开发混动专用发动机。串联系统内的发动机不参与任何驱动工作，转速与转矩可完全解耦。因此，可仅以做到尽可能高的热效率作为目标，用额外提高的热效率，弥补甚至超过能量转换的损失。

这种专用发动机几乎已经没有能力再参与驱动，即使是串并联系统的高速场景，而且，因为串联系统发动机可以将转速固定在不变的最高效率点上，而串并联发动机参与驱动车辆时，转速还要随车速或路况（如坡路、不平路面等）不断变化，也会对油耗进一步影响。

日产e-POWER就是以此为目标开发的一套系统，最终要将串联专用发动机热效率做到50%以上。

但这一目标还比较遥远，日产今年发布的第二代e-POWER 系统中，1.5L专用发动机台架热效率数值为43%，而比亚迪串并联系统DM-i专用的1.5L发动机热效率也能有43.04%。

对比来看，日产第二代系统和比亚迪DM-i两款发动机的改进路径比较一致。但是根据日产公布的规划图，从43%提升到50%的途径分别是：

通过热能回收热效率提升2%，空燃比大于2的稀薄燃烧提升1%，减少热损耗和热能回收（成本和技术都难以量产的MGU-H？）提升2%，极限热效率工况（固定在最佳转速点）提升2%。

这里面难以被串并联应用的、有提高空燃比和极限热效率工况，大约为3%。

电池技术快速成熟的新机遇

尽管日产e-POWER，理想、岚图、问界等品牌都是在走串联路线，但张抗抗还是指出了他们的不同：「放弃直连，获得了高热效率收益，这叫成熟；放弃直连，仅获得了快速出产品，这叫妥协。对消费者来说，妥协也不是致命问题，因为汽车产品经理的日常工作就是学会妥协」

不过，张抗抗也很认同理想快速做产品的合理性：一方面，当时蔚来已经先量产了ES8，理想做纯电SUV的跟随者活路不大；另一方面汽车是to C产品，技术是为产品服务的，评价一个汽车企业，不能光看技术，更要看产品能力，技术不强但能做出很强的产品，这也是独特且优秀的企业，是能够造福消费者的企业。

另外，近些年锂电池成本的大幅降低、锂电池成组技术快速成熟，也使得「串联系统+大电池」的方案得以合理落实，进而使动力性提高、经济性（大电池使纯电模式覆盖中短途出行）提高。

虽然这仍无法达到大电池串并联系统的燃油经济性水平，但也让其有机会撑到纯电时代的到来。

https://www.zhihu.com/question/39246535/answer/2458071312

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0196890421011468