本文作者：Xingwei，個(gè)人微信公眾號(hào)：辣筆小星

原標(biāo)題：對(duì)比日系三強(qiáng)混合動(dòng)力技術(shù)

日系三強(qiáng)豐田、本田和日產(chǎn)分別推出了各自的混合動(dòng)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(dòng)力技術(shù)的區(qū)別呢？

今天我們就來(lái)橫向?qū)Ρ纫幌氯障等龔?qiáng)混合動(dòng)力技術(shù)的細(xì)節(jié)，先說(shuō)觀點(diǎn)，然后后面多圖詳聊。

豐田特點(diǎn)：動(dòng)力分流 PS 混動(dòng)鼻祖

1. 全球累計(jì)銷售 700 百萬(wàn)輛的混動(dòng)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(jiān)持 HSD 混動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化成本（堅(jiān)持雙電機(jī)加單行星齒輪結(jié)構(gòu)，且沒(méi)有使用離合器）。

4. 混動(dòng)系統(tǒng) HSD 已在多款車型鋪開(kāi)（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(jià)格的比較：雅閣混動(dòng)只是比凱美瑞混動(dòng)售價(jià)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(dòng)車型和傳統(tǒng)車型一個(gè)價(jià)。

發(fā)展瓶頸： 由于追求成本未使用離合器，因此發(fā)動(dòng)機(jī)及電機(jī) A（主要作為發(fā)電機(jī)，也可作為動(dòng)力電機(jī)）無(wú)法從動(dòng)力系統(tǒng)中脫開(kāi)，這是豐田發(fā)展插電混動(dòng)最大的限制。目前，普銳斯插電混動(dòng)的純電行駛最高時(shí)速就受此設(shè)計(jì)限制。

日產(chǎn)特點(diǎn)：堅(jiān)持 P2 混動(dòng)類型

1.  結(jié)合自家變速箱堅(jiān)持單電機(jī)雙離合器的 P2 混動(dòng)類型。

2. 日產(chǎn)雷諾集團(tuán)與奔馳集團(tuán)相互參股，聯(lián)合開(kāi)發(fā) P2。

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

本田混動(dòng)：動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)，發(fā)展方向令人迷惑。

2. 雅閣混動(dòng)攜 i-MMD 混動(dòng)系統(tǒng)強(qiáng)勢(shì)上市值得期待。

3. 雅閣混動(dòng)相較成本，其實(shí)更專注運(yùn)動(dòng)性能。i-MMD 混動(dòng)系統(tǒng)低速電機(jī)為主，高速發(fā)動(dòng)機(jī)為主，兩極分化特點(diǎn)鮮明。既有優(yōu)點(diǎn)，又有缺點(diǎn)。

接下來(lái)詳聊下三家混動(dòng)系統(tǒng)的原理

豐田混動(dòng)：雙電機(jī)+動(dòng)力分流

不得不說(shuō)，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(guò) 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(dòng)機(jī)從 1.5L 更新成 1.8L，HSD（Hybrid Synergy Drive）混動(dòng)則做了極致的優(yōu)化，以獲得更優(yōu)化的機(jī)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(tái)而向前文提到的集團(tuán)內(nèi)多款車型進(jìn)行推廣。

這個(gè)門派的宗師毋庸置疑就是豐田集團(tuán)，代表車型就是目前全球銷量最好的混合動(dòng)力車型豐田普銳斯。 普銳斯最早在 1997 年開(kāi)始銷售，發(fā)展到今天已經(jīng)開(kāi)發(fā)到了第三代。并且目前該混合動(dòng)力技術(shù)已經(jīng)推廣至豐田集團(tuán)幾乎所有級(jí)別的車型上，包括卡羅拉混動(dòng)版，凱美瑞混動(dòng)版，漢蘭達(dá)混動(dòng)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(tuán)的混合動(dòng)力車型累計(jì)銷量已經(jīng)突破了 700 萬(wàn)輛。這些混合動(dòng)力車型采用的都是豐田稱為混合協(xié)同驅(qū)動(dòng)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(jī)和動(dòng)力分流裝置組成的 eCVT 電子無(wú)極變速箱。 大家知道傳統(tǒng)的 CVT 無(wú)極變速箱是由連續(xù)可變的機(jī)械傳感裝置改變速比實(shí)現(xiàn)的，如下圖傳統(tǒng) CVT 無(wú)極變速箱通過(guò)改變鋼帶所繞傳動(dòng)軸的半徑連續(xù)改變速比。

但是豐田的 eCVT 系統(tǒng)并沒(méi)有以上的鋼帶組成的機(jī)械連續(xù)可變傳動(dòng)系統(tǒng)，那它是通過(guò)什么方法實(shí)現(xiàn)無(wú)極變速的呢？

答案就是通過(guò) 兩個(gè)電機(jī)的連續(xù)電控調(diào)速 實(shí)現(xiàn)的。具體我們先來(lái)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(dòng)力部件示意框圖。

如上圖可以看到電機(jī) 1（MG1）和電機(jī) 2（MG2）中間隔了一個(gè)機(jī)械裝置，稱為動(dòng)力分流裝置（Power Split Device）PSD。發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī) 1、電機(jī) 2 實(shí)際上是同軸的通過(guò)動(dòng)力分流裝置連接在一起的，動(dòng)力通過(guò)動(dòng)力分流裝置再分配以后通過(guò)電機(jī) 2 傳輸?shù)搅塑囕喩?。如果各位看官之前研究過(guò)自動(dòng)變速箱的話，一定知道其中的一個(gè)核心機(jī)械裝置叫做「行星齒輪組（Planetary Gear Set）」。

其實(shí)動(dòng)力分流裝置就是一組行星齒輪組，行星齒輪由太陽(yáng)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(gè)中心點(diǎn)（即太陽(yáng)輪的中心點(diǎn)）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(dòng)機(jī)連在行星齒輪架上，電機(jī) 1 連在太陽(yáng)輪上，電機(jī) 2 連在內(nèi)齒齒圈上并作為輸出軸。

豐田的設(shè)計(jì)師們通過(guò)行星齒輪組將速比設(shè)定成「發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī) 1 的轉(zhuǎn)速差」與「發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī) 2 的轉(zhuǎn)速差」比例為 2.6:1。速比設(shè)定圖如下：電機(jī) 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(duì)應(yīng)車輛的實(shí)際行駛速度分別為 180 公里/小時(shí)和-40 公里/小時(shí)。發(fā)動(dòng)機(jī)（中間）的 1000 到 4500 轉(zhuǎn)/分之間調(diào)節(jié)，而發(fā)動(dòng)機(jī)被設(shè)定在最高效率轉(zhuǎn)速區(qū)間 2000 轉(zhuǎn)~3000 轉(zhuǎn)運(yùn)行。

電機(jī) 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(lái)配合發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī) 2（車速）的轉(zhuǎn)速差。

由于豐田 eCVT 電子無(wú)極變速箱中并沒(méi)有配置自動(dòng)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(méi)有配備，因此發(fā)動(dòng)機(jī)并不能從傳動(dòng)系統(tǒng)中脫開(kāi)。

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

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

而下圖為減速工況，車輪上的動(dòng)力被電機(jī) 2 產(chǎn)生的再生制動(dòng)力（Regeneration Brake）回收發(fā)電充入電池中。同時(shí)車輪上的部分動(dòng)力通過(guò)動(dòng)力分流裝置輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)上，維持發(fā)動(dòng)機(jī)怠速工作。

日產(chǎn)混動(dòng)：?jiǎn)坞姍C(jī)+兩個(gè)離合器

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

首先如下圖所示電機(jī)位于兩個(gè)離合器之間，左側(cè)依次為發(fā)動(dòng)機(jī)（第一位置）、離合器 1、電機(jī)（第二位置）、離合器 2、變速箱、輸出至車輪。由于電機(jī)處于發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)純電行駛模式，此時(shí)電機(jī)通過(guò)離合器 2 結(jié)合變速箱驅(qū)動(dòng)車輪前進(jìn)，離合器 1 斷開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)靜止。下圖為發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)離合器 1 連接電機(jī)在通過(guò)離合器 2 結(jié)合變速箱驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)的混合動(dòng)力模式。

單電機(jī)雙離合器系統(tǒng)也不是一個(gè)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(shí)候電機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)，而發(fā)動(dòng)機(jī)靜止，在如此高的轉(zhuǎn)速差下如果要切換成混合動(dòng)力模式，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬間如何避免出現(xiàn)明顯的車速波動(dòng)。為了解決好這個(gè)問(wèn)題，各家都使出了看家本領(lǐng)并且申請(qǐng)的專利相互之間競(jìng)爭(zhēng)。

那么我們就來(lái)看看大眾是怎么去應(yīng)對(duì)這個(gè)挑戰(zhàn)的，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)大眾通過(guò)換擋的間隙進(jìn)行電機(jī)的減扭然后與發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)合的方法，將轉(zhuǎn)速波動(dòng)限制在一個(gè)非常有限的范圍內(nèi)，并且借助自身強(qiáng)大的變速箱技術(shù)使得轉(zhuǎn)速波動(dòng)和動(dòng)力中斷幾乎無(wú)法被察覺(jué)。感興趣的朋友可以參考一下大眾的專利 US8020651，如下專利說(shuō)明圖即來(lái)自所提到的專利文檔。

本田混動(dòng)：雙電機(jī)+離合器

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

不過(guò)隨著雅閣混動(dòng)的發(fā)布，對(duì)應(yīng)的這套 i-MMD 非常值得關(guān)注。

如下混動(dòng)系統(tǒng)示意圖可以看到：當(dāng)離合器脫開(kāi)時(shí)，系統(tǒng)工作在純電或串聯(lián)混動(dòng)模式（發(fā)動(dòng)機(jī)僅通過(guò)發(fā)電電機(jī)發(fā)電，產(chǎn)生供動(dòng)力電機(jī)所需的電力）；當(dāng)離合器結(jié)合時(shí)，系統(tǒng)工作在發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)或并聯(lián)混動(dòng)模式下（發(fā)動(dòng)機(jī)和動(dòng)力電機(jī)同時(shí)出力）。

增加的這套離合器讓本田 i-MMD 系統(tǒng)在雙電機(jī)動(dòng)力分流 PS 系統(tǒng)類型里顯得非常另類，直接將電機(jī)驅(qū)動(dòng)為主和發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)為主兩個(gè)模式區(qū)分開(kāi)來(lái)，提高了傳輸效率和高速時(shí)的駕駛感受。但是離合器的切換時(shí)機(jī)成為最大的挑戰(zhàn)，模式切換的平順性將無(wú)疑受到離合器的影響了，這套系統(tǒng)或許更適合雅閣強(qiáng)調(diào)運(yùn)動(dòng)的定位。

如下為該系統(tǒng)處于純電行駛時(shí)的示意圖。

如下為該系統(tǒng)處于串聯(lián)混動(dòng)模式的示意圖。

如下為該系統(tǒng)處于發(fā)動(dòng)機(jī)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(qiáng)豐田、本田和日產(chǎn)的混合動(dòng)力技術(shù)各有特點(diǎn)。你更青睞哪一款呢？也許最終按照車價(jià)及油耗表現(xiàn)綜合抉擇會(huì)是個(gè)理性的選擇方法。