插电式混动核心技术解析

机转子内，缩短横向尺寸。格特拉克等企业也在试验将电机集成于DCT中的结构方式，根本上解决前舱总布置的空间尺寸难题。

近几年纯电动汽车发展带动电驱动技术的迅速提升，规模较大的主机厂均已掌握整车电控技术、已经有厂家通过ISO26262的严格认证。电机和控制器技术可比肩世界先进水平，配电箱和充电机等附件技术也取得较快发展。针对PHEV而言，发动机和自动变速器技术仍需加强，尤其是阿特金森循环发动机和带电动油泵的自动变速器。

2.3.1专用发动机

与增程式混动动力相比，PHEV发动机工作比较频繁，在能量维持CS阶段的启停、助力、行车发电和串联模式中，都需要发动机参与驱动、使电池 SOC维持在恒定值（例如20%）附近。即使在能量消耗CD阶段，在油门踏板开度较大的加速模式中，为了满足车辆加速需求，仍需要发动机助力驱动，例如沃蓝达在踏板开度较大时，即使电池SOC较高，发动机仍会立即参与驱动。

由此可见，发动机性能对插电式混合动力性能影响较大，尤其是发动机的热效率直接影响着CS阶段和综合油耗。

表6为当前市场上几款代表性PHEV的发动机，由表中可以看出，日美代表性车辆均装配阿特金森循环特性的发动机、重视车辆油耗，欧洲沿用了传统汽车涡轮增压方式、突出动力性能。国内比亚迪秦和上汽荣威950与欧洲类似，采用增压发动机。

表7为三款典型阿特金森循环发动机的特性，热效率均大于38%、甚至达到40%，比油耗小于等于220g/kWh；而涡轮增压发动机比油耗最小一般在240 g/kWh，从油耗角度性能不及阿特金森循环发动机。

表7 阿特金森发动机特性

田雅阁双电机混动车辆，重量达1.723吨，SOC平衡阶段、即不充电情况下油耗仅为5.1L/100km；1.435吨的第三代普锐斯，油耗仅为4.7L/100km，第四代系统油耗更低；卡罗拉和雷凌普通混动车辆油耗仅为4.2L/100km；取得如此低的油耗，热效率高、比油耗低的阿特金森发动机是主要原因之一。

国内宣传综合油耗为1.6L/100km的PHEV，按照GB/T 19753折算后，CS阶段油耗在6.1L/100km以上，与国外差距较大。

因此，国内PHEV也应尝试采用阿特金森循环发动机，降低CS阶段油耗，这样即使不充电、也能达到节能降耗的目标。国内有些车企在2009年成功开发了阿特金森循环发动机，可见具备这方面研发能力，后续应加大该类型发动机的匹配和装车力度。

2.3.2自动变速器

国内自动变速器技术发展严重滞后于整车技术的发展，即使是传统车，除了奇瑞CVT和比亚迪DCT技术初具规模外，上汽DCT、青山DCT、北汽引进CVT、容大CVT、盛瑞8AT、吉利前期引进DSI的AT和华泰6AT技术取得了一定发展，但与国外先进自动变速技术相比差距很大，始终突破不了自动变速器特有的机电液综合难点技术。

插电式混合动力由于具有纯电动等运行模式，对变速箱提出特殊要求、应做专用化设计，主要如表8中以下四点所示。

表8 PHEV变速器的专用设计

国内外主流PHEV采用的变速器类型如下表所示，由此可知，各种变速器均有各自优点、都进入了PHEV应用范畴，主机厂应根据在动力系统方面的研发积累，选择适用于自己PHEV的动力系统。

表9 PHEV变速器类型分析

自动变速器是PHEV中动力耦合和传递的重要一环，随着对PHEV的重视的大量研发投入，PHEV反过来会促进自主自动变速技术的发展。

2.4控制策略创新性设计

控制策略对PHEV在CS阶段的油耗影响较大，控制目标就是在满足动力性需求前提下，使发动机工作于高效区、同时尽量减少能量转换次数，综合降低油耗。

匹配DCT、AMT和AT等有级式自动变速器的混动系统是国内PHEV的主流，针对此类控制系统，两参数或三参数换挡规律，以及三线四区扭矩分配方法是当前主要采用的控制方法。相关控制方法的缺点是，两参数或三参数换挡规律不适用于多动力源的PHEV系统；在扭矩分配方面，通过电机助力或行车发电作用，使发动机工作于最佳燃油经济性曲线或高效区，尽管提高了发动机工作效率，但由于助力或发电时电能和机械能的连续转换、导致电耗增加，车辆的综合油耗没有达到最优、考虑并不全面。

作者自2001年开始参与混合动力科研项目，根据研究积累，分享基于电耗补偿的换挡规律和扭矩分配策略。

2.4.1控制方法优化

基于电耗补偿的控制策略中，参考车速、需求扭矩和工作模式，确定出所有可能的挡位和扭矩分配组合，发动机比油耗修正后最低组合对应的挡位和扭矩，即为发动机和电机的控制指令。比油耗的修正是指根据电机功率大小，在发动机比油耗数值基础上叠加一个惩罚因子，体现出对电动部件电