混合动力汽车为什么突然火了？混动都经历了哪些阶段？不同的技术各有什么特点？ 第1页

看了一下各位的答案，Lu哥已经通过图表+干货的形式讲得很清楚了。我就剑走偏锋，按照自己的理解，从消费者和产品宣传的角度给大家尽量用简单的话语解释一下。

写个打油诗：

丰田遍地黄花开，车主算油笑开怀。

本田高调玩运动，学霸侧面夹击来。

通用重拳砸技术，欲将B级桂冠摘。

至于国产比亚迪，有人唾弃有人爱。

打油诗，不严肃，望见谅。下面我来一句一句解释。

• “丰田遍地黄花开，车主算油笑开怀。”
  

丰田的THS省油吗？省油，但这句诗中略带讽刺意味。因为我发现很多丰田混合动力车主都有经常计算自己油耗的习惯，进而推测比别人省了多少钱——我是觉得这样真心累。当然这和产品关系不大，造成这个现象，主要是丰田在混动领域发力较早，目前已具备成熟的产品品类，并将混动技术拓展到了雷克萨斯。无论车型种类还是销量，用“遍地黄花开”形容不为过。

有关丰田的THS原理，我之前写过，不再赘述。

• “本田高调玩运动，学霸侧面夹击来。”
  

本田在混动技术方面发力也不晚，第一款车Insight于1999年上市，那个时候他把自家的混动技术叫IMA。现在，本田针对不同定位车型有不同的混动技术解决方案，从面向低端车型的单电机i-DCD，到中端车型搭载的双电机i-MMD，再到高端车型使用的三电机SH-AWD，变化多端，技术复杂程度个人认为超过了丰田。

“高调玩运动，侧面夹击来”讲的是国内市场。本田在国内市场的混动车型发力很晚，直到近两年才逐渐有所动作，可以说丧失了抢占市场的最佳时机。从产品推广上看，本田知道单单宣传自家油耗怎么怎么低，有丰田在恐怕就没有出头之日，因此本田打算“侧面包抄”——强调混动的“运动性”。

在本田看来，混动车型省油只是一方面，还要更运动。对此个人表示存疑，我不认为混动车型能在动力上体现得更运动，除非在方向盘、悬架这些与动力无关的方面下手。

• “通用重拳砸技术，欲将B级桂冠摘。”
  

以前没写过通用的混动，多说两句。在本世纪初，通用将混合动力技术提上日程。2007年，第一代雪佛兰Volt概念车采用了首创的“增程型电力驱动系统”，量产后的沃蓝达就是这么来的。

什么是增程型？一句话解释：车轮仅通过电动机驱动，而发动机仅给电池充电。

事实上，在那个“混沌初开”的年代，汽车界绝大部分是比较认纯电动车的，因为技术难度较低、硬件结构比燃油车简单、易实现，至于续航的问题，以后自会解决（实际上到今天也没解决，电池续航已经成了人类文明发展的一大障碍）。

一些大厂（以丰田、日产为首）提出用经销商网点、建设充电站并提供纯电动自行车等电动交通工具解决续航问题，但时至今日，除了特斯拉这种直营模式能在店面建设超充，其他厂商很难把手伸向经销商层级。

原因很简单，经销商本来就是为了解决汽车产销链过长的问题的，又往4S店盖充电桩，麻烦不？再者说，各国的充电标准、接口标准都不一样，总得有一个统一方案吧？你争我争大家争，最后经销商充电网点的计划很难执行。

在大家都把大方向定在纯电动的时候，通用脑洞奇开，提出了串联混动技术概念。Volt直接以发动机为电动机充电的方案解决了电动车续航焦虑的问题，因此Volt驾驶感觉更接近纯电动，电动机在通用Hybird里占主要地位。

可以这么说，Volt这种车是世界上唯一没有续航焦虑的电动车——没电了给车加油即可。个人认为，从行业的角度来看，不管Volt是否成功、是否还有发展空间，通用当初的做法至少起到了打开思路的作用。

后来，通用的混动之路似乎听不到什么消息了，然而事实证明他在憋大招。今年通用玩儿了一个大动作，动作大到足以让国内混动车坛颤三颤——一口气推出迈锐宝XL、君越和CT6三款车的混动版本！其中迈锐宝和君越混动版是非插电的，CT6是插电。

为什么说砸技术呢，针对这台1.8L自吸发动机，通用给到了中置直喷、排气热能回收、变排量机油泵等。个人认为这套动力系统更偏向于动力体验。锂离子电池包的容量为1.5kWh，综合最大扭矩达到380Nm，初段的加速肯定是略爽。至于油耗能有多低，我查了查网上的数据，迈锐宝XL和君越的百公里综合油耗为4.3L和4.7L（官方）。真正驾驶体验如何呢？没开过，以君越混动版为例，引用一段汽车之家的文字，仅供参考：

『车辆起步时，只要不是全油门加速的话，基本只有电机介入工作，车辆的整体动力输出表现要优于1.5T的常规动力车型，但相比2.0T的动力输出还是存在着一些差距，但整个动力输出非常的顺畅。』

『在整体输出的平顺性方面，通用这套混合动力系统在输出模式切换时不会导致动力输出中断，因为车辆的各种模式工况会有重叠区域，在工况重叠区域进行模式切换会让输出动力的波动降至最低，输出的连贯性让我几乎感觉不到差别，而曾经或多或少在1.5T车型上出现的换挡顿挫问题也因此消失。』

相比迈锐宝XL和君越的全混动，CT6插电式混动搭载了更大的电池包、可插电、更强的2.0T发动机，CT6插电式混动的百公里加速已经跑进6秒，理想状态下纯电续航约为80km，油耗为百公里1.7L（官方）。

我个人觉得通用花大力气投放的这三款混动车型，走的是Performance Hybrid路线，也就是让混动更运动。再细分的话，从车型定位也能看出，CT6这种D级高端车型更注重性能体验；君越混动版定位B级高端，需要兼顾性能与燃油经济性；迈锐宝XL是典型的B级中端，会更注重燃油经济性，性能则主要侧重于起步加速。

或许将来的混动车型消费人群也会分为三大类——高端注重性能，中端注重全新的综合体验、低端注重经济性。

• “至于国产比亚迪，有人唾弃有人爱。”
  

比亚迪这个不解释了，都懂，而且以前的文章也讲过，就不再赘述了。

@张抗抗 提到了混动的流派，那么我想尝试从另一个角度来区分流派，个人认为可以分为两个流派：

油电混动派和插电混动派。

追溯混动的历史，可以发现其实这两个流派是从历史的先后关系发展到了如今的并行关系。丰田于1997年推出了行星齿轮混动构型的Prius，值得注意的是，早在那个时候，丰田就已经单独为混动车型确立了单独的产品线，这个意义就堪比宝马单独推出的i系列。Prius顶着巨大的成本和销售压力，像一个独行侠一般在混动这条路上一走就走了快20年，如今Prius销量已经突破800万量，遑论几乎全线拥有混动的雷克萨斯，不得不佩服丰田当年的远见。

在这20年的前10几年里，其他厂商也都有很多混动的尝试，比如通用的凯雷德混动，本田的Insight（顺口提一句，全新Clarity的后轮罩复刻了初代Insight），以及在国内市场，包括比亚迪在内的诸多本土企业也都做了很多混动的研究和尝试。但彼时，由于构型的限制，比如本田IMA构型和国内的ISG/BSG构型，节油效果不甚理想，亦或是电动化零部件成本过高以及可靠性不佳，让那个油耗法规还未收紧的时代各个厂商都没有太多动力去发展混合动力，更多是在做技术储备。

分水岭应该说出现在2010年附近，也就是三阶段油耗法规酝酿和发布的时间点。包括中国在内的几个重要汽车市场油耗法规收紧的趋势已经十分明显，同时电池能量密度的提升以及成本的相对下降，汽车电动化的时机逐步成熟。

也就是在这个时间点上，出现了些什么产品呢？通用的增程式电动车Volt，日产的聆风，以及，比亚迪的双模混动F3DM和E6。也就是这个时候，插电混动派开始登上历史舞台。

因为终于有大电池可以用了。

哦，错了，是这个

之后几年的故事，就不展开说了，其实也就是题主所说的混动有了百家争鸣的感觉了。特别在中国和欧洲两个市场，由于NEDC测试循环的特殊性，插电式混动能够做到十分理想的油耗结果。那么混动的Cost efficiency就凸显出来了。在国内，后来更是有了高额补贴和牌照优惠这种逆天的推动手段，插电混动的价值被进一步放大，插电混动自然就成为厂商追逐的技术解决方案了。

说回这两个流派，从上文的发展历程来看，两派技术路线的差异其实就体现在动力流的主体上。

油电混动的动力流主体是发动机，电动力辅助发动机，优化油耗。可以说目前市面上真正意义上的油电混动还剩下两家：丰田的THS和本田的iMMD，它们的省油秘诀，除了精巧的混连型混动构型外，还在于它们的发动机，丰田的2ZR-FXE热效率40%，本田的2.0L阿特金森发动机热效率38.9%，在EPA公布的数据中，普锐斯混动和本田雅阁混动的MPG结果都是同级最高的。

而插电混动的动力流主体是电机，通过尽量优化三电系统的匹配，延长纯电里程，同时兼顾优化发动机的工作点。包括欧洲厂商的P2并联构型和比亚迪的P3并联+电四驱以及初代沃蓝达在内，都是在贯彻这个思路，把插混车尽量当成纯电车来用，偶尔碰到里程不够用的时候开发动机充充电，解决充电焦虑的问题。

有意思的，在两派并行发展的过程中，出现了两位集两派之风的选手，一位是二代的通用Voltec，另一位是上汽的插混系统。这两位都发展了比较复杂而巧妙的混连构型，再配合插混派的大电池包，于是就可以借鉴两派的长处，既可以在纯电里程上做文章，又可以让电量用光的时候，更有效地保证油耗经济性。

特别是Voltec，通用在设计这套完全不同于一代的混动构型的时候，可谓挖空了心思。

- 首先，为了进一步增加纯电里程，同时不增加电机的负担，Voltec从原来一个电机驱动一个电机发电进化成了可以双电机同时驱动的系统，因此两个电机的功率反而降低了。大电机功率从一代的111kw变成87kw，小电机的功率从55kw变成48kw；

- 其次，为了降低成本，两个电机的材料也不同了，原来两个电机都是昂贵的稀土材料制作的永磁体电机，而二代系统中，主要提供动力的主电机仍是稀土永磁电机，但稀土材料的用量减少了40%，而辅助电机则采用了铁氧体电机。这一改变大大降低了二代系统的体积和成本；

- 此外，通过双排行星齿轮的组合，让系统的工作模式更加灵活，二代系统拥有两个纯电模式（单电机和双电机）和三个混动模式。具体构型 @Brandon Lu 已经做了解释，不再详述。

通过这样的优化，让通用Voltec系统无论在纯电行驶还是混动模式下，都能达到比较理想的油耗。更重要的是，这样的系统可进可退，往下放就变成了一个优秀的油电混动系统，而通用也正是这么做的，迈锐宝混动和君越混动的出现就是最好的例证。而通用在油电版本的系统上采用了一台全新的1.8L发动机，这台发动机拥有EGHR（Exhaust Gas Heat Recovery）系统，注意不是EGR废气再循环系统。这个系统能够为冷机发动机更快地加热三元催化器，更早进入高效工作状态，同时还能够为乘员舱输送一些热量，降低空调负担，因此在全混工况下，迈锐宝混动的油耗（46MPG）比Volt（42MPG）还要更好。

不过，总体而言，通用Voltec系统还是更偏向于电动力流的使用，因为通用的产品对于动力性的要求更高，而双田则更关注经济性，对动力性的需求没有那么高，所以目前看到海外试驾评测都认为迈锐宝混动的动力性更好。个人没开过，就不过多发言了。

所以，未来混动的趋势，应该说就是技术路线中心慢慢从油电混动转向插电混动。毕竟插混的技术路线可以用电的优势offset不少在发动机上的劣势。你要问我丰田怎么想？请参见Prius Prime，借用 @Kevin Chow 的比喻，丰田就是那个不管涨潮退潮，都能找到裤子穿的人。

混动产生的哪些流派？这真是一个大问题。个人觉得有3个角度是可以论一论“流派”的：

1) 系统构型：行星齿轮派与非行星齿轮派

2) 电池技术：锂电池派与镍氢电池派

3) 电机技术：永磁同步派与感应电机派

关于系统构型的角度，本题下的 @Brandon Lu 的答案已有了概览的回答，我也曾详细比较过丰田、本田、通用的混动路线对比，在此就不再重复论述。

a) 本田与丰田混动构型对比：本田的混动和丰田比有什么优势和劣势？ - 张抗抗的回答

b) 通用与丰田混动构型对比：各大汽车厂研发强混车型是如何从技术上规避丰田混动专利的？目前有哪些主要类型呢？ - 张抗抗的回答

本文主要从电池技术的角度来捋一捋不同的混动流派，电池技术哪家强呢？

1. 锂电池路线vs镍氢电池路线

正如谈纯电动避不开特斯拉一样，谈混合动力的时候，也都要和丰田普锐斯进行对比。

丰田普锐斯的混动系统构型堪称完美，近20年都无需大改，沿用至今。但其在电池类型的选择上，却是另外一番景象——丰田一直以镍氢电池为主，直至第4代普锐斯才提供了锂电池与镍氢电池两个版本，锂电池组，仅有56个Cells，而镍氢电池组则有168个Cells，因此两者在成本价格上相去不远，且输出电压也在伯仲之间，但锂电池组的重量较镍氢电池组轻了16公斤。与锂电池相比，镍氢电池有固有的劣势，可以预见到，丰田在不远的将来，将不得不转为以锂电池为主。

而作为对比的通用，则从最原始的BAS系统（皮带助力微混）到插电的沃蓝达、以及SPARK电动车，都坚决采用了锂电池路线。最近看过一篇很有意思的文章《原来特斯拉的电动车技术来自于TA》，文中讲到通用是锂电池路线的倡导者，通用EV1项目的负责人和特斯拉Roadster也颇有渊源。通用涉足电动车的历史可能要追溯到1990年（甚至更早），通用当年推出了一款电动车“Impact”，并提供给用户进行试用。

尽管该项目后来搁浅，试用的样车也被尽数回收，但是通过该项目积累了大量的电动车经验和技术，用在后续的VOLT、BEV以及BOLT上。后续从VOLT开始，大规模使用锂电池技术。即使只有0.5kWh电池的上一代君越eAssist，都采用了锂电池，要知道同时代别的微混车都在用铅酸。因此，通用在锂电池应用这一领域可谓占尽了先机，是第一个在所有从混动到纯电动都使用锂电池的厂家。

可以说，通用是锂电池车用领域“第一个吃螃蟹的人”，这也是为什么要把通用单独拎出来，作为“锂电池派”的典型。

通用锂电池派与丰田镍氢电池派相比，有以下区别：

a) 能量密度：

电池的主要用途是储存能量，因此能量密度是电池的最重要参数，在这方面锂电池对比镍氢电池有较大的优势。以2012年推出的第三代普锐斯镍氢电池为例，1.3kWh容量，重量却达到53.3kg，能量密度才24.4Wh/kg；而同时代通用推出的VOLT，采用锂电池，电池包容量16kWh，重量为181.4kg，能量密度为88.2 Wh/kg，两者能量密度差了差不多4倍。通用的最新产品，BOLT使用的电池包为LG的层状电池60kWh, 435kg,其能量密度达到了138 Wh/kg，最近上市的君越混动版本，采用了第二代Voltech，使用1.5 kWh电池包，可为60kW和54kW的两个电机提供动力，功率密度可见一斑。从这个角度来看，丰田还停留在中度混合动力的阶段，以短期降低油耗为目的，而对未来的战略并不明朗；而通用是冲着深度混合动力方向去的，甚至为纯电动做好了技术铺垫，混合动力-插电式-纯电动的技术路线已经非常明确。

b) 电池容量：

从电池容量来说，普锐斯的电池容量仅能提供不到10公里的纯电动行驶，而通用VOLT则可以提供多达60km的纯电动续驶里程。因此，丰田对于电池的思路就是辅助系统，而通用则把电池放到了和发动机同等重要的位置上。也就是说，丰田的混合动力还是以发动机为主，比如研发了阿特金森循环发动机，而通用的混合动力则把电池放在了较为重要的地位。

c) 电池管理技术水平

从技术角度，锂离子电池系统比镍氢电池系统要复杂，技术难度更大。锂电池虽然能量密度高，使用寿命长，但对温度更加敏感，需要设计复杂的热管理系统。例如，通用第二代VOLT设计了多种模式的热管理系统，可以用废热给电池加热，也可以用空调给电池冷却，设计非常节能和精妙，有效地增加了电池寿命和性能。而镍氢电池对温度敏感性较差，设计简单的热管理系统即可。另一方面，通用锂离子电池包较大（比如VOLT电池容量是普锐斯的十多倍），使用更先进的均衡技术、充放电控制技术等，使得Volt的电池组内的温度差可控制在2°C以内，有力地支持了8年的电池组寿命保证期。

通用的凯迪拉克CT6电池管理技术来源于第二代Volt电池管理的技术基础，也充分展示了在电池集成与管理方面的最高水平：由3段96S2P电池（96个电芯Cell，每个电芯包含2个电芯对Cell Pair）组成，外部由高压压铸铝板进行相应的保护，内部还包含必须的高低压线束以及散热管Thermal Plumbing，并在电芯间加入了水冷散热鳍片，模块化设计使得可以灵活配置电池组的外形与容量。

电芯间水冷散热鳍片的示意图

模块化电芯的组装示意图

多个电芯组成的电池组

作为一名工程师，在我看来，特斯拉的电池管理水平已不低，但在通用这种“ 老司机” 炫技一般的水平看来，还是略显稚嫩。不仅特斯拉，丰田在电池管理技术上的投入也较少。锂电池派与镍氢电池派在电池管理水平上的差距，主要是由于丰田认为电池处于辅助地位，自然投入的研发成本较低，以投入性价比为主；而通用则认为电池是动力系统的半壁江山，对电池及其管理技术进行了深入研究。

不知道为什么，看到通用的双行星齿排系统与电池管理系统，令人眼花缭乱，让人感叹鬼斧神工，这总是让我想到另外两个工程师向往的企业：摩托罗拉与索尼。不管怎么说吧，这技术水平是杠杠的。

2. 层状锂电池 vs 圆柱形锂电池

虽然题目是混动流派之争，但我还是忍不住要和特斯拉的电池对比一下。无论混动还是纯电动，电池技术是大体相通的，因此应该不算是跑题。

这两三年来，经常有人问，特斯拉的电池管理算法太厉害了，可以使电动汽车跑400公里，而一般的电动汽车跑一两百公里就不行了啊，那他们的电池管理算法究竟是怎么厉害的啊？

首先，必须承认把几千节电池组成电池包来用，确实挺牛的，但是特斯拉跑得远真的和电池管理算法关系不大，主要是电池塞得多…… 而这样的回答，一般都不能让提问者信服，这不得不说是特斯拉营销的成功，让普罗大众相信“算法是可以发电的”。

圆柱形电池与层状电池相比，缺点是非常明显的：

a) 体积利用率：圆柱形电池在成组时必然会比层状电池占用更大的空间，从而影响车内总体空间。

b) 热管理难度：层状电池的接触面积较大，更有利于散热和电池单体之间的热平衡，BOLT的电池包可以控制单体温差在2度之内，对电池的一致性和耐久性有很好的提高。

c) 一致性与可靠性：特斯拉Model S一共有7000多个单体，而VOLT上只用了288个，单体太多导致的失效增加以及一致性问题，可能会随着时间的推移而慢慢显现出来

事实上，特斯拉之所以使用18650电池，更多出于价格和商务而不是技术上的考虑，当时松下急于寻找合作伙伴，因此报出了低于成本的价格。而GM的全球供应商体系较为完善，话语权也较多，因此有较大的空间去选择技术上更先进的供应商。

3. 电池路线之争的核心问题：电池安全

@叶磊Ray在他的回答为什么说特斯拉的核心优势是电池管理软件算法？ - 电动车中也提到：“德国汽车企业拿他们的技术标准去套Tesla的产品，无论是设计选型还是制造工艺根本就不成熟”。

这里就要特别提到电池路线之争的核心问题：电池安全问题。别看电动汽车发展得如火如荼，在量起来后频发的着火爆炸事故有可能使这个行业倒掉；别看特斯拉如日中天，如果集中爆发安全问题引起集中召回与赔偿，企业也很难撑往住。

简而言之，安全问题就是汽车企业的黑天鹅。忽视安全问题，也许像是挣脱了枷锁，可以发展得更快，但也面临着发展道路戛然而止的风险(也可能风险未爆发，从而取得先机，这叫“机会主义路线”)。而特斯拉在这方面，不得不说是有点冒进的：

下图1是特斯拉的BMS，可以看出来左右两个接插件都不是汽车级的，中间的两个插排更像是调试接口，而不是产品，这种接口在IT上经常使用，但是能否适应车辆的恶劣环境还待考证。

特斯拉BMS电路板

通用的BMS电路板

使用的芯片方面，特斯拉的IT基因促使他们使用了一些IT行业的芯片，比如DSP、ARM、FPGA等。而通用则完全使用传统的汽车级芯片，单片机一般都是飞思卡尔，硬件设计满足ISO26262的ASIL C等级。

在高压安全方面，通用的方案是使用MSD（Manual Service Disconnect），就是下图这个黄色的接头，这个黄色接头可以从物理上断开电池包和外界的高压，保证维修人员的安全。所有和高压安全相关的信号，都采用了双路备份处理，甚至专门为了电池管理系统设计了双路CAN总线的冗余备份，确保高压安全万无一失。

MSD（Manual Service Disconnect）

而特斯拉则为了节约成本，省去了这个零件，而是依靠高压继电器来进行断开。这种方案，当高压继电器发生粘连故障时，无法断开，有安全方面的风险。不过考虑到特斯拉的产量一个月也就几千台，量产时间也不长，出现问题的概率也不大。而如果量上来了，那可能会遇到问题。

当然，马斯克能把火箭发上天再收回来，他对安全性、可靠性的理解也不会差。而上述的特斯拉的安全性、可靠性问题，可能只是他的一种发展策略——既然现在只能卖几千的量，那就按照几千的量来设计安全性；当我能卖几十万辆的时候，自然会按照几十万的量来设计安全性。如果真是如此，不得不说，特斯拉还是比传统车企要灵活得多；如果不是这样，那很可能在量上来后要出问题。

总之，在电池技术方面，包括通用在内的德美日大型传统车企，作为年销量数百万的百年老店，更加注重产品的可靠性、一致性以及耐久性。而特斯拉作为带有IT 基因的新兴企业，将注意力更多放在用户体验上，其产品也未经过大量、长时间的验证。