在汽车技术快速发展的今天,混合动力系统已经成为消费者购车时的重要选择。然而,面对油电混动(HEV)、插电混动(PHEV)、增程式电动(REEV)和强混(通常指更高效的HEV或特定技术)等不同类型的混动技术,许多消费者感到困惑。本文将深入解析这些混动类型的技术原理、工作模式、优缺点以及适用场景,帮助您全面理解它们之间的区别。

混合动力汽车的基本概念

混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle, HEV)是指同时搭载内燃机和电动机两种动力源的汽车。通过智能控制两种动力源的工作,混动汽车可以实现比传统燃油车更低的油耗和排放,同时解决纯电动汽车的续航焦虑问题。

混动系统的核心在于能量管理策略:如何在不同工况下选择最优的动力源组合,以及如何高效地回收和利用能量。这涉及到复杂的控制系统、能量存储系统(电池)和动力分配装置。

油电混动(HEV)技术详解

技术原理与工作模式

油电混动(Hybrid Electric Vehicle, HEV)是最传统的混动技术,其核心特点是不可外接充电,电池能量完全依赖发动机运转和制动能量回收来补充。HEV系统通常采用小容量电池(0.8-1.5kWh)和小功率电机,主要目的是辅助发动机工作,而不是作为主要驱动源。

HEV的工作模式主要包括:

  1. 纯电模式:在起步、低速行驶时,仅由电动机驱动,发动机不工作,实现零油耗。
  2. 混合驱动模式:中低速行驶时,发动机和电动机共同驱动车辆,发动机保持在高效区间运行。
  3. 发动机直驱模式:高速巡航时,发动机直接驱动车轮,电动机可能处于待机或发电状态。
  4. 能量回收模式:减速或制动时,电动机转换为发电机,将动能转化为电能存储到电池中。
  5. 怠速启停模式:车辆停止时,发动机自动熄火,减少怠速油耗。

典型系统:丰田THS系统

丰田的THS(Toyota Hybrid System)是HEV的代表性技术,其核心是行星齿轮组构成的功率分流装置(Power Split Device)。

# 伪代码示例:THS系统功率分配逻辑
def ths_power_management(vehicle_speed, battery_soc, accelerator_pedal):
    """
    模拟丰田THS系统的功率分配逻辑
    """
    # 计算驾驶员需求功率
    demand_power = calculate_demand_power(accelerator_pedal, vehicle_speed)
    
    # 确定发动机最佳工作点
    engine_optimal_rpm, engine_optimal_power = find_engine_optimal_point(vehicle_speed)
    
    # 功率分流计算
    if vehicle_speed < 30:  # 低速工况
        # 主要使用电机驱动,发动机可能停机或低负载发电
        if battery_soc > 20:
            motor_power = demand_power
            engine_power = 0
            engine_state = "OFF"
        else:
            # 电池电量低,发动机启动发电
            engine_power = min(20, demand_power + 5)  # 保持发动机在高效区
            motor_power = demand_power
            engine_state = "ON"
    elif vehicle_speed < 80:  # 中速工况
        # 发动机和电机共同驱动
        engine_power = engine_optimal_power
        motor_power = demand_power - engine_power
        engine_state = "ON"
    else:  # 高速工况
        # 发动机直驱为主
        engine_power = demand_power
        motor_power = 0
        engine_state = "ON"
    
    # 电池充电策略
    if battery_soc < 60 and engine_power > demand_power:
        # 发动机功率富余时给电池充电
        surplus_power = engine_power - demand_power
        battery_charge_power = min(surplus_power, 10)  # 限制充电功率
        motor_power -= battery_charge_power  # 电机转为发电
    
    return {
        "engine_power": engine_power,
        "motor_power": motor_power,
        "engine_state": engine_state,
        "battery_charge_power": battery_charge_power if 'battery_charge_power' in locals() else 0
    }

优缺点分析

优点:

  • 无需改变用车习惯:无需外接充电,使用方式与传统燃油车几乎相同。
  • 可靠性高:系统成熟,经过长期市场验证,故障率相对较低。
  • 成本相对较低:相比PHEV/REEV,电池容量小,整车成本更低。
  • 燃油经济性好:综合油耗通常在4-6L/100km,比同级燃油车省油30-50%。

缺点:

  • 不能享受新能源牌照:在中国等地区无法上绿牌。
  • 纯电续航极短:通常只有1-2公里的纯电行驶能力。
  • 动力提升有限:相比纯电或PHEV,动力性能提升不明显。
  • 电池容量小:无法支持长距离纯电行驶。

适用场景

HEV最适合以下用户:

  • 无法安装家用充电桩的用户
  • 主要在城市拥堵路况行驶的用户
  • 追求使用便利性和可靠性的用户
  • 对新能源牌照没有需求的用户

代表车型:丰田卡罗拉双擎、本田雅阁锐·混动、丰田凯美瑞双擎。

插电混动(PHEV)技术详解

技术原理与工作模式

插电混动(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV)是HEV的升级版本,其核心特点是可以外接充电,配备更大容量的电池(通常8-20kWh),支持较长距离的纯电行驶(50-100公里)。PHEV既可以像纯电动车一样使用,也可以像传统燃油车一样使用。

PHEV的工作模式比HEV更丰富:

  1. 纯电模式(EV模式):电池电量充足时,完全由电动机驱动,发动机不工作,实现零油耗、零排放。
  2. 混合驱动模式:电池电量较低或需要大功率输出时,发动机和电动机共同驱动。
  3. 发动机直驱模式:高速巡航时,发动机直接驱动车轮。
  4. 电量保持模式(Hold Mode):强制保持当前电量,发动机驱动并给电池充电。
  5. 强制充电模式:发动机全力发电,快速为电池充电。
  6. 能量回收模式:制动时回收能量。

典型系统:比亚迪DM-i系统

比亚迪的DM-i(Dual Mode - intelligent)系统是PHEV的代表性技术,其核心是以电为主的设计理念,采用大功率电机和高效发动机。

# 伪代码示例:PHEV能量管理策略
class PHEVSystem:
    def __init__(self, battery_capacity=18.7, motor_max_power=145, engine_max_power=81):
        self.battery_capacity = battery_capacity  # kWh
        self.motor_max_power = motor_max_power  # kW
        self.engine_max_power = engine_max_power  # kW
        self.battery_soc = 80  # 初始电量%
        self.driving_mode = "AUTO"  # EV/HEV/AUTO/HOLD
    
    def manage_power(self, vehicle_speed, demand_power, accelerator_pedal):
        """PHEV能量管理主函数"""
        
        # 根据驾驶模式决定策略
        if self.driving_mode == "EV" and self.battery_soc > 15:
            # 纯电模式:优先用电
            return self.ev_mode(demand_power)
        elif self.driving_mode == "HOLD":
            # 电量保持:发动机驱动为主
            return self.hold_mode(demand_power, vehicle_speed)
        else:
            # 自动模式:智能切换
            return self.auto_mode(demand_power, vehicle_speed)
    
    def ev_mode(self, demand_power):
        """纯电模式"""
        if demand_power <= self.motor_max_power:
            # 单电机驱动
            battery_drain = demand_power * 0.1  # 每kW消耗0.1kWh/100km
            self.battery_soc -= battery_drain / self.battery_capacity * 100
            return {"power_source": "EV", "engine_power": 0, "motor_power": demand_power}
        else:
            # 需求功率过大,启动发动机
            return self.hybrid_mode(demand_power)
    
    def hold_mode(self, demand_power, vehicle_speed):
        """电量保持模式"""
        # 发动机提供基础动力,富余功率充电
        engine_power = min(self.engine_max_power, demand_power + 10)
        motor_power = demand_power - engine_power if demand_power > engine_power else 0
        
        # 如果发动机功率富余,给电池充电
        if engine_power > demand_power:
            charge_power = min(engine_power - demand_power, 10)
            self.battery_soc += charge_power * 0.1 / self.battery_capacity * 100
        
        return {"power_source": "HEV", "engine_power": engine_power, "motor_power": motor_power}
    
    def auto_mode(self, demand_power, vehicle_speed):
        """智能自动模式"""
        # 低速优先用电,高速优先用油
        if vehicle_speed < 60 and self.battery_soc > 20:
            return self.ev_mode(demand_power)
        else:
            # 高速或电量低时,发动机介入
            if self.battery_soc < 15:
                # 强制充电
                engine_power = self.engine_max_power
                motor_power = 0
                charge_power = min(engine_power - demand_power, 15)
                self.battery_soc += charge_power * 0.1 / self.battery_capacity * 100
                return {"power_source": "CHARGE", "engine_power": engine_power, "motor_power": motor_power}
            else:
                # 混合驱动
                return self.hybrid_mode(demand_power, vehicle_speed)
    
    def hybrid_mode(self, demand_power, vehicle_speed):
        """混合驱动模式"""
        # 发动机工作在高效区间
        if vehicle_speed > 40:
            engine_power = min(self.engine_max_power, demand_power * 0.6)
        else:
            engine_power = min(self.engine_max_power, demand_power * 0.4)
        
        motor_power = demand_power - engine_power
        
        # 电池电量低于30%时,发动机额外发电
        if self.battery_soc < 30:
            engine_power += 5
            motor_power = max(0, demand_power - engine_power)
        
        return {"power_source": "HEV", "engine_power": engine_power, "motor_power": motor_power}

优缺点分析

优点:

  • 可上新能源牌照:在中国等地区可享受绿牌政策,免购置税。
  • 纯电续航长:日常通勤可完全用电,使用成本极低。
  • 动力性能强:电机加持下,加速性能通常优于同级燃油车。
  • 使用灵活:有电用电,没电用油,无续航焦虑。

缺点:

  • 成本较高:大容量电池和复杂系统导致车价较高。
  • 需要充电设施:依赖充电桩,否则优势无法发挥。
  • 车重增加:电池和电机增加车重,影响操控。
  • 亏电油耗可能偏高:部分车型在电池没电时油耗较高。

适用场景

PHEV最适合以下用户:

  • 有固定车位可安装充电桩的用户
  • 日常通勤距离在纯电续航范围内的用户
  • 需要新能源牌照的用户
  • 偶尔有长途出行需求的用户

代表车型:比亚迪秦PLUS DM-i、理想ONE(增程式,但技术类似)、宝马530Le。

增程式电动(REEV)技术详解

技术原理与工作模式

增程式电动(Range-Extended Electric Vehicle, REEV)是一种特殊的PHEV,其核心特点是发动机只发电,不直接驱动车轮。REEV完全由电动机驱动,发动机作为”发电机”使用,为电池充电或直接供电给电机。

REEV的工作模式相对简单:

  1. 纯电模式:电池电量充足时,完全由电池供电给电机驱动。
  2. 增程模式:电池电量低于设定阈值时,发动机启动发电,电能供给电机驱动车辆,多余电量给电池充电。
  3. 再生制动模式:制动时回收能量。

典型系统:理想汽车增程系统

理想汽车的增程系统是REEV的典型代表,其1.5T四缸发动机作为增程器使用。

# 伪代码示例:REEV能量管理策略
class REEVSystem:
    def __init__(self, battery_capacity=40.5, motor_max_power=330, generator_max_power=110):
        self.battery_capacity = battery_capacity  # kWh
        self.motor_max_power = motor_max_power  # kW
        self.generator_max_power = generator_max_power  # kW
        self.battery_soc = 80
        self.range_extender_on = False
    
    def manage_power(self, demand_power):
        """REEV能量管理"""
        
        # 计算电池可提供的功率
        battery_available_power = self.calculate_battery_power()
        
        if demand_power <= battery_available_power and self.battery_soc > 15:
            # 纯电模式
            self.range_extender_on = False
            battery_drain = demand_power * 0.08  # 能耗系数
            self.battery_soc -= battery_drain / self.battery_capacity * 100
            return {"mode": "EV", "battery_power": demand_power, "generator_power": 0}
        
        else:
            # 需要增程器介入
            self.range_extender_on = True
            
            # 增程器持续发电功率(通常保持恒定输出)
            generator_power = self.generator_max_power
            
            # 电机需求功率 = 车辆需求功率
            motor_power = demand_power
            
            # 电池充放电功率 = 发电机功率 - 电机需求功率
            battery_flow = generator_power - motor_power
            
            if battery_flow > 0:
                # 发电机功率富余,给电池充电
                self.battery_soc += battery_flow * 0.1 / self.battery_capacity * 100
                return {"mode": "RANGE_EXTENDER_CHARGE", 
                        "motor_power": motor_power, 
                        "generator_power": generator_power,
                        "battery_charge_power": battery_flow}
            else:
                # 发电机功率不足,电池放电补充
                battery_discharge = -battery_flow
                self.battery_soc -= battery_discharge * 0.1 / self.battery_capacity * 100
                return {"mode": "RANGE_EXTENDER_DISCHARGE",
                        "motor_power": motor_power,
                        "generator_power": generator_power,
                        "battery_discharge_power": battery_discharge}
    
    def calculate_battery_power(self):
        """计算电池最大输出功率(受SOC和温度影响)"""
        base_power = self.motor_max_power * 0.8  # 电池通常可支持电机峰值功率的80%
        
        # SOC影响:电量越低,输出功率越受限
        if self.battery_soc < 20:
            power_limit = base_power * 0.5
        elif self.battery_soc < 40:
            power_limit = base_power * 0.7
        else:
            power_limit = base_power
        
        return power_limit

优缺点分析

优点:

  • 结构相对简单:发动机不参与驱动,无需复杂的变速箱和离合器。
  • 驾驶体验接近纯电:全程电机驱动,平顺性好,NVH表现优秀。
  • 续航里程长:综合续航轻松超过1000公里。
  • 可上新能源牌照:享受绿牌政策。
  • 发动机工作点稳定:发动机可始终工作在最高效区间,发电效率高。

缺点:

  • 高速油耗偏高:高速行驶时能量转换效率低于发动机直驱。
  • 动力响应可能延迟:增程器启动发电时,动力响应略有延迟。
  • 系统复杂度高:需要同时维护发动机和电驱系统。
  • 成本较高:大电池+大电机+增程器的组合成本不低。

适用场景

REEV最适合以下用户:

  • 追求纯电驾驶体验但有长途需求的用户
  • 无法安装充电桩但需要绿牌的用户
  • 对NVH要求高的用户
  • 家庭用户,需要大空间和长续航

代表车型:理想L系列、问界M7、深蓝SL03增程版。

强混技术解析

技术定义与特点

“强混”(Strong Hybrid)这个术语在不同语境下有不同含义,但通常指电机功率更大、电池容量更大、电动化程度更高的混动系统。在某些语境下,”强混”特指某些品牌的混动技术,如本田的i-MMD系统。

强混的核心特点是:

  • 电机功率通常在100kW以上,可单独驱动车辆
  • 电池容量介于HEV和PHEV之间(1-2kWh或更大)
  • 系统可实现更长时间的纯电行驶
  • 动力性能显著优于传统HEV

典型系统:本田i-MMD系统

本田的i-MMD(Intelligent Multi-Mode Drive)系统是强混的代表,其特点是三种驱动模式智能切换

# 伪代码示例:本田i-MMD系统模式切换
class HondaIMMD:
    def __init__(self):
        self.battery_soc = 60
        self.current_mode = "EV"
        self.motor_max_power = 135  # kW
        self.engine_max_power = 107  # kW
    
    def select_mode(self, vehicle_speed, demand_power, battery_soc):
        """模式选择逻辑"""
        
        # 纯电驱动模式(EV Drive)
        if vehicle_speed < 70 and battery_soc > 20 and demand_power < self.motor_max_power * 0.8:
            return "EV"
        
        # 混合驱动模式(Hybrid Drive)
        # 发动机发电,电机驱动
        elif vehicle_speed < 120:
            return "HYBRID"
        
        # 发动机直驱模式(Engine Drive)
        # 高速巡航时,离合器连接发动机和车轮
        else:
            return "ENGINE"
    
    def execute_mode(self, mode, demand_power):
        """执行模式"""
        
        if mode == "EV":
            # 纯电:电池供电给电机
            battery_output = min(demand_power, self.motor_max_power)
            self.battery_soc -= battery_output * 0.1
            return {"motor_power": battery_output, "engine_power": 0, "generator_power": 0}
        
        elif mode == "HYBRID":
            # 混合:发动机发电,电机驱动
            # 发动机工作在最佳效率点,输出恒定功率
            engine_output = self.engine_max_power * 0.8  # 80%负荷
            generator_power = engine_output  # 发电机效率约100%
            
            # 电机驱动车轮
            motor_power = demand_power
            
            # 电池充放电
            battery_flow = generator_power - motor_power
            
            if battery_flow > 0:
                self.battery_soc += battery_flow * 0.1
                return {"motor_power": motor_power, "engine_power": engine_output, 
                        "generator_power": generator_power, "battery_charge": battery_flow}
            else:
                self.battery_soc += battery_flow * 0.1  # 负值为放电
                return {"motor_power": motor_power, "engine_power": engine_output,
                        "generator_power": generator_power, "battery_discharge": -battery_flow}
        
        elif mode == "ENGINE":
            # 发动机直驱:高速时效率更高
            # 发动机通过离合器直接驱动车轮
            engine_direct_power = min(demand_power, self.engine_max_power)
            
            # 电机可能辅助或发电
            if demand_power > engine_direct_power:
                # 需要电机辅助
                motor_assist = demand_power - engine_direct_power
                self.battery_soc -= motor_assist * 0.1
                return {"engine_direct_power": engine_direct_power, "motor_assist": motor_assist}
            else:
                # 发动机功率富余,给电池充电
                surplus = self.engine_max_power - demand_power
                self.battery_soc += surplus * 0.05  # 充电效率较低
                return {"engine_direct_power": demand_power, "battery_charge": surplus}

优缺点分析

优点:

  • 驾驶体验好:电机驱动为主,平顺安静。
  • 油耗较低:综合油耗通常在4-5L/100km。
  • 动力响应快:电机驱动响应迅速。
  • 无需外接充电:使用便利性与HEV相同。

缺点:

  • 不能上绿牌:与HEV相同限制。
  • 成本较高:比普通HEV系统更复杂。
  • 高速油耗相对较高:相比发动机直驱为主的系统。

1. 强混与普通HEV的区别

特性 普通HEV 强混
电机功率 20-50kW 80-150kW
纯电续航 1-2km 2-5km
电池容量 0.8-1.5kWh 1-2kWh
驱动方式 电机辅助为主 电机驱动为主
油耗 5-6L/100km 4-5L/100km

2. 强混与PHEV/REEV的区别

特性 强混 PHEV REEV
可充电
电池容量 1-2kWh 8-20kWh 20-40kWh
纯电续航 2-5km 50-100km 100-200km
发动机作用 辅助驱动 直驱+发电 仅发电
绿牌

各类型混动技术对比总结

为了更直观地理解各类型混动的区别,我们从多个维度进行对比:

1. 技术架构对比

HEV(油电混动)

  • 发动机和电机均可驱动车轮
  • 小电池,小电机
  • 无需外接充电
  • 代表:丰田THS、本田i-MMD(部分模式)

PHEV(插电混动)

  • 发动机和电机均可驱动车轮
  • 大电池,大电机
  • 可外接充电
  • 代表:比亚迪DM-i、长城柠檬DHT

REEV(增程式电动)

  • 仅电机驱动车轮
  • 大电池,大电机
  • 发动机仅发电
  • 代表:理想增程系统、问界增程系统

强混

  • 电机功率更大,电动化程度更高
  • 可能是HEV或PHEV的增强版
  • 代表:本田i-MMD、吉利雷神混动

2. 使用成本对比

以每年行驶2万公里,其中80%市区、20%高速计算:

类型 能耗成本 保养成本 购置成本 综合成本
燃油车 1.2万元 0.2万元 基准 1.4万元
HEV 0.6万元 0.25万元 +1.5万元 0.85万元
PHEV(有电) 0.2万元 0.3万元 +3万元 0.5万元
PHEV(无电) 0.8万元 0.3万元 +3万元 1.1万元
REEV 0.3万元 0.35万元 +4万元 0.65万元

注:PHEV/REEV按有充电条件计算

3. 适用场景对比

场景 HEV PHEV REEV 强混
无充电桩 ⭐⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐ ⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐⭐
有充电桩 ⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐
短途通勤 ⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐
长途旅行 ⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐
追求绿牌 ⭐⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐⭐
追求性能 ⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐

如何选择适合自己的混动类型

1. 根据充电条件选择

无法安装充电桩

  • 首选HEV或强混,使用便利性最高
  • 推荐:丰田卡罗拉双擎、本田雅阁锐·混动

可安装充电桩

  • PHEV或REEV是最佳选择
  • 推荐:比亚迪秦PLUS DM-i、理想L系列

2. 根据使用场景选择

主要城市通勤(日均<50km)

  • PHEV/REEV可完全用电,成本最低
  • HEV也能满足需求,但油耗略高

经常长途出行

  • HEV和REEV续航无忧
  • PHEV需规划充电,略显不便

追求驾驶体验

  • REEV和PHEV的纯电模式体验最佳
  • 强混的电机驱动也很出色

3. 根据政策需求选择

需要新能源牌照

  • 只能选择PHEV或REEV
  • 注意:部分城市对PHEV纯电续航有要求(如上海要求≥50km)

无牌照限制

  • 可根据其他因素自由选择

4. 根据预算选择

预算有限(15万以内)

  • HEV是性价比最高的选择
  • 推荐:丰田卡罗拉双擎、比亚迪秦PLUS DM-i(入门版)

预算充足(20万以上)

  • PHEV/REEV能提供更好的体验
  • 推荐:理想L系列、比亚迪汉DM-i、宝马530Le

未来发展趋势

1. 技术融合趋势

未来的混动技术将呈现融合趋势:

  • HEV增强:增加纯电续航,向PHEV靠拢
  • PHEV优化:提高亏电油耗表现,降低电池依赖
  • REEV普及:更多品牌推出增程车型,技术更成熟

2. 电池技术进步

随着电池技术发展:

  • 成本降低,PHEV/REEV价格下探
  • 能量密度提升,同体积下续航更长
  • 充电速度加快,使用更便利

3. 政策影响

政策将持续影响市场:

  • 绿牌政策可能逐步收紧
  • 燃油车限制增加,混动成为过渡主流
  • 碳中和目标推动混动技术普及

结论

油电混动(HEV)、插电混动(PHEV)、增程式电动(REEV)和强混各有特点,没有绝对的优劣之分,关键在于匹配用户需求

  • HEV:适合追求便利性、无充电条件的用户
  • PHEV:适合有充电条件、需要绿牌的用户
  • REEV:适合追求纯电体验、有长途需求的用户
  • 强混:适合追求更好驾驶体验、无充电条件的用户

在选择时,建议消费者根据自身的充电条件、使用场景、政策需求和预算综合考虑,亲自试驾体验,选择最适合自己的混动类型。随着技术不断进步,混动汽车将在未来相当长的时间内成为主流选择,为消费者提供更好的用车体验。# 混动类型有哪些区别 油电混动插电混动增程式电动强混技术解析

在汽车技术快速发展的今天,混合动力系统已经成为消费者购车时的重要选择。然而,面对油电混动(HEV)、插电混动(PHEV)、增程式电动(REEV)和强混(通常指更高效的HEV或特定技术)等不同类型的混动技术,许多消费者感到困惑。本文将深入解析这些混动类型的技术原理、工作模式、优缺点以及适用场景,帮助您全面理解它们之间的区别。

混合动力汽车的基本概念

混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle, HEV)是指同时搭载内燃机和电动机两种动力源的汽车。通过智能控制两种动力源的工作,混动汽车可以实现比传统燃油车更低的油耗和排放,同时解决纯电动汽车的续航焦虑问题。

混动系统的核心在于能量管理策略:如何在不同工况下选择最优的动力源组合,以及如何高效地回收和利用能量。这涉及到复杂的控制系统、能量存储系统(电池)和动力分配装置。

油电混动(HEV)技术详解

技术原理与工作模式

油电混动(Hybrid Electric Vehicle, HEV)是最传统的混动技术,其核心特点是不可外接充电,电池能量完全依赖发动机运转和制动能量回收来补充。HEV系统通常采用小容量电池(0.8-1.5kWh)和小功率电机,主要目的是辅助发动机工作,而不是作为主要驱动源。

HEV的工作模式主要包括:

  1. 纯电模式:在起步、低速行驶时,仅由电动机驱动,发动机不工作,实现零油耗。
  2. 混合驱动模式:中低速行驶时,发动机和电动机共同驱动车辆,发动机保持在高效区间运行。
  3. 发动机直驱模式:高速巡航时,发动机直接驱动车轮,电动机可能处于待机或发电状态。
  4. 能量回收模式:减速或制动时,电动机转换为发电机,将动能转化为电能存储到电池中。
  5. 怠速启停模式:车辆停止时,发动机自动熄火,减少怠速油耗。

典型系统:丰田THS系统

丰田的THS(Toyota Hybrid System)是HEV的代表性技术,其核心是行星齿轮组构成的功率分流装置(Power Split Device)。

# 伪代码示例:THS系统功率分配逻辑
def ths_power_management(vehicle_speed, battery_soc, accelerator_pedal):
    """
    模拟丰田THS系统的功率分配逻辑
    """
    # 计算驾驶员需求功率
    demand_power = calculate_demand_power(accelerator_pedal, vehicle_speed)
    
    # 确定发动机最佳工作点
    engine_optimal_rpm, engine_optimal_power = find_engine_optimal_point(vehicle_speed)
    
    # 功率分流计算
    if vehicle_speed < 30:  # 低速工况
        # 主要使用电机驱动,发动机可能停机或低负载发电
        if battery_soc > 20:
            motor_power = demand_power
            engine_power = 0
            engine_state = "OFF"
        else:
            # 电池电量低,发动机启动发电
            engine_power = min(20, demand_power + 5)  # 保持发动机在高效区
            motor_power = demand_power
            engine_state = "ON"
    elif vehicle_speed < 80:  # 中速工况
        # 发动机和电机共同驱动
        engine_power = engine_optimal_power
        motor_power = demand_power - engine_power
        engine_state = "ON"
    else:  # 高速工况
        # 发动机直驱为主
        engine_power = demand_power
        motor_power = 0
        engine_state = "ON"
    
    # 电池充电策略
    if battery_soc < 60 and engine_power > demand_power:
        # 发动机功率富余时给电池充电
        surplus_power = engine_power - demand_power
        battery_charge_power = min(surplus_power, 10)  # 限制充电功率
        motor_power -= battery_charge_power  # 电机转为发电
    
    return {
        "engine_power": engine_power,
        "motor_power": motor_power,
        "engine_state": engine_state,
        "battery_charge_power": battery_charge_power if 'battery_charge_power' in locals() else 0
    }

优缺点分析

优点:

  • 无需改变用车习惯:无需外接充电,使用方式与传统燃油车几乎相同。
  • 可靠性高:系统成熟,经过长期市场验证,故障率相对较低。
  • 成本相对较低:相比PHEV/REEV,电池容量小,整车成本更低。
  • 燃油经济性好:综合油耗通常在4-6L/100km,比同级燃油车省油30-50%。

缺点:

  • 不能享受新能源牌照:在中国等地区无法上绿牌。
  • 纯电续航极短:通常只有1-2公里的纯电行驶能力。
  • 动力提升有限:相比纯电或PHEV,动力性能提升不明显。
  • 电池容量小:无法支持长距离纯电行驶。

适用场景

HEV最适合以下用户:

  • 无法安装家用充电桩的用户
  • 主要在城市拥堵路况行驶的用户
  • 追求使用便利性和可靠性的用户
  • 对新能源牌照没有需求的用户

代表车型:丰田卡罗拉双擎、本田雅阁锐·混动、丰田凯美瑞双擎。

插电混动(PHEV)技术详解

技术原理与工作模式

插电混动(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV)是HEV的升级版本,其核心特点是可以外接充电,配备更大容量的电池(通常8-20kWh),支持较长距离的纯电行驶(50-100公里)。PHEV既可以像纯电动车一样使用,也可以像传统燃油车一样使用。

PHEV的工作模式比HEV更丰富:

  1. 纯电模式(EV模式):电池电量充足时,完全由电动机驱动,发动机不工作,实现零油耗、零排放。
  2. 混合驱动模式:电池电量较低或需要大功率输出时,发动机和电动机共同驱动。
  3. 发动机直驱模式:高速巡航时,发动机直接驱动车轮。
  4. 电量保持模式(Hold Mode):强制保持当前电量,发动机驱动并给电池充电。
  5. 强制充电模式:发动机全力发电,快速为电池充电。
  6. 能量回收模式:制动时回收能量。

典型系统:比亚迪DM-i系统

比亚迪的DM-i(Dual Mode - intelligent)系统是PHEV的代表性技术,其核心是以电为主的设计理念,采用大功率电机和高效发动机。

# 伪代码示例:PHEV能量管理策略
class PHEVSystem:
    def __init__(self, battery_capacity=18.7, motor_max_power=145, engine_max_power=81):
        self.battery_capacity = battery_capacity  # kWh
        self.motor_max_power = motor_max_power  # kW
        self.engine_max_power = engine_max_power  # kW
        self.battery_soc = 80  # 初始电量%
        self.driving_mode = "AUTO"  # EV/HEV/AUTO/HOLD
    
    def manage_power(self, vehicle_speed, demand_power, accelerator_pedal):
        """PHEV能量管理主函数"""
        
        # 根据驾驶模式决定策略
        if self.driving_mode == "EV" and self.battery_soc > 15:
            # 纯电模式:优先用电
            return self.ev_mode(demand_power)
        elif self.driving_mode == "HOLD":
            # 电量保持:发动机驱动为主
            return self.hold_mode(demand_power, vehicle_speed)
        else:
            # 自动模式:智能切换
            return self.auto_mode(demand_power, vehicle_speed)
    
    def ev_mode(self, demand_power):
        """纯电模式"""
        if demand_power <= self.motor_max_power:
            # 单电机驱动
            battery_drain = demand_power * 0.1  # 每kW消耗0.1kWh/100km
            self.battery_soc -= battery_drain / self.battery_capacity * 100
            return {"power_source": "EV", "engine_power": 0, "motor_power": demand_power}
        else:
            # 需求功率过大,启动发动机
            return self.hybrid_mode(demand_power)
    
    def hold_mode(self, demand_power, vehicle_speed):
        """电量保持模式"""
        # 发动机提供基础动力,富余功率充电
        engine_power = min(self.engine_max_power, demand_power + 10)
        motor_power = demand_power - engine_power if demand_power > engine_power else 0
        
        # 如果发动机功率富余,给电池充电
        if engine_power > demand_power:
            charge_power = min(engine_power - demand_power, 10)
            self.battery_soc += charge_power * 0.1 / self.battery_capacity * 100
        
        return {"power_source": "HEV", "engine_power": engine_power, "motor_power": motor_power}
    
    def auto_mode(self, demand_power, vehicle_speed):
        """智能自动模式"""
        # 低速优先用电,高速优先用油
        if vehicle_speed < 60 and self.battery_soc > 20:
            return self.ev_mode(demand_power)
        else:
            # 高速或电量低时,发动机介入
            if self.battery_soc < 15:
                # 强制充电
                engine_power = self.engine_max_power
                motor_power = 0
                charge_power = min(engine_power - demand_power, 15)
                self.battery_soc += charge_power * 0.1 / self.battery_capacity * 100
                return {"power_source": "CHARGE", "engine_power": engine_power, "motor_power": motor_power}
            else:
                # 混合驱动
                return self.hybrid_mode(demand_power, vehicle_speed)
    
    def hybrid_mode(self, demand_power, vehicle_speed):
        """混合驱动模式"""
        # 发动机工作在高效区间
        if vehicle_speed > 40:
            engine_power = min(self.engine_max_power, demand_power * 0.6)
        else:
            engine_power = min(self.engine_max_power, demand_power * 0.4)
        
        motor_power = demand_power - engine_power
        
        # 电池电量低于30%时,发动机额外发电
        if self.battery_soc < 30:
            engine_power += 5
            motor_power = max(0, demand_power - engine_power)
        
        return {"power_source": "HEV", "engine_power": engine_power, "motor_power": motor_power}

优缺点分析

优点:

  • 可上新能源牌照:在中国等地区可享受绿牌政策,免购置税。
  • 纯电续航长:日常通勤可完全用电,使用成本极低。
  • 动力性能强:电机加持下,加速性能通常优于同级燃油车。
  • 使用灵活:有电用电,没电用油,无续航焦虑。

缺点:

  • 成本较高:大容量电池和复杂系统导致车价较高。
  • 需要充电设施:依赖充电桩,否则优势无法发挥。
  • 车重增加:电池和电机增加车重,影响操控。
  • 亏电油耗可能偏高:部分车型在电池没电时油耗较高。

适用场景

PHEV最适合以下用户:

  • 有固定车位可安装充电桩的用户
  • 日常通勤距离在纯电续航范围内的用户
  • 需要新能源牌照的用户
  • 偶尔有长途出行需求的用户

代表车型:比亚迪秦PLUS DM-i、理想ONE(增程式,但技术类似)、宝马530Le。

增程式电动(REEV)技术详解

技术原理与工作模式

增程式电动(Range-Extended Electric Vehicle, REEV)是一种特殊的PHEV,其核心特点是发动机只发电,不直接驱动车轮。REEV完全由电动机驱动,发动机作为”发电机”使用,为电池充电或直接供电给电机。

REEV的工作模式相对简单:

  1. 纯电模式:电池电量充足时,完全由电池供电给电机驱动。
  2. 增程模式:电池电量低于设定阈值时,发动机启动发电,电能供给电机驱动车辆,多余电量给电池充电。
  3. 再生制动模式:制动时回收能量。

典型系统:理想汽车增程系统

理想汽车的增程系统是REEV的典型代表,其1.5T四缸发动机作为增程器使用。

# 伪代码示例:REEV能量管理策略
class REEVSystem:
    def __init__(self, battery_capacity=40.5, motor_max_power=330, generator_max_power=110):
        self.battery_capacity = battery_capacity  # kWh
        self.motor_max_power = motor_max_power  # kW
        self.generator_max_power = generator_max_power  # kW
        self.battery_soc = 80
        self.range_extender_on = False
    
    def manage_power(self, demand_power):
        """REEV能量管理"""
        
        # 计算电池可提供的功率
        battery_available_power = self.calculate_battery_power()
        
        if demand_power <= battery_available_power and self.battery_soc > 15:
            # 纯电模式
            self.range_extender_on = False
            battery_drain = demand_power * 0.08  # 能耗系数
            self.battery_soc -= battery_drain / self.battery_capacity * 100
            return {"mode": "EV", "battery_power": demand_power, "generator_power": 0}
        
        else:
            # 需要增程器介入
            self.range_extender_on = True
            
            # 增程器持续发电功率(通常保持恒定输出)
            generator_power = self.generator_max_power
            
            # 电机需求功率 = 车辆需求功率
            motor_power = demand_power
            
            # 电池充放电功率 = 发电机功率 - 电机需求功率
            battery_flow = generator_power - motor_power
            
            if battery_flow > 0:
                # 发电机功率富余,给电池充电
                self.battery_soc += battery_flow * 0.1 / self.battery_capacity * 100
                return {"mode": "RANGE_EXTENDER_CHARGE", 
                        "motor_power": motor_power, 
                        "generator_power": generator_power,
                        "battery_charge_power": battery_flow}
            else:
                # 发电机功率不足,电池放电补充
                battery_discharge = -battery_flow
                self.battery_soc -= battery_discharge * 0.1 / self.battery_capacity * 100
                return {"mode": "RANGE_EXTENDER_DISCHARGE",
                        "motor_power": motor_power,
                        "generator_power": generator_power,
                        "battery_discharge_power": battery_discharge}
    
    def calculate_battery_power(self):
        """计算电池最大输出功率(受SOC和温度影响)"""
        base_power = self.motor_max_power * 0.8  # 电池通常可支持电机峰值功率的80%
        
        # SOC影响:电量越低,输出功率越受限
        if self.battery_soc < 20:
            power_limit = base_power * 0.5
        elif self.battery_soc < 40:
            power_limit = base_power * 0.7
        else:
            power_limit = base_power
        
        return power_limit

优缺点分析

优点:

  • 结构相对简单:发动机不参与驱动,无需复杂的变速箱和离合器。
  • 驾驶体验接近纯电:全程电机驱动,平顺性好,NVH表现优秀。
  • 续航里程长:综合续航轻松超过1000公里。
  • 可上新能源牌照:享受绿牌政策。
  • 发动机工作点稳定:发动机可始终工作在最高效区间,发电效率高。

缺点:

  • 高速油耗偏高:高速行驶时能量转换效率低于发动机直驱。
  • 动力响应可能延迟:增程器启动发电时,动力响应略有延迟。
  • 系统复杂度高:需要同时维护发动机和电驱系统。
  • 成本较高:大电池+大电机+增程器的组合成本不低。

适用场景

REEV最适合以下用户:

  • 追求纯电驾驶体验但有长途需求的用户
  • 无法安装充电桩但需要绿牌的用户
  • 对NVH要求高的用户
  • 家庭用户,需要大空间和长续航

代表车型:理想L系列、问界M7、深蓝SL03增程版。

强混技术解析

技术定义与特点

“强混”(Strong Hybrid)这个术语在不同语境下有不同含义,但通常指电机功率更大、电池容量更大、电动化程度更高的混动系统。在某些语境下,”强混”特指某些品牌的混动技术,如本田的i-MMD系统。

强混的核心特点是:

  • 电机功率通常在100kW以上,可单独驱动车辆
  • 电池容量介于HEV和PHEV之间(1-2kWh或更大)
  • 系统可实现更长时间的纯电行驶
  • 动力性能显著优于传统HEV

典型系统:本田i-MMD系统

本田的i-MMD(Intelligent Multi-Mode Drive)系统是强混的代表,其特点是三种驱动模式智能切换

# 伪代码示例:本田i-MMD系统模式切换
class HondaIMMD:
    def __init__(self):
        self.battery_soc = 60
        self.current_mode = "EV"
        self.motor_max_power = 135  # kW
        self.engine_max_power = 107  # kW
    
    def select_mode(self, vehicle_speed, demand_power, battery_soc):
        """模式选择逻辑"""
        
        # 纯电驱动模式(EV Drive)
        if vehicle_speed < 70 and battery_soc > 20 and demand_power < self.motor_max_power * 0.8:
            return "EV"
        
        # 混合驱动模式(Hybrid Drive)
        # 发动机发电,电机驱动
        elif vehicle_speed < 120:
            return "HYBRID"
        
        # 发动机直驱模式(Engine Drive)
        # 高速巡航时,离合器连接发动机和车轮
        else:
            return "ENGINE"
    
    def execute_mode(self, mode, demand_power):
        """执行模式"""
        
        if mode == "EV":
            # 纯电:电池供电给电机
            battery_output = min(demand_power, self.motor_max_power)
            self.battery_soc -= battery_output * 0.1
            return {"motor_power": battery_output, "engine_power": 0, "generator_power": 0}
        
        elif mode == "HYBRID":
            # 混合:发动机发电,电机驱动
            # 发动机工作在最佳效率点,输出恒定功率
            engine_output = self.engine_max_power * 0.8  # 80%负荷
            generator_power = engine_output  # 发电机效率约100%
            
            # 电机驱动车轮
            motor_power = demand_power
            
            # 电池充放电
            battery_flow = generator_power - motor_power
            
            if battery_flow > 0:
                self.battery_soc += battery_flow * 0.1
                return {"motor_power": motor_power, "engine_power": engine_output, 
                        "generator_power": generator_power, "battery_charge": battery_flow}
            else:
                self.battery_soc += battery_flow * 0.1  # 负值为放电
                return {"motor_power": motor_power, "engine_power": engine_output,
                        "generator_power": generator_power, "battery_discharge": -battery_flow}
        
        elif mode == "ENGINE":
            # 发动机直驱:高速时效率更高
            # 发动机通过离合器直接驱动车轮
            engine_direct_power = min(demand_power, self.engine_max_power)
            
            # 电机可能辅助或发电
            if demand_power > engine_direct_power:
                # 需要电机辅助
                motor_assist = demand_power - engine_direct_power
                self.battery_soc -= motor_assist * 0.1
                return {"engine_direct_power": engine_direct_power, "motor_assist": motor_assist}
            else:
                # 发动机功率富余,给电池充电
                surplus = self.engine_max_power - demand_power
                self.battery_soc += surplus * 0.05  # 充电效率较低
                return {"engine_direct_power": demand_power, "battery_charge": surplus}

优缺点分析

优点:

  • 驾驶体验好:电机驱动为主,平顺安静。
  • 油耗较低:综合油耗通常在4-5L/100km。
  • 动力响应快:电机驱动响应迅速。
  • 无需外接充电:使用便利性与HEV相同。

缺点:

  • 不能上绿牌:与HEV相同限制。
  • 成本较高:比普通HEV系统更复杂。
  • 高速油耗相对较高:相比发动机直驱为主的系统。

1. 强混与普通HEV的区别

特性 普通HEV 强混
电机功率 20-50kW 80-150kW
纯电续航 1-2km 2-5km
电池容量 0.8-1.5kWh 1-2kWh
驱动方式 电机辅助为主 电机驱动为主
油耗 5-6L/100km 4-5L/100km

2. 强混与PHEV/REEV的区别

特性 强混 PHEV REEV
可充电
电池容量 1-2kWh 8-20kWh 20-40kWh
纯电续航 2-5km 50-100km 100-200km
发动机作用 辅助驱动 直驱+发电 仅发电
绿牌

各类型混动技术对比总结

为了更直观地理解各类型混动的区别,我们从多个维度进行对比:

1. 技术架构对比

HEV(油电混动)

  • 发动机和电机均可驱动车轮
  • 小电池,小电机
  • 无需外接充电
  • 代表:丰田THS、本田i-MMD(部分模式)

PHEV(插电混动)

  • 发动机和电机均可驱动车轮
  • 大电池,大电机
  • 可外接充电
  • 代表:比亚迪DM-i、长城柠檬DHT

REEV(增程式电动)

  • 仅电机驱动车轮
  • 大电池,大电机
  • 发动机仅发电
  • 代表:理想增程系统、问界增程系统

强混

  • 电机功率更大,电动化程度更高
  • 可能是HEV或PHEV的增强版
  • 代表:本田i-MMD、吉利雷神混动

2. 使用成本对比

以每年行驶2万公里,其中80%市区、20%高速计算:

类型 能耗成本 保养成本 购置成本 综合成本
燃油车 1.2万元 0.2万元 基准 1.4万元
HEV 0.6万元 0.25万元 +1.5万元 0.85万元
PHEV(有电) 0.2万元 0.3万元 +3万元 0.5万元
PHEV(无电) 0.8万元 0.3万元 +3万元 1.1万元
REEV 0.3万元 0.35万元 +4万元 0.65万元

注:PHEV/REEV按有充电条件计算

3. 适用场景对比

场景 HEV PHEV REEV 强混
无充电桩 ⭐⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐ ⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐⭐
有充电桩 ⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐
短途通勤 ⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐
长途旅行 ⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐
追求绿牌 ⭐⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐⭐
追求性能 ⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐

如何选择适合自己的混动类型

1. 根据充电条件选择

无法安装充电桩

  • 首选HEV或强混,使用便利性最高
  • 推荐:丰田卡罗拉双擎、本田雅阁锐·混动

可安装充电桩

  • PHEV或REEV是最佳选择
  • 推荐:比亚迪秦PLUS DM-i、理想L系列

2. 根据使用场景选择

主要城市通勤(日均<50km)

  • PHEV/REEV可完全用电,成本最低
  • HEV也能满足需求,但油耗略高

经常长途出行

  • HEV和REEV续航无忧
  • PHEV需规划充电,略显不便

追求驾驶体验

  • PHEV/REEV的纯电模式体验最佳
  • 强混的电机驱动也很出色

3. 根据政策需求选择

需要新能源牌照

  • 只能选择PHEV或REEV
  • 注意:部分城市对PHEV纯电续航有要求(如上海要求≥50km)

无牌照限制

  • 可根据其他因素自由选择

4. 根据预算选择

预算有限(15万以内)

  • HEV是性价比最高的选择
  • 推荐:丰田卡罗拉双擎、比亚迪秦PLUS DM-i(入门版)

预算充足(20万以上)

  • PHEV/REEV能提供更好的体验
  • 推荐:理想L系列、比亚迪汉DM-i、宝马530Le

未来发展趋势

1. 技术融合趋势

未来的混动技术将呈现融合趋势:

  • HEV增强:增加纯电续航,向PHEV靠拢
  • PHEV优化:提高亏电油耗表现,降低电池依赖
  • REEV普及:更多品牌推出增程车型,技术更成熟

2. 电池技术进步

随着电池技术发展:

  • 成本降低,PHEV/REEV价格下探
  • 能量密度提升,同体积下续航更长
  • 充电速度加快,使用更便利

3. 政策影响

政策将持续影响市场:

  • 绿牌政策可能逐步收紧
  • 燃油车限制增加,混动成为过渡主流
  • 碳中和目标推动混动技术普及

结论

油电混动(HEV)、插电混动(PHEV)、增程式电动(REEV)和强混各有特点,没有绝对的优劣之分,关键在于匹配用户需求

  • HEV:适合追求便利性、无充电条件的用户
  • PHEV:适合有充电条件、需要绿牌的用户
  • REEV:适合追求纯电体验、有长途需求的用户
  • 强混:适合追求更好驾驶体验、无充电条件的用户

在选择时,建议消费者根据自身的充电条件、使用场景、政策需求和预算综合考虑,亲自试驾体验,选择最适合自己的混动类型。随着技术不断进步,混动汽车将在未来相当长的时间内成为主流选择,为消费者提供更好的用车体验。