此前的文章中，我們提到『主機廠很少會采用單獨一個「Px電機」，而是将幾個「Px電機」以「串聯」、「并聯」或「混聯」的方式連接在一起』，本章節我們就來深究一下混合動力系統的結構形式。

串聯、并聯和混聯到底是什麼樣子的？

若是大家和我一樣，暫時還沒有将初中電學知識還給體育老師，那麼應該會記得在電學中有專門一個章節是《電流和電路》，通過一個由「電池」、「小燈泡」、「開關」和「導線」構成的簡單「電路」，研究分析「電流」、「電壓」等電知識。

串聯式電路

比如我們将「電池」、「小燈泡」和「開關」通過「導線」順次連接到「電路」中，這種連接 方式叫做「串聯」。

并聯電路

若我們将兩個「小燈泡」并列連接在一起，再連接到「電路」中，這種連接方式叫做「并聯」。

混聯（串并聯）電路

當我們将一個「小燈泡」與兩個并聯的「小燈泡」順次連接到「電路」中，構成複雜一些的「電路」中時，此時便可以構成一個相對複雜的「混聯電路」。

串聯、并聯電路中，電流、電壓、電阻之間的部分關系

不知道大家是否記得在兩類「電路」中，「電流」、「電壓」和「電阻」（此處為「小燈泡」）的關系，比如：

若是還記得，那會對我們後面解釋「功率分流」有一定的幫助，不過不要怕，忘記的話也不會有什麼影響。

串聯式混合動力結構：動力的華容道

「串聯式混合動力結構」（後簡稱「串聯式」），顧名思義就是「發動機」、「發電機」和「（驅動）電機」（後統稱為「電機」）三大部件『串』在一條動力傳輸路徑上，也就是千軍萬馬過一根傳動的『獨木橋』。

串聯式混合動力結構示意圖

「串聯式」基本的工作原理是：「發動機」帶動「發電機」（通常為「P1電機」）發電，其電能通過「控制器」（或稱「逆變器」）直接輸送到「電機」，由「電機」産生驅動力矩，驅動汽車。故此，「串聯式」最大的特點就是「發動機」在任何情況下都不參與驅動汽車的工作，「電機」的功率一般要大于「發動機」的功率。

第二代日産e-POWER混動系統示意圖

此外，「電池」在整套系統中起到的是平衡「發電機」「輸出功率」和「電機」「輸入功率」的作用。我們以「日産e-POWER混動系統」為例：

1. 當「發電機」的「輸出功率」大于「電機」所需的功率時（如汽車減速滑行、低速行駛或短時停車等工況），「控制器」控制「發電機」向「電池」充電；

2. 當「發電機」的輸出功率低于「電機」所需的功率時（如汽車起步、加速、高速行駛、爬坡等工況），「電池」則向「電機」提供額外的電能。

奧迪A1 e-tron（2010）

由「串聯式」的工作原理，我們不難發現，該結構存在着不少優點：

1.「發動機」不受汽車行駛工況的影響，始終在其最佳的工作區穩定運行，因此可降低油耗；

2.在擁堵路段，汽車在起步和低速時，隻利用「電池」進行功率輸出，純電行駛十分環保。

不過「串聯式」也存在一些缺點，比如必須配備一顆功率較大的「電機」，增加了車身重量。然則……相比結構或技術上的缺點，使得「串聯式」備受質疑原因，卻是一個哲學範疇的『終極問題』：用油發電，再用電驅動汽車，那麼為什麼不直接用油呢？這個問題，此後會詳細讨論。

并聯式混合動力結構：1 1=2

所謂「并聯式混合動力結構」（後簡稱「并聯式」）就好像「并聯電路」中，并列排布的兩顆「小燈泡」，「并聯式」則是将燃油的動力系統與電驅的動力系統整合在一起，使得汽車可由「發動機」和「電機」共同驅動或各自單獨驅動。

并聯式混合動力結構示意圖（P2電機架構為例）

「并聯式」的優點在于：

1.「電機」、「發動機」可共同驅動驅動，理論上可以實現「1 1=2」的效果，理想狀态的下，一顆75kW的「電機」配一顆118kW的「發動機」，那就是193kW的動力總成；

2.在純電模式下，同樣有電動汽車安靜、使用成本低的優點。而在混合動力模式下，有非常好的起步扭矩，加速性能出色；

3.通常并聯的車型，隻是在「變速器」前或後增加了一台「電機」（通常使用「P2電機」，少量使用「P3電機」），在傳統燃油車基礎上改動較小，成本也比較低。

奔馳S500 PHEV

說完優點來說點缺點：

1.油耗相對難控制：「并聯式」在混合動力模式下，「發動機」不能保證一直在最佳轉速下工作，油耗比較高。隻有在堵車時因為可以自帶發動機啟停功能，油耗才會低；

2.饋電能力弱：通常隻有一台「電機」（通常使用「P2電機」，少量使用「P3電機」），而通過前一章的介紹，我們知道這兩種「電機」不能同時發電和驅動「車輪」。所以，「發動機」與「電機」共同驅動「車輪」的工況不能持久。持續加速時，「電池」的能量會很快耗盡，從而轉為『發動機直驅』的模式，于是再度回到了前一點的油耗問題。

混聯式（串并聯）混合動力結構：取長補短

簡單的來說「混聯式（串并聯）混合動力結構」（後簡稱「混聯式」）是「串聯式」與「并聯式」的綜合與互補。

混聯式（串并聯）混合動力結構示意圖

通過上圖，不知道是否聯想到「Px電機架構」章節的中「PxP2電機架構」，沒錯，目前大部分混動汽車其實都會選擇「混聯式」，其結構的控制策略是：

1.在汽車低速行駛時，以「串聯」方式工作，利用「電機」純電驅動；

2.當高速穩定行駛時，則以「并聯」方式工作，「發動機」直接驅動。

上汽EDU混動系統工作原理

現在讓我們換一個角度來看「上汽EDU混動系統」的工作原理，便會發現「P1P2電機架構」（或者說「P2.5電機架構」）将「發動機」、「發電機」（「P1電機」）以及「電機」（「P2電機」）連接在了一起，實現了「串聯」與「并聯」兩種驅動模式，恰恰符合了上面提到的2點策略。

上汽EDU混動系統結構示意圖

而使得「上汽EDU混動系統」實現「混聯」的關鍵部件其實就是兩組「離合器」，通過「離合器」的咬合與分離進行「串聯」與「并聯」的模式切換，具體的工作邏輯前面已經詳細寫過了，此處不再贅述。不過常言道『成也蕭何敗蕭何』，「混聯式」也并非沒有缺點：

上汽EDU混動系統核心組件示意圖

1.結構複雜，組件衆多：如「上汽EDU混動系統」這樣的混動方案，勢必增加了整個動力總成的組件（比如增加為了饋電的「P1電機」），增加了重量。

本田i-MMD混動系統

2.工作邏輯複雜，控制要求高：除了增加組件會造成一定的成本提升，還有一個問題就是控制問題，相比單一的「串聯式」和「并聯式」，包括「本田i-MMD混動系統」和「吉利GHS混動系統」等「混聯式」對系統的匹配和調校要求也就更高都需要長時間的經驗積累，這對每家主機廠都是一種考驗。

小結

按混合動力系統結構形式的分類

從目前的混動汽車銷量上來看「混聯式」的車型偏多，但更多地是由于一些大家熟知的非技術客觀原因，我覺得「串聯」、「并聯」和「混聯」都有其應用的場景和政策背景，正如在我所有後市場的文章中強調的一個觀點：世界上，沒有最好，隻有最适合。

增程式混合動力結構（下期詳解）

本篇是本章的開篇，隻是淺談了三種「混動系統結構形式」，若有不妥之處，歡迎大家留言糾正，若是想探索更多的混動汽車隻是，不妨關注我的專欄。下兩期文章，我們來聊一個比較有争議的概念——『增程』汽車，看看這類混動汽車，到底是純電汽車，還是「串聯式」汽車。若是大家感興趣，請用『增程』二字刷爆評論區吧~~

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