一、 混動汽車為什麼會省油

混動車輛省油的原因主要有2個，一是可以回收車輛減速時的能量，二是能夠通過混動系統調節發動機的運行工況點。傳統燃油汽車是通過變速箱來調節發動機的工況點，如圖1所示，一旦變速箱的速比選定，那麼發動機轉速也就通過變速箱與車速之間建立了固定的關系，能夠調整的隻有油門開度，油門開度又與發動機扭矩有既定的關系，所以傳統車一旦開發完成，其燃油經濟性也就基本鎖定。圖1的橫坐标是發動機轉速，縱坐标是發動機扭矩，圖中的數值220、225、230……代表燃油消耗率（比油耗，單位g/kWh），數值越大越費油。傳統燃油車由于變速箱和發動機特性限制，很難在所有工況都使發動機在經濟區域工作（圖1中的淺藍色區域是該發動機經濟區域）。

圖1 傳統燃油車發動機工作點示意圖

這些年，各個企業在發動機燃油經濟性研發工作上主要有兩個方向，一是使比油耗的數值越來越小，二是使比油耗數值小的區域盡可能大。變速箱在燃油經濟性上的主要方向則是增加檔位和提高傳動效率，通過增加檔位可以使發動機盡可能的工作在高效區内。所以抛開傳動效率不談，CVT可以通過無極變速總是使發動機工作在高效區附近。但CVT能夠很好的調節發動機轉速，但卻很難同時協調好發動機轉扭矩。因為很多時候，車輛并不需要那麼大的驅動力，發動機隻能工作在中低負荷區域（圖2中虛線示意範圍），所以還是很難使發動機所有時刻都工作在經濟區域内。混合動力就是來解決這個問題的。

圖2 傳統燃油車發動機大多工作在中小負荷區域

雙電機混動系統可以通過電機來調節發動機的工作區域。像圖3所示，電機可以像杠杆一樣撬動發動機，把發動機的轉速和扭矩撬動在油耗最低的區域内，這樣一來，發動機絕大多數工況都工作在最省油的區域，混動車輛自然就會省油。

圖3 混合動力系統節油原理

發動機工作在省油的區域對油耗有利，但有時候這些區域所發出的能量會大于驅動車輛所需的能量，所以像低速行駛這樣驅動能量需求小時，發動機多餘的能量就會充進電池，而在急加速或發動機停機時，電池再把能量放出來。由于需要使發動機盡可能工作在最佳油耗區，而這一區域的發動機轉速和扭矩又不算小，所以很多混動車輛在低速或靜止時，能明顯感受到發動機工作噪音比較大，且聲音沉悶。這就導緻一些混動車輛不得不因為NVH問題，在低車速時犧牲油耗來滿足駕乘感受。

二、 本田混動技術分析

很多人把本田的混動變速箱稱之為ECVT，但本田的混動變速箱并不是ECVT，而是一種串并聯架構，本田混動變速箱隻有一個檔位，這個檔位所能改變的就是串聯或是并聯，并不能改變速比，所以它并不能像豐田ECVT那樣改變速比。進入并聯工況後，發動機和變速箱之間隻有固定的一個速比；進入串聯工況後，發動機負責發電，驅動電機負責驅動，兩者之間沒有機械連接，此時和增程式差不多。

表1 本田混動系統中小符合下串聯/并聯切換車速

串聯模式下，發動機帶動發電機進行發電，這時其機械架構和增程式一樣，所以本田混動在城市道路下，可以理解為一台不用插電充電的增程式。并聯模式下，變速箱内的離合器閉合，發動機和車輪有了機械連接，此時發動機可以直接驅動車輛。在70~130km/h之間閉合這個離合器，是因為這時可以通過固定的速比使發動機工作在經濟轉速範圍内，但發動機轉速調節好了，還得調節發動機的扭矩工作範圍，所以進入并聯直驅工況後，驅動電機還需要發揮效力，通過調節驅動電機的扭矩大小來使發動機工作在經濟區域内。發動機驅動力不足時驅動電機補充，發動機驅動力過大時驅動電機吸收能量發電，使多餘的能量存進電池。此時，原先在串聯模式下用來發電的發電機完全退出工作（0扭矩輸出），隻有發動機和驅動電機配合工作。由于在130km/h以上，發動機驅動力不足，變速箱隻有一個檔，也沒辦法降檔，發動機功率不足，所以當車速較高時，會分開離合器，再進入串聯模式，發動機提高轉速專心發電，驅動車輛的任務再次完全交給驅動電機來完成。另外在70~130km/h時，車輛大多會采用并聯模式，發動機直驅。但如果在進入并聯直驅後，駕駛員踩大油門急加速，這時由于當前速比下發動機功率不足，會在這時退出直驅，再次進入串聯模式，發動機去往高轉速進行高功率發電，驅動車輛任務交由驅動電機負責。本田混動還有一個特點，如圖4所示，在70km/h以下時，雖然處于串聯模式，但發動機轉速是随着油門開度動态變化的。這在傳統燃油車上很好理解，在混動車上可以理解為功率跟随，但在實際量産的車上想做到這樣功率跟随的效果是很難的。發動機轉速動态的跟随變化很有可能會使發動機脫離經濟轉速，進而影響燃油經濟性。那麼這麼做的原因大概有兩種，一是考慮NVH的駕駛感受這樣做，還有一種可能就是發動機的經濟區域非常大。

圖4 本田混動低車速工作狀态

從網上流傳的本田發動機萬有特性曲線來看（圖5），雅閣發動機的經濟轉速範圍确實覆蓋比較大，1400~3000rpm範圍都能獲得210g/kWh的油耗，220g/kWh範圍更大。這樣的發動機性能，也就使得本田在選擇發動機工作轉速時，可以更加從容。

圖5 網上流傳的本田發動機萬有特性曲線

制約混動系統是否省油的因素很多，主要是發動機比油耗、電機電控效率、變速箱效率。電機電控和變速箱效率對油耗的貢獻率随着這幾年的發展，越來越趨近于極限了。反倒是發動機，冷卻EGR和高滾流比降油耗方面，也許還可以繼續深挖一下。

來源： 動力哥 汽車動力總成

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