引子
作為《混動(dòng)汽車百科》專欄的第二篇匯總篇，我們以「比亞迪DM-p混動(dòng)系統(tǒng)」為引子，因?yàn)檫@套系統(tǒng)就非常有意思，擁有『雙擎四驅(qū)』和『三擎四驅(qū)』兩種架構(gòu)模式，比如：
『雙擎四驅(qū)』架構(gòu)模式
『雙擎四驅(qū)』架構(gòu)模式：也就是在「發(fā)動(dòng)機(jī)」前端有一個(gè)功率可達(dá)25kW（峰值扭矩60N·m）的「P0電機(jī)」（BSG電機(jī)），在「后橋」則有一個(gè)功率可達(dá)180kW（峰值扭矩330N·m）的「P4電機(jī)」。此時(shí)，「發(fā)動(dòng)機(jī)」與「P4電機(jī)」可同時(shí)驅(qū)動(dòng)車輪，也就是所謂的『雙擎四驅(qū)』模式。
『三擎四驅(qū)』架構(gòu)模式
『三擎四驅(qū)』架構(gòu)模式：即是在『雙擎四驅(qū)』模式下，在「變速器」（雙離合變速器）后端配上了一個(gè)功率可達(dá)110kW（峰值扭矩250N·m）的「P3電機(jī)」，當(dāng)『三擎』（「發(fā)動(dòng)機(jī)」+「P3電機(jī)」+「P4電機(jī)」）共同工作時(shí)，理論最大功率可媲美一臺(tái)V8的大引擎。
Px電機(jī)架構(gòu)示意圖（動(dòng)圖）
我們會(huì)驚訝地發(fā)現(xiàn)，一輛搭載「比亞迪DM-p混動(dòng)系統(tǒng)」的車，在『三擎四驅(qū)』架構(gòu)模式下，竟然搭載3個(gè)「電機(jī)」1個(gè)「發(fā)動(dòng)機(jī)」，而每個(gè)「電機(jī)」由于所在位置的不同擁有著自己的代號(hào)——這就是本章節(jié)將要展開詳解的「Px電機(jī)架構(gòu)」，而其中的『P』即是『位置』（Position）的意思。
不同位置電機(jī)的簡(jiǎn)介
廢話不多說(shuō)，我們就詳解「Px電機(jī)架構(gòu)」的內(nèi)容。
本文目錄
本文篇幅約1.5萬(wàn)字，近100張圖片，為方便閱讀，可根據(jù)一下目錄進(jìn)行檢索：
「P0電機(jī)」：強(qiáng)大的起動(dòng)電機(jī)
「P1電機(jī)」：與發(fā)動(dòng)機(jī)固定連接
「P3電機(jī)」：深耕于『基層』的好員工
「P2.5電機(jī)」：將「電機(jī)」融入「變速器」
「P4電機(jī)」：純電驅(qū)動(dòng)的『打工人』
「P0電機(jī)」：強(qiáng)大的起動(dòng)電機(jī)
傳統(tǒng)汽車的啟動(dòng)系統(tǒng)
對(duì)于傳統(tǒng)汽車而言，當(dāng)「發(fā)動(dòng)機(jī)」運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，「?jìng)鲃?dòng)（皮）帶」帶動(dòng)「發(fā)電機(jī)」發(fā)電，發(fā)出來(lái)的電，部分直接帶動(dòng)車內(nèi)的電氣設(shè)備，比如空調(diào)的壓縮機(jī)等，多余的電則為「蓄電池」充電。但對(duì)于混動(dòng)汽車而言，我們希望這個(gè)「發(fā)電機(jī)」能起到更大的作用。
P0電機(jī)（BSG電機(jī)）示意圖
所以，在P0這個(gè)位置工程師們?cè)O(shè)計(jì)了電壓與功率更大的「BSG電機(jī)」（Belt-driven Starter/Generator，帶傳動(dòng)起動(dòng)/發(fā)電一體化電機(jī)），旨在使其兼具發(fā)電和主動(dòng)調(diào)節(jié)「發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速」等作用，舉幾種工況：
l 發(fā)電時(shí)，「發(fā)動(dòng)機(jī)」帶動(dòng)「BSG電機(jī)」發(fā)電，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，發(fā)出來(lái)的電能通過(guò)「電機(jī)控制器」，把電能分配給「驅(qū)動(dòng)電機(jī)」及「高壓用電器件」；
l 在等紅綠燈「發(fā)動(dòng)機(jī)」停機(jī)時(shí)，「BSG電機(jī)」帶動(dòng)「空調(diào)」的「機(jī)械壓縮機(jī)」運(yùn)轉(zhuǎn)；
l 驅(qū)動(dòng)時(shí)，通過(guò)「?jìng)鲃?dòng)（皮）帶」把「BSG電機(jī)」的電能轉(zhuǎn)化為「發(fā)動(dòng)機(jī)」的機(jī)械能，調(diào)節(jié)「發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速」。
奔馳A級(jí)和B級(jí)上的P0電機(jī)
但目前大部分的「BSG電機(jī)」仍然通過(guò)「?jìng)鲃?dòng)（皮）帶」傳動(dòng)，容易出現(xiàn)打滑失效的情況，即使有「張緊器」，其傳動(dòng)效率仍然有限，不支持其進(jìn)行更大強(qiáng)度的動(dòng)力輸出，無(wú)論是給「發(fā)動(dòng)機(jī)」加力還是回收動(dòng)能的功率都有限。
因此，「P0電機(jī)」一般只應(yīng)用于「自動(dòng)啟?！挂约?2 ~25 V的「微混合動(dòng)力系統(tǒng)」和48V的「輕混合動(dòng)力系統(tǒng)」，通常還是用于發(fā)動(dòng)機(jī)怠速停機(jī)、停機(jī)后的快速起動(dòng)、制動(dòng)時(shí)能量的回收。以奔馳A級(jí)和B級(jí)車上使用的「P0電機(jī)」為例，其采用的「BSG電機(jī)」配合擁有更強(qiáng)調(diào)節(jié)張緊能力的「液壓傳動(dòng)帶張緊器」，在啟動(dòng)「發(fā)動(dòng)機(jī)」和進(jìn)行能量回收時(shí)，實(shí)現(xiàn)更高的傳動(dòng)效率。
來(lái)自某車企BSG電機(jī)的宣傳資料
當(dāng)然，對(duì)于「P0電機(jī)」的優(yōu)化并沒(méi)有停止，正如上圖某車企「BSG電機(jī)」的宣傳資料所展示的，「BSG電機(jī)」的玩法還有很多，若將「BSG電機(jī)」置于「發(fā)動(dòng)機(jī)」的前段進(jìn)行硬性連接，或許能將效率進(jìn)一步提升，但是否有這樣的必要，仍然存疑。說(shuō)到『剛性連接』，不妨來(lái)看看剛性連接的「P1電機(jī)」。
「P1電機(jī)」：與發(fā)動(dòng)機(jī)固定連接
P1電機(jī)（ISG電機(jī)）示意圖
「P1電機(jī)」又稱「ISG電機(jī)」（Integrated Starter and Generator 盤式一體化起動(dòng)/發(fā)動(dòng)一體化電機(jī)）位于「發(fā)動(dòng)機(jī)」后、「離合器」前的位置，通常被固連在了「發(fā)動(dòng)機(jī)」上，從而取代了傳統(tǒng)汽車的「飛輪」，當(dāng)然也有例外。
傳統(tǒng)汽車上的曲軸飛輪組，加入P1電機(jī)
由于「P1電機(jī)」與「發(fā)動(dòng)機(jī)」采用剛性連接，通常直接套在「發(fā)動(dòng)機(jī)」的「曲軸」上，「曲軸」充當(dāng)了「P1電機(jī)」的「轉(zhuǎn)子」，只要「發(fā)動(dòng)機(jī)」在運(yùn)轉(zhuǎn)，「P1電機(jī)」就跟著旋轉(zhuǎn)。因此：
在駕駛?cè)瞬认录铀偬ぐ搴?，控制單元?huì)控制「ISG電機(jī)」加速轉(zhuǎn)動(dòng)，與「發(fā)動(dòng)機(jī)」一起做功，確保動(dòng)力的輸出，同時(shí)降低了「發(fā)動(dòng)機(jī)」的能耗，達(dá)到省油的目的；
在不同程度的制動(dòng)過(guò)程中，「ISG 電機(jī)」不再?gòu)摹感铍姵亍怪兴魅‰娔?，從而跟隨「發(fā)動(dòng)機(jī)」中的「曲軸」空轉(zhuǎn)，給「曲軸」帶來(lái)負(fù)擔(dān)，降低轉(zhuǎn)速，可謂是在給「發(fā)動(dòng)機(jī)」制動(dòng)，同時(shí)在慣性的作用下可以發(fā)電，逆向?yàn)椤感铍姵亍钩潆?，?shí)現(xiàn)動(dòng)能回收；
采用機(jī)械連接的「P1電機(jī)」布局的傳動(dòng)效率要比「P0電機(jī)」布局的混動(dòng)程度更高，因此除了自動(dòng)起停、「微混合動(dòng)力系統(tǒng)」和「輕混合動(dòng)力系統(tǒng)」外，還可以應(yīng)用在100 V~160 V電壓的「中混合動(dòng)力系統(tǒng)」中。
搭載第一代本田IMA混動(dòng)系統(tǒng)的思域Hybrid（2003）
與「發(fā)動(dòng)機(jī)」剛性連接的「P1電機(jī)」看似比起「P0電機(jī)」效率更高，但兩者都有著一些共同的結(jié)構(gòu)弱點(diǎn)，比如：
無(wú)論是「P0電機(jī)」還是「P1電機(jī)」都存在一個(gè)結(jié)構(gòu)上缺點(diǎn)，因?yàn)橹灰鸽姍C(jī)」旋轉(zhuǎn)，「發(fā)動(dòng)機(jī)」中的「曲軸」就必須旋轉(zhuǎn)，無(wú)法單獨(dú)運(yùn)行，故此「P0電機(jī)」和「P1電機(jī)」都無(wú)法單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車輛；
在動(dòng)能回收和滑行模式下，「P0電機(jī)」「P1電機(jī)」也因?yàn)楸仨殠?dòng)「曲軸」空轉(zhuǎn)，其中浪費(fèi)的部分動(dòng)能以及增加噪音和振動(dòng)，使得因此「P0電機(jī)」和「P1電機(jī)」都不適合「電機(jī)」、「電池」更大的強(qiáng)混系統(tǒng)。
奔馳S400 BlueHYBRID（2010）的P1電機(jī)
好在「P1電機(jī)」的結(jié)構(gòu)可靠性較高且成本較低，所以，十分適合運(yùn)營(yíng)類車輛使用，比如國(guó)內(nèi)的不少公交車便喜歡采用「P1電機(jī)」。此外，早期的本田和奔馳也采用過(guò)這種架構(gòu)。比如和搭載第一代「本田IMA混動(dòng)系統(tǒng)」（Integrated Motor Assist 綜合電機(jī)輔助并聯(lián)混動(dòng)架構(gòu)）的「本田思域Hybrid」、「本田Insight」、七代「本田雅閣混動(dòng)」、「本田CR-Z」等，又比如「奔馳S400 Blue HYBRID」等。
「P2電機(jī)」：變化多端架構(gòu)形式
通常情況下，「P2電機(jī)」的位置被定義在「變速器」與「發(fā)動(dòng)機(jī)」之間，且位于「離合器」后，這個(gè)位置有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
P2電機(jī)示意圖
不被整合在「發(fā)動(dòng)機(jī)」的外殼中：由于「P2電機(jī)」和「發(fā)動(dòng)機(jī)」之間有「離合器」，故此，「P2電機(jī)」可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)「車輪」，實(shí)現(xiàn)純電行駛模式。此外，在動(dòng)能回收時(shí)也可以切斷與「發(fā)動(dòng)機(jī)」的連接，這是與「P1電機(jī)」顯而易見(jiàn)的區(qū)別；
情況1：P2電機(jī)直接套在變速器輸入軸上 （正面）
情況2：P2電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)帶或齒輪傳動(dòng)與變速器輸入軸連接（正面）
情況3：P2電機(jī)連接減速齒輪，配合P1電機(jī)（簡(jiǎn)圖）
基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、布置形式靈活：「P2電機(jī)」不僅可以直接套在「變速器」的「輸入軸」上，也可以通過(guò)「?jìng)鲃?dòng)帶」或「?jìng)鲃?dòng)齒輪」與「變速器」的「輸入軸」連接，甚至可以使用「減速齒輪」進(jìn)行鏈接（見(jiàn)上圖）。
情況1：P2電機(jī)直接套在變速器輸入軸上（俯視）
我們以『「P2電機(jī)」直接套在「變速器」的「輸入軸」上』為舉例，最常見(jiàn)的就是我們此前文章中提到的大眾集團(tuán)的『「P2電機(jī)」+「雙離合變速器」』方案，代表車型為「奧迪Q5 Hybrid」、「奧迪A3 Sportback e-tron」和「大眾途銳Hybrid」等。
奧迪A3 Sportback e-tron（2017），德味十足的P2電機(jī)架構(gòu)
比如「奧迪A3 Sportback e-tron」的「P2電機(jī)架構(gòu)」，德味十足，將一顆峰值功率75kW（峰值扭矩330N·m）的「P2電機(jī)」套在了6速的「e-S troinc變速器」輸入軸上，通過(guò)「雙離合器」分配動(dòng)力，屬于經(jīng)典的『?jiǎn)坞姍C(jī)雙離合派』。其工作原理比較簡(jiǎn)單，大致如下：
當(dāng)你開啟汽車，「電池」與「高壓系統(tǒng)」就已經(jīng)準(zhǔn)備好喚醒「P2電機(jī)」，時(shí)刻準(zhǔn)備向它供電。
起步后，「電池」為「P2電機(jī)」供電，「P2電機(jī)」帶動(dòng)「變速器」中的「齒輪」轉(zhuǎn)動(dòng)輸出動(dòng)力，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)最終帶動(dòng)「車輪」。
當(dāng)需要大扭矩或是急加速時(shí)，「發(fā)動(dòng)機(jī)」強(qiáng)勢(shì)介入，此時(shí)「離合器」中的「離合片」相互耦合，「發(fā)動(dòng)機(jī)」與「P2電機(jī)」串聯(lián)在一起，共同輸出動(dòng)力，同時(shí)「電池」也為「P2電機(jī)」，釋放整套動(dòng)力總成所有動(dòng)力。
在滑行時(shí)，或是踩下剎車后，動(dòng)能回收系統(tǒng)便開始發(fā)揮作用，「離合器」松開，斷開「發(fā)動(dòng)機(jī)」的連接，「車輪」反向帶動(dòng)「P2電機(jī)」發(fā)電，為「電池」充電。
奧迪「P2電機(jī)架構(gòu)」原理（動(dòng)圖）
這套『?jiǎn)坞姍C(jī)雙離合』方案的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，相比傳統(tǒng)燃油汽車結(jié)構(gòu)調(diào)整較少，但是這種『獨(dú)苗』的「單電機(jī)」架構(gòu)有一個(gè)小小的缺點(diǎn)——保電（或叫饋電）能力較弱，因?yàn)椤窹2電機(jī)」長(zhǎng)時(shí)間用于驅(qū)動(dòng)車輛，其發(fā)電效率自然要下降一些。
『充電小能手』——「P0電機(jī)」已有些按捺不住了
所以，總有一個(gè)嗷嗷待哺「電池」在系統(tǒng)中呼喚「發(fā)動(dòng)機(jī)」和「P2電機(jī)」，特別在饋電時(shí)和堵車工況下，「發(fā)動(dòng)機(jī)」在驅(qū)動(dòng)和帶動(dòng)「P2電機(jī)」發(fā)電兩種模式下來(lái)回切換，用過(guò)平順性及「NVH」（Noise、Vibration、Harshness噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度）都會(huì)有一定的影響。有缺點(diǎn)？于是乎，各種「P2電機(jī)」的變種架構(gòu)孕育而生。
「P0P2電機(jī)架構(gòu)」
九代索納塔混動(dòng)版（2016）搭載的TMED混合動(dòng)力系統(tǒng)
我們知道「P0電機(jī)」最大的作用之一便是用于為「動(dòng)力電池」充電，故此，在P0位置安排上一個(gè)中高壓的「P0電機(jī)」便可有效的解決「單電機(jī)」饋電能力弱的結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)。而讓我印象比較深刻的「P0P2電機(jī)架構(gòu)」的車型是九代索納塔混動(dòng)版，其搭載的是現(xiàn)代汽車的「TMED混合動(dòng)力系統(tǒng)」（Transmission-Mounted Electrical Device）。
TMED混合動(dòng)力系統(tǒng)工作原理
該「P0P2電機(jī)架構(gòu)」由一顆Nu 2.0 GDi「發(fā)動(dòng)機(jī)」、一枚「P0電機(jī)」（此處又稱「HSG電機(jī)」Hybrid Starter Generator啟動(dòng)/發(fā)電一體式電機(jī)）、一臺(tái)永磁交流「P2電機(jī)」（此處又稱「TM電機(jī)」即Traction Motor 驅(qū)動(dòng)電機(jī)）以及傳統(tǒng)的6擋手自一體「變速器」組成?？蓪?shí)現(xiàn)純電驅(qū)動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)、混動(dòng)驅(qū)動(dòng)多種模式。
「P1P2電機(jī)架構(gòu)」
『雙電機(jī)雙離合』方案（P1P2電機(jī)架構(gòu)），同樣是P2電機(jī)架構(gòu)
如果嫌「P0電機(jī)」傳動(dòng)效率低，那可以換成與「發(fā)動(dòng)機(jī)」剛性連接的「P1電機(jī)」（ISG電機(jī)）組成『加強(qiáng)版雙雙組合』（即「P1P2電機(jī)架構(gòu)」、雙電機(jī)雙離合），其架構(gòu)特點(diǎn)是：
「C1離合器」常態(tài)為分離，而「C2離合器」常態(tài)為咬合。這就意味著「P2電機(jī)」長(zhǎng)期處于工作狀態(tài)，故此，這套「P1P2電機(jī)架構(gòu)」也是傾向于電力驅(qū)動(dòng)的；
當(dāng)「C1離合器」分離時(shí)，就意味著「發(fā)動(dòng)機(jī)」不參與驅(qū)動(dòng)汽車，而是帶動(dòng)「P1電機(jī)」（ISG電機(jī)）發(fā)電，「電池」表示十分滿意。此時(shí)，「P2電機(jī)」直接驅(qū)動(dòng)「車輪」；
「C2離合器」長(zhǎng)期處于咬合狀態(tài)，若「C1離合器」同樣處于咬合狀態(tài)，那么「P2電機(jī)」（TM電機(jī)）將與「發(fā)動(dòng)機(jī)」共同驅(qū)動(dòng)「車輪」。
上汽EDU混動(dòng)系統(tǒng)爆炸圖
這套「P1P2電機(jī)架構(gòu)」的代表就是第二代「上汽EDU混動(dòng)系統(tǒng)」，其搭載在榮威550混動(dòng)車型上，隨著「上汽EDU混動(dòng)系統(tǒng)」不斷優(yōu)化，現(xiàn)在已經(jīng)有越來(lái)越多的上汽旗下的車型在用這套系統(tǒng)。比如榮威eRX5、榮威ei6、名爵6混動(dòng)版等。最后，匯總了一張工作原理表，希望能幫助大家去理解「上汽EDU混動(dòng)系統(tǒng)」。
上汽EDU混動(dòng)系統(tǒng)工作原理
「PxP2電機(jī)架構(gòu)」外的可能性
看到這里大家會(huì)發(fā)現(xiàn)，上文僅從「P2電機(jī)」一個(gè)小小的『保電能力弱』問(wèn)題切入，展開討論了其中的一種解決方案——再增加1個(gè)強(qiáng)力的「發(fā)電機(jī)」（P0或P1電機(jī)），由此衍生出變種的「PxP2電機(jī)架構(gòu)」。其實(shí)，解決『保電能力弱』的方法還有很多種，比如：
寶馬530e iPerformance（2018）采用2.0T雙渦管發(fā)動(dòng)機(jī)，大力！
使用高功率的「發(fā)動(dòng)機(jī)」：大力出奇跡，高功率「發(fā)動(dòng)機(jī)」可使「P2電機(jī)」在單位時(shí)間內(nèi)多發(fā)一點(diǎn)電，只是「電池」?jié)M足了，「油箱」又不樂(lè)意了，有違了混動(dòng)『省油』的初衷……
增加「P2電機(jī)」發(fā)電的時(shí)長(zhǎng)：延長(zhǎng)「發(fā)動(dòng)機(jī)」串聯(lián)驅(qū)動(dòng)汽車的時(shí)長(zhǎng)，從而讓「發(fā)動(dòng)機(jī)」大哥多帶帶「P2電機(jī)」這個(gè)小弟，不過(guò)好像又違背了『「P2電機(jī)」為驅(qū)動(dòng)汽車』的設(shè)計(jì)初衷……
貌似我提了一些自相矛盾的建議，但聰明的讀者已經(jīng)明白了我的意思：
最后，我們?cè)偬嵋粋€(gè)衍生問(wèn)題，由于「P2電機(jī)架構(gòu)」是在「發(fā)動(dòng)機(jī)」和「變速器」中間硬生生地加入了「離合器」和「電機(jī)」，這樣就增加整套動(dòng)力總成的軸向尺寸。為了解決這個(gè)硬件問(wèn)題，混動(dòng)工程師們又掉了大把頭發(fā)，想出了幾套解決方法：
一體化設(shè)計(jì)的P2電機(jī)架構(gòu)
減少「發(fā)動(dòng)機(jī)」的「氣缸」：六缸變四缸、四缸變?nèi)住⑷鬃儭?/p>
架構(gòu)調(diào)整布局：將增加的「離合器」和「電機(jī)」等部件進(jìn)行橫向或縱向的布局調(diào)整；
一體化設(shè)計(jì)：比如將「P2電機(jī)」的殼體進(jìn)行優(yōu)化整合；或?qū)ⅰ鸽x合器」整合入「P2電機(jī)」內(nèi)部等（如上圖），將「離合器」集成至「P2電機(jī)」的「定子」中，采用了「電動(dòng)中心式執(zhí)行」機(jī)構(gòu)（ECA），在減少執(zhí)行機(jī)構(gòu)體積的同時(shí)，提高了「離合器」的控制精度。
豐田THS混動(dòng)系統(tǒng)正在路上
但！若是我們將「P2電機(jī)」進(jìn)一步往后端的「變速器」整合，又會(huì)怎么樣呢？先讓我來(lái)看「P3電機(jī)」，然后我們?cè)賮?lái)解釋。
「P3電機(jī)」：深耕于『基層』的好員工
「P3電機(jī)」通常被安置在「變速器」的末端，與「變速器」的「輸出軸」耦合，一般采用「齒輪」或「鏈條」傳動(dòng)。其工作模式如上圖所示：「發(fā)動(dòng)機(jī)」→「離合器」→「變速器」→「P3電機(jī)」→「減速器」→「車輪」。故此，「P3電機(jī)」具備以下一些特點(diǎn)：
P3電機(jī)示意圖
純電傳動(dòng)更為直接：「P3電機(jī)」通常與「車軸」相接，故此，在純電驅(qū)動(dòng)的工況下，能更高效地將動(dòng)力輸出到「車輪」上，可謂是『深耕于「基層」的好員工』；
動(dòng)能回收能力更強(qiáng)：與上一條原理相似，在車輛滑行或制動(dòng)時(shí)，「車輪」產(chǎn)生的摩擦力可以更直接地反饋給「P3電機(jī)」，恰好印證了『近水樓臺(tái)先得月』的古話；
P0P3電機(jī)架構(gòu)的結(jié)構(gòu)俯視圖（比亞迪DM-p的雙擎兩驅(qū)模式）
無(wú)法起動(dòng)「發(fā)動(dòng)機(jī)」：由于「P3電機(jī)」距離「發(fā)動(dòng)機(jī)」隔著「離合器」和「變速器」，所以無(wú)法起動(dòng)「發(fā)動(dòng)機(jī)」，故此，我們很少能看到只搭載「P3電機(jī)」的混動(dòng)架構(gòu)，一般會(huì)配上強(qiáng)力的「發(fā)電機(jī)」（「P0電機(jī)」或「P1電機(jī)」），以滿足「發(fā)動(dòng)機(jī)」自動(dòng)起停的需要；
與「變速器」關(guān)系微妙：由于「P3電機(jī)」在「變速器」后，所以在純電驅(qū)動(dòng)工況下，則需要拖動(dòng)前端的「變速器」，就某種程度而言，此時(shí)的「變速器」成為了「P3電機(jī)」的累贅。此外，「P3電機(jī)」也會(huì)占用額外的空間，這讓「前置前驅(qū)」的傳統(tǒng)汽車原本就捉襟見(jiàn)肘的「發(fā)動(dòng)機(jī)艙」空間更加焦慮，于是工程師們開始重新考慮是不是要?jiǎng)右幌聜鹘y(tǒng)的「變速器」！
『混動(dòng)變速器』：混合動(dòng)力的真正開始
由齒輪組和離合器組構(gòu)成的機(jī)械變速器略顯笨重
在此前我撰寫的「電機(jī)」的科普文章中，提到其有一個(gè)特性：「電機(jī)」可以用于調(diào)速——主要依靠「電控」機(jī)構(gòu)進(jìn)行「變頻」或調(diào)節(jié)電壓的大小來(lái)控制「電機(jī)」的轉(zhuǎn)速。故此，純電汽車一般都不會(huì)使用傳統(tǒng)燃油汽車上那套笨重的「變速器」。
「混動(dòng)雙離合」：多軸雙電機(jī)的簡(jiǎn)約而不簡(jiǎn)單
多軸雙電機(jī)的混動(dòng)變速器（手繪）
當(dāng)工程師去除了傳統(tǒng)「變速器」的大部分「變速齒輪」后，只留下少數(shù)「變速齒輪」（通常用于起步時(shí)擴(kuò)大扭矩，又被稱為「減速齒輪」——降低轉(zhuǎn)速，增加扭矩）和「?jìng)鲃?dòng)齒輪」（通常用于傳輸動(dòng)力）后，他們?cè)O(shè)計(jì)出了一種主要由多根「?jìng)鲃?dòng)軸」、「離合器」、「發(fā)電機(jī)」和「驅(qū)動(dòng)電機(jī)」組成的『混動(dòng)變速器』（如上圖）。
多軸雙電機(jī)的混動(dòng)變速器示意圖
若仔細(xì)觀察這種結(jié)構(gòu)，便會(huì)發(fā)現(xiàn)「發(fā)電機(jī)」位于「發(fā)動(dòng)機(jī)」后「離合器」前，且通過(guò)「?jìng)鲃?dòng)齒輪」與「發(fā)動(dòng)機(jī)」剛性連接，符合「P1電機(jī)」的定義；「驅(qū)動(dòng)電機(jī)」位于「離合器」后，且與「車軸」相連，更符合「P3電機(jī)」的定義。故此，我們將這套『混動(dòng)變速器』歸納為一種「P1P3電機(jī)架構(gòu)」。
多軸雙電機(jī)的混動(dòng)變速器的工作原理（動(dòng)圖）
再讓我們看看這套「P1P3電機(jī)架構(gòu)」的工作原來(lái)是怎么樣的？請(qǐng)大家注意以下圖片中顏色的對(duì)應(yīng)關(guān)系：藍(lán)色表示純電驅(qū)動(dòng)動(dòng)力的流向；紅色表示「發(fā)動(dòng)機(jī)」提供動(dòng)力的流向；紫色表示動(dòng)力混合輸出動(dòng)力的流向；綠色表示動(dòng)能回收的流向；橘紅色表示充電的流向；灰色表示不參與輸出工作狀態(tài)。
純電模式：此模式的工作原理很簡(jiǎn)單，「電池」給「P3電機(jī)」供電，「P3電機(jī)」單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車輛行駛，「發(fā)動(dòng)機(jī)」、「P1電機(jī)」不工作，「離合器」處于斷開狀態(tài)；
「發(fā)動(dòng)機(jī)」直驅(qū)模式：當(dāng)「發(fā)動(dòng)機(jī)」處于高效運(yùn)轉(zhuǎn)的工況下，「離合器」耦合使得「發(fā)動(dòng)機(jī)」可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)汽車行駛。這種情況很少，因?yàn)槿鄙倭藗鹘y(tǒng)的「變速器」，「發(fā)動(dòng)機(jī)」很難達(dá)到高效區(qū)間；
混動(dòng)串聯(lián)模式（增程模式）：「發(fā)動(dòng)機(jī)」-「P1電機(jī)」-「P3電機(jī)」被串聯(lián)在一起，故此，其工作邏輯是：「發(fā)動(dòng)機(jī)」帶動(dòng)「P1電機(jī)」發(fā)電，「P1電機(jī)」產(chǎn)生的電能主要輸送給「P3電機(jī)」，只有「P3電機(jī)」驅(qū)動(dòng)車輛。此時(shí)的「發(fā)動(dòng)機(jī)」也被稱為「增程器」；
混動(dòng)并聯(lián)模式：此時(shí)「P3電機(jī)」與「發(fā)動(dòng)機(jī)」雙管齊下，激情發(fā)力，共同驅(qū)動(dòng)汽車；
動(dòng)能回收模式：在滑行或制動(dòng)時(shí)，「車輪」帶動(dòng)「P3電機(jī)」為「電池」充電，相比「P1電機(jī)」和「P2電機(jī)」，「P3電機(jī)」在動(dòng)能回收這項(xiàng)目上有優(yōu)勢(shì)。
P1P3的電動(dòng)架構(gòu)在各種工況下，各個(gè)部件的工作狀態(tài)（點(diǎn)擊放大）
5種連接模式會(huì)在不同的工況下被觸發(fā)，而各個(gè)部件也處于不同的工作狀態(tài)（如上表格所示）從中我們可以看出這樣幾個(gè)特點(diǎn)：
「P3電機(jī)」很忙：不是在單獨(dú)驅(qū)動(dòng)汽車，就是在聯(lián)合驅(qū)動(dòng)汽車，基本沒(méi)閑著；
「P1電機(jī)」很『混動(dòng)』：當(dāng)系統(tǒng)處于『混合驅(qū)動(dòng)』的工況是，「P1電機(jī)」全程發(fā)電，保障「P3電機(jī)」擁有足夠的電量。
本田i-MMD混動(dòng)系統(tǒng)（本田CR-V Hybrid 2020）
看到這里，我相信對(duì)混動(dòng)技術(shù)有所了解的朋友，已經(jīng)認(rèn)出了這套簡(jiǎn)約而不簡(jiǎn)單的『混動(dòng)變速器』——「本田i-MMD混動(dòng)系統(tǒng)」（Intelligent Multi Mode Drive）。不過(guò)，限于篇幅，今天就不展開聊它的前世今生，我們會(huì)在此后的混動(dòng)汽車品牌系列中展開詳解。
「行星齒輪組」：一套結(jié)構(gòu)能玩幾十年
如果說(shuō)「本田i-MMD混動(dòng)系統(tǒng)」已經(jīng)讓人感受到了簡(jiǎn)約而不簡(jiǎn)單，那么靠著「E-CVT變速器」在混動(dòng)汽車領(lǐng)域混的風(fēng)生水起的「豐田THS混動(dòng)系統(tǒng)」（Toyota Hybrid System），則是將『混動(dòng)變速器』玩出了另一番天地。
豐田普銳斯（2代）E-CVT變速器的基本結(jié)構(gòu)圖
「E-CVT變速器」其官方全稱為「電子控制電磁離合式無(wú)級(jí)變速器」，一般由兩顆「電機(jī)」、一套「行星齒輪組」和一套「離合器」組成。（如上圖所示）
行星齒輪組的連接邏輯
而在「E-CVT變速器」中最核心的部件就是一套「行星齒輪組」，其主要由「行星齒輪」、「太陽(yáng)齒輪」（或稱「太陽(yáng)輪」）、「行星齒輪盤」（或稱「行星架」）和「外齒圈」（或稱「齒圈」）三大旋轉(zhuǎn)部件組成。而這三個(gè)部件分別連接著動(dòng)力的三大部件——「發(fā)動(dòng)機(jī)」和兩個(gè)「電機(jī)」，其連接邏輯如上圖所示。
豐田普銳斯（2代）E-CVT變速器的結(jié)構(gòu)示意圖
而通過(guò)「行星齒輪組」進(jìn)行「動(dòng)力分流」的結(jié)果是：
「發(fā)動(dòng)機(jī)」：其動(dòng)力可以通過(guò)「行星齒輪盤」分配給「車輪」和「P1電機(jī)」等；
「P1電機(jī)」（MG1電機(jī)）：主要用于發(fā)電，其產(chǎn)生的電能可直接提供給「P3電機(jī)」用于驅(qū)動(dòng)「車輪」，或直接為「電池組」進(jìn)行充電，或通過(guò)「太陽(yáng)齒輪」啟動(dòng)「發(fā)動(dòng)機(jī)」等；
「P3電機(jī)」（MG2電機(jī)）：其產(chǎn)生的動(dòng)力可通過(guò)「外齒圈」直接驅(qū)動(dòng)「車輪」或逆向?yàn)椤鸽姵亟M」進(jìn)行充電等。
豐田THS混動(dòng)系統(tǒng)基本工作原理（動(dòng)圖）
通過(guò)9種不同的工況，我們來(lái)看一下「行星齒輪組」是怎么進(jìn)行分流的。大家注意以下圖中的箭頭指向，更容易理解：
【工況1：?jiǎn)?dòng)】當(dāng)汽車得到啟動(dòng)指令后，「電池組」為「P1電機(jī)」供電，啟動(dòng)「發(fā)動(dòng)機(jī)」；
【工況2：怠速】「發(fā)動(dòng)機(jī)」啟動(dòng)后怠速運(yùn)轉(zhuǎn)并帶動(dòng)「行星齒輪盤」正向旋轉(zhuǎn)。由于「車輪」（連接著「外齒圈」）未轉(zhuǎn)動(dòng)，「行星齒輪盤」（連接著「發(fā)動(dòng)機(jī)」）的正向旋轉(zhuǎn)，通過(guò)「行星齒輪」帶動(dòng)「太陽(yáng)齒輪」（連接著「P1電機(jī)」）正向旋轉(zhuǎn)?！窹1電機(jī)」不再接收「電池組」輸電，反而變成「發(fā)電機(jī)」，產(chǎn)生交流電，經(jīng)「PCU」（Power Control Unit 動(dòng)力控制單元）里的「逆變器」和「電壓變換器」將交流電變?yōu)榈蛪骸钢绷麟姟菇o「電池組」充電。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，怠速時(shí)「發(fā)動(dòng)機(jī)」的功率全部用來(lái)為「電池組」充電；
【工況3：起步】當(dāng)汽車起步時(shí)，「電池組」為「P3電機(jī)」供電，「P3電機(jī)」帶動(dòng)「車輪」（連接著外齒圈）開始正向轉(zhuǎn)動(dòng)，車子緩慢前進(jìn)；
【工況4：有大扭矩需求時(shí)】隨著「P3電機(jī)」的轉(zhuǎn)速增加，「P1電機(jī)」的轉(zhuǎn)速也會(huì)急速增加，而當(dāng)「P1電機(jī)」即將達(dá)到上限時(shí)，此刻「發(fā)動(dòng)機(jī)」主動(dòng)介入動(dòng)力輸出。通常情況下，起步時(shí)踩油門的力度越大，「發(fā)動(dòng)機(jī)」介入的時(shí)間就越早；
【工況5：緩行加速】當(dāng)達(dá)到一定速度后，如果繼續(xù)緩慢加速，此時(shí)「P3電機(jī)」繼續(xù)為主要的動(dòng)力來(lái)源，「發(fā)動(dòng)機(jī)」繼續(xù)在低轉(zhuǎn)速區(qū)間運(yùn)作，這與起步階段的動(dòng)力供給情況類似，只是「P3電機(jī)」的工作功率會(huì)更大；
【工況6：急加速】急加速時(shí)，即是「火力全開模式」，「發(fā)動(dòng)機(jī)」的轉(zhuǎn)速提升進(jìn)入高效動(dòng)力輸出模式，帶動(dòng)「P1電機(jī)」加速為「P3電機(jī)」提供更強(qiáng)的電力，同時(shí)「發(fā)動(dòng)機(jī)」通過(guò)「行星齒輪」與「P3電機(jī)」共同輸出動(dòng)力至「外齒圈」，最終共同帶動(dòng)「車輪」高速運(yùn)轉(zhuǎn)；
【工況7：勻速】在高速巡航時(shí)，由于到達(dá)了「發(fā)動(dòng)機(jī)」的高效工作區(qū)域，所以，主要由「發(fā)動(dòng)機(jī)」來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車。此時(shí)，「P3電機(jī)」反轉(zhuǎn)供電給「P1電機(jī)」，再通過(guò)「太陽(yáng)齒輪」反轉(zhuǎn)使得「行星齒輪」的動(dòng)力大部分傳遞到「外齒圈」，共同驅(qū)動(dòng)汽車。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，「P3電機(jī)」帶著「P1電機(jī)」為動(dòng)力輸出添磚加瓦；
【工況8：減速】減速時(shí)，「發(fā)動(dòng)機(jī)」關(guān)閉，「P1電機(jī)」空轉(zhuǎn)，「P3電機(jī)」由「車輪」帶動(dòng)，進(jìn)行動(dòng)能回收；
【工況9：倒車】倒車的原理與剛起步相似，只是「外齒圈」在「離合器」的作用下反轉(zhuǎn)運(yùn)作，「電池組」為「P3電機(jī)」供電，「P3電機(jī)」帶動(dòng)車輪，完成倒車。
豐田單排行星齒輪在不同工況下的工作狀態(tài)
「行星齒輪組」的工作原理略有些復(fù)雜，建議大家將以上的圖表對(duì)應(yīng)著查看，收藏，點(diǎn)贊，一鍵三連……謝謝各位了~~總得來(lái)說(shuō)：「行星齒輪組」絕對(duì)是「豐田THS混動(dòng)系統(tǒng)」的精髓所在。
豐田普銳斯Plug-in Hybrid（2017）搭載二代THS混動(dòng)系統(tǒng)
由于篇幅的限制，本章便不展開談「豐田THS混動(dòng)系統(tǒng)」的前世今生，不過(guò)目前也有被過(guò)度神話的趨勢(shì)，此后，我們會(huì)在混動(dòng)汽車品牌系列中展開單聊。
「P2.5電機(jī)」：讓人犯迷糊，其實(shí)不糾結(jié)
豐田E-CVT結(jié)構(gòu)示意圖（簡(jiǎn)圖）
仔細(xì)的讀者會(huì)發(fā)現(xiàn)，「豐田THS混動(dòng)系統(tǒng)」的結(jié)構(gòu)不該被歸納到「P1P3電機(jī)架構(gòu)」。因?yàn)閺摹窹1電機(jī)」的定義來(lái)看（在「發(fā)動(dòng)機(jī)」后「離合器」前），「E-CVT變速器」中的「MG1電機(jī)」更像是「P2電機(jī)」，但我們從「MG1電機(jī)」的作用來(lái)看，其主要用于發(fā)電，而且不被賦予直接驅(qū)動(dòng)「車輪」的使命，這又符合了「P1電機(jī)」的工作內(nèi)容定義，所以，「E-CVT變速器」可以說(shuō)是一種變異的「P1P3電機(jī)架構(gòu)」，更確切地說(shuō)，它是一種特殊的『混動(dòng)變速器』。
上汽EDU混動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖（簡(jiǎn)圖）
無(wú)獨(dú)有偶，此前我們介紹「P2電機(jī)」時(shí)，曾以「上汽EDU混動(dòng)系統(tǒng)」為例，其「P2電機(jī)」的血統(tǒng)也不是那么的純正。故此，從整體結(jié)構(gòu)來(lái)看，上汽的「EDU混動(dòng)系統(tǒng)」將「P1電機(jī)」、「P2電機(jī)」和傳統(tǒng)「變速器」整合在了一起，從某種意義上講，它也與豐田的「E-CVT變速器」一樣，成了一另種『混動(dòng)變速器』。
P2.5電機(jī)容易讓人犯迷糊
所以，為了將這類『混動(dòng)變速器』納入到「Px電機(jī)架構(gòu)」中，同時(shí)也讓消費(fèi)者更容易理解和記住，「P2.5電機(jī)」（又稱「PS電機(jī)」）的概念就形成了。
「P2.5電機(jī)」：將「電機(jī)」融入「變速器」
無(wú)論是以「上汽EDU混動(dòng)系統(tǒng)」的「P1P2電機(jī)架構(gòu)」，還是「豐田THS混動(dòng)系統(tǒng)」的「P1P3電機(jī)架構(gòu)」，兩種混動(dòng)系統(tǒng)的整合邏輯都是將混動(dòng)部件整合到「變速器」的內(nèi)部，而這種整合便是「P2.5電機(jī)架構(gòu)」的核心邏輯，當(dāng)然做法也略有不同，我將其整合的邏輯按照整合「電機(jī)」的思路，歸納為兩種：
基于P2電機(jī)的整合思路
將「P2電機(jī)」與「雙離合變速器」結(jié)合：代表技術(shù)有「上汽EDU混動(dòng)系統(tǒng)」、「吉利GHS混動(dòng)系統(tǒng)」等;
基于P3電機(jī)的整合思路
2. 將「P3電機(jī)」與「自動(dòng)變速器」結(jié)合：代表技術(shù)有「本田i-MMD混動(dòng)系統(tǒng)」、「豐田THS混動(dòng)系統(tǒng)」等。
基于「P2電機(jī)」的整合思路
相比單純的「P2電機(jī)架構(gòu)」，基于「雙離合變速器」的「P2.5電機(jī)架構(gòu)」能很好地利用「雙離合變速器」可以在2根「輸入軸」之間切換的特點(diǎn)，將「電機(jī)」集成到了其中一根軸（一般是偶數(shù)擋位軸）上。
第一代吉利GHS混動(dòng)系統(tǒng)部件示意圖
我們以第一代「吉利GHS混動(dòng)系統(tǒng)」為例，其主要部件包括「發(fā)動(dòng)機(jī)」和『混動(dòng)變速器』，而這枚『混動(dòng)變速器』則是在一臺(tái)7速的「濕式雙離合變速器」中布置了一臺(tái)「電機(jī)」。
第一代吉利GHS混動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
這枚『混動(dòng)變速器』的有趣之處在于，在保證了「發(fā)動(dòng)機(jī)」能與「變速器」正常耦合的情況下，將「電機(jī)」則直接布置在控制偶數(shù)擋位的「C2離合器」與「變速齒輪」之間。故此，「C1離合器」控制1、3、5、7奇數(shù)擋位，「C2離合器」負(fù)責(zé)控制R、2、4、6偶數(shù)擋位，從而實(shí)現(xiàn)了多種驅(qū)動(dòng)形式。
純電模式：在純電模式下，兩個(gè)「離合器」都斷開，即「發(fā)動(dòng)機(jī)」與「變速器」徹底斷開，「電機(jī)」由「電池」供電，直接通過(guò)「變速器」的偶數(shù)軸輸出到「車輪」上。此時(shí)，整臺(tái)車就成了一臺(tái)搭載了3擋「變速器」的純電動(dòng)車。
串聯(lián)混動(dòng)模式：此時(shí)，「變速器」會(huì)根據(jù)當(dāng)前的動(dòng)力請(qǐng)求和「電池」的電量等條件，自動(dòng)選擇合適的擋位，「電機(jī)」仍是驅(qū)動(dòng)汽車的動(dòng)力源。當(dāng)車速達(dá)到一定區(qū)間時(shí)，「C2離合器」在「行車電腦」的控制下耦合，屆時(shí)「電機(jī)」會(huì)被反拖，進(jìn)行動(dòng)能回收；
串聯(lián)輸出模式：此時(shí)，「發(fā)動(dòng)機(jī)」與「電機(jī)」串聯(lián)共同輸出動(dòng)力，發(fā)揮整套動(dòng)力系統(tǒng)的全部能力，且「電機(jī)」的轉(zhuǎn)速可以不受發(fā)動(dòng)機(jī)限制；
「發(fā)動(dòng)機(jī)」直驅(qū)模式：在高速巡航時(shí)，車輛對(duì)動(dòng)力要求較低，此時(shí)「發(fā)動(dòng)機(jī)」在最高熱效率的區(qū)間運(yùn)行，所以，系統(tǒng)將斷開「C2離合器」，耦合「C1離合器」，讓「發(fā)動(dòng)機(jī)」直接通過(guò)「變速器」來(lái)驅(qū)動(dòng)「車輪」。
第一代吉利GHS混動(dòng)系統(tǒng)混動(dòng)系統(tǒng)基本原理（動(dòng)圖）
第一代「吉利GHS混動(dòng)系統(tǒng)」被運(yùn)用在「博瑞ePro」、「繽越ePro」和「嘉際ePro」等車型上。據(jù)悉，第二代「吉利GHS混動(dòng)系統(tǒng)」將采用經(jīng)過(guò)電氣化改造的「DHE混動(dòng)專用發(fā)動(dòng)機(jī)」（阿特金森循環(huán)）且會(huì)使用「P1電機(jī)」+「P2.5電機(jī)」的「DHT混動(dòng)架構(gòu)」，限于篇幅，我們會(huì)在混動(dòng)汽車品牌系列中展開單聊。
P2.5電機(jī)架構(gòu)優(yōu)點(diǎn)不少
當(dāng)我們將這類「P2.5電機(jī)架構(gòu)」與「P2電機(jī)架構(gòu)」相比時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)：
1. 效率更高：當(dāng)「P2.5電機(jī)架構(gòu)」的2根「輸入軸」都松開時(shí)（相當(dāng)于空擋），「P2.5電機(jī)」可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車輪，還可以在不帶動(dòng)「曲軸」的情況下進(jìn)行動(dòng)能回收。這比需要經(jīng)過(guò)一整個(gè)「變速器」傳動(dòng)的「P2電機(jī)」的效率更高；
2. 保持了優(yōu)勢(shì)：當(dāng)「P2.5電機(jī)」的「輸入軸」與「發(fā)動(dòng)機(jī)」耦合時(shí)，「發(fā)動(dòng)機(jī)」和「P2.5電機(jī)」以相同傳動(dòng)比旋轉(zhuǎn)，這與「P2電機(jī)」工作邏輯相同，繼承了「P2電機(jī)架構(gòu)」的優(yōu)點(diǎn)；
3. 更適合擁堵城市路段：此外，在低速行駛時(shí)可以采用「P2.5電機(jī)」驅(qū)動(dòng)，能很好地彌補(bǔ)「雙離合變速器」在擁堵路況平順性差、磨損大的缺點(diǎn)。
結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，需要經(jīng)驗(yàn)和積累
當(dāng)然，這類「P2.5電機(jī)架構(gòu)」也有兩大缺點(diǎn)：
1. 瞬時(shí)頓挫：當(dāng)「P2.5電機(jī)」在驅(qū)動(dòng)汽車時(shí)，「發(fā)動(dòng)機(jī)」一旦介入并提供動(dòng)力，便會(huì)在「變速器」中觸發(fā)動(dòng)力的耦合，如果匹配程序不夠完善，反而會(huì)產(chǎn)生更大的頓挫感；
2. 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要經(jīng)驗(yàn)積累：相比單一添加「P2電機(jī)」類似給動(dòng)力總成『做加法』的設(shè)計(jì)思路，「P2.5電機(jī)架構(gòu)」的結(jié)構(gòu)復(fù)雜了許多，所以對(duì)系統(tǒng)的匹配和調(diào)校要求也就更高，比如「C1離合器」和「C2離合器」的接合控制、「發(fā)動(dòng)機(jī)」和「P2.5電機(jī)」的動(dòng)力融合瞬間控制等，都需要長(zhǎng)時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)積累，這對(duì)每家主機(jī)廠都是一種考驗(yàn)。
基于「P3電機(jī)」的整合思路
豐田的P2.5電機(jī)架構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖匯總
其實(shí)更多的時(shí)候，大家會(huì)發(fā)現(xiàn)「P2.5電機(jī)架構(gòu)」會(huì)被歸入到「P3電機(jī)架構(gòu)」，比如我們此前提到的「豐田THS混動(dòng)系統(tǒng)」，其「MG2電機(jī)」并不是特別符合「P3電機(jī)」靠近「?jìng)鲃?dòng)軸」的位置定義，但發(fā)揮著「P3電機(jī)」的大部分作用。在我看來(lái)，這就是典型的『基于將「P3電機(jī)」整合入「變速器」的「P2.5電機(jī)架構(gòu)」思路』。
豐田THS混動(dòng)系統(tǒng)各部件的聯(lián)動(dòng)關(guān)系
這類「P2.5電機(jī)架構(gòu)」相比置于「變速器」輸出端的「P3電機(jī)架構(gòu)」，最大的優(yōu)點(diǎn)在于，「P2.5電機(jī)」可以在輸出動(dòng)力驅(qū)動(dòng)汽車的同時(shí)，同時(shí)也吃到「行星齒輪組」帶來(lái)的放大力矩的紅利，使其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)域更廣，而且在選擇「電機(jī)」時(shí)，可以考慮采用功率更小、體積更小的「電機(jī)」。簡(jiǎn)言之：花小錢，辦大事兒。
第二代通用Voltec混動(dòng)系統(tǒng)示意圖
而第二代「通用Voltec混動(dòng)系統(tǒng)」汽車則是采用了兩個(gè)「電機(jī)」、兩排「行星齒輪組」的「P2.5電機(jī)架構(gòu)」（可以簡(jiǎn)單地理解成『雙THS』技術(shù)），效率更高、動(dòng)力輸出更平順。限于篇幅，我們會(huì)在混動(dòng)汽車品牌系列中展開單聊。
「P4電機(jī)」：純電驅(qū)動(dòng)的『打工人』
P4電機(jī)示意圖
首先，「P4電機(jī)」被定義為位于與「發(fā)動(dòng)機(jī)」不同軸且可直接驅(qū)動(dòng)車輛的「電機(jī)」。這里大家要注意，不要誤解上面示意圖，并不是位于「后橋」的「電機(jī)」才被叫做「P4電機(jī)」。
2021款科尼賽克Gemera動(dòng)力總成結(jié)構(gòu)
比如之前我們提到過(guò)的「科尼賽克 Gemera」，其位于「前橋」的「共軸電機(jī)」才是「P4電機(jī)」，而位于「后橋」的2個(gè)「電機(jī)」，其架構(gòu)形式更接近于「P2電機(jī)」，位于「離合器」后，「變速器」前。
ProteanDrive的輪轂電機(jī)機(jī)構(gòu)示意圖
又比如我們之前提到的「輪轂電機(jī)」（又稱「輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)」），其架構(gòu)形式也被歸在了「P4電機(jī)架構(gòu)」中。這里我們可以看到「P4電機(jī)架構(gòu)」有以下特點(diǎn)：
1. 「電機(jī)」與「發(fā)動(dòng)機(jī)」不驅(qū)動(dòng)同一軸；
2. 「發(fā)動(dòng)機(jī)」+「P4電機(jī)」必然可實(shí)現(xiàn)車輛的四驅(qū)；
3. 車輛內(nèi)部不存在任何機(jī)械連接，若是硬要找出「發(fā)動(dòng)機(jī)」與「P4電機(jī)」的關(guān)系，那也只能開玩笑地說(shuō)『兩者通過(guò)地面耦合』了~~
被「P4電機(jī)」優(yōu)化的組件們
從「P4電機(jī)」的特點(diǎn)我們了解到，其可以通過(guò)鏈條或齒輪驅(qū)動(dòng)前軸/后軸，也可以直接用「輪轂電機(jī)」驅(qū)動(dòng)汽車，于是在傳統(tǒng)汽車上有2個(gè)部件就有點(diǎn)尷尬了：
l 「差速器」：若將「P4電機(jī)」放在前軸或后軸上，那么「差速器」貌似就要優(yōu)化了；
l 「車軸」：若用「輪轂電機(jī)」作為「P4電機(jī)」，那還有「車軸」啥事呢？
沃爾沃S60L PHEV（2014款）的混動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖
先來(lái)說(shuō)說(shuō)混動(dòng)工程師們對(duì)「差速器」的優(yōu)化，我們就以第一代沃爾沃插電混系統(tǒng)為例（2013年）,其中比較有代表特色的車型，就是基于「EUCD平臺(tái)」打造的「沃爾沃S60L PHEV」。
第一代沃爾沃插電混系統(tǒng)中的集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)（BISG）
其主要構(gòu)成部件為一顆2.0T Drive-E「發(fā)動(dòng)機(jī)」，一顆與「發(fā)動(dòng)機(jī)」的「曲軸」集成的「P1電機(jī)」（ISG發(fā)電機(jī)），配合在「P1電機(jī)」后方的8速「自動(dòng)變速器」，三者構(gòu)成了「前橋」的動(dòng)力總成。
ERAD電氣后橋驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)示意圖
而在「后橋」則是有一顆峰值功率50kW的「P4電機(jī)」（沃爾沃稱其為「ERAD」Electric Rear Axle Drive 電氣后橋驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，后簡(jiǎn)稱「ERAD」），其位于后副車架上。配合「前橋」上的動(dòng)力總成，可實(shí)現(xiàn)純電、混動(dòng)、高性能、四驅(qū)和動(dòng)能回收5中駕駛模式，最大續(xù)航里程達(dá)1000km，高性能模式下百公里加速時(shí)間為6秒左右。
ERAD的行星齒輪組示意圖
其中「ERAD」則是對(duì)傳統(tǒng)的「差速器」進(jìn)行了優(yōu)化整合：
l 「ERAD」在加入「電機(jī)」后，其「行星齒輪組」的「托架」成為了「差速器」的「殼體」，而「外齒圈」被固定在「殼體」上；
l 「行星齒輪」具有9.14∶1的固定「?jìng)鲃?dòng)比」，進(jìn)行調(diào)速；
l 「太陽(yáng)齒輪」作為是「P4電機(jī)」轉(zhuǎn)子軸的一部分，并可通過(guò)「離合器」與其余旋轉(zhuǎn)組件上分離。
ERAD的差速器示意圖
而「ERAD」保持了一定傳統(tǒng)「差速器」結(jié)構(gòu)——一套不帶制動(dòng)器的常規(guī)「齒輪」（如上圖）。當(dāng)「ERAD」未啟用時(shí)，則「差速器」的「殼體」將靜止不動(dòng)。當(dāng)車輛進(jìn)入泥潭，需要脫困時(shí)，「差速器」則會(huì)使「驅(qū)動(dòng)軸」沿反方向旋轉(zhuǎn)。
第三代基于CMA平臺(tái)打造的插電混系統(tǒng)（2018年）
此后，沃爾沃的混動(dòng)車型又經(jīng)過(guò)2代的發(fā)展，目前基于「CMA平臺(tái)」的混動(dòng)系統(tǒng)帶來(lái)更強(qiáng)勁的動(dòng)力。限于篇幅，我們會(huì)在混動(dòng)汽車品牌系列中展開單聊。
「P4電機(jī)架構(gòu)」:讓我歡喜讓我憂
在布局「P4電機(jī)」時(shí)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)比較有趣的問(wèn)題：由于「發(fā)動(dòng)機(jī)」與「P4電機(jī)」不同軸，所以，當(dāng)「發(fā)動(dòng)機(jī)」單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式轉(zhuǎn)換成「P4電機(jī)」單獨(dú)驅(qū)動(dòng)時(shí)，車輛的驅(qū)動(dòng)位置就變了。
隨著動(dòng)力源的切換，必然帶來(lái)不佳的體驗(yàn)
舉個(gè)例子，若車輛是前置「發(fā)動(dòng)機(jī)」后置「P4電機(jī)」的布局，一旦動(dòng)力源切換，那么這車就會(huì)發(fā)生，瞬間從前驅(qū)模式變?yōu)榱撕篁?qū)模式。這種切換模式的方式，顯然不利于車輛操控性和舒適性。
所以，在運(yùn)用「P4電機(jī)架構(gòu)」時(shí)，我們常常會(huì)做選擇：
1. 「P4電機(jī)」為主：以「P4電機(jī)」作為驅(qū)動(dòng)車輛的主要?jiǎng)恿υ?，只有在需要更大功率或扭矩時(shí)，才會(huì)起動(dòng)「發(fā)動(dòng)機(jī)」所領(lǐng)銜的動(dòng)力總成；
2. 「發(fā)動(dòng)機(jī)」為主：車輛仍然以「發(fā)動(dòng)機(jī)」驅(qū)動(dòng)為主，「P4電機(jī)」只作為輔助驅(qū)動(dòng)或作為四驅(qū)模式的第二動(dòng)力源，這種情況，「P4電機(jī)」并不需要太大的功率。
寶馬i8（2015款）動(dòng)力總成（部分）示意圖
「P4電機(jī)」與「P3電機(jī)」還有一個(gè)相似點(diǎn)，那就是饋電能力有限。故此，通常在使用「P4電機(jī)」的同時(shí)，我們也會(huì)搭配上一顆用于發(fā)電的「電機(jī)」，比如上文提到的「沃爾沃S60L PHEV」上使用「P1P4電機(jī)架構(gòu)」。此外，還有「寶馬i8」（如上圖）和「寶馬X1」上使用的「P0P4電機(jī)架構(gòu)」。
比亞迪DM-p混動(dòng)系統(tǒng)的『三擎四驅(qū)架構(gòu)』
當(dāng)然，也有比較『成年人』的做法，比如此前提到過(guò)的「比亞迪DM-p混動(dòng)系統(tǒng)」的『三擎四驅(qū)』模式，在「P0P4電機(jī)架構(gòu)」基礎(chǔ)配置上，再增加一枚「P3電機(jī)」，原則上可以實(shí)現(xiàn)「發(fā)動(dòng)機(jī)」、「P3電機(jī)」和「P4電機(jī)」串聯(lián)，并純電驅(qū)動(dòng)汽車。同時(shí)又有「P0電機(jī)」（BSG電機(jī)）為電量保駕護(hù)航。
結(jié)束即是新的開始
當(dāng)初步了解了每個(gè)位置「Px電機(jī)」的作用后，會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)有趣的現(xiàn)象：主機(jī)廠很少會(huì)采用單獨(dú)一個(gè)「Px電機(jī)」，而是將幾個(gè)「Px電機(jī)」以「串聯(lián)」、「并聯(lián)」或「串并聯(lián)」的方式連接在一起，最終將「發(fā)動(dòng)機(jī)」、「變速器」、「Px電機(jī)」和「電池」等組件構(gòu)建起一套屬于自己的『混動(dòng)汽車系統(tǒng)』。
沃爾沃S60L PHEV，采用P1P4電機(jī)架構(gòu)的混動(dòng)系統(tǒng)
有些主機(jī)廠會(huì)采用將「電機(jī)」作為輔助動(dòng)力，使用直驅(qū)「車輪」的「P4電機(jī)」與「發(fā)動(dòng)機(jī)」領(lǐng)銜的燃油動(dòng)力總成，以「并聯(lián)」的形式構(gòu)建成一套混合動(dòng)力系統(tǒng)。由于「P4電機(jī)」的加入，必須配合48V的高壓「電池」以及為保持電量的「發(fā)電機(jī)」（「P0電機(jī)」或「P1電機(jī)」）。
寶馬i8，采用P0P4電機(jī)架構(gòu)的混動(dòng)系統(tǒng)
這樣的「混動(dòng)系統(tǒng)」帶來(lái)了幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：
1. 結(jié)構(gòu)調(diào)整簡(jiǎn)單：在傳統(tǒng)燃油汽車的架構(gòu)上，增加電驅(qū)組件并優(yōu)化原有的組件即可實(shí)現(xiàn)；
2. 減小「發(fā)動(dòng)機(jī)」排量：由于「驅(qū)動(dòng)電機(jī)」的加入，可減小「發(fā)動(dòng)機(jī)」的排量（比如將四缸發(fā)動(dòng)機(jī)換成三缸發(fā)動(dòng)機(jī)……）卻仍然可以保持原來(lái)的功率和扭矩；
3. 更容易地實(shí)現(xiàn)多種模式：比如使用「P4電機(jī)架構(gòu)」的車型，更容易實(shí)現(xiàn)四驅(qū)模式，同時(shí)還可省去了傳統(tǒng)汽車上連接「前后橋」的「?jìng)鲃?dòng)軸」、「差速器」等部件。
可直接驅(qū)動(dòng)車輪的P2電機(jī)
更接近車輪的P3電機(jī)
當(dāng)然，這種「混動(dòng)系統(tǒng)」的邏輯更趨向于『做加法』的邏輯，而有些主機(jī)廠則選擇了讓「發(fā)動(dòng)機(jī)」退居幕后，而讓「電機(jī)」走到臺(tái)前，成為驅(qū)動(dòng)的主力。于是我們就可以看到位于「輸出軸」上努力工作的「P2電機(jī)」，以及更接近「車輪」的「P3電機(jī)」。
本田i-MMD混動(dòng)系統(tǒng)中忙著驅(qū)動(dòng)的P3電機(jī)（動(dòng)圖）
以驅(qū)動(dòng)為己任的P3電機(jī)，以及以增程為主的發(fā)動(dòng)機(jī)
「電機(jī)」與「發(fā)動(dòng)機(jī)」以「串聯(lián)」或「串并聯(lián)」（又稱「混聯(lián)」）的形式進(jìn)行連接，構(gòu)成了混合程度更高的動(dòng)力總成，大幅提升了『電驅(qū)』工況的時(shí)長(zhǎng)，而「發(fā)動(dòng)機(jī)」在這樣的「混動(dòng)系統(tǒng)」中，更多地扮演著「增程器」的作用，也就是用來(lái)發(fā)電。
基于P2電機(jī)的整合思路
基于P3電機(jī)的整合思路
更有些主機(jī)廠選擇了一條將燃油動(dòng)力與電動(dòng)力全盤融合的道路，于是他們將「P2電機(jī)」或「P3電機(jī)」整合到傳統(tǒng)汽車的「變速器」中，并獨(dú)樹一幟地形成了「P2.5電機(jī)架構(gòu)」。
將電機(jī)集成在雙離合變速器的一根軸上（動(dòng)圖）
比如將「P2電機(jī)」整合在「雙離合變速器」一根軸上的『?jiǎn)坞姍C(jī)雙離合派』，利用一個(gè)「離合器」（上圖中的「C2離合器」）進(jìn)行純電驅(qū)動(dòng)、混動(dòng)驅(qū)動(dòng)和發(fā)動(dòng)機(jī)直連三種模式的切換。
雙電機(jī)配合行星齒輪組構(gòu)建的混動(dòng)系統(tǒng)（動(dòng)圖）
也有將整合更深一步的『雙電機(jī)動(dòng)力分流派』，一顆「E-CVT變速器」將「行星齒輪組」的邏輯玩出了新境界。不過(guò)無(wú)論是『?jiǎn)坞姍C(jī)雙離合派』還是『雙電機(jī)動(dòng)力分流派』，兩種混動(dòng)邏輯都屬于「全（強(qiáng)）混合動(dòng)力系統(tǒng)」，相比『做加法』的混動(dòng)邏輯，「P2.5電機(jī)架構(gòu)」帶來(lái)最大的優(yōu)勢(shì)就是整合度高，體積小。
單排行星齒輪在不同工況下的工作邏輯
只是此類「全（強(qiáng)）混合動(dòng)力系統(tǒng)」也有著一些缺點(diǎn)，比如復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、較高的維護(hù)成本、較長(zhǎng)的研發(fā)和測(cè)試期等。就我個(gè)人而言，讓我對(duì)『雙電機(jī)行星齒輪組派』充滿好奇的原因，除了精密的結(jié)構(gòu)和邏輯，還有其技術(shù)背后剪不斷理還亂的『專利戰(zhàn)爭(zhēng)』，喜歡聽(tīng)故事的小伙伴，評(píng)論區(qū)刷一波『專利戰(zhàn)爭(zhēng)』吧~~
Px電機(jī)架構(gòu)示意圖（動(dòng)圖）
若各位看完了這萬(wàn)余字「Px電機(jī)架構(gòu)」文章，還沒(méi)有歸納出一些結(jié)論的話，那么不妨在回顧一下貫穿本章節(jié)的這套圖表（上圖，下表）：
Px電機(jī)架構(gòu)知識(shí)匯總
或者只是想得到一個(gè)簡(jiǎn)短的結(jié)論，那不妨這樣理解「Px電機(jī)架構(gòu)」：
l 「P0電機(jī)」和「P1電機(jī)」：「發(fā)動(dòng)機(jī)」的好伙伴，發(fā)電的小能手；
l 「P2電機(jī)」和「P2.5電機(jī)」：離「變速器」很『近』，能發(fā)電能驅(qū)動(dòng)；
l 「P3電機(jī)」和「P4電機(jī)」：直驅(qū)「車輪」的打工人，『干飯』（用電）小能手。
按動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式的分類
至此，關(guān)于「Px電機(jī)架構(gòu)」的章節(jié)就全部結(jié)束了，但作家三毛曾寫道『結(jié)束即是新的開始』，「Px電機(jī)架構(gòu)」對(duì)于《混動(dòng)汽車百科》而言，只是一個(gè)開始。正如文首所寫『主機(jī)廠很少會(huì)采用單獨(dú)一個(gè)「Px電機(jī)」，而是將幾個(gè)「Px電機(jī)」以「串聯(lián)」、「并聯(lián)」或「混聯(lián)」的方式連接在一起』，所以下一個(gè)章節(jié)，我們就來(lái)深究一下混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式~~
