2021年6月22日-23日，由蓋世汽車主辦的“2021中國下一代汽車高質量發展論壇?新能源汽車三電先進技術?”在南京召開。本次會議持續兩天，將圍繞新能源三電中長期技術發展趨勢、政策、標準、上下游供應鏈、成本、材料體系、電池結構技術、熱管理、安全技術、電機電控關鍵技術、智能制造等行業焦點話題展開。會議期間，梅賽德斯奔馳車輛技術有限公司動力總成部門總監穆青發表了“不同拓撲結構DHT技術路線的對比分析”的主題演講。

以下為演講實錄：

大家好，首先自我介紹一下：我來自梅賽德斯奔馳車輛技術有限公司，我們原來是戴姆勒（奔馳）旗下一個工程服務工程咨詢公司，2018年之后完全被法國的AKKA公司收購，如果沖著奔馳來的，可以從我旁邊繞過哈:)如果對技術方面有興趣，可以深入交流一下。今天分享的DHT在蔡總面前是小巫見大巫，感謝蔡總給我這個機會能分享自己在DHT方面一點看法。如果當中有一些偏差之處，請各位隨時指正。

今天的主題是“不同拓撲結構DHT技術路線對比分析”

1.美日系主流車企DHT路線對比

2.美日系主流車企DHT控制策略小結

3.國內車企DHT路線對比

4.國內車企DHT控制策略

5.公司簡介

一、美日系主流車企DHT路線比對

為什么沒有歐洲？不是說歐洲不行、歐洲不強，歐洲也很強，但歐洲主要偏向于P2方面，過去在傳統變速箱上面投入非常多，轉化成P2方面成本有優勢，另外因為日本與美國在功率分流方面走得比較早，其實歐洲想繞過他們去做這個事情還是非常困難的，國內企業很少有做功率分流成功的。因為2015年CTI會議上第一次提出DHT（專業混動變速箱），而某種意義上講，P2它并不是專業混動變速箱，是add on的類型，因此這里不會做太多介紹。

主要是日系，日系確實在混動方面走得比較靠前，而且他們確實有一個非常大的力量在支撐著他們各個方面技術的前進，包括日本人對技術的執著。

日系主要是兩方面：1.混聯，即豐田的THS（第一代），普銳斯更新了四代，2016年是第四代。2.國內80%~90%企業都用了串并聯方案，串聯是理想的增程方案，并聯就沒有理想的事。

美系公司混聯方案，分兩點：通用公司，是全球非常優秀的，毋庸置疑，但他們第一代做了輸出式功率分流，號稱是增程式或串聯，實際上在低速時是增程式，在高速是并聯，不是完全增程式。因為是輸出式，所以在低速時效率不是很高，必須要用更多電動方式能夠彌補缺憾，所以從整個控制上比較復雜，成本高，油耗沒有特別優勢，所以這個結構到后面就被替代了。替代之后，通用創造了全球最牛的混動變速箱，用的是三個行星齒輪器套在一起，實現復合分流的功用，復合分流可能在低速時可以采用輸入式，可以實現轉速跟功率的解耦，但是在高速時又超過豐田，從輸入式切換到復合分流，效率持續保持在比較高效的狀態，單純比高速到某一階段，它確實有一定優勢，但整體控制相對來說比較復雜，這么多結構、這么多離合器控制在一起。某種意義上來講，科力遠也相對比較復雜，在豐田基礎上做了一些特別的處理，加了離合器控制，效率比較高，但控制上比較復雜，而且結構上成本沒有特別優勢，制造也不是那么容易。另外，福特公司在早期做THS研究時，是福特、豐田等三家公司一起做的功率分流。

輸入式意思是動力從發動機分出的機械流和電力流兩個方向一致，發動機分出動力有一部分是經過機械的結構，從左向右，通過電力發電到電動也是從左向右，但是輸入功率為什么在高速時不是很高效？因為高速時進入輸出式模式，功率方向因為類似于杠桿關系，讓它沒辦法到最后實現電動機變成發電機，發電機變成電動機的工作模式，這時候能量更多在內部消耗，其實好比我們每個人都很強，但合在一起就不行。所以系統集成很關鍵，這是為什么國內控制方面和國外還有差別。

復合分流是兩個行星齒輪套一起，結構基本可以控制，低速時可以實現輸入式方式，高速時可以實現復合分流的方式，而串并聯沒有太多技術壁壘，現在基本上業內更多都是在走本田這一套串并聯。

豐田、福特、克萊斯勒三家走行星齒輪系，有齒圈、太陽輪、行星架，行星架上面有一些小齒輪，時間關系，不把這部分展開，這套結構可以實現發動機轉速、扭矩的復合解耦即功率耦合。

為什么P2不是不好，可能在動力性方面比較強，弱項是沒辦法在電量比較低的情況下避開1000多轉低效區，如何避免低效區，采用輸入式復合分流，低速時仍然可以讓發動機轉速放在非常舒服的區域，發動機轉速很多時候在2000轉左右的高效區，復合分流也可以放在舒服的轉速區域，并進行功率耦合控制。現在大家都已經有某公司號稱43%、41%、40%，超過國外公司豐田、本田，有沒有超過、認證情況怎么樣，我們不得而知，但是在動力方面，大家也在發力。

很多廠家到2025年，發動機熱效率目標是往45%，到2030年目標是50%，其實也就是內燃機的天花板，但是誰先碰到天花板不好說，大家都在努力往上跳，到底個子高的快，還是個子矮的用力跳得快，不好說，大家各自加油。

輸出式：第一代通用Volt功率分流，這是讓大家刮目相看的系統，由于成本、油耗情況，所以最終沒有能夠走出來。

復合式：通用Volt第二代，通用中國現在大部分用了這套功率分流系統，在低速時實現輸入式功率分流，低速時可以認為是豐田THS，高速時就實現了比豐田再高的效率。

串并聯：有一個離合器控制，各家都差不多，在低速時就是斷開，發動機作為發電的增程式方案，理想號稱跟電動車一樣具有非常強的加速性，與電動車比，還沒有里程焦慮，與燃油車比，動力性像電動車。

二、控制策略比對

輸出式功率分流在起步時用純電模式，但因為輸出式本身結構特點導致低速時本身功率流不是非常有效，所以在低速時純電區域相對來說范圍比較大一點。到一定程度之后，可以用增程式方案，再后面是combine，實現類似于P2并聯的方案。

輸入式功率分流：以這一頁的圖表為例，X軸，最右面是低速，往左是高速，車速不斷加高情況下，剛開始是輸入式，也就是豐田方案，低速時有點類似于增程式方案，發動機可以通過杠桿模型來調整，第一條線路是動力方面，第二條線路是電方面，低速時是走電功率流。當車速逐漸增高時，到一個點時，基本上所謂功率是透過直驅方式輸出去，本身發電機轉速就在0附近控制發動機功率。如果車速再增高就會進入無功功率階段，效率比較低。

復合式功率分流：當A點超過B點時，可以看到復合功率分流動力路線。通用這一套在全球變速箱界或設計界被認可，而且控制上確實做得非常精妙，這么多模式之間來回切換，仍然可以做到非常好的控制。

串并聯：低速純電，充電模式，再大一點是電機一同助力，高速低負荷時是發動機直驅。

輸出式功率分流混動構型——控制策略

如圖，通過效率運算比對看什么時候到底走哪一種模式。CD模式下，所有電大都認為是從電網過來的，認為你的電是100%的效率，所以效率很高，CD模式下更多時候用電的方式解決這個驅動問題，當電的動力性不夠時再上油。進入CS模式就不一樣了，沒電時，要保證電一直開到回家，大部分人都不選擇充電，一路開，CS模式下控制策略顯得尤為關鍵，就是衡量各個主機廠技術核心的地方，如何在CS模式下動力分配做到最佳控制程度。這時候輸入式功率分流就可以實現這一特點，因為它的轉速、功率可以做有效地解耦。

復合分流，把自己分成好幾個模式，低速時也一樣是純電，稍微有一定轉速，大部分負荷下是增程式方案，再到下面類似于增程，再到最后是復合分流的方案。

串并聯具體控制，在電控方面與國外有一些區別，他們在核心的控制方面確實做得比較精妙，因為確實投了大量的錢、大量的實驗和仿真，做了非常多細致的工作。真的要慢工出細活，不是每個人都有試錯機會，直接拿到市場上犯錯再回來，不一定大家都能接受。反正對于我個人來說，很少買國內的車，因為買了之后發現不太行，后面就不太愿意買了。但相信隨著技術不斷進步，大家可能都會做得越來越精細。

SOC就是電池電量，電池控制很關鍵，當SOC進入到一個值時，過低可能會有析鋰的危險，讓電池進入不可逆的環節，所以在SOC控制策略上要做非常細致的工作。在SOC比較高的時候，當進入電量不足時會分成幾個階段，相對比較高、大于SOChigh、SOClow等都有相應的區別。

三、國內主流車企DHT路線

長城方案，看上去稍微有一點復雜，其實是兩檔控制，相比常規本田IMMD，它實現兩檔，通過一檔滿足動力性需求、二檔可以滿足經濟性需求。

比亞迪，在出超級DM-I之前，這個早期的系統發動機和發電機不通過齒輪，直聯的，這種因為發動機和發電機最佳效率區間會有一些不一樣的地方，所以如果用那種方式可能效率上也不是很好做，而且過去大家在發動機方面沒有花太多的時間和積累，因為都急，想做一些事情，所以比亞迪第一代串并聯方案出來之后，后面就沒有更新，而是轉而去發展強調了動力性的方案DM-P，但經濟性確實經常被詬病，特別是在電量不足情況下。去年出來的超級DM-I，其實就是過去的稍微做了一些延展，而且它的發動機各方面技術也跟上了，可以通過發動機的技術、整車的技術、變速箱的技術、控制的技術，共同來實現最終油耗的優勢。

廣汽GMC，第一代是雙電機，就是二檔的AMT，類似于串并聯，就像長城這種方案，但是上汽現在自己獨創了第二代單電機，發動機是六檔，電機是四檔，不是傳統意義上講的六檔、四檔結合在一起，它的實現路線是通過幾個同步器聯合實現的，所以檔位不像我們想象那么多，但是控制上比P2.5稍微好一點，可能成本上會有一些優勢，動力性還行，經濟性相比一些串并聯方案或功率分流方案相比沒有優勢。

我問大家一個問題，你找老婆或找老公是希望找最漂亮的嗎？答案都是一樣的，最后找的肯定都不是最漂亮的，但是最適合你的。為什么人家用這套方案，就是最適合他的，在某個時候找對你最合適的就是最好的。

吉利的3DHT方案，大家以為是類似于長城的，變成三檔，實際上用的兩個行星齒輪器，包括離合器，共同實現了類似于三個檔位的發動機和電機的效果。廣汽THS，最近采用豐田這套方案。

四、國內主流車企DHT控制策略

比亞迪、長城方案在動力低速時也是純電，稍微起來一點增程，但是在高速大負荷時，運行的模式跟本田不同，日本人做事非常精密，所以它的電機包括電池放電功率比較有限，如果發動機沒有擋位，起步時，沒有變速箱支撐，肯定起不了，所以什么時候能工作？可能在五檔、六檔時發動機能工作，但是發動機轉速區間比較有限，所以提供的功率也比較有限，這時候本田的方案在高速大負荷時如果采用并聯，也就是發動機直驅+電機時，功率不足以驅動車子可以快速提供強大的動力。這個時候本田在高速大負荷情況下用了增程式，因為增程式是發動機的轉速是解耦的，可以隨時控制功率，要多少功率該可以把發動機頂上去，大不了速率稍微低一點，但仍然可以把發動機放在很舒服的區域。比亞迪電池相對比較大，放電功率比較強，在高速大負荷時可以用大電池，包括大的發動機實現并聯直驅，因為這時候在動力性串聯和并聯都能滿足情況下，可能大部分時候并聯的效率更高，這就是國內在這方面跟本田不一樣的地方。

長城有一個雙檔，低速需要動力性時就用一檔，需要經濟性時切換到二檔。所以在高速大負荷時，如果需要動力時就切換到一檔，去做并聯直驅方式，能滿足動力性的需求。

吉利3DHT方案，號稱長得像通用的方案，看上去確實比較美麗，但是研究起來確實比較頭痛，雖然看著很復雜，有一堆離合器等等，但實際上最終控制的效果是類似于串并聯方案，在低速時是串聯，在高速時分檔位，實現動力直驅，滿足動力性情況下，經濟性可以達到最好。

五、公司簡介

我公司現在有2萬多人，在中國200多人，我負責動力方面咨詢業務。

今天的分享就到這里，如果大家有興趣可以現場拍一下我的微信，做技術上的交流。謝謝

（注：本文根據現場速記整理，未經演講嘉賓審閱，僅作為參考資料，轉載請注明來源！）

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