作者：莊偉超

嚴(yán)格來說，它是一種新型混合動力類型，叫做“多模混合動力汽車”，顧名思義，它有多種工作模式。這里面的多種工作模式，包括豐田Prius上的ECVT（或者PSD吧），比亞迪秦的并聯(lián)式，甚至于串聯(lián)式結(jié)構(gòu)（第一代Volt里有），所以CT6 hybrid是集串聯(lián)、并聯(lián)與混聯(lián)于一身的結(jié)構(gòu)。如果非要分成這三類的話，我們可以稱它是混聯(lián)式的，因?yàn)樗捎煤蚑HS一樣的行星齒輪排耦合系統(tǒng)。

1. CT6 hybrid的基本結(jié)構(gòu)

如其他答主說的，CT6 hybrid采用的確實(shí)是我見過的最為復(fù)雜的混合動力，他的結(jié)構(gòu)簡圖如下圖，三個行星齒輪系，五個離合器（其實(shí)可以稱為2個離合器和3個制動器）。其中，R和S分別代表的是行星齒輪的齒圈和太陽輪，clutch則指的是離合器。

2. CT6 hybrid的基本模式分析

理論上，五個離合器，可以實(shí)現(xiàn)總共31種工作模式，但是由于三排行星齒輪及存在的兩個固定連接（圖中行星齒輪排間直線連接狀態(tài)），有且只能連接2-3個離合器實(shí)現(xiàn)有效的模式（實(shí)現(xiàn)1-2個自由度的系統(tǒng)），具體原因可以參考論文：
Liu, Jinming, and Huei Peng. "A systematic design approach for two planetary gear split hybrid vehicles." Vehicle System Dynamics 48.11 (2010): 1395-1412.

連接2-3個離合器能夠系統(tǒng)總共20種工作模式；有一些工作模式，三個動力源（發(fā)動機(jī)與兩個電機(jī)）都不能輸出動力到輸出軸，所以都是無效的模式。最后所有有效的模式和類型如下表：


表中，功率分流模式指的是離合器連接之后，系統(tǒng)起到功率分流器PSD的功能的模式；輸入型、復(fù)合型功率分流模式是功率分流模式中具體的分類，如果想了解具體細(xì)節(jié)，可以參考Miller的描述。
Miller, John M. "Hybrid electric vehicle propulsion system architectures of the e-CVT type." IEEE Transactions on Power Electronics 21.3 (2006): 756-767.

3. 節(jié)油特性

從上面的表里面，我們可以看到，CT6 hybrid總共有4個和THS一樣的工作模式，即功率分流模式，所以它能實(shí)現(xiàn)和THS一樣的功率分流特性。

這里要說一下，THS系統(tǒng)本身在理論上的一個缺點(diǎn)是，其在高速狀態(tài)下的燃油經(jīng)濟(jì)性比城市工況差，這點(diǎn)和普通內(nèi)燃機(jī)車完全相反，一方面是由于豐田為THS專門針對城市路況做了標(biāo)定優(yōu)化，另一方面則是THS的功率分流模式本身原因造成的（這里不細(xì)說，如果想知道，可以找我再詳細(xì)討論）。

所以，CT6 hybrid的4個功率模式為提高高速工況的燃油經(jīng)濟(jì)性**了一種可能，假設(shè)理想情況下，我們讓每一個模式都能為某一個工況進(jìn)行標(biāo)定，再將各個模式組合起來，就能組成一個在各種條件下燃油經(jīng)濟(jì)性都非常好的結(jié)構(gòu)。（這里其實(shí)還要說明的是，其實(shí)在理論上，在高速狀態(tài)下，并聯(lián)模式的燃油經(jīng)濟(jì)性甚至?xí)裙β史至髂Ｊ降暮茫@里涉及到另外的內(nèi)容，如果大家感興趣，我回頭可以補(bǔ)充）

綜上，CT6 hybrid在理論上具有比THS更好的燃油經(jīng)濟(jì)性可能，但是要知道，混合動力系統(tǒng)的燃油經(jīng)濟(jì)性不僅與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有關(guān)，還與系統(tǒng)匹配，發(fā)動機(jī)效率（如豐田的阿特金森發(fā)動機(jī)），附屬系統(tǒng)效率等等。

4. 性能

講完了上面的節(jié)油特性，我們來看一看CT6 hybrid的另外一個特性，突出的加速性能，根據(jù)通用給出的數(shù)據(jù)，CT6 hybrid 0-100公里/小時的加速時間是5.6秒，這比比亞迪的秦的官方數(shù)據(jù)5.9秒還要快（實(shí)際測試數(shù)據(jù)，秦好像也能達(dá)到5.6s），我們來看一看原因。

我們先來看看發(fā)動機(jī)，CT6 hybrid的發(fā)動機(jī)是一個能輸出198kw的2.0T渦輪增壓發(fā)動機(jī)，這與我們所認(rèn)識的采用小排量從而獲得較高燃油經(jīng)濟(jì)性有點(diǎn)不相符，但是我們仔細(xì)看一下近幾年混合動力汽車上發(fā)動機(jī)的發(fā)展情況就會發(fā)現(xiàn)一個事實(shí)，其實(shí)近幾年混合動力汽車發(fā)動機(jī)的趨勢并不完全是發(fā)動機(jī)變小。豐田的Prius在2010之后，把1.5L的發(fā)動機(jī)換成了1.8L，通用的Volt也在推出第二代產(chǎn)品的時候把第一代的1.4L發(fā)動機(jī)換成了1.5L。這個現(xiàn)象有點(diǎn)奇怪，我了解的一個事實(shí)是，豐田在**Prius之后從消費(fèi)者處得到的反饋有一方面是，Prius雖然省油，加速性能卻經(jīng)常被詬病。所以豐田在2010年通過增加發(fā)動機(jī)的方法提高了輸出的扭矩提高車輛的加速能力。這里我講的是CT6 hybrid具有突出加速能力的第一個原因，發(fā)動機(jī)。

第二個原因則是我們能從上一部分模式的表里面看到的并聯(lián)模式和純電動模式，由于電機(jī)低速高扭的特性，所以它和秦具有相同的道理，電機(jī)和發(fā)動機(jī)能同時輸出扭矩推動車輛前進(jìn)。這里我們需要指出CT6 hybrid中并聯(lián)模式的缺點(diǎn)，我們發(fā)現(xiàn)所有的并聯(lián)模式都只能用到一個電機(jī)，而如果我們能用到兩個電機(jī)，汽車的加速是不是會更快，當(dāng)然也只是假設(shè)，或許系統(tǒng)加速能力還受到輪胎附著力的影響。

所以從這一點(diǎn)看，CT6 hybrid不僅在系統(tǒng)效率上能與THS相比，在加速性能上則遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過Prius，這也非常符合消費(fèi)者的觀點(diǎn)。所以我們在設(shè)計(jì)混合動力系統(tǒng)的時候，不僅要保證系統(tǒng)燃油經(jīng)濟(jì)性的條件下，還要突出車輛的性能。

5. 延伸

除了上面說的這些，我這里還要說一下通用的混合動力戰(zhàn)略，其實(shí)在發(fā)布這個CT6 hybrid之前，通用還推出過另外一個三排行星齒輪系統(tǒng)，叫GM 2-mode Hybrid，具體可以參考一下論文：
Grewe, Tim M., Brendan M. Conlon, and Alan G. Holmes. Defining the general motors 2-mode hybrid transmission. No. 2007-01-0273. SAE Technical Paper, 2007.

可以說CT6 hybrid的結(jié)構(gòu)就是從這個GM 2-mode發(fā)展過來的，下面是它的結(jié)構(gòu)圖：

我再給出第二代Volt的結(jié)構(gòu)圖：

我們對比一下前面給出的三個結(jié)構(gòu)，有沒有發(fā)現(xiàn)三個結(jié)構(gòu)有點(diǎn)類似？發(fā)動機(jī)均是連在第一排行星齒輪的齒圈上，車輛輸出軸則連在最后一排行星齒輪的行星架上，而有一個電機(jī)則都是連在第一排行星齒輪太陽輪。所以說，通用在上述三個混合動力結(jié)構(gòu)中，其實(shí)想延續(xù)設(shè)計(jì)，將雙排結(jié)構(gòu)用于大眾車型突出節(jié)能特性，而把三排系統(tǒng)用在高端車型，SUV或者皮卡上，突出性能優(yōu)勢。