作为《混动汽车百科》专栏的第二篇汇总篇，我们以「比亚迪DM-p混动系统」为引子，因为这套系统就非常有意思，拥有『双擎四驱』和『三擎四驱』两种架构模式，比如：

　　『双擎四驱』架构模式：也就是在「发动机」前端有一个功率可达25kW（峰值扭矩60N·m）的「P0电机」（BSG电机），在「后桥」则有一个功率可达180kW（峰值扭矩330N·m）的「P4电机」。此时，「发动机」与「P4电机」可同时驱动车轮，也就是所谓的『双擎四驱』模式。

　　『三擎四驱』架构模式：即是在『双擎四驱』模式下，在「变速器」（双离合变速器）后端配上了一个功率可达110kW（峰值扭矩250N·m）的「P3电机」，当『三擎』（「发动机」+「P3电机」+「P4电机」）共同工作时，理论最大功率可媲美一台V8的大引擎。

　　我们会惊讶地发现，一辆搭载「比亚迪DM-p混动系统」的车，在『三擎四驱』架构模式下，竟然搭载3个「电机」1个「发动机」，而每个「电机」由于所在位置的不同拥有着自己的代号——这就是本章节将要展开详解的「Px电机架构」，而其中的『P』即是『位置』（Position）的意思。

　　本文篇幅约1.5万字，近100张图片，为方便阅读，可根据一下目录进行检索：

　　对于传统汽车而言，当「发动机」运转时，「传动（皮）带」带动「发电机」发电，发出来的电，部分直接带动车内的电气设备，比如空调的压缩机等，多余的电则为「蓄电池」充电。但对于混动汽车而言，我们希望这个「发电机」能起到更大的作用。

　　所以，在P0这个位置工程师们设计了电压与功率更大的「BSG电机」（Belt-driven Starter/Generator，带传动起动/发电一体化电机），旨在使其兼具发电和主动调节「发动机转速」等作用，举几种工况：

　　l发电时，「发动机」带动「BSG电机」发电，把机械能转化为电能，发出来的电能通过「电机控制器」，把电能分配给「驱动电机」及「高压用电器件」；

　　l在等红绿灯「发动机」停机时，「BSG电机」带动「空调」的「机械压缩机」运转；

　　l驱动时，通过「传动（皮）带」把「BSG电机」的电能转化为「发动机」的机械能，调节「发动机转速」。

　　但目前大部分的「BSG电机」仍然通过「传动（皮）带」传动，容易出现打滑失效的情况，即使有「张紧器」，其传动效率仍然有限，不支持其进行更大强度的动力输出，无论是给「发动机」加力还是回收动能的功率都有限。

　　因此，「P0电机」一般只应用于「自动启停」以及12 ~25 V的「微混合动力系统」和48V的「轻混合动力系统」，通常还是用于发动机怠速停机、停机后的快速起动、制动时能量的回收。以奔驰A级和B级车上使用的「P0电机」为例，其采用的「BSG电机」配合拥有更强调节张紧能力的「液压传动带张紧器」，在启动「发动机」和进行能量回收时，实现更高的传动效率。

　　当然，对于「P0电机」的优化并没有停止，正如上图某车企「BSG电机」的宣传资料所展示的，「BSG电机」的玩法还有很多，若将「BSG电机」置于「发动机」的前段进行硬性连接，或许能将效率进一步提升，但是否有这样的必要，仍然存疑。说到『刚性连接』，不妨来看看刚性连接的「P1电机」。

　　「P1电机」又称「ISG电机」（Integrated Starter and Generator 盘式一体化起动/发动一体化电机）位于「发动机」后、「离合器」前的位置，通常被固连在了「发动机」上，从而取代了传统汽车的「飞轮」，当然也有例外。

　　由于「P1电机」与「发动机」采用刚性连接，通常直接套在「发动机」的「曲轴」上，「曲轴」充当了「P1电机」的「转子」，只要「发动机」在运转，「P1电机」就跟着旋转。因此：

　　在驾驶人踩下加速踏板后，控制单元会控制「ISG电机」加速转动，与「发动机」一起做功，确保动力的输出，同时降低了「发动机」的能耗，达到省油的目的；

　　在不同程度的制动过程中，「ISG 电机」不再从「蓄电池」中索取电能，从而跟随「发动机」中的「曲轴」空转，给「曲轴」带来负担，降低转速，可谓是在给「发动机」制动，同时在惯性的作用下可以发电，逆向为「蓄电池」充电，实现动能回收；

　　采用机械连接的「P1电机」布局的传动效率要比「P0电机」布局的混动程度更高，因此除了自动起停、「微混合动力系统」和「轻混合动力系统」外，还可以应用在100 V~160 V电压的「中混合动力系统」中。

　　与「发动机」刚性连接的「P1电机」看似比起「P0电机」效率更高，但两者都有着一些共同的结构弱点，比如：

　　无论是「P0电机」还是「P1电机」都存在一个结构上缺点，因为只要「电机」旋转，「发动机」中的「曲轴」就必须旋转，无法单独运行，故此「P0电机」和「P1电机」都无法单独驱动车辆；

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　　在动能回收和滑行模式下，「P0电机」「P1电机」也因为必须带动「曲轴」空转，其中浪费的部分动能以及增加噪音和振动，使得因此「P0电机」和「P1电机」都不适合「电机」、「电池」更大的强混系统。

　　好在「P1电机」的结构可靠性较高且成本较低，所以，十分适合运营类车辆使用，比如国内的不少公交车便喜欢采用「P1电机」。此外，早期的本田和奔驰也采用过这种架构。比如和搭载第一代「本田IMA混动系统」（Integrated Motor Assist 综合电机辅助并联混动架构）的「本田思域Hybrid」、「本田Insight」、七代「本田雅阁混动」、「本田CR-Z」等，又比如「奔驰S400 Blue HYBRID」等。

　　通常情况下，「P2电机」的位置被定义在「变速器」与「发动机」之间，且位于「离合器」后，这个位置有以下几个特点：

　　不被整合在「发动机」的外壳中：由于「P2电机」和「发动机」之间有「离合器」，故此，「P2电机」可以单独驱动「车轮」，实现纯电行驶模式。此外，在动能回收时也可以切断与「发动机」的连接，这是与「P1电机」显而易见的区别；

　　基础结构简单、布置形式灵活：「P2电机」不仅可以直接套在「变速器」的「输入轴」上，也可以通过「传动带」或「传动齿轮」与「变速器」的「输入轴」连接，甚至可以使用「减速齿轮」进行链接（见上图）。

　　我们以『「P2电机」直接套在「变速器」的「输入轴」上』为举例，最常见的就是我们此前文章中提到的大众集团的『「P2电机」+「双离合变速器」』方案，代表车型为「奥迪Q5 Hybrid」、「奥迪A3 Sportback e-tron」和「大众途锐Hybrid」等。

　　比如「奥迪A3 Sportback e-tron」的「P2电机架构」，德味十足，将一颗峰值功率75kW（峰值扭矩330N·m）的「P2电机」套在了6速的「e-S troinc变速器」输入轴上，通过「双离合器」分配动力，属于经典的『单电机双离合派』。其工作原理比较简单，大致如下：

　　当你开启汽车，「电池」与「高压系统」就已经准备好唤醒「P2电机」，时刻准备向它供电。

　　起步后，「电池」为「P2电机」供电，「P2电机」带动「变速器」中的「齿轮」转动输出动力，通过传动机构最终带动「车轮」。

　　当需要大扭矩或是急加速时，「发动机」强势介入，此时「离合器」中的「离合片」相互耦合，「发动机」与「P2电机」串联在一起，共同输出动力，同时「电池」也为「P2电机」，释放整套动力总成所有动力。

　　在滑行时，或是踩下刹车后，动能回收系统便开始发挥作用，「离合器」松开，断开「发动机」的连接，「车轮」反向带动「P2电机」发电，为「电池」充电。

　　这套『单电机双离合』方案的优点是结构相对简单，相比传统燃油汽车结构调整较少，但是这种『独苗』的「单电机」架构有一个小小的缺点——保电（或叫馈电）能力较弱，因为「P2电机」长时间用于驱动车辆，其发电效率自然要下降一些。

　　所以，总有一个嗷嗷待哺「电池」在系统中呼唤「发动机」和「P2电机」，特别在馈电时和堵车工况下，「发动机」在驱动和带动「P2电机」发电两种模式下来回切换，用过平顺性及「NVH」（Noise、Vibration、Harshness噪声、振动与声振粗糙度）都会有一定的影响。有缺点？于是乎，各种「P2电机」的变种架构孕育而生。

　　我们知道「P0电机」最大的作用之一便是用于为「动力电池」充电，故此，在P0位置安排上一个中高压的「P0电机」便可有效的解决「单电机」馈电能力弱的结构缺点。而让我印象比较深刻的「P0P2电机架构」的车型是九代索纳塔混动版，其搭载的是现代汽车的「TMED混合动力系统」（Transmission-Mounted Electrical Device）。

　　该「P0P2电机架构」由一颗Nu 2.0 GDi「发动机」、一枚「P0电机」（此处又称「HSG电机」Hybrid Starter Generator启动/发电一体式电机）、一台永磁交流「P2电机」（此处又称「TM电机」即Traction Motor 驱动电机）以及传统的6挡手自一体「变速器」组成。可实现纯电驱动、发动机直驱、混动驱动多种模式。

　　如果嫌「P0电机」传动效率低，那可以换成与「发动机」刚性连接的「P1电机」（ISG电机）组成『加强版双双组合』（即「P1P2电机架构」、双电机双离合），其架构特点是：

　　「C1离合器」常态为分离，而「C2离合器」常态为咬合。这就意味着「P2电机」长期处于工作状态，故此，这套「P1P2电机架构」也是倾向于电力驱动的；

　　当「C1离合器」分离时，就意味着「发动机」不参与驱动汽车，而是带动「P1电机」（ISG电机）发电，「电池」表示十分满意。此时，「P2电机」直接驱动「车轮」；

　　「C2离合器」长期处于咬合状态，若「C1离合器」同样处于咬合状态，那么「P2电机」（TM电机）将与「发动机」共同驱动「车轮」。

　　这套「P1P2电机架构」的代表就是第二代「上汽EDU混动系统」，其搭载在荣威550混动车型上，随着「上汽EDU混动系统」不断优化，现在已经有越来越多的上汽旗下的车型在用这套系统。比如荣威eRX5、荣威ei6、名爵6混动版等。最后，汇总了一张工作原理表，希望能帮助大家去理解「上汽EDU混动系统」。

　　看到这里大家会发现，上文仅从「P2电机」一个小小的『保电能力弱』问题切入，展开讨论了其中的一种解决方案——再增加1个强力的「发电机」（P0或P1电机），由此衍生出变种的「PxP2电机架构」。其实，解决『保电能力弱』的方法还有很多种，比如：

　　使用高功率的「发动机」：大力出奇迹，高功率「发动机」可使「P2电机」在单位时间内多发一点电，只是「电池」满足了，「油箱」又不乐意了，有违了混动『省油』的初衷……

　　增加「P2电机」发电的时长：延长「发动机」串联驱动汽车的时长，从而让「发动机」大哥多带带「P2电机」这个小弟，不过好像又违背了『「P2电机」为驱动汽车』的设计初衷……

　　最后，我们再提一个衍生问题，由于「P2电机架构」是在「发动机」和「变速器」中间硬生生地加入了「离合器」和「电机」，这样就增加整套动力总成的轴向尺寸。为了解决这个硬件问题，混动工程师们又掉了大把头发，想出了几套解决方法：

　　架构调整布局：将增加的「离合器」和「电机」等部件进行横向或纵向的布局调整；

　　一体化设计：比如将「P2电机」的壳体进行优化整合；或将「离合器」整合入「P2电机」内部等（如上图），将「离合器」集成至「P2电机」的「定子」中，采用了「电动中心式执行」机构（ECA），在减少执行机构体积的同时，提高了「离合器」的控制精度。

　　但！若是我们将「P2电机」进一步往后端的「变速器」整合，又会怎么样呢？先让我来看「P3电机」，然后我们再来解释。

　　「P3电机」通常被安置在「变速器」的末端，与「变速器」的「输出轴」耦合，一般采用「齿轮」或「链条」传动。其工作模式如上图所示：「发动机」→「离合器」→「变速器」→「P3电机」→「减速器」→「车轮」。故此，「P3电机」具备以下一些特点：

　　纯电传动更为直接：「P3电机」通常与「车轴」相接，故此，在纯电驱动的工况下，能更高效地将动力输出到「车轮」上，可谓是『深耕于「基层」的好员工』；

　　动能回收能力更强：与上一条原理相似，在车辆滑行或制动时，「车轮」产生的摩擦力可以更直接地反馈给「P3电机」，恰好印证了『近水楼台先得月』的古线电机架构的结构俯视图（比亚迪DM-p的双擎两驱模式）

　　与「变速器」关系微妙：由于「P3电机」在「变速器」后，所以在纯电驱动工况下，则需要拖动前端的「变速器」，就某种程度而言，此时的「变速器」成为了「P3电机」的累赘。此外，「P3电机」也会占用额外的空间，这让「前置前驱」的传统汽车原本就捉襟见肘的「发动机舱」空间更加焦虑，于是工程师们开始重新考虑是不是要动一下传统的「变速器」！

　　当工程师去除了传统「变速器」的大部分「变速齿轮」后，只留下少数「变速齿轮」（通常用于起步时扩大扭矩，又被称为「减速齿轮」——降低转速，增加扭矩）和「传动齿轮」（通常用于传输动力）后，他们设计出了一种主要由多根「传动轴」、「离合器」、「发电机」和「驱动电机」组成的『混动变速器』（如上图）。

　　「发动机」：其动力可以通过「行星齿轮盘」分配给「车轮」和「P1电机」等；

　　：怠速】「发动机」启动后怠速运转并带动「行星齿轮盘」正向旋转。由于「车轮」（连接着「外齿圈」）未转动，「行星齿轮盘」（连接着「发动机」）的正向旋转，通过「行星齿轮」带动「太阳齿轮」（连接着「P1电机」）正向旋转。「P1电机」不再接收「电池组」输电，反而变成「发电机」，产生交流电，经「PCU」（Power Control Unit动力控制单元）里的「逆变器」和「电压变换器」将交流电变为低压「直流电」给「电池组」充电。简单来说，怠速时「发动机」的功率全部用来为「电池组」充电；【工况3：起步】

　　仔细的读者会发现，「丰田THS混动系统」的结构不该被归纳到「P1P3电机架构」。因为从「P1电机」的定义来看（在「发动机」后「离合器」前），「E-CVT变速器」中的「MG1电机」更像是「P2电机」，但我们从「MG1电机」的作用来看，其主要用于发电，而且不被赋予直接驱动「车轮」的使命，这又符合了「P1电机」的工作内容定义，所以，「E-CVT变速器」可以说是一种变异的「P1P3电机架构」，更确切地说，它是一种特殊的『混动变速器』。

　　无独有偶，此前我们介绍「P2电机」时，曾以「上汽EDU混动系统」为例，其「P2电机」的血统也不是那么的纯正。故此，从整体结构来看，上汽的「EDU混动系统」将「P1电机」、「P2电机」和传统「变速器」整合在了一起，从某种意义上讲，它也与丰田的「E-CVT变速器」一样，成了一另种『混动变速器』。

　　电机」与「双离合变速器」结合：代表技术有「上汽EDU混动系统」、「吉利GHS混动系统」等;

　　电机」与「自动变速器」结合：代表技术有「本田i-MMD混动系统」、「丰田THS混动系统」等。基于「P2

　　」则直接布置在控制偶数挡位的「C2离合器」与「变速齿轮」之间。故此，「C1离合器」控制1、3、5、7奇数挡位，「C2离合器」负责控制R、2、4、6偶数挡位，从而实现了多种驱动形式。纯电模式

　　」直驱模式：在高速巡航时，车辆对动力要求较低，此时「发动机」在最高热效率的区间运行，所以，系统将断开「C2离合器」，耦合「C1离合器」，让「发动机」直接通过「变速器」来驱动「车轮」。第一代吉利GHS混动系统混动系统基本原理（动图）

　　第一代「吉利GHS混动系统」被运用在「博瑞ePro」、「缤越ePro」和「嘉际ePro」等车型上。据悉，第二代「吉利GHS混动系统」将采用经过电气化改造的「DHE混动专用发动机」（阿特金森循环）且会使用「P1电机」+「P2.5电机」的「DHT混动架构」，限于篇幅，我们会在混动汽车品牌系列中展开单聊。

　　2.保持了优势：当「P2.5电机」的「输入轴」与「发动机」耦合时，「发动机」和「P2.5电机」以相同传动比旋转，这与「P2电机」工作逻辑相同，继承了「P2电机架构」的优点；

　　更适合拥堵城市路段：此外，在低速行驶时可以采用「P2.5电机」驱动，能很好地弥补「双离合变速器」在拥堵路况平顺性差、磨损大的缺点。

　　结构复杂，需要经验积累：相比单一添加「P2电机」类似给动力总成『做加法』的设计思路，「P2.5电机架构」的结构复杂了许多，所以对系统的匹配和调校要求也就更高，比如「C1离合器」和「C2离合器」的接合控制、「发动机」和「P2.5电机」的动力融合瞬间控制等，都需要长时间的经验积累

　　其实更多的时候，大家会发现「P2.5电机架构」会被归入到「P3电机架构」，比如我们此前提到的「丰田THS混动系统」，其「MG2电机」并不是特别符合「P3电机」靠近「传动轴」的位置定义，但发挥着「P3电机」的大部分作用。在我看来，这就是典型的『基于将「P3电机」整合入「变速器」的「P2.5电机架构」思路』。

　　」：若将「P4电机」放在前轴或后轴上，那么「差速器」貌似就要优化了；l「车轴」：若用「轮毂电机」作为「P4电机」，那还有「车轴」啥事呢？

　　而在「后桥」则是有一颗峰值功率50kW的「P4电机」（沃尔沃称其为「ERAD」Electric Rear Axle Drive 电气后桥驱动系统，后简称「ERAD」），其位于后副车架上。配合「前桥」上的动力总成，可实现纯电、混动、高性能、四驱和动能回收5中驾驶模式，最大续航里程达1000km，高性能模式下百公里加速时间为6秒左右。

　　l「ERAD」在加入「电机」后，其「行星齿轮组」的「托架」成为了「差速器」的「壳体」，而「外齿圈」被固定在「壳体」上；

　　电机」为主：以「P4电机」作为驱动车辆的主要动力源，只有在需要更大功率或扭矩时，才会起动「发动机」所领衔的动力总成；2.「发动机」为主：车辆仍然以「发动机」驱动为主，「P4电机」只作为辅助驱动或作为四驱模式的第二动力源，这种情况，「P4电机」并不需要太大的功率。

　　减小「发动机」排量：由于「驱动电机」的加入，可减小「发动机」的排量（比如将四缸发动机换成三缸发动机……）却仍然可以保持原来的功率和扭矩；

　　更容易地实现多种模式：比如使用「P4电机架构」的车型，更容易实现四驱模式，同时还可省去了传统汽车上连接「前后桥」的「传动轴」、「差速器」等部件。

　　『做加法』的逻辑，而有些主机厂则选择了让「发动机」退居幕后，而让「电机」走到台前，成为驱动的主力。于是我们就可以看到位于「输出轴」上努力工作的「P2电机」，以及更接近「车轮」的「P3电机」。

　　电机」和「P4电机」：直驱「车轮」的打工人，『干饭』（用电）小能手。按动力系统结构形式的分类

　　电机」，而是将几个「Px电机」以「串联」、「并联」或「混联」的方式连接在一起』，所以下一个章节，我们就来深究一下混合动力系统的结构形式~~* 部分图片来源于网络，如有侵权请告知删除