异军突起/混动市场将变天 2021年新能源技术盘点

毫无疑问，“双碳”战略促使了汽车行业在能源结构上的转型，新能源车的占比在逐年提升。其实，除了纯电动车型以外，混动车型逐渐被更多人认可。因为它不仅省油，动力输出特性平顺，还没有电动车的里程焦虑问题。

放在过去，提到混动会想到丰田THS和本田i-MMD，深耕数年让“两田”成为了混动的代名词。而在今年的混动市场上却出现了很多新名词，自主品牌有比亚迪DM-i，长城汽车柠檬混动DHT、长安汽车蓝鲸iDD和吉利汽车雷神动力，合资品牌有东风日产e-POWER。在这些名词的背后，它们有哪些特点呢？

#比亚迪DM-i超级混动#

代表车型： 秦PLUS DM-i、宋PLUS DM-i、唐DM-i

比亚迪是较早涉足新能源市场的自主品牌，早期的比亚迪混动系统主要以性能为主，比如说唐“542”科技和0-100km/h加速5.9秒的秦，让其赚足了眼球，但现在的混动市场更加注重高效节能。因此，比亚迪针对这部分消费者推出了DM-i混合动力系统。

DM-i混动系统主要是由混动专用发动机和EHS机电耦合单元组成，混动专用发动机有1.5L和1.5T这两款。其中，1.5L发动机采用了阿特金森循环的工作模式，拥有15.5：1的超高压缩比，热效率高达了43.04%；1.5T发动机为米勒循环工作模式，压缩比为12.5：1，热效率为40%。

其实在混合动力时代，发动机的地位正在逐渐降低，要想获得更出色的燃油经济性，电动机这个角色就显得格外重要。在DM-i混动系统中，EHS机电耦合单元成为了关键。

EHS机电耦合单元采用了双电机的设计，一个为驱动电机，另一个为发电机，采用异轴布置，减少了轴向尺寸。EHS机电耦合单元根据功率不同分为了EHS132、EHS145和EHS160三个版本，后边的数字代表功率kW。EHS132会与1.5L发动机匹配，EHS160与1.5T发动机匹配，EHS145则会兼容1.5L和1.5T这两款发动机。

这套EHS机电耦合单元内部有一个离合器，能够实现发动机和驱动电机的串联和并线输出。在整体的工作逻辑上，EHS机电耦合单元与本田i-MMD有些类似。电量充足时，电机驱动车辆且发动机不工作。当离合器分离时，发动机带动发电机发电，驱动电机从电池获取电能驱动车辆前行，实现了发动机与驱动电机动力的串联；当离合器结合时，发动机与驱动电机并联输出。

比亚迪DM-i混动的设计思路是以电动机为主，发动机为辅，在EHS机电耦合单元的加持下能够实现经典的串并联结构，且异轴布置双电机设计还能节省轴向空间，未来可与更多类型的发动机进行匹配。

#长城柠檬DHT#

代表车型：拿铁DHT、玛奇朵DHT、玛奇朵DHT-PHEV

长城汽车在今年拿出了柠檬平台DHT混动系统。根据用途的不同，柠檬DHT系统包括有两套HEV混动和三套PHEV插电混动系统，覆盖了紧凑型车、中型车和中大型车辆。

具体来说，使用1.5L混动专用发动机配合100kW电动机的HEV系统会搭载在紧凑型车上；使用1.5T混动专用发动机配合130kW电动机的HEV系统会应用在中型车上；而中大型以上的车辆将会搭载PHEV系统，该系统最大可以使用45kWh的电池组，纯电续航里程可以达到200公里，再配合上最大功率135kW的2挡P4电驱系统，即兼顾了动力又会有不错的燃油经济性。

以拿铁DHT为例，这套混动系统主要是由1.5T混动专用发动机以及内置双电机（TM电机和GM电机）的两挡DHT130变速箱组成。其中，GM电机主要用作发电，TM电机为驱动电机。该混动系统的总功率为181kW，最大扭矩532N·m。0-100km/h加速仅需7.5秒，百公里综合油耗仅为4.9L/100km，续航里程超1000km。

这套混动系统的发动机和两台电动机是通过一个平行轴2挡减速机构相连，通过离合器调节工作模式，从而实现纯电驱、串联和并联三种主要的工作模式。

纯电驱模式下，TM驱动电机从电池组中获取电能驱动车辆，发动机处于熄火状态；串联模式下，发动机工作在高效区间带动GM电机发电，与此同时TM电机驱动车辆前行；并联模式下，发动机通过两挡减速器直接驱动车轮，GM和TM两台电动机负责调节发动机的工作点，并进行辅助驱动；在动能回收时，当车辆处于制动或滑行工况下，TM电机回收能量。

#吉利雷神动力#

代表车型：星越L雷神Hi·X

吉利汽车的雷神智擎Hi·X智能混动平台包含DHE15和DHE20两台混动专用发动机，以及DHT（1挡变速器）和DHT Pro（3挡混动电驱变速器）两款混动专用变速器。

在刚刚开启预售的星越L雷神Hi·X这款车型中，动力系统是由DHE15发动机和3挡混动电驱变速器DHT Pro组成，系统综合输出功率180kW，系统综合扭矩540N·m。DH15混动专用发动机最大功率110kW，峰值扭矩43.32%，最高热效率43.3%。

在吉利官方给出的数据中，星越L雷神Hi·X续航1300km（极限续航1426km），百公里油耗4.3L（最低可至3.9L），0-100km/h加速7.9秒。在数据的背后，除了高效的DHE15混动专用发动机以外，3挡混动电驱变速器DHT Pro可以说是最大的功臣。

3挡混动电驱变速器DHT Pro结构紧凑，重量仅为120kg。在这之中，发电机P1、驱动电机P2、2个电机控制器和3挡的变速增扭机构都集成在了轴向仅为354毫米的尺寸内。与大部分的混动系统类似，DHE15+DHT Pro也能实现纯电、串联和并联模式，还能通过自学习自适应20种智能驾驶模式。且双排的行星齿轮组在起到了功率分流作用的同时，还提供了不同的传动比。

纯电驱动模式下，P2电机从电池组获取电能单独驱动车辆；串联模式下，发动机通过P1电动机给动力电池组充电，P2电机从电池组获取电能驱动车辆前行，并调节发动机的负荷；并联模式下，发动机直驱车辆，与此同时P2电机辅助驱动车辆。在制动和滑行的过程中，P2电机进行能量回收。

值得一提的是，吉利的这套混动系统支持全速域的并联。车速在20km/h以上时系统就能进入到并联模式中，系统效率提高20%；当起步时，3挡DHT Pro通过离合器滑摩，匹配1挡大速比，起步加速能力提升50%；当车辆在80-120km/h 加速时，可释放60%的储备功率，从而快速实现高速超车。

#长安蓝鲸iDD#

代表车型：长安UNI-K iDD

长安蓝鲸iDD混动系统首搭在长安UNI-K iDD这款车型中。该混动系统主要是由蓝鲸NE1.5T混动专用发动机、P2电动机以及蓝鲸三离合器电驱变速器组成。由于这是一台插电式混动车型，因此它使用了一组容量在30.7kWh的电池组。

在具体参数上，长安UNI-K iDD中的蓝鲸NE1.5T发动机使用了米勒循环，实现膨胀行程＞压缩行程，提升压缩比，提升发动机热效率，其最大功率可达170Ps，峰值扭矩260N·m，P2电动机最大功率116Ps，峰值扭矩330N·m。官方公布的0-100km/h加速时间8.1秒，NEDC工况下综合续航1100km，纯电续航130km，匮电油耗5L/100km。

UNI-K iDD是P2电动机，电动机位于发动机与变速箱之间，电动机的动力输出路线需要经过6挡湿式双离合变速箱。与此同时，蓝鲸三离合电驱变速器拥有更高的系统集成度，采用了S-winding绕组技术，电驱动综合效率90%，电机功率密度10kW/kg，电机控制器效率98.5%，液压系统压力60bar。

由于这套插电式混动系统有着30.7kWh的大容量电池组，因此在城市中驾驶完全可以依靠纯电进行驱动，130km的纯电续航里程可以至少满足2天的上下班通勤。

在HEV混动模式下，这套混动系统主要有三种工作模式。其一，发动机和电动机同时工作，油电一同驱动车辆前行；其二，发动机一边驱动车辆，一边通过电机给电池组进行充电；其三，发动机处于高效工作区间，发动机直接驱动车辆前行，这种一般在高速匀速工况下。当然，蓝鲸iDD这套混动系统还可以实现发动机怠速充电和动能回收的工作模式。

除了蓝鲸iDD混动系统，长安汽车在未来还将推出蓝鲸NE动力平台，该平台全系兼容48V、HEV、PHEV、REEV设计，兼容1.0L-1.8L排量的发动机，通用化率高达98%。

#日产e-POWER#

代表车型：东风日产e-POWER轩逸

市面上大部分混动系统的工作逻辑和技术路线多少会有些类似，但东风日产的混动系统则另辟蹊径，采用了全电驱动的混动系统，发动机不参与直接驱动。可能有的同学会说这不就是增程式电动车吗？其实不然，增程式的电动车会有一块大容量的电池组，而日产e-POWER的电机组容量很小，所以严格意义上来说它不属于增程式电动车的范畴。

从工作逻辑上来看，日产e-POWER类似于串联式混合动力系统，在所有的工况下发动机都仅负责发电，车轮完全由电机驱动，属于“全时电驱动”的设计。这也使得这套混动系统的架构简单，没有复杂的能量分配和耦合装置，有利于小型化和轻量化。

正因为发动机不用参与车辆的直接驱动，所以可以搭载小排量、低功率和高效的发动机。以东风日产e-POWER轩逸为例，这款车型的发动机采用了自家代号名为HR12DE的三缸1.2L自然吸气发动机，最大功率53kW。这台发动机使用了连续可变气门正时技术，从而实现了米勒循环。并且，通过增加涂层膜使得发动机的工作摩擦阻力降低20%。

日产e-POWER 这种“全时电驱动”的设计，可以带来电动车的驾驶感受，具有动力输出线性，响应速度快等特点。搭载e-POWER动力系统的轩逸，电动机最大功率100kW，最大扭矩300N·m，NEDC工况下综合油耗为3.9L/100km。

#海绵硅负极片电池技术#

代表车型：广汽埃安LX PLUS

在2021广州车展中，广汽埃安带来了AION LX PLUS这款新车，该车除了0-100km/h 2.9秒的加速时间以外，长续航版CLTC工况下1008公里的续航里程更引人注目。

想要增加电动车的续航里程，一个是对电池技术的优化，另一个则是增加电池容量，AION LX PLUS两者兼顾。

目前主流的锂电池大部分采用的是石墨作为负极材料，而用硅作为负极材料能很大程度上提升锂电池的能量密度。相比石墨，硅虽然能够存储多达9倍的锂离子，但也有一个致命的缺点，那就是硅负极材料在嵌锂过程中体积变化很大，在多次循环过程中会开裂、破碎。电池容量会随之衰减，寿命降低，并且还会伤害电解质界面层SEI。

为了攻克这个难题，广汽埃安使用了海绵硅负极片电池技术，该技术可以让电池内部的硅负极片变得像海绵一样柔软有弹性，使硅在充放电过程中的膨胀收缩被限制缓冲，不会破裂。与此同时，让硅负极发挥出大容量的优势，像海绵吸水一样储存更多的能量。

具体来说如何做到的呢，其主要运用了纳米符合硅技术、带自修复功能的粘结剂技术和梯度复合涂布技术。其中，纳米符合硅技术通过把硅材料控制在纳米尺度，在表面包覆保护层，控制微观形貌，最大程度降低硅基符合负极材料充放电过程中的体积膨胀。这种表面包覆保护层也避免了硅直接和电解液接触，大幅度提升了SEI的稳定性。

带自修复功能的粘结剂技术对极片中的粘结剂进行改性优化，使其具有优异的包覆、粘结和回弹性能，使得破损的硅负极片在膨胀收缩的过程中得以修复。梯度复合涂布技术则是通过硅负极级片活性组分与非活性缓冲组分的梯度分布设计，大幅提升了活性层与集流体的结合力，改善负极级片本体的结构稳定性。

在海绵硅负极片电池技术的加持下，这种新型电池电芯的容量提升了25%，电芯体积减少了20%，重量减轻了14%。在电池容量达到144.4kWh的情况下，能量密度也达到了205Wh/kg。这使得AION LX PLUS具有CLTC工况下续航1008公里的水平。

写在最后：2021年可以看作是各大车企电气化的转折点，头部的自主品牌拿出了它们混动系统的新技术来加速电气化的转型，随着混动系统在更多产品上的运用，“两田”在混动市场上将不是唯一的选择。作为合资品牌的东风日产，它另辟蹊径使用了结构简单体积轻巧的e-POWER动力系统，并在国内市场首次搭载在了e-POWER轩逸上。而广汽埃安继续深耕纯电动车的电池技术，在弹匣电池后又带来了海绵硅负极片电池技术，让AION LX PLUS的续航里程突破了1000公里。