與普通汽車相比,HEV在一部車上搭載了兩套動力總成,一套為內燃機發動機,而另一套為電動發動機。利用內燃機功率的調配，及能量轉換與制動能量回收等手段達到節能減排的效果。混合動為汽車的分類可按動力傳輸路徑、混合比例及是否可外部充電三種方式來進行。三種分類方式中，統一車型，可以即屬于能量傳遞的串聯模式，又屬于具備外部充電功能的Plug-in插電混動車型。

按動力傳輸路徑分類

混合動力汽車按驅動系統中，內燃機動力與電池動力的連接關系，分為串聯式、并聯式及混聯式。

串聯式混合動力汽車

串聯式混合動力汽車的主要部件分別為發動機、發電機、電動機與動力電池等組件，以串聯的方式組合。串聯式混合動為汽車的工作原理及優缺點

發動機和發電機之間直接相連,兩者協同工作，組成輔助動力裝置(Auxiliary Po以er Unit),發動機做工并不能直接作用于驅動力上,而是經由發動機將汽油中的內能變為熱能再進一步成為動能,作用于發電機,發電機將動能變成電量,儲存于儲能設備也就是車載動力電池組當中,接著利用車載動力電池組中的電能使電動機做工帶動驅動輪工作,從而完成一整套動力系統的工作流程。串聯式混合動為汽車只有一條能量傳到路線,在串聯式混合動力系統中，電動機代替了傳統內燃汽車中的發動機,而電池則相當于傳統內燃機汽車的"油箱"。而發動機的作用被大大弱化,當電池內電量不夠時發動機才會起動參與做功通過發電機給電池充電,當電池電量充足時則不工作,僅相當于一個"加油員"起到增加串聯式混合動力汽車續航里程的作用。故SHEV又被稱作"增程式混合動力汽車"。

因其工作原理也就有了以下幾個優點：由于其發動機不直接參與車輛驅動,故其工況可直接由ECU控制,從而使發動機長時間甚至永久處于最佳工作狀態,既保證了高效能又保證了低排放(阿特金森循環)。其二，相對于并聯式與混聯式混合動系統而言，串聯式動力系統結構較為簡單,對整車布局位置要求最低,相對研發生產成本也就最低。

缺點也顯而易見：因其只能通過電動機驅動車輪行駛,故電動機功率相對于并聯式與混聯式混合動力系統自然要大上不少,并且因為它多數時間處于純電動狀態，故對動力電池容量也有較大的要求,導致電池組總體重量較重,再加上發電零部件及其他配套部件，其整車重量較重不利于整車輕量化。再者因為串聯式動力系統，汽車的發動機不能直接驅動汽車行駛,必須通過幾輪的能量傳導與轉換，這其中自然包含了大量的能量損失。

并聯式混合動力汽車

并聯式混合動力汽車的主要部件分別為發動機、電動-發電機與電池，三個主要組件由并聯的排列布置方法進行組合。

并聯式混合動力汽車的工作原理及優缺點:

不同于串聯式混合動力系統,并聯式混合動力系統中的發動機與電動機都可直接將動能傳導至驅動輪上使汽車行駛。其工作狀態有三種模式,分別為發動機單獨工作直接將機械能傳導至汽車的驅動輪；電動機獨立工作時驅動汽車驅動輪使汽車行駛；和當并聯式混合動力汽車需要較強的動力、較高的行駛速度時,并聯布置的發動機與電動機可共同工作，將兩者的能量疊加協同的輸送至汽車的驅動輪上使汽車保持較高的行駛速度與較強的運動性。總體來說相對于串聯式而言，并聯式就是分別保有兩套獨立的動力總成,并且兩套動力總成即可分別獨立工作亦可協同工作同時提供汽車的驅動力。

并聯式混合動力汽車因其工作原理擁有以下優點：并聯式混合動力系統中的發動機可直接將能量傳導至汽車的驅動輪,從而減少了像串聯式混合動力汽車中的多次能量傳導與轉換，也就大大減少了過程中的能量損失；當發動機單獨工作直接驅動車輛前進時,并聯式混合動力汽車的能量損失與傳統內燃機汽車基本一致。在并聯式混合動力系統中的電動機既是電動機又是發電機,故起到了一個部件兩種功能的作用,這樣大大的降低了汽車生產的成本與整車結構布置的難度及整車車重。再者由于并聯式動力系統中發動機可獨立工作驅動車輛行駛,故對電池的容量要求大大降低,所以并聯式混合動力汽車可搭載相對較小的電池,這樣又再次降低了汽車生產的成本與整車結構布置的難度及整車車重。串聯式混合動力汽車需要將所有能量經過轉換才能保證電池內充足的電量,而并聯式混合動力系統并不需要這樣做,因此整車設計時可選取功率更小的電動機,也就更為經濟,再次進一步降低了整車的生產成本與整車結構布置的難度及整車車重。與串聯式相同的優點是并聯式混合動力系統也可進行純電動模式行駛,達到"零"污染"零"排放。

相對于眾多的優點并聯式混合動力系統的缺點也不容忽視：首先由于其電動機只是輔助發動機進行工作,造成其純電狀態下行駛速度低，續航里程短；相對于串聯式混合動力系統,并聯式混合動力系統因為多出許多組件造成了其結構系統更為復雜,對整車的量管理系統、設計結構布置能提出了更高的要求,造成了更大的困難。由于并聯式混合動力系統中的發動機不能夠像串聯式混合動力系統中發動機那樣長時間處于高效工作狀態，也就對其發動機的工作模式與狀態的調教優化提出了很高的要求。當然這一切都是燃油經濟性作為研究前提的,現階段市場上也存在大量并不省油的混合動力汽車，它們大多都是并聯式混合動力汽車,它們的設計導向是為了純粹的機械性能與車輛加速與極速的性能,它們更多是使用并聯式混合動力系統中發動機與電動機協同工作的那段工作區間,使車輛突破傳統內燃機汽車的理論極限，獲得更好的駕駛性能。

混聯式混合動力汽車

混聯式混合動力汽車的主要組成部分分別是由能量分配單元、內燃機、動力電池組、電動機及發電機采用串聯式與并聯式共存的方式進行組合，混聯式混合動力汽車的工作原理及優缺點:

不同于前兩類混合動力系統的地方是,混聯式混合動力系統具有一個動力分配系統(一般由行星輪組組成),這個動力分配系統將發動機所產生的動能進行分配,可全部作用于汽車驅動輪使車輛行駛,可全部作用于發電機進行對電池的充電,亦可進行精準的能量分配將一部分能量直接作用于車輛行駛,另一部分作用于發電機進行對電池的充電,而電池內電能當然也可驅動電動機帶動車輛行駛。而整車PCU(Po以erControlUnit)功率控制單元則可通過調配發電機的工作狀態等手段對發動機做功所產生的動力進行一個精準的分派。就是因為混聯式混合動力系統這樣的特性,即一方面可通過電池與電動機電動方式進行動力傳導一一串聯式,另一方面又能夠使發動機通過機械傳導渠道達到動力耦合的目的一一并聯式,使此系統同時擁有串聯式與并聯式的工作狀態,故稱之為混聯式混合動力系統。

串聯式混合動力系統中發動機與動力驅動系統徹底分開只作為發電機的動力來源來講,它造成了大量能量在轉換與傳導泣程中的損耗。并聯式混合動力系統擁有了發動機直接驅動車輛行駛的能量,但與此同時對發動機工作狀態的調教優化造成了相當大的難題,對燃油經濟性與尾氣排放問題都造成了巨大的難題。同時具備串聯式與并聯式混合動力系統的工作形態使混聯式動力系統具有了下幾個優勢：結合兩種系統中的優勢,解決它們的問題,混聯式混合動力系統保留了發動機直接作用驅動系統的能力,又保證了提供并聯的驅動渠道,達到了一種綜合化集成化的混合動力系統。

混聯式混合動力的總體能量調配策略：當車輛低速行駛、速度較低或對動能需求較低時,整個系統采用串聯式的工作狀態,更多通過電動機作為驅動車輛行駛的主要動力。而在汽車速度較高且行駛狀態穩定時,系統采用并聯式的工作狀態。所有混聯式混合動力系統的優點也就是同時擁有了串聯式與并聯式混合動力系統的優點,既可保證發動機長時間處于最佳工況與最高效能區間或直接停機,也可使發動機做功的動能直接作用于驅動車輪行駛,不造成能量傳導轉換工程中的能量流損。將串聯式與混聯式混合動力系統的優點都發揮的淋漓盡致,達到了最大程度的燃油經濟性要求與尾氣排放要求。

在最新的歐洲行駛工況測試中,采用混聯式混合動力系統的汽車達到了驚人的39%的燃油節省率。與此同時混聯式還擁有相對于串聯式混合動為系統更小的動力總成規模求,從而降低了生產成本與整車車重。

現階段混聯式混合動力系統的唯一缺點就是其由于采用兩套動力系統需要搭載一些專口調配協同兩套動力總成工作的組件,從而造成其整車布局難度高，研發成本高居不下；ECU(Electronic Control Unit)電子控制單元即行車電腦與PCU(Po以er ControlUnit)功率控制單元的調控能力要求較高，在各個狀態下采用的怎樣的能量分配策略設計問題，開發難度較大。其中能量分配裝置現階段高效的設計思路只有通過行星輪組進行能力分配這一方法，這是豐田公司的技術專利，而其他方法，暫時還沒有更好的替代出現。

按照混合度分類

混合度(hybridization R)就是一個混合動力汽車中搭載的電動機與發動機所占比例的大小，即電動機功率與電動機與發動機功率之和的比：

式中R—混合度;Pm—電動機的功率,k以；Pe—發動機的功率,k以。根據混合度的大小可將混合動力汽車(HEV)分為微混合動力、輕混合動力及全混合動力三類。

微混合動力汽車

混合度民小于10%的混合動力汽車,在該類HEV的混合動力系統中，電動機的功率很小,儲能設備的容量也很小,通常采用AGM鉛酸電池,主要的動能來源還是依靠發動機,電動機基本只在啟動狀態下工作,即作為發動機的啟動機,當整車發動時協助發動機打火,或當車輛遭遇紅燈或長時間蠕行時作為發動機自動啟停裝置工作。在車輛制動狀態下，實現少量的能量回收(因其動力電池容量小),故這類混合動力系統也被稱為啟停混合動力系統。理論上能達到對燃油經濟性8%左右的提升。像東風日產2015款樓蘭2.5S/CHEV就屬于典型的微混合動力汽車。

輕混合動力汽車

混合度大約在10%到35%之間的HEV,相對于微混合動力系統,輕混合動力系統中的電動機功率與儲能設備容量都有所增大,通常采用鎳氫電池等高效能電池,從而降低了車輛總動力對發動機獨立工作的需要程度,其混合動力系統不僅工作于整車啟動狀態也能在車輛需要再加速與提高極速時幫助發動機協同工作。當然也能夠實現更大程度的制動能量回收。其對整車燃油經濟性幫助的理論數值為14%左右。像本田公司的混動版思域就屬于這個類型的輕混合動力汽車。

全混合動力汽車

混合度大約在35%以上的HEV,相對于微混系統與輕混系統而言,全混合動力系統最顯著的差別就是:搭載全混合動力系統的汽車能夠實現電動機獨立驅動車輛行駛的目的。從而在一些堵車、倒車、怠速、蠕行、低速、車輛啟動等低功耗需求情況下整車可采用純電動模式進行工作,當然也對全混合動力汽車的電動機功率與儲能設備容量提出了高于前兩種混合動力系統的要求。通常采用鎳氫電池或鋰離子電池,當然它除了擁有前兩種混合動力系統的功能外，對制動能量回收的能力也大大加強了。這類混合動力汽車基本上能夠達到對燃油經濟性30%以上的提升效果。

豐田集團的大多數混合動力汽車基本上都屬于全混合動力汽車,像豐田的普銳斯、凱美瑞混動版及卡羅拉雷凌雙擎,與雷克薩斯的CT200hRX35h化等諸多車型。

按照是否可外接電源進行外部充電分類

無論混合動力技術如何發展進步都無法徹底擺脫對化石能源的依賴,所以有行業專家預言將來人類將大量使用純電動汽車,而如今純電動汽車面臨的最大問題就是充電設施的不普及的問題,在傳統混合動力汽車向純電動汽車演化的過程中，重要的過度型產物插電式混合動力汽車就自然而然的產生了。

傳統混合動為汽車HEV

傳統的混合動力汽車(非插電式混合動力汽車)無需外接電源對整車所搭載的儲能設備進行外部充電,而是通過在車輛行駛過程中通過PCU(Po以er Control Unit)功率控制單元調配發動機工作對動力電池進行充電,在不同形式路況與車輛狀態下適時的采用發動機或電動機驅動車輛行駛,又或者通過ECU（Electronic Control Unit)電子控制單元調配發動機與電動機協同工作,達到提高燃油經濟性的目的。

插電式混合動力汽車PHEV

開發插電式混合動力汽車的想法源于歐洲科學家的一份報告數據,大多數城市居民每日的生活半徑(工作、學習、出行距離)都在六十公里以內,因此為了滿足在這六十公里內的燃油經濟性最佳以及城市內尾氣排放最低,就需要混合動力汽車能夠保持六十公里的純電動EV模式,但對于無法外接電源進行充電的傳統混合動力汽車(HEV)而言根本是不可能也不經濟的,所以科學家就提出了開發插電式混合動力汽車(PHEV)的想法,在工作地點、學校以及人流密集處設立充電粧,就可以保證從家中前一晚用220V家庭用電充滿的PHEV覆蓋整個城市居民生活半徑的要求,而在其他沒有充電粧覆蓋的地點或是長途行駛時,也不會像純電動汽車那樣失去行駛動力,依舊可以采用發動機消耗燃油與電動機協同工作。

Plug-in根據插電式混合動力系統結構形式的不同，又可以分為串聯式、并聯式、混聯式和雙模式四種類型，下面簡單介紹這四種插電式混合動力系統的結構特點和優缺點。

1）Plug-in 串聯混合動力系統

插電式串聯混合動力汽車，也稱為增程式電動汽車，相當于對純電動汽車增加一套增程裝置，其混合動力系統的結構如下圖所示，主要由一個驅動電機、一套由內燃機、發電機構成的增程裝置、傳動裝置、電機控制器、動力蓄電池組和外部充電接口等幾個部件組成。

該混合動力系統結構的主要特點是：驅動電機是驅動車輛的唯一動力源，電機控制器將動力蓄電池組儲存的電能和內燃機帶動發電機發電產生的電能以電耦合方式實現動力耦合，最終通過驅動電機驅動車輛行駛。

2）Plug-in 并聯混合動力系統

插電式并聯混合動力系統是由兩個或多個獨立的驅動系統的聯合，且每個驅動系統至少與一個車載能源連接。按驅動系統聯合方式的不同，并聯混合動力系統可分為單軸并聯式、雙軸并聯式和單個驅動系統聯合式三類。

典型的插電式雙軸并聯混合動力系統的結構如下圖所示，主要由驅動電機、內燃機、動力耦合機構、傳動裝置、電機控制器、動力蓄電池組和外部充電接口等部件組成。該混合動力系統結構的主要特點是具有兩個相對獨立的驅動系統，即內燃機驅動系統和電機驅動系統，兩個驅動系統既可以各自單獨工作來驅動車輪，也可以聯合驅動，以機械方式實現動力耦合。

3）Plug-in 混聯混合動力系統

混聯混合動力系統是一種特殊的混合動力系統，又稱為動力分流系統。最典型的插電式混聯混合動力系統為豐田普銳斯的混合動力系統，其結構如圖 1.3 所示。該插電式混聯混合動力系統主要由內燃機、電機 1、電機 2、行星齒輪動力分配機構、電機控制器、傳動裝置、動力蓄電池組和外部充電接口等幾個部件組成。該混合動力系統的特點是利用一個單排行星齒輪機構將內燃機和兩個電機的動力耦合在一起。單排行星齒輪結構可以實現無級變速器的功能，使整個動力系統效率較高，尤其是在城市駕駛循環工況。該混合動力系統最大的弱點是其恒定的扭矩分配導致汽車在高速巡航時動力系統效率較低。

4）Plug-in 雙模混合動力系統

插電式雙模混合動力系統是由串聯、并聯和混聯這三種基本運行模式中的任意兩種模式組合起來構成的，最典型的插電式雙模混合動力系統由串聯系統和并聯系統組合而成，其結構如下圖所示。該插電式雙模混合動力系統主要由主驅動電機、內燃機、ISG 電機、動力耦合機構、傳動裝置、電機控制器、動力蓄電池組和外部充電接口等幾個部件組成，其鮮明特點為運用了雙離合器，通過雙離合器的開合情況，可分別呈現出串聯和并聯的結構形式。此混動系統可充分利用雙離合器，根據混動系統的最佳效率來決定系統工作在串聯還是并聯模式，從而使整車實現較高的燃油經濟性并減少尾氣排放。該結構的缺點是系統包含兩套電機和兩個離合器，相對復雜，其工作模式和控制策略也比較復雜。雙模式混合動力系統憑借兩個離合器，使系統多個能量源更加便于靈活組合和控制，比并聯式和串聯式具有更多的運行模式。

找到一個解說混動的小視頻，可以看看。

最 后

混合動力汽車，被認為是從傳統燃油車向純電動的過度產品，也有人對純電的未來并不看好，認為如果不做認為干預，混動才是更適合實際需求的減排模式。但混動終究存在著幾個先天的缺陷：

首先就是混動專利問題，沒有更好的替代方案，混動將不敢大發展；其次，內燃機技術，從技術到材料以及加工工藝，其發展是線性的，并沒有什么捷徑去“趕超”世界先進水平，短時間內，內燃機相關技術必然影響國產混動的水平。最后，眼前的自動駕駛技術，以及不遠的將來的無人駕駛，其基本實現形式就是以機器控制機器。從動力系統的可操控性角度考慮，燃油車以及更加復雜的混合動力，對于自動駕駛的實現都沒有純電動更加簡易可靠。