丰田双擎和比亚迪秦原理上有什么本质差别？

混合动力技术阵营分为两大门派：双电机动力分流派和单电机双离合派。丰田集团代表双电机动力分流派，其核心技术是eCVT电子无极变速箱，由两套电机和行星轮系统组成。这种技术使发动机工作在高效区，油耗低，省略变速箱和离合器，加速平稳。但系统复杂，成本较高，部分动力由电传动，降低传动效率。丰田普锐斯是其代表车型，采用HSD系统，累计销量已突破700万辆。单电机双离合派以比亚迪为代表，其特点是发动机和电机动力全部机械传动，传动效率高。电机动态范围小，有利于优化效率。理论油耗降低空间大，成本低，易于推广。比亚迪秦采用P3系统，电机位于变速箱末端，可能是为适应中国新能源政策导向。这种设计有利于电机纯电行驶，与国外处于同一起跑线。总之，丰田双擎和比亚迪秦在混合动力技术上有本质差别。丰田采用双电机动力分流，发动机工作高效，但系统复杂，成本高。比亚迪则采用单电机双离合，传动效率高，成本低，易于推广，更适应中国新能源政策。两大门派各有优势，未来市场竞争将更加激烈。丰田双擎和比亚迪秦混合动力技术的本质差别在于其核心系统设计。丰田采用双电机动力分流，通过eCVT电子无极变速箱实现高效动力传输，但系统复杂，成本较高。而比亚迪秦则采用单电机双离合系统，传动效率高，成本低，更适应中国新能源政策。两大门派各有千秋，未来市场竞争将更加精彩。

首先我们说这混合动力技术阵营分两个门派。

一大门派为双电机动力分流(PowerSplit)派，其代表车企为丰田集团。

另一大门派为单电机双离合派，又称P2(为啥叫P2我们后面详细分解)，其代表车企之一就是比亚迪。

一个位列全球全混动车型销量第一，另一个位列全球插电车型销量第一。

其中竞争激烈程度可想而知，而各车企决战中国的砝码就是各自的专利技术。话说要把这两大阵营技术完整介绍清楚那必定写成教科书那么厚了。为了帮助各位更快的理解，我们这边就挑最典型和容易理解的技术具体分析。大家感兴趣的话就跟着文章一点一点深入研究吧。

双电机动力分流派：顾名思义这个门派的最典型特征是有两个电机一起和发动机配合实现混合动力模式。那么我们首先说说双电机动力分流派的特点：

1.由两套电机和行星轮系统组成eCVT，发动机一般工作在高效区，油耗低

2.省略变速箱，不需要离合器，加速过程平稳

3.两套电机，系统相对复杂，成本相对较高

4.发动机部分动力由电传动，降低传动效率

这个门派的宗师毋庸置疑就是丰田集团，代表车型就是目前全球销量最好的混合动力车型丰田普锐斯。普锐斯最早在1997年开始销售，发展到今天已经开发到了第三代。并且目前该混合动力技术已经推广至丰田集团几乎所有级别的车型上，包括卡罗拉混动版，凯美瑞混动版，汉兰达混动版(海外)，雷克萨斯CT200h，NX300h，RX450h，GS450h，LS600h，HS250h(海外)等等。

根据丰田的官方数据，截止2014年9月丰田集团的混合动力车型累计销量已经突破了700万辆。而这些混合动力车型采用的都是丰田称为混合协同驱动系统的HSD(HybridSynergyDrive)系统。丰田HSD系统的核心则是双电机和动力分流装置组成的eCVT电子无极变速箱。大家知道传统的CVT无极变速箱是由连续可变的机械传感装置改变速比实现的。如下图传统CVT无极变速箱通过改变钢带所绕传动轴的半径连续改变速比。

但是丰田的eCVT系统并没有以上的钢带组成的机械连续可变传动系统，那它是通过什么方法实现无极变速的呢？答案就是通过两个电机的连续电控调速实现的。具体我们先来看一下这套eCVT系统的结构。如下分别是丰田普锐斯的eCVT系统刨面图和动力部件示意框图。

如上图可以看到电机1(MG1)和电机2(MG2)中间隔了一个机械装置，称为动力分流装置(PowerSplitDevice)PSD。而发动机、电机1、电机2实际上是同轴的通过动力分流装置连接在一起的。动力通过动力分流装置再分配以后通过电机2传输到了车轮上。如果各位看官之前研究过自动变速箱的话，一定知道其中的一个核心机械装置叫做行星齿轮组PlanetaryGearSet。其实动力分流装置就是一组行星齿轮组。行星齿轮由太阳轮SunGear(缩写S)，行星齿轮架PlanetaryCarrier(缩写C)，内齿齿圈RingGear(缩写R)组成。3组齿轮依次由内而外像天文行星系统一样绕着同一个中心点(即太阳轮的中心点)同轴旋转。如下即为行星齿轮示意图和丰田HSD系统连接图。可以看到发动机连在行星齿轮架上，电机1连在太阳轮上，电机2连在内齿齿圈上并作为输出轴。

丰田的设计师们通过行星齿轮组将速比设定成发动机与电机1的转速差与发动机与电机2的转速差比例为2.6:1。速比设定图如下。电机2(右侧)连接在输出轴上可以在+6500转/分到-1500转/分之间连续调节。对应车辆的实际行驶速度分别为180公里/小时和-40公里/小时。而发动机(中间)的1000到4500转/分之间调节，而发动机被设定在最高效率转速区间2000转~3000转运行。电机1(左侧)被设定成可以在+6500转/分和-6500转/分连续可调来配合发动机和电机2(车速)的转速差。

由于丰田eCVT电子无极变速箱中并没有配置自动变速箱中的其他核心组件，比如液力变矩器，离合器(Clutch)，锁止器(Brake)等等一概没有配备。因此发动机并不能从传动系统中脱开。为了在纯电行驶的时候保持发动机静止，因此需要通过电机1和电机2分别呈相反方向旋转来使得发动机静止(根据速比，此时电机1的转速为电机2转速的2.6倍)。由于电机1转速范围的限制，如果前进车速需要大于40公里则发动机就必须启动。

除了以上提到的转速关系以外，动力分流装置还能够在不同的行驶模式下将动能通过机械方式和电子方式输送到需要车轮上或者存储到电池内。如下两种不同的驱动模式，上下两图左侧的发动机和两个电机的转速几乎是一样的。但是上图工作在发动机驱动模式中，动力从发动机通过机械方式从动力分流装置输送到车轮上，同时发动机的部分动力被用作电机1发电并驱动电机2给出动力输出到车轮上。而下图为减速工况，车轮上的动力被电机2产生的再生制动力(RegenerationBrake)回收发电充入电池中。同时车轮上的部分动力通过动力分流装置输送到发动机上，维持发动机怠速工作。

各大车企决战的砝码除了前面提到的专利以外，作为传统车企他们还将积累了几十年的发动机技术加持到了相应的混合动力系统中。其中以丰田混动系统为代表的就是其使用的阿特金森循环(AtkinsonCycle)发动机。阿特金森循环发动机的特点就是膨胀比较压缩比大，这样虽然发动机动力没有普通的奥托循环(OttoCycle)发动机大，但是在特定转速区域特别省油。这一点非常符合其eCVT系统的特点。eCVT系统能够通过电机连续调速将发动机的转速稳定在一个非常高效的转速区间。如下即为阿特金森循环和奥托循环发动机的比较，可以看到阿特金森循环发动机扭矩要低于奥托循环，但是在2000~4000的转速区间阿特金森循环燃油效率更高，油耗更低。

单电机双离合派：顾名思义这个门派的最典型特征是只有一个电机加上两个离合器和发动机配合实现混合动力模式。那么我们也先说说单电机双离合派的特点：

1.发动机和电机的动力全部机械传动，传动效率高

2.电机动态范围小，有利于优化电机效率

3.理论油耗降低空间更大(目前油耗仍稍高于双电机动力分流系统)

4.变速箱技术成熟，单电机双离合器系统成本低，易于快速推广

5.需求的电机扭矩功率小，速度范围小，成本低

6.易于过度到插电式混合动力(支持更高车速的纯电行驶)

基于比亚迪的专利CN103029558A，可以看到虽然比亚迪秦属于单电机双离合器配置，但是其却不是严格意义上的P2系统。因为按照如下专利图电机被配置在了变速箱的末端。因此从最左侧的发动机开过来，分别是发动机(第一位置)，离合器，变速箱(第二位置)，离合器，电机(第三位置)。因此业界将比亚迪这样的系统定义为P3系统。

这样设计可能有部分原因是需要避开国外的专利，但一个更重要的原因就是要适应中国关于新能源推广的政策导向。如果大家注意目前的新能源政策的话，会发现目前重点扶植的方向是纯电动汽车或者是能够纯电动行驶50公里以上的插电式混动汽车。不难发现政策还是重电机纯电行驶而轻发动机混合动力行驶。这可能与最早业界提出的弯道超车发展方向有一定的关系。既然发动机技术与国外有差距，不如发展电机驱动技术。至少与国外处于同一起跑线上起步。

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