1.3　混合动力汽车的分类

混合动力汽车的分类方法有很多，下面介绍几种典型的分类方法。

（1）按动力传动系统布置分类

目前世界各国研究开发的混合动力汽车有不同的结构形式，根据其动力传动系统的配置和组合方式不同，分为串联式、并联式和混联式三种组合方式，各自的结构形式和特点如下。

①串联式混合动力驱动系统（SHEV）　串联式混合动力驱动系统示意图如图1-1所示。辅助动力单元（APU）由发动机和发电机组成，通常将这两个部件集成为一体。发动机带动发电机发电，其电能通过控制器直接输送到电动机，由电动机产生驱动力矩驱动汽车。电池实际上起平衡发电机输出功率和电动机输入功率的作用：当发电机的输出功率大于电动机所需的功率时（如汽车减速滑行、低速行驶或短时停车等工况），控制器控制发电机向电池充电；当发电机的输出功率低于电动机所需的功率时（如汽车起步、加速、高速行驶、爬坡等工况），电池则向电动机提供额外的电能。

串联式结构可使发动机不受汽车行驶工况的影响，始终在其最佳的工作区稳定运行，因此可使汽车的油耗和排污降低。串联式混合动力汽车特别适用于在市区内低速运行的工况。在繁华的市区，汽车在起步和低速时还可以关闭发动机，只利用电池进行功率输出，使汽车达到零排放的要求。串联式结构的不足是发动机的输出需全部转化为电能再变为驱动汽车的机械能，由于机电能量转换和电池充放电的效率较低，使燃油能量的利用率较低。

②并联式混合动力驱动系统（PHEV）　并联式混合动力驱动系统示意图如图1-2所示，汽车可由发动机和电动机共同驱动或各自单独驱动。当电动机只是作为辅助驱动系统时，功率可以比较小。与串联式结构相比，发动机通过机械传动机构直接驱动汽车，其能量的利用率相对较高，这使并联式混合动力驱动系统燃油经济性比串联式混合动力驱动系统的高。并联式混合动力驱动系统最适合于汽车在城市间公路和高速公路上稳定行驶的工况。由于并联式混合动力驱动系统的发动机工况要受汽车行驶工况的影响，因此不适于汽车行驶工况变化较多、较大的路况。相比串联式结构形式，需要变速装置和动力合成装置，传动机构较为复杂。

③混联式混合动力驱动系统（PSHEV）　混联式混合动力驱动系统是串联式与并联式的综合，其示意图如图1-3所示。发动机发出的功率一部分通过机械传动输送给驱动桥，另一部分则驱动发电机发电。发电机发出的电能输送给电动机或电池，电动机产生的驱动力矩通过动力合成装置传送给驱动桥。混联式混合动力驱动系统的控制策略是在汽车低速行驶时，驱动系统主要以串联方式工作；当汽车高速稳定行驶时，则以并联方式工作。

混联式混合动力驱动系统充分发挥了串联式和并联式的优点，能够使发动机、发电机、电动机等部件进行更多的优化匹配，从而在结构上保证了在更复杂的工况下使系统处于最优状态下工作，所以更容易实现排放和油耗的控制目标。与并联式相比，混联式的动力复合形式更复杂，因此对动力合成装置的要求更高。目前的混联式结构一般以行星齿轮作为动力合成装置的基本构架。

串联式和并联式混合动力汽车技术难度较低。串联式混合动力汽车完全依靠电动机提供动力，发动机、发电机和电动机的功率都很大；而且对电池的要求较高，电池的体积、重量、成本相对较高，性能价格比较低。并联式混合动力汽车主要依赖于发动机提供动力，电池重量仅是串联式的1/3，而且能量传递损失较小，但是排放污染较大，发动机的燃烧效率不高。随着1997年丰田普锐斯混联式混合动力汽车的出现，世界各大公司逐渐将混联式混合动力汽车列为开发重点。混联式混合动力系统相对比较完善，能较好地将燃油汽车与电动汽车的优点有机地统一起来，也将燃油汽车和电动汽车的技术力量统一起来；电池的体积、重量、成本较低，发动机总在最高效率下工作，具有很好的燃料经济性，加速性和平稳性也很好，充分发挥了串联式和并联式混合动力汽车的优点，同时能够有效地弥补串联式和并联式混合动力汽车的缺点。

（2）按使用用途分类

①续驶里程延长型混合动力汽车　在纯电动汽车基础上增加了常规的辅助动力单元（APU），以提供额外的牵引功率或在需要时给电池充电。由于APU的油箱成了电池能量的补充，使辅助动力单元续驶里程和驱动功率显著提高。续驶里程延长型混合动力汽车一般由一个大容量的电池组和小型发电机组组成（主要针对小轿车而言）。

②功率辅助型混合动力汽车　在常规内燃机驱动的汽车基础上增加了辅助电驱动和能量存储系统以优化能量的管理。这种车上的主要能源来自于内燃机带动的发电机组。故功率辅助型混合动力汽车一般由较大功率的发电机组和较小容量的电池组组成（主要针对小轿车而言）。该系统既可以设计成串联系统也可以设计成并联系统，尤其适合并联系统。

（3）按电动机与内燃机的搭配比例分类

按照使用的电动机峰值功率与发动机额定功率的比值将混合动力汽车分为微混混合动力电动汽车、轻混混合动力电动汽车、中混混合动力电动汽车、强混混合动力电动汽车，电动机峰值功率与发动机额定功率之比分别为≤5％、5％～15％、15％～40％、>40％。

①微混混合动力电动汽车　有时也称启-停混合（Start-Stop），依靠电动机的功率比例很小，车辆的驱动功率主要由内燃机提供。在微混系统中，电动机仅作为内燃机的起动机/发电机使用，其工作模式是如遇红灯或交通阻塞等情况车辆需短时停车怠速时，使内燃机熄火取消怠速，而当车辆再次行驶时，立即重新启动内燃机；在制动时转变为发电机，实现制动能量回收。微混可实现5％～10％的节油效果。

②轻混混合动力电动汽车　与微混系统相比，驱动车辆的两种动力源中依靠电动机功率的比例增大，依靠内燃机功率的比例相对减小。在车辆加速、爬坡等工况下，电动机可向内燃机提供辅助的驱动力矩，但不能单独驱动车辆行驶。这种系统同样具有制动能量回收、发动机熄火/重启动等功能。轻混系统节油可达10％～15％。Honda公司的Insight和Civic Hybrids是典型的轻混混合动力电动汽车。

③中混混合动力电动汽车　与轻混系统相比，驱动车辆的两种动力源中依靠电动机功率的比例进一步增大，依靠内燃机功率的比例进一步减小。与轻混系统不同，中混系统采用的是高压电动机。另外，中混系统还增加了一个功能，即在汽车处于加速或者大负荷工况时，电动机能够辅助驱动车轮，从而补充发动机本身动力输出的不足，从而更好地提高整车的性能。

④强混混合动力电动汽车　与中混系统相比，驱动车辆的两种动力源中依靠电动机功率的比例更大，依靠内燃机功率的比例更小。强混车辆电动机和内燃机可以独立或一同驱动车辆，因此在低速行驶、缓加速行驶（如交通堵塞、频繁起步与停车）、车辆起步行驶和倒车等情况下，车辆可以纯电动方式行驶；急加速时电动机和内燃机一起驱动车辆，并有制动能量回收的能力。Toyota Prius、Ford Escape Hybrid和Lexus RX 400h等均为强混动力汽车。试验工况下的节油达30％～50％，但实际节油效果随车辆结构设计、行驶工况、开车操作细节而变化。

混合动力汽车的分类方法也可以按照串并联混合比的不同和混合动力传动系统的复杂程度等进行更细致的分类。