2020年10月，《節能與新能源汽車技術路線圖(2.0版)》正式發佈，明確指出到2035年我國節能汽車與新能源汽車年銷量將各佔50%，傳統能源動力乘用車將全部轉化爲混動動力。這意味着，此前一直未獲得政策明確支持的混合動力技術路線，終於迎來了發展春天。縱觀國內汽車產業，混合動力技術百花齊放，以豐田、本田爲代表的的國外企業，與以長城、比亞迪爲代表的的自主品牌企業在混合動力技術上的競爭日趨激烈。爲讓行業更好地瞭解混合動力技術的發展現狀，汽車評價研究院聯合行業內專家，推出《混合動力技術行業分析報告（2021）》，以供行業參考借鑑。

一、混合動力技術概況

1.1 混合動力汽車

混合動力汽車（Hybrid Vehicle）是指車輛驅動系統由兩個或多個能同時運轉的單個驅動系統聯合組成的車輛，車輛的行駛功率依據實際的車輛行駛狀態由單個驅動系統單獨或共同提供。通常所說的混合動力汽車，一般是指油電混合動力汽車（Hybrid Electric Vehicle,HEV），即採用傳統的內燃機（柴油機或汽油機）和電動機作爲動力源，也有的發動機經過改造使用其他替代燃料，例如壓縮天然氣、丙烷和乙醇燃料等。

根據電動機和內燃機的工作特性，使得混合動力系統可以按照整車實際運行工況要求，對兩套動力系統的輸出情況進行調控，從而讓發動機儘可能保持在綜合性能最佳的區域內工作，達到減少能耗、降低排放之目的。

1.2 混合動力汽車的結構及原理

根據混合動力驅動的動力傳輸路線分類，可將HEV分爲串聯式、並聯式和混聯式3種：

（1）串聯式混合動力汽車（series hybrid electric vehicle,SHEV）：串聯式混合動力汽車的混動系統由發動機、發電機和電動機3部分組成。工作原理是發動機帶動發電機發電，發出的電能輸送給電動機，由電動機將電能轉化爲機械能驅動汽車行駛。在串聯式混動系統中，發動機不直接驅動車輪，驅動力全部來自電動機。

串聯式混合動力電動汽車的發動機能夠經常保持在穩定、高效、低污染的運轉狀態，使得排放氣體控制在儘可能低的範圍，其從總體結構上看比較簡單，易於控制，其特點更加趨近於純電動汽車，適合於城市道路中頻繁起步和低速運行的狀態。

發動機、發電機、驅動電機三大部件總成在電動汽車上佈置起來，有較大的自由度，但各自的功率較大，外形較大，重量也較大，在中小型電動汽車上佈置有一定的困難，另外在發動機-發電機-電機驅動系統中的熱能-電能-機械能的能量轉換過程中，能量損失較大。串聯式混合動力電動汽車適用於大型汽車上，但小型汽車上也有應用。

（2）並聯式混合動力汽車（Parallel hybrid electric vehicle，PHEV）：並聯混合動力系統由兩個或多個獨立的驅動系統聯合，每個驅動系統至少與一個車載能源連接。並聯式混合動力系統由發動機、電動機、蓄電池、功率變速器等組成。這種系統更接近於傳統意義上的燃油汽車，該系統的發動機和電動機並列連接到驅動橋上。

由於並聯式混合動力汽車的發動機和電動機相互獨立，分屬兩套動力系統，所以並聯式混合動力汽車的發動機和電機可以分別向汽車傳動系統提供動力，也可以共同驅動車輪。當車輛需求轉矩較大時，由電機和發動機共同工作爲整車提供驅動力，需求轉矩較少時，根據實際情況由電機和發動機單獨給整車提供驅動力。

與串聯混合動力結構相比，並聯混合動力結構可採用功率相對較小的驅動電機和電池組，減少汽車的成本和質量。在純電模式下，噪音低，使用成本小，在混動模式下，起步加速性能出色，但發動機不能保證一直處於效率最高的工況環境下工作，在低速工況下燃油經濟性和排放性能均不及串聯式混合動力系統。

（3）混聯式混合動力汽車（Power-Split Hybrid Electric Vehicle，PSHEV）：混聯式混合動力汽車的混合動力系統又稱動力分流系統。由電動機、發動機、發電機、蓄電池等組成，具備串、並聯結構各自的特點。這種系統包含兩條能量傳遞路線：機械能傳遞路線，發動機輸出的機械能可通過機械裝置直接驅動車輪；電能傳遞路線，發動機輸出的機械能通過發電機轉化成電能，由電動機驅動車輪，與此同時，電池連接發動機和電動機之間，可接受充電或提供輔助動力。

因此，當汽車工況變化頻繁時，PSHEV採用串聯式工作，當汽車在高速路段行駛時，則採用並聯式工作。混聯式混合動力系統結合了並聯和串聯兩種結構的優點，在不同工況下都有工作效率高、污染氣體排放低的特點，並且加速性和平穩性出色。但由於其結構形式相對複雜，車總重量相對較大，而由於工作模式多樣化，其控制系統也相對複雜且要求嚴格，成本較高。

二、混合動力行業市場分析

2.1 混合動力行業發展環境分析

綜合成本、性能等各方面優勢，混動化將成爲節能汽車未來發展的主流方向。混動化需要重點掌握混合動力整車集成、專用發動機、專用動力耦合機構、高性能電機、高水平功率型電池、電控系統開發優化等六項核心技術。

1896年混合動力汽車第一次誕生，距今已有125年，而距離現代混合動力汽車大批量商品化也已過去了20多年，對於在上世紀九十年代初就進入了觸發期的混合動力技術而言，已經獲得了足夠的成長週期，即將進入全面成熟期。

市場成熟了，回顧新能源汽車市場發展進程，受國內外多種節能環保政策因素的影響，消費者和車企對混合動力汽車的需求顯著增加。過去7年中，全球混合動力汽車產量增長近3倍，全球各主要車企均已在未來五年內大幅度下調了傳統動力系統的研發數量，同時提高了混合動力系統的研發比例。

技術成熟了，混合動力技術經過不斷的“試錯”和迭代升級，不斷突破核心技術實現了油耗和排放的持續降低。作爲當前技術複雜程度最高的汽車產品，在混合動力系統架構、混合動力專用發動機、混合動力專用變速箱、混合動力系統控制、電池電機等多方面已趨於技術成熟和方案收斂。

對於混動系統架構，未來國內混合動力汽車的系統架構形式將進一步向着串並聯形式爲主、串聯形式爲輔的方向演進。混合動力汽車商業化發展20多年以來，由於不同國家和企業在戰略規劃、政策以及市場等層面上的差異，全球各車企在混合動力系統架構上的技術路線可謂紛繁多樣，但近年來主流方案已逐步收斂。

豐田THS系統

在這幾大主流方向中，以日系企業爲代表的“三劍客”各自技術路線充分展示了主流混合動力系統架構技術方案的發展和演進過程。混聯“霸主”，豐田自1997年第一代Prius面世以來，已發展至第四代THS系統，並擴展至PHEV車型。在混聯功率分流領域，除了早期通用等企業推出部分車型、國內吉利與科力遠開發的CHS系統之外，已鮮有企業繼續研發該技術方案。

本田i-MMD系統

本田緊隨其後，早期基於並聯方案的IMA系統在問世的14年間完成了七代技術的迭代更新，但單電機系統各方面仍難以匹敵豐田THS系統優勢，已於2012年推出i-MMD系統，憑藉串並聯方案實現高低速不同工況下的模式切換，並匹配了高效的專用發動機，綜合能耗水平已不輸THS系統。由於串並聯架構較低的技術和專利壁壘，已成爲越來越多企業的第一選擇，是混合動力架構方案收斂的核心趨勢。

日產e-power系統

日產在混合動力領域直到2016才推出了基於串聯形式的e-power系統，目前有三款車型搭載在日本本土銷售，2018年日產憑藉Note e-power車型重獲新車銷量冠軍。目前，國際主流串聯式混合動力車型產品已寥寥無幾，直至國內串聯式混合動力的興起。

WEY智能混動DHT技術

反觀國內市場，雖有部分品牌涉及混合動力汽車領域，但由於技術功底較弱，在混動架構設計上都比較基礎。但去年年末，WEY智能混動DHT技術的發佈，打開了中國品牌在混合動力技術領域的一條先河，憑藉緊湊佈局、合理設計以及有效降低能耗等特點，引發了外界對於中國品牌在混合動力技術方面發展的關注。

總體來說，混聯領域，由於豐田長期積累的技術和專利優勢形成了較高的技術壁壘，後來者很難與之抗衡；以本田爲代表的雙電機串並聯形式的混合動力架構，全工況下都具有較好的節能水平，受到後來者的廣泛關注；以日產爲代表的串聯式系統，機電耦合系統設計和控制相對簡單，雖然其高速工況油耗較差，但具有很好的城市工況節能水平，受到國內企業一定的關注。

對於混合動力專用變速箱（DHT），未來DHT產品技術在通過模塊化、系列化、家族化的設計大幅降低成本後，多檔位多模式技術方向將進一步得到深化和發展。

與前文提到的主流混合動力架構—混聯和串並聯形式相對應的，是與之配套的混合動力專用變速箱（DHT），這是混合動力汽車實現機電耦合的核心中的核心。相較由P0或P4與其它位置電機組成的串並聯系統，DHT方案在系統集成度、成本、重量以及綜合能效方面的優勢，使DHT產品未來更具競爭力，從當前各企業的混合動力系統產品規劃方向上也能發現這一明顯趨勢。

在功率分流領域，豐田通過提高MG1最高轉速擴大系統調速範圍、不斷優化迭代控制系統等手段，持續提高其E-CVT系統的綜合能效，而通用和科力遠針對豐田單行星排輸入式功率分流方案的自身缺陷和專利壁壘，開發過多種複合式功率分流方案，實現了更寬的高效運行區間，以及通過多個模式的切換，實現了不同模式性能優勢與工況的良好匹配。

在串並聯領域，其技術及產品正處在高速發展期，目前絕大部分產品是基於P1+P3形式的單檔DHT方案。國外先進產品以GKN和雷諾的方案演變爲例，GKN一代方案爲基於P1+P3架構下的固定速比基礎模式，雷諾一代方案採用單電機並聯的平行軸設計，共可實現2個純電、4個並聯、能量回收和駐車充電模式。

國內外企業在DHT產品上的技術演進趨勢主要是通過多種模式和多個檔位的切換，將車輛運行模式作具有顯著特徵的區分，同時利用模式之間的優勢互補，以實現系統總體的最優效率。相信未來DHT產品通過模塊化、系列化、家族化設計方式大幅降低成本後，多檔位多模式的技術方向將得到進一步深化和發展。

2.2 HEV是我國汽車業發展的必由之路—非過渡技術路線

從我國各地區發展的不均衡性、地理環境差異、地方政策不同以及消費水平分化等多方面綜合因素來看，新能源汽車呈現多元化技術路徑仍將是我國汽車行業和市場發展的主要特徵。

基於越來越苛刻的法規要求以及愈發完善的體制機制，車企“鑽空子”、騙補貼的可能性微乎其微，要實現降油耗、降排放的目標就必須依靠新能源汽車。但無論是純電動汽車抑或插電式混動汽車，由於充電樁基建、使用場景、牌照政策等問題難以在短期內解決，因此，在一定程度上制約了二者的市場空間。而HEV不用額外充電、綜合效率高、節油效果好等特點，使之成爲更貼合政策要求和更符合市場需求的一條技術路線。

有觀點認爲HEV是過渡型技術路線，隨着未來汽車產品電動化趨勢將最終消亡，但這種論調很顯然經不起推敲——《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》中提出，預計到2035年節能汽車與新能源汽車年銷售量佔比達到50%，這意味着燃油車銷量佔比仍有半數之多，與此同時，《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》不主張推行禁售燃油車時間表，因此，燃油車和新能源汽車仍將有較長的共存時間。

作爲新能源技術的一大分支，從1997年第一輛豐田普銳斯混合動力汽車下線算起，HEV已經走過了24個年頭，而按照《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》的規劃，HEV在我國發展至少還要再持續十幾年，甚至更長時間，一個能夠應用半個世紀乃至更久的技術顯然並非“過渡型技術”。

如果繼續用過渡性的思維和評判混合動力技術，不僅會對中國汽車企業的創新產生不恰當性的引導，阻礙新技術的研發，還會給消費者和市場造成帶來不恰當的導向。