P2插电混动车型的顿挫是哪来的？一文读懂插混系统工作原理｜仕Why

最近一个好基友在聊他最近试驾某插混车型感受时，提到了一个有点“反直觉”的体会——纯电模式时某些情况下也会出现顿挫。

这确实有点反直觉，出力超级柔顺平滑的电机为啥会有顿挫？但想想也对，这不是纯电车型，而是P2的插电混动车型。P2的意思就是电机安装在发动机和变速箱之间，电机的动力也要经过双离合器以及变速箱内部的一组组齿轮之后才能传递到车轮。所以，这个顿挫的锅要归于变速箱的换挡过程。

换挡顿挫产生的原因我们之前解释过，上课睡觉的小伙伴再读一遍换挡顿挫都是双离合的锅？｜仕Why“预习”一下。总之，顿挫的锅不是电机自己的，而是换挡这个过程的。

但这又产生了另一个疑问？纯电动车型根本不需要变速箱（严格来讲叫一个挡的变速箱）、单靠电机出力就够了，为什么把电机放到插混车型就要换挡？

好歹这车配备的电机最大功率有85kW（大约116马力）呢，动力一点不弱，而且电机的扭矩、功率不像内燃机那样严格依赖转速，所以像纯电车型那样，把电机固定在某个挡位（比如2挡/3挡），靠电机来调速，完全能Hold住0-80 km/h这种温和速度啊？

▲【某电机效率图，不难发现电机的高效区间远比内燃机广】

能想到的答案似乎只有“为了使电机处于经济高效区间，省电”，但是很难有说服力，因为电机不像内燃机高效区间非常窄，这车完全没有必要因为那一点点并不重要的“节电”而做出平顺性方面的牺牲，何况换挡还增加了系统复杂性、影响了离合器、同步器寿命。

所以，这并不是真正的答案。

之所以这么想，是因为我们犯了一个逻辑错误，想当然的认为插混车型的纯电模式和纯电车型一样，认为纯电车型能做到，插混车型也能做到。但实际上这台插混车型的电机和纯电车型电机差别很大。

▲【大众前几年的官方PPT，讲了自家电气化技术基础】

这台车用的是大众的DQ400e混动变速箱，其中电机为HEM80电机，最大转速为7000转每分钟。看起来转速挺高了，很多发动机6500转就红区断油了。

但放在电机里，这转速真心不高。比如大众家的ID.3的150kW电机，最高转速可达16000转，可把ID.3推倒160km/h。特斯拉Model S上193kW的电机最高转速为18000转。小鹏P7的最高转速稍微低点，为12000转，但也都是万转之上。

▲【大众ID.3，纯电车型】

相比之下，探岳GTE上7000转的插混版电机确实转速不够高，相对高达200km/h的最高车速，这个电机确实需要变速箱换挡变速后才能适应所有场景（最高车速显然是混动模式下而非纯电模式，但是混动模式下电机转子也跟着旋转而非脱开）。

有车友此时会问，7000转的转速不能覆盖全部速域，但是类似0-60 km/h的低速度区间总能覆盖吧，纯电模式不换挡也没问题啊？

看起来是这样，但别忘了这是一台插电混动车型。插电混动意味着，电池容量比较小，不到15千瓦时，不像纯电车型电池容量基本50千瓦时起步，所以插混车型纯电行驶里程较短，而且电机功率也不够大，强动力模式时发动机才是主力。

这也意味着，插混车型的电机转速不能由着性子胡来，因为要随时与发动机打配合，要迁就着内燃机的转速。

▲【大众DQ400e变速箱结构图，奥迪A3 e-tron也在用，能看出来电机转子左连发动机，右连变速箱，是动力传递过程绕不过去的桥梁】

我们来看DQ400e的结构图。电机的转子与一边与变速箱输入端的两个离合器相连（一直相连，不能断开），另一边通过分离离合器（separating clutch）实现与发动机的连接或断开。这个分离离合器上没有任何变速装置，所以发动机曲轴和电机转子的转速正常工作时完全一致，需要转速同步时就靠这个分离离合器的滑磨来匹配。

物理知识告诉我们，转速差过大或扭矩差过大时，离合器容易烧掉，所以发动机转速应该与电机转速相差不大，考虑到一般发动机转速超过4000转时不仅费油而且噪音极大，所以还是让电机迁就发动机比较好，因此电机不能随随便便跑到六七千转，否则队友发动机跟不上。

这也是为什么插电混动车型的电机7000转够用了，因为就算达到一万八千转，队友发动机也跟不上，纯属浪费。

▲【从纯电模式切换到混动模式时发动机与电机结合过程。蓝色为发动机，红色为电机，橙色为分离离合器。能看出分离离合器动作频繁，发动机、电机的扭矩和转速均需要精准控制】

讲到这里也就说清了为什么这款P2插混车型纯电状态下也要换挡进而带来顿挫。但是同时我们也发现，这种依靠离合器来完成发动机和电机动力融合的结构，在同步过程中也容易发生顿挫。

上图是从纯电模式切换到混动模式过程中动力总成步骤图，不难看出，和换挡过程各元件动作非常相似，几乎同样复杂。

纯电行驶时，分离离合器断开，发动机不工作，变速箱离合器结合，电机工作。需要启动发动机时，分离离合器部分结合，通过滑磨来带动曲轴转动进而启动发动机，同时电机要增加扭矩但转速不能波动，增加的扭矩要刚好是启动发动机所需的扭矩。

▲【纯电模式，分离离合器打开，发动机不工作】

▲【分离离合器滑磨，启动发动机】

发动机启动后，分离离合器要再次分开（注意是分开不是结合），电机转速不波动的同时扭矩要立刻降回原来水平，而发动机依靠自身的扭矩开始提高转速，目标转速为当前挡位和车速所匹配的转速，为同步做准备。

▲【发动机点火后提高到与整车速度匹配的转速，此时分离离合器要分开，否则会和电机干涉】

▲【转速同步完成，分离离合器闭合，发动机开始成为主力】

当发动机转速到达指定转速后，分离离合器再次开始滑磨，而发动机维持转速不变但要降低扭矩。扭矩降下来后分离离合器开始结合，发动机扭矩开始均匀上升，电机扭矩开始均匀下降，两者维持扭矩总和不变，这样完成顺利交接，发动机上岗，电动机靠边待命。

在整个切换过程中，分离离合器开开合合，发动机和电机扭矩其起起落落，转速还要匹配精准，可见对控制的要求很高，也意味着整不好容易顿挫。所以，看起来插电混动只是油车+电车，其实真的不一样；看起来简单的P2，其实没有那么简单。

文｜mon-mon

图｜网络