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[汽车之家?新能源]在发烧友和技术控眼中，新能源车更像一件艺术品，每一个核心部件都是其精髓所在。聊到纯电动车，他们会问你电池厂商或是电芯的供应商，这可以视作车辆的第二品牌；聊到混合动力汽车，他们会问你是“P几”，这些黑话究竟代表什么意思呢？今天就跟大家科普下混合动力汽车不同类型的电机架构。
目前行业内对于电机架构的应用方式各有不同，对于不同架构下的具体应用和解释也略有不同，本文的出发点是梳理p0-p4架构的基本原理以及应用方式，以及不同组合方案的目的。●P0-P4电机的定义与解析
在混合动力汽车中，按电机位置的不同可分为P0-P4和Ps架构，其中P代表电机位置（Position），不同位置的电机扮演着不同的角色，发挥的作用与车辆能耗、动力性有直接关系，到底哪款混合动力车型更适合你呢？◆P0架构：结构简单、成名早?
P0架构的电机安装在发动机前端，其通过皮带与发动机曲轴相连，搭载P0电机的车型可以做到在等红绿灯发动机停机的时候带动空调的机械压缩机运转，实现发动机启停、制动能量回收发电，以及辅助动力输出。『博世48V?MHEV系统』
P0架构的技术和结构比较简单，应用也相对广泛，许多司机朋友上车就关闭的自动启停系统就是典型的P0架构，而自动启停的历史可以追溯到上世纪70年代。与配备自动启停功能的车型相比，P0架构采用较大功率的BSG（Belt-driven?Starter/Generator；皮带传动启动/发电一体化电机）电机，并配备了一块容量更大的电池，能够胜任带动压缩机与辅助发动机运转的工作。 在发动机停机时，P0电机能够单独带动空调压缩机工作，减少发动机的怠速时间；车辆起步或加速时，P0电机能够辅助发动机运转，帮助发动机快速摆脱低效工作区间，节油的同时能有效提升驾乘质感。因为P0电机通过串联的方式将动力传递给车轮，所以电机没法撇开发动机单独驱动车轮，也就没有纯电行驶模式。另外，由于P0电机通过皮带与曲轴柔性连接，所以给发动机加力、回收动能功率的天花板较低。『2020款改款马自达CX-5?2.5L?自动四驱智尊型』
奥迪SQ7?TDI和马自达i-Eloop弱混系统属于P0架构，由于P0架构传递效率较低、电机无法直驱车轮，在新能源车领域P0电机通常以辅助的身份出现，后文会有相应的解析和案例。◆P1架构：单独开发/高度集成
P1架构的电机位于发动机曲轴后端，它取代了传统的飞轮，在继承飞轮储存发动机做功冲程外的能量和惯性的功能外，P1电机与P0电机功能相似，同样支持发动机启停、制动能量回收发电、辅助动力输出。『本田IMA混动系统』
与P0架构相比，P1架构更加紧凑，其电机被整合在发动机外壳内，在设计时需要考虑到发动机的体积、机舱内的布局，因变速箱不同需要有相应的设计方案，所以P1电机的研发和制造成本相对较高。存在即合理，往往高投入对应高回报，发动机曲轴充当了P1电机的转子，动力传递效率更高，节油效果好，对驾驶性能提升也更加明显。另外，在下坡路段P1电机可通过电磁场调节施加辅助制动力矩，以此提升安全性。 虽然所处位置不同，但P0架构和P1架构同病相连，只要电机旋转，发动机曲轴就必须旋转，这样电机没办法单独驱动车轮，也就没有纯电行驶模式。在动能回收和滑行模式下，也因为必须带动曲轴空转而浪费动能，因内燃机随动还徒增了噪音和振动。『奔驰M254发动机』
『2020款改款奔驰E级（进口）』
日前，奔驰在海外推出的E350车型采用了代号为M254的2.0T?4缸发动机，并在电气化改造过程中加入了48V轻混技术，其搭载的ISG电机最大功率为12kW，峰值扭矩为180N·m，在车轮起步、加速时缓解了涡轮迟滞的表现。这套系统是典型的P1架构，官方将电动机命名为“?FAME”（模块化发动机），有外媒猜测这套电动机将会在其他PHEV车型上出现。◆P2架构：模块化设计/节油性强，应用广泛?
P2架构的电机位于发动机与变速箱之间，因为不必像P1电机一样整合在发动机外壳中，所以布置的形式可以更灵活。该架构可在发动机与变速箱之间配备1-2个离合器，具体可分为三种布局方式：①电机布置在离合器前的单离合结构，电机起到助力、驻车发电和启动发动机的作用，与P1架构相似；②电机布置在离合器后的单离合结构，电机可实现单独驱动车辆，制动能量回收发电以及助力；③电机布置在双离合结构中间，电机即可单独驱动车辆，还可启动发动机或进行驻车发电。 P2架构的兼容性比较强，能与所有变速箱匹配（包括手动变速箱），是目前混合动力车型应用较为广泛的架构，许多零部件供应商都有成熟的解决方案。以博格华纳的P2电机模块为例，它集成双质量飞轮和发动机分离离合器，可断开离合器、电机直驱车辆，它可在不改变发动机和变速箱的情况下将内燃机动力车辆转换成混合动力车型，这意味着车企能够以更少的投资、更短的时间以及更大的灵活性来扩展车辆的动力组合，丰富混合动力车型的产品线。『奥迪A3?e-tron动力系统』
『2017款奥迪A3新能源(进口)Sportback?e-tron舒适型』
奥迪A3?e-tron是采用P2架构的代表车型，该车搭载1.4T发动机，同时搭载了一台最大功率75kW的永磁同步电机。该车动力电池容量为8.8kWh，NEDC工况下纯电续航里程为50km。◆P3架构：动力传递高效，占用空间大?
P3架构的电机位于变速箱输出端，其纯电驱动和动能回收的效率高，急加速的效果非常直接。功能方面，P3电机可实现制动能量回收、纯电驱动车辆。因为电机无法与变速箱或发动机进行整合，需要占用额外的体积，所以P3架构比较适合后驱车，有充足的空间予以布置。 与P0、P1和P2架构相比，P3架构的动力传递路径不经过变速箱，纯电驱动和制动能量回收的效率更高，同时还降低变速箱的工作时长，有助于延长其使用寿命。但问题同样明显，P3电机没法实现驻车充电，在户外露营等使用场景缺点就暴露无遗了。 代表车型为比亚迪秦PHEV车型，该车是以P3电机为核心的并联混动，在配合原先的大容量电池设定，既满足中国对于PHEV车型50km的纯电续航能力，又能够将发动机和电机性能叠加起来，实现更强的动力输出。◆P4架构：实现四轮驱动
P4架构的电机与发动机不驱动同一根轴，从而帮车辆实现四轮驱动。它既可以是驱动前轴/后轴的电机，还可以干脆就像讴歌NSX一样取消轮轴，而直接采用两个轮毂电机驱动车轮。P4架构与P3功能相似，均可实现制动能量回收、纯电驱动车辆。『2020款宝马i8极夜流星限量版』
P4架构大多应用于插电式混合动力车型，跑车用的比较多，例如保时捷918?Spyder、讴歌NSX、宝马i8等跑车。以宝马i8为例，这套1.5T三缸发动机压榨出231Ps的最大功率以及320N·m的最大扭矩，位于前轴的永磁同步电机最大功率为131Ps，峰值扭矩为250N·m，并配备一台两速自动变速箱来实现扭矩的调节，官方0-100km/h加速时间为4.6s，带来出色动力的同时还能够有效降低油耗。◆Ps架构：双离合的寄生虫
P3电机在变速箱的输出端耦合，Ps电机直接整合在变速箱内部，因为位置分布接近，Ps架构很容易被人混淆为P3架构。Ps架构的基础是双离合变速箱，它利用双离合变速箱具有两个输入轴的特点，将电机集成到了其中一轴上面，可以实现纯电驱动车辆、制动能量回收。『Ps架构动力传递模式』
Ps架构的电机、离合器和减速器被装进同一个壳体内，节油性更好也更加平顺。但缺点也同样明显，因为双离合变速箱的偶数轴要比奇数轴承受更大的扭矩，这会导致两轴与离合器磨损的不一致；另外，电动机集成在变速箱内部会增加维修成本，因为不论变速箱故障还是电动机故障，需要拆卸的是变速箱总成。『2021款博瑞新能源1.5T?ePro领耀版』
目前在中国品牌车企中，长城、奇瑞、吉利等都在研究DHT变速箱，这是Ps架构的基石。以吉利汽车为例，吉利ePro家族车型搭载的1.5T+7DCTH插电式混合动力系统，具备高电机效率和高动力总成匹配的特点，拥有效率高、空间优、质量好（性价比高）的综合优势。其中，Ps架构电机效率为97%，比P2同轴电机提高约2%；Ps架构电机工作转速不受发动机限制，发动机与电机能同时工作在高效区，能有效降低整车油耗。●组合架构电机
上阵亲兄弟，打仗父子兵，单一架构的电机或多或少都存在缺点，所以将两种或两种以上架构的电机组合成为眼下最优的解决方案。在P3或P4架构车型上，为了执行发动机启停、发电功能，则有必要为发动机安装另一台电机，所以许多混合动力车型都有两个电机，形成了Px+Py的组合构型。比如WEY?P8，发动机前端有BSG电机，后轴布置了永磁同步电机，属于P0+P4构型。下面就通过国内外车企的发展与车型解析，一起来了解下组合架构电机的技术特点。◆沃尔沃PHEV技术回顾与T8动力总成解析
2013年，沃尔沃第一代插电式混合动力（PHEV）技术便应用于S60?PHEV车型上，采用P0+P4架构，由1台发动机前端功率为15kW的BSG电机和1台后驱动桥布置的50kW永磁同步电机组成；2015年，沃尔沃第二代PHEV技术应用于XC90?PHEV车型上，采用P1+P4架构，由1台功率为35kW的ISG电机加上后驱动桥的60kW永磁同步电机组成；目前沃尔沃基于CMA车型平台开发的第三代PHEV技术，采用发动机匹配P2电机组成的混合动力总成。 具体车型来讲，沃尔沃XC90?PHEV车型采用P1+P4架构的混合动力总成，该车前轴配置了一款名为C-ISG（Crank-integrated?Starter?Generator）的变速箱集成电机，具备启停控制、发电、助力3种功能，同时后轴也装配了最大功率为65kW的电机。目前沃尔沃的PHEV车型种类覆盖轿车、旅行车和SUV，都应用了模块化的PHEV动力总成。◆比亚迪DM系统进化史和第三代DM系统解析
从2008年至今，比亚迪DM系统（即Dual?Mode系统）进行了两次升级，目前第三代DM插电式混合动力的提升不仅仅是在动力方面，从第二代DM系统提出“542”计划后，顺带着整个比亚迪旗下车型都在“性能”属性上做出进一步升级。 “高电耗”是第二代DM系统中比较明显的问题，比亚迪认为BSG电机+电控系统能够解决“避开发动机低效区”，协助车辆发电让整个能量流系统更加平衡，还带来了更好的加速性能，所以全新的“BSG架构”系统是这一代DM3核心提升之一。 第三代DM系统的BSG电机的最大用途不仅为发动机提供启停功能伺服，行驶中为动力电池充电，还可以用于提升加速性能。在车辆以全电驱动模式行驶中，在发动机介入时，BSG电机将会带动发动机启动，以降低震动冲击并辅助换挡。全文总结：
在排放标准愈加严苛以及新能源汽车的扶持政策下，各主机厂对于新能源市场的越发重视。相比开发一套全新的混动系统，模块化设计的P2技术路线不用改变现有结构，集成方便，适合匹配所有的变速箱，即使节油效果不及混联，但是用较低的成本既能降低油耗，已经成为许多车企的“捷径”。（文/汽车之家?张文浩）谢邀，先说些题外话。两年前我在创作《破产的文明》这本书的时候，就在后记里写过：历史的大趋势是无法阻止的。这种大趋势由多重属性构成：政治、科技、资本，包括相对容易被忽视的民意。当时我也在好几个篇章里预测这波新能源车型取代传统车型的趋势已经不仅仅是未雨绸缪了，并且未来会越来越强烈。
从政治的角度来看，如今我们越发能够感受到世界的格局冲突激烈化，能源安全问题紧迫，中国作为贫油国迫切需要新能源崛起。从科技角度看，电池科技虽然没有决定性的突破，但各种技术创新也层出不穷。从资本来看，热钱已经对燃油车技术投资没有兴趣，边际效用带来回报越来越小的问题。最后一个要素是民意，新能源已经渐渐在民众心目中打下了基础，但显而易见还有一些顾虑依然没有从他们心中消除——一个是续航，一个就是安全。
所以，怎么看待看待比亚迪纯电全系车型搭载刀片电池，我认为这是比亚迪在当前这个愈发明朗的大趋势下，做出的一次正确选择。
在我看来，刀片电池肩负着一个巨大的任务，就是消除民意中对于新能源汽车安全的恐慌。
我们先来看看，刀片电池到底是个什么东西？骑过电动车的同学应该知道，那种老式的磷酸铁锂是很厚重的，这样的电池体量如果安装在汽车上，需要很多块，而且总体积很大。因为汽车的动力电池包是由一片片“电芯”组装成“模组”，再将这个模组安装在电池包里，也就是行业内部所说的电芯（Cell）-模组（Module）-电池包（Pack）三级装配模式。过去的磷酸铁锂电池受困于工艺，体积利用率很低。
CTP(Cell To Pack)技术，即电池内部的电芯直接集成到电池包，省去了“模组(Module)”环节，从而优化空间利用率，同时减轻电池包总重量，提升电池能量密度的效果。相较于传统磷酸铁锂电池来说，刀片电池补足了能量密度和体积利用率的短板，在电池包更加安全的同时，性能上也得到了补足。
而刀片电池本质是通过革命性的加工工艺——CTP（Cell To Pack）黑科技，将电池内部的电芯直接集成到电池包中，去除了模组这一个环节，大大优化了电池内部空间的利用。从外形上看，磷酸铁锂电池被做成了长而薄的形状，两米多长的电池却只有13.5毫米厚，有如长刀的“刀片”一般。这样的结构可以大幅提高电池体积利用率，在有限的汽车空间内可以安装更多的刀片电池，从而在续航里程上匹敌三元锂电池。
所以，续航这一大焦虑问题上，刀片电池通过自己突破性的构造达到了和三元锂电池相当的水平。那么再来看另一大焦虑问题：安全。
从某种意义上讲，续航和安全这两大焦虑是硬币的正反面，在新能源汽车发展的某个阶段，对续航的焦虑转化为对能量密度的极度追求，很多厂商比如特斯拉选择冒险精神的新技术，相对不那么考量安全和稳定。我在书里也讲过，新兴企业或者一个新产业在早期不顾一切的野蛮生长，确实是有一定合理性的，毕竟你不这样就活不下去。
但是当大趋势越来越强烈，新能源汽车已经开始从小圈子迈入大众普及市场后，特别是续航焦虑已经不再那么焦虑的情况，就必须要重视安全事故的问题。因为汽车这种出行工具，安全与否是非常重要的。一旦新能源汽车给用户建立了“对比传统燃油车不够安全”的认知，这个市场想要快速扩展就阻碍重重了……
而刀片电池最重要的一个特性，就是非常的安全。在重庆的弗迪电池工厂（从比亚迪拆分出来专门制造电池）的参观中，我亲眼目睹了如今电池工艺的制造已经达到了什么样的地步。生产中的刀片电池，内部的电芯全部是纵向紧密排列，严丝合缝地固定在电池包的边框上。这样的设计意味着每块电芯本身就变成了结构件，相当于一个支撑电池包的横梁。除此之外，刀片电池的电池包外侧还设计有吸能盒结构，这个结构类似于汽车的车身溃缩区，可以通过自身形变吸收能量，来保护电池包的安全。
在参观过程中，工程师还亲自示范了传话中的“针刺测试”实验，把刀片电池的安全性能明明白白地展示在大众眼前。
简单给大家科普一下这个“针刺测试”的来头：它其实是模拟一个电池电芯内部短路的状态。而电芯内短正是电动车燃烧最大的罪魁祸首，大部分停车和行驶中莫名其妙的自燃，都是由于电芯内部短路造成的。针刺就是人为将一根金属针刺穿电池，刺入电池内部的钢针为其提供了一条短路的通路，短路后电池的电能会急速转化为热能，并且进一步集中爆发和释放，有可能产生冒烟、漏液，甚至起火爆炸。针刺测试所反映的，也是在在现实用车中被异物刺入电池的可能性。
因此，针刺测试需要模拟电池内部遭遇罕见的贯穿引发短路，再在这样的状态下再来观察电池的各项数据，以此来分析其安全性，是业界公认所有电池安全测试中最严酷的。甚至由于其过于严苛，IEC62660-4标准把针刺条件改为电压下降5mv作为停止条件，新国标更是直接取消了针刺测试。
实际的测试中，三元锂电池几乎在针刺入的瞬间便爆炸起火，而刀片电池在针刺后没有任何起火爆炸等现象，甚至针刺点附近位置仅有较低程度的的温升变化，不得不说这种安全性能对比是令人惊异的。用现场工程师的话来讲就是“哪怕你当时车上就插着这么一根针在电池里，还是可以照样把它平安无事开到修理厂”。
这还不够，后面刀片电池又被拉去参加了一次“碾压测试”……
被碾压是一种什么体验……想必每个人都知道不好受。但刀片电池也得渡过这道坎——当新能源车发生外部撞击翻滚等事故时，刀片电池有可能会遭受外物挤压，此时刀片内部有可能发生起火。此外，机械滥用也会导致电池包发生漏液、冒烟、起火，所以验证电池包的抗压强度是很有必要的。
实际测试中，一辆45吨重的重卡从电池包上缓慢驶过，充分把自身庞大的体重碾压在薄薄的电池包上……那场景真的有点我见犹怜的感觉……然而事实证明，当卡车开过后，电池包几乎没有什么明显的形变，甚至装上车后可以直接开走。这就很厉害了！
通过这两个测试，刀片电池确确实实证明了自身强大的安全性能。我认为正是因为有这样的底气，比亚迪才会果断地将全系纯电都搭载上刀片电池，也就是“佩刀行天下”。往小里说，这是藉由比亚迪汉的成功，将高性能的刀片电池覆盖到自家全部纯电车型，让这些车型相当于升级爆了一件神兵装备上；往大里说，刀片电池可以进一步向外扩展，被搭载在更多其他国产、外资品牌的纯电车型上，这对于新能源汽车整个产业都是一次巨大的助推。
最后，回归到一开始的话题。当时代的大潮奔涌而来时，这股趋势是一往无前的。我很庆幸在这场汽车革命中，占据主导地位的是我们中国自己的企业，靠的是我们自己努力研发的技术，同时也希望在中国的高端制造业中，都有更多这样的行业引领者出现。
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