中国最强插混系统如何炼成？深度解析上汽DMH超级混动系统

新能源车如今已成为行业的绝对主流，而在纯电、HEV和PHEV（增程式可归类为PHEV范畴）这三种主流新能源车形态中，PHEV，即插电混合动力系统是如今的绝对主流。在普遍角度看，插混系统有着低油耗，没有续航及充电焦虑等一系列实用优势。但正如大家所了解的那般，插混系统也有不同的“技术流派”之分，不同的PHEV技术类型对于整车的能耗、长期使用寿命、影响驾乘舒适性的振动及噪音表现等都有着十分显著的影响。

因而，针对插混系统的结构优化及部件改良，一直以来便是各大车企的核心技术研发重点。不久前，在荣威新车D7的发布会上，上汽集团公布了DMH超级混动系统，并称其为中国最强混动系统。在随后的媒体专访环节中，上汽集团更进一步表示，DMH超级混动系统未来将在上汽体系的各品牌各车型广泛铺开。

那么，插混系统的结构到底如何？DMH超级混动系统为何能被称为中国最强插混系统？它和其他主流插混系统在结构上有何区别？在接下来的长文中，我们将为大家进行深度分析。

PHEV插电混动系统，在结构上其实并不难理解：这套系统由ICE燃油驱动部分和EV电驱部分组成，您大致可以理解为ICE和EV两套系统通过某种机械结构连接起来，通过整合控制后组成整车的动力系统。在分解结构上看，PHEV系统由混动专用发动机、混动专用变速箱、驱动电机、用于机械耦合ICE和EV的机械结构，以及一套用于统一控制ICE和EV两种动力模块的电控系统。

PHEV系统的技术核心在三个方面：混动变速箱、ICE及EV耦合结构，以及电控系统上。目前市面上常见有3种PHEV技术构型：P1+P3、P2及E-CVT。其中P1+P3及P2构型均属于DHT混动构型，结构上是相近的。

我们详细介绍P1+P3及P2这两种构型，在前面的文字中大家可知，插混系统的核心零部件之一，是一个专门用于连接油机和电机，并让这两套输出特性、扭矩发放特性完全不同的动力系统实现联合驱动的机械装置。无论是P1+P3还是单P2，这个至关重要的耦合工作，全都交由一台独立的电机负责。这是因为电机本身的运行模式是固定转速恒扭（扭矩恒定）的，也在某种程度上起到对于燃油机先天产生的不稳定扭矩（内燃机工作原理导致其固定转速扭矩输出不是稳态的）实现“滤波”的功能。因此用一台专门的电机来负责ICE和EV的耦合，无论对系统本身的长时间工作稳定性，还是对于用户感知的NVH特性来说都是很好的。

P1+P3和单P2的区别就出在这台”耦合电机“上。DHT型混动专用变速箱的结构其实非常简单：一共有3条轴：1号轴为输入轴，连接发动机曲轴端。3号轴为输出轴，连接变速箱外部的半轴或差速器等传动部件，而在输入输出轴中间还有一条用于传动的2号轴。这就是这类变速箱的三轴结构，原理非常好理解。而上文提到的这个“P”，其实就是电机位置，因此顾名思义，P1+P3就是有两个电机，一个在输入轴，一个在输出轴，中间的2号轴只作为传动用途。而P2就是只有一个电机，安装在中间轴，1和3号轴均没有电机绑定。

还记得前面提到的耦合电机吗？对于P1+P3构型来说，耦合电机直接安装在1号轴，直接和发动机硬连接，而负责驱动车辆的驱动电机安装在3号轴，直接和外面的传动部件连接，这样一来，耦合电机可以直接过滤燃油机的扭矩不稳，可以直接对燃油机进行增扭。驱动电机直接连接变速箱外面的传动部件，没有任何中间传动部件。因此P1+P3构型无论在ICE耦合端还是电机--车轮的传动端，机械效率和能量损失是最低的。因此相比起把耦合和驱动两个功能全部通过同一台电机，集成在2号轴的单P2构型，P1+P3不仅传动效率高，能量损失少，对于上面多次提到的动力系统NVH表现也是有明显优势的，也是当下大多数车企的主流选择。

前面我们详细分析了P1+P3构型的结构特点，也指出了这种构型理论上在机械效率和NVH表现上是当下几种构型中最好的（E-CVT的NVH表现也很好，但传动效率较低）。但P1+P3其实也存在一些不足，最明显的就体现在P1电机上。

您可能会以为，P1电机是像HEV飞轮电机那样的结构，直接接在曲轴端，另一端连接1号轴齿轮。但其实并不是，正如前面所言，耦合电机（P1电机）不仅要过滤ICE的扭矩，还要对ICE进行增扭，甚至在一些工况下还需要间接参与对车辆的驱动，因此P1电机具有驱动电机的特性，也具有驱动电机的体型的。而这类兼顾增扭和特定工况下间接参与驱动的电机，尺寸是相当大的，没有办法直接集成在ICE飞轮壳内。因此传统的P1电机，其实是以“外挂”的形式，通过一条短轴和一个传动齿轮和变速箱的1号齿轮连接的。

这被称为异轴P1电机。异轴P1电机实际上是无奈之举，因为对于大多数车企而言，电机都是传统设计，其体积过大，是无法集成在空间极其有限的混动变速箱壳体内的。异轴P1电机会带来几个问题：首先，因为多出来了一条用于连接电机和1号轴的传动轴，也多出来了一个齿轮，机械传动效率会受到影响，同时这也意味着ICE的扭矩输出和P1电机之间存在扭矩耦合时间差，这个时间差哪怕是数十毫秒级别的，也会导致因为扭矩输出不等而造成变速箱内振动。这个振动会导致两个现象：首先，驾驶者，甚至车内乘员可以感知得到“发动机介入”那一刻的振动，其次，常态化出现这种扭矩耦合时间差，会导致P1轴内部出现过度的齿轮磨损和公差问题，对于整套系统的长久使用来说，会增加故障率风险。

如何解决这个问题，一直是个老大难问题。上汽集团的DMH超级混动系统，就对这个问题做了非常好的，治标又治本的解决方式。

首发搭载在荣威D7 DMH上的DMH超级混动系统，把上述的异轴P1电机，更换为同轴P1电机设计，这是P1+P3构型的插混系统近年来最有效的结构技术改良。何为同轴P1电机？DMH超级混动系统的同轴P1电机，采用的不再是传统的圆柱形电机，而是采用了结构上类似于滚筒洗衣机上的DD直驱电机的结构。

DMH超级混动系统的P1电机，是直接安装在P1齿轮端外围的。发动机曲轴输出的动力直接连接的就是同轴电机的离合器，当需要P1电机工作时，离合器接合，发动机的扭矩通过离合器进行一重扭矩过滤后直接进入同轴电机的转子，再通过电机直接进行滤波增扭后体现在输入轴齿轮上。这么一来，同轴电机不仅直接解决了异轴电机的NVH问题，消除了车内乘员可感知的振动，增强了整个P1轴的长时间运转下的结构和机械稳定性，还顺便解决了传统P1电机难以布置，对发动机舱空间要求极高的缺陷。

换句话说，DMH超级混动系统本身体积相较其他主流插混系统要更紧凑，更容易被搭载在不同尺寸，发动机舱几何尺寸不一样的车型上。又或者换句话说，DMH超级混动系统因为有了结构上大幅紧凑的同轴P1电机，搭载在相同外形几何尺寸的车型上时，可以让发动机舱防火墙往前移，直接增加前排乘员舱空间。而在搭载在一些发动机舱空间紧凑的车型（如尺寸较小的车型，或者发动机舱空间紧凑的MPV车型）时，对前排乘客空间的侵占也会更少。

而在用户的实际驾乘感受上看，传统P1+P3构型的插混系统，你是可以留意到发动机介入那一刻产生的振动的。这种振动除了因为发动机本身的原因外，其实还有很大一部分是因为上述提到的异轴P1电机引起。

同时，传统的P1+P3插混系统在行车过程中，当发动机介入运行时，你也能感知得到发动机介入那一刻带来的扭矩变化，直观感受就是车子好像突然“冲了一下”。这种感觉在低车速下，发动机介入时尤为明显。这种不适感，同样来自异轴P1电机的扭矩耦合问题。

而驾驶荣威D7 DMH的感觉则完全不同，你感知不到发动机介入的振动，在低车速下发动机介入时，也无法感知其振动和扭矩变化（声音是另一个课题），这种非常接近于完全无感的动力介入，根源便是DMH超级混动系统的同轴P1电机，在消除耦合扭矩时间差上的结构优势。

其实在DMH超级混动系统中，P1电机的结构改良是重中之重，也是DMH超级混动系统在结构上相比其他主流P1+P3构型在传动效率等方面优势的主要体现因素。但我们说了那么久的P1电机，DMH超级混动系统的P3电机同样不得不提。

DMH超级混动系统的P3电机实际上并没有进行过多的结构优化，作为驱动电机，它和其他主流插混系统一样，也都是传统的圆柱形异轴设计。至于DMH超级混动系统为何不在P3电机也采用同轴设计，我们倾向于认为，P1电机作为耦合电机，对功率和扭矩的需求相对P3电机是不大的，P3电机由于本身是驱动电机，对于功率和扭矩的需求，是要比P1电机更严格的。而且P1电机那种结构，其实本身属于强于扭矩发放但不擅长功率输出的类型，因为这种电机的最大极限转速，是低于传统的圆柱型电机的。

但尽管和其他主流插混系统采用相同的P3电机布置和结构，上汽同样为DMH超级混动系统的P3电机本身做了很多技术改良。其中较为重要的，是多片式强磁转子和磁通量更大的定子。电机的工作原理很简单，就是切割磁感线运动，在这个简单的切割磁感线运动中有两个关键要素：定子的磁通量，以及转子接受电能，并转化为机械能的能力，这个能力换句话说，就是转子本身的磁力大小。

先说定子的磁通量，定子本质上是一捆密密麻麻的线圈，多组线圈集中为一个磁钢。定子的磁通量主要便体现在磁钢上，这里大有文章。由于电流是在线圈的每一条线上运行的，而通过电线的电流到达一定程度，电线会出现电场，电场是有极性的。如果一组线圈绕组过于密集，通入的电流又很大的话，电线之间，乃至绕组之间都会出现电场干扰，在定子上会体现为在大电流输入时，定子出现严重的啸叫声，这种啸叫对于电机来说其实并无大碍，但那种高频啸叫声，会让一部分听觉敏感，或者对这类高频噪音敏感的驾乘人员感到生理不适。

DMH超级混动系统在P3电机上，通过增加磁钢数量，减少每一个磁钢的绕组数量的方式，减少了定子啸叫。体现在驾驶感受上，荣威D7不管何时，一脚大电门下去，你不会感知到太多来自电机的超高频噪音，再加上磁力更强的转子，DMH超级混动系统的P3电机相比其他主流P1+P3架构插混系统，驱动电机的高频啸叫更少，对部分敏感用户而言体感更好。

在DMH超级混动系统的几个主要技术点中，除了同轴P1电机和优化的P3电机外，高度集成化，高度小型化的PICU集成式电控也是一个非常大的技术亮点。和前面的电机部分相比，电控是一个看不见摸不着，它的好与坏也很难直观展现的东西，但电控系统的好坏，其实直接决定着一套插混系统的所有技术指标，它的能量利用效率如何，它长时间运行的稳定性高不高，乃至在数年甚至十多年的使用中，它的故障率水平如何，都和电控系统关系极为密切。

电控分为两大模块：硬件和算法。算法涉及到各大企业的最高级商业机密，这里无法展开讨论，我们只针对DMH超级混动系统的PICU电控系统进行解析。这套电控系统最明显的特点是高度集成化，集成化也意味着高度的小型化。和市面上主流的插混系统有所区别的是，DMH超级混动系统的PICU电控，甚至把空调控制也实现了芯片级的整合。

电控系统的硬件本体其实和我们熟悉的电脑主板差不多，是一块多层PCB板，上面密密麻麻排布着各种芯片和元件，实际上PICU的硬件本身，就是一块单片机系统。传统的PICU系统的集成度是不高的，因为很多核心功能都需要一个独立的子系统负责，例如BMS电池管理系统，这里就需要一个非常庞大的子系统来专门负责。另外还有前面我们提到的ICE和EV的耦合控制，空调等等。

这么多子系统会带来很多问题：它们全部集成在一张主板上，而且会导致整个主板上的元器件排布非常密集，底下的布线更多，元器件越多，布线越复杂，主板功耗越高，发热量越大，如果是电脑这种工作于常温环境的数码设备，这个可能没多大影响，但大家要知道的是，PICU的安装位置是在发动机舱内，紧紧挨着内燃机。大家都清楚发动机舱内的温度和环境有多么恶劣，在如此恶劣的运行环境下，低集成度，多元器件的大型PICU发生故障的几率是非常高的，而PICU这种作为整个插混系统大脑的核心零部件一旦出现功能异常，往小了说会影响插混系统本身的运行稳定性。往大了说，那是有可能会对驾乘人员的生命安全构成威胁的。

因此DMH超级混动系统在PICU系统上做的，就是大幅度缩小整个PICU主板的体积，把尽可能多的功能集中在尽可能少的芯片中实现。甚至于，上汽把空调系统的控制模块，也都集成在了单颗芯片上。

这种高度集成化，高度单芯片化的设计，不仅让PICU模块整体工作温度降低，布线复杂度降低，也极大降低了在常态化高温、湿度变化极端剧烈，且常见水汽的发动机舱内运行的PICU模块，在长时间连续运行和多年使用下可能会出现的故障率问题。但要做到这点，靠的是真正的硬实力，如果没有对于整套插混系统所有子模块的了如指掌，没有切实的芯片级开发能力，是没有办法把这么多独立的子系统，在少数的几块芯片上全部实现的。因此DMH超级混动系统这块高度集成化PICU电控系统的出现，其实在某种意义上证明了，如今的上汽，已经拥有了插混系统最核心的芯片级开发能力。

实际上通过我们的介绍大家不难看出，DMH超级混动系统其实是在现有的，已高度成熟的P1+P3架构基础上，对各个核心零部件进行技术优化而来。插混系统的核心在于提高能量利用率，在于提高燃油机和电机的耦合效率，同时通过采用混动专用发动机的方式，让燃油利用效率提高。说白了，效率就是衡量一套插混系统是否优秀的最关键指标。

又或者说，DMH超级混动系统的特点可以归纳为这么一句话：简单的东西往往很复杂，舍得在看似简单的地方下狠功夫的，一般会取得让人意想不到的好效果。作为当今国内最强插混系统，DMH超级混动系统能耗低续航长还安静。像电车一样的体验，却有着比传统插混车更低的能耗和更长的续航。

为了实现效率有两种方式，比较简单的方式是采用多档混动变速箱，借鉴手动变速箱的原理，让燃油机运行在更低的高效转速区间内，看似有效，但机械结构越复杂，效率就越低。而DMH超级混动系统采用的，是更困难的，直接在结构上改进整套插混系统的方式。

DMH超级混动系统的出现让我们看到了上汽这个国内最早的插混先行者的技术实力。基于DMH超级混动系统本身在结构上的优化，我们也看到了搭载DMH超级混动系统的荣威D7 DMH，创造出了包括亏电百公里油耗4.3L，官方综合续航1400公里，实测达到惊人的1704公里的惊人成绩。

而在这一切的基础上，荣威D7的价格却非常有震撼性，一辆有着B级车空间和舒适性的车，有着接近4.9米的车长和舒适度拉满的云宿座椅，甚至还有双层隔音玻璃，整车舒适性比一些20万级老牌B级车还强，这样的一款车，限时权益价仅10.98万起。

可以说荣威D7是上汽2023年最大的“王炸”之一，而D7 DMH体内的这套，未来将广泛搭载在上汽旗下多款车型上的DMH超级混动系统，也确实当得起中国最强插混之名。