通用PK丰田 混动实力派谁“混”的更高效？

受目前新能源汽车软、硬件技术以及道路公共设施的限制，未来十年内新能源汽车的发展趋势应该是: 微型车纯电化，中小型车混联式HEV化，大型或者性能车混联式PHEV化。后两者从混动的系统构型来说，发展的主流当属功率分流PS(Power Split)构型。

当然，趋势选择性发展的前提都是基于这些新能源技术有着高效的能耗管理系统。不管是纯电、还是混动，高效的能耗管理系统都是实现节能减排的根本，尤其是代 表中小型车新能源发展趋势的混连式HEV（不插电的PS构型）技术。混联式HEV技术需要精细化的能耗管理，将发动机更长时间维持在高效率区间运转，以及 高效、充分的回收减速和制动的能量。

如果把混动技术比作江湖，那么PS构型的高效混动技术就是江湖中的实力派，丰田和通用就是“混”在实力派中争夺带头大哥的两位高手。他们“混”的有相似之 处，却又各自“混”的风生水起。这篇文章飞灵君将以丰田THS 和通用Gen2 Voltec技术的工作原理和搭载车型的实际驾乘感受两个维度来让这两种技术

“比武过招”，谁“混”的更胜一筹。

丰田THS构型简图

通用GEN2 VOLTEC构型简图

丰田THS的构型会根据不同的车型需求有不同的构型变种，通用Gen2 Voltec亦然，但是不管如何变化，他们的基础构型都是依赖于上图这两种。通用这套Gen2 Voltec电驱系统，主要部件是由一台直喷高效发动机、两组永磁交流同步电机、两排行星轮、两组离合器加一组锂离子电池组等组成。丰田THS系统主要部 件由一台所谓阿特金森循环的发动机、一组行星齿轮、两组永磁交流同步电机、镍氢电池组等组成。所以接下来的解读会依据这两张结构简图来详细解说。

要比较这两组技术谁更有实力，实际就是去比较这两种技术谁的电控管理更精细化，更能规避发动机低效率运转工况，将发动机长时间维持在高效率区间运转，而发 动机的低效率区间主要集中在中低速和超高速运转区间。说明白这个，我们就来详细对比THS和Gen2 Voltec在各种形式工况下的控制逻辑。

车辆起步阶段

起步阶段，动力电池组中有电时，丰田THS和通用Gen2 Voltec都是采用两种模式，缓慢起步和急加速起步。丰田THS的缓慢起步是动力电池输出动力使连接外圈尺寸的电机运转来驱动车辆，急加速启动是发动机 和电机共同运转来驱动车辆行驶。通用的缓慢起步与急加速起步分别是采用单电机和双电机驱动的形式，也就是说整个过程中通用Gen2 Voltec的运转，发动机都不会参与，完全规避了发动机中低速的运转区间，而THS因为单行星轮的结构限制了它，在两组电机作为驱动机构时发动机必须启 动。所以，在起步阶段动力电池有电时通用GEN2 VOLTEC的能耗控制策略更优于丰田THS。

丰田THS起步阶段工作简图

缓慢起步

急加速起步

而且在行驶过程中，通用Gen2 Voltec系统的纯电模式在任意车辆设计速度下都可以实现，前提只要电池的电力充足，TPIM电控系统会根据车辆行驶扭矩的需求来决定是采用单电机还是 双电机，如果扭矩超过电机的输出总和要求时，发动机才会介入驱动。以迈瑞宝XL全混动和新君越30H全混动为例，主电机最大功率 60kW/4000rpm，最大扭矩275Nm/0-4000rpm；副电机最大功率54kW/4000rpm，最大扭矩140Nm /0-4000rpm，基本可以覆盖大多数日常的扭矩需求，要知道现在顶尖的量产2.0T发动机扭矩也就350~400Nm的水平。

车辆行驶阶段

车辆行驶速度低于110km/h阶段时，丰田THS和通用Gen2 Voltec系统都可以采用纯电（电池有电）和混动两种模式驱动车辆。所不同的是，丰田THS这套系统在车速达到64km/h时，不管车辆是处于哪种负荷 工况下，发动机都必须启动，也就是说不管电池的电量是否充足，此时发动机就必须被动参与驱动，不能保证发动机最好的维持在高效率区间

。 

中低速行驶时，THS的工作模式与缓慢启动时一致，MG2电机作为主动部件

车辆速度高于64km/h时，THS的发动机必须启动，此时发动机作为主要驱动部件

通用Gen2 Voltec系统的TPIM电控系统通过扭矩传感实时探测车辆行驶的工况，来判断发动机是否需要参与驱动，从而决定是采用纯电驱动、混合驱动还是发动机直 驱的模式来精细化管理能耗，并且不受车辆行驶速度的限制，Gen2 Voltec系统工作模式只与行驶工况相关。比如在动力电池电量充足时，车辆行驶扭矩需求没有超出电机输出时，车辆主要采用纯电动驱动模式；在车辆行驶扭 矩需求超出电机输出、车速在0~60km/h时，Gen2 Voltec系统的工作模式则为混联式驱动模式；在扭矩输出需求不高，电池电量不足且速度在20~40km/h时，Gen2 Voltec系统也采用这种工作模式。

低速混联模式：发动机启动运转，一部分动力经过1号齿圈传递给1号行星座，驱动车辆；另外一部分动力则由行星齿轮带动1号太阳轮到MGA电机发电，部分给MGB电机，或者全部给MGB电机（由扭矩输出决定分配的比例），MGB电机则同时驱动车辆

混联式混动模式是这两套系统在中低速行驶时实现发动机高效运转、达到节能减排最大的倚仗。这两套系统在实现混连模式的控制策略，可以用殊途同归来形容。我 们看到通用Gen2 Voltec系统的混连模式时、发动机是通过行星轮的外齿圈驱动与输出轴连接的行星轮，同时通过同行星排的太阳轮去驱动发动机发电来带动另外一组电机来辅 助发动机驱动车辆。此时外齿圈驱动行星轮的速比就如8AT的7档，发动机处于高效低负荷的输出，电动机去补充加速所需要的扭矩。

而丰田THS则是中间行星轮架带动外圈齿轮驱动车辆，也带动太阳轮发电，同时根据行驶工况决定电池组是否驱动电机来弥补发动机扭矩的不足，但是我们发现行 星轮驱动外齿圈的速比小于1，为了让发动机也处于低扭高效的输出，就需要在ECVT输出端到轮间增加减速增扭的变速机构。通用是两组行星轮组来实现，丰田 则是一组行星轮和一组减速增扭机构。

这也间接印证了THS这套系统的成本相比通用Gen2 Voltec并不会有太大优势。这在通用和丰田几款混动车型相比同配置常规版车型溢价中就能看出一些端倪，凯美瑞双擎相比凯美瑞溢价在3万左右，而新君越 30全混动相比同配置常规版的溢价则只有6000左右。这不管是厂家的销售策略还是其他原因，至少说明了通用在有利润空间的前提下要比丰田更显诚意。

在速度低于110km/h阶段时，通用Gen2 Voltec系统比丰田THS系统还多了一种发动机以固定速比直驱的模式，MGB电机只在这个阶段的急加速和能量回收时参与工作，这是Gen2 Voltec系统最大的亮点之一。这种模式主要用于车速在70~110km/h的高扭矩需求时，此时发动机处于高效率区间并且以固定速比来驱动车辆。就好 比是普通搭载8AT变速箱的车辆在7档的时候稳定行驶阶段，一般车辆的这个速度阶段油耗比较低。而搭载THS系统的凯美瑞双擎等车型在车速高于 64km/h之后，还要带动电机负载，发动机效率必然不如以直驱时高，所以Gen2 Voltec系统在这个速度阶段的效率相比THS会更高，能耗更低。

而且在电池电量不是很充足、车辆行驶工况对扭矩需求不高、速度在40~60km/h时，发动机也能以固定速比去驱动车辆，同时让电池驱动MGB电机来输出 弥补发动机扭矩输出的不足。此时发动机就处于低扭低负荷的高效区间运行。而且因为发动机没有发电机的负载，发动机效率比混联时更高效，能耗更低，这是丰田 THS在中低速时所不能实现的。

发动机直驱模式：1号太阳轮被1号离合器锁止不转，发动机带动1号齿圈通过1号行星座以固定的齿比驱动车轮，而MGB电机则通过2号行星座向车轮提供动力 （MGB是否参与工作取决于扭矩需求的输出）或者回收减速和制动过程的能量发电，此时2号齿圈也被锁止，MGB电机与车轮之间的转速也是固定齿比

实际这两套混动系统的机构运转模式要远多于我在上面的列举，丰田THS有六种工作模式，通用Gen2 Voltec系统的工作模式高达十二种，比丰田足足多了一倍。通用Gen2 Voltec系统的TPIM电控模块与双排行星机构之间的默契配合，实现了更精细化的能耗管理策略，让发动机在各种工况下相比THS更长时间维持在高效率 区间，这就是通用Gen2 Voltec系统在能耗节省方面更优于丰田THS的根本原因。

丰田THS

通用君越/迈锐宝XL全混动

通用这套系统在能耗节省方面优于丰田THS在实际搭载车型的油耗上也能得到印证，刚上市搭载通用Gen2 Voltec系统的新君越30H全混动和迈锐宝XL全混动油耗分别只有4.7L/100km和4.3L/100km，而发动机排量更大、整备质量更轻的凯 美瑞双擎油耗却为5.3L/100km，通用Gen2 Voltec系统的优势显而易见。

丰田THS系统采用的单排行星齿轮的结构设计，不得不说是混动发展最早期的创举，在历经换代以及多车型的普及也奠定了THS在混动发展历史中的地位，但是 由于单排系统本身的局限性导致了在后面的更新换代中降低油耗方面收效甚微。丰田THS就像一把屠龙宝刀，在混动江湖叱咤风云，倚天不出谁与争锋？与丰田混 动发展历史几乎同时期的通用更像是深藏功与名的倚天剑，双排行星齿轮驱动系统在深度集成化配合智能化的电控策略后，拥有更强的拓展性，适用于 HEV/PHEV/EREV等多种类型混合动力,也带来了全新的EVness电气化驾乘体验。

EVness内涵

飞灵总结：2020年之后逐年变严苛的节能减排政策就像是高悬于企业头顶的达摩克利斯之剑，让企业必须加速新能源汽 车的研发，高效的混合动力技术是企业主流车型应对节能减排的首选，在技术愈发透明的环境下群雄逐鹿新能源市场，谁“混”的更高效，谁才能在未来新能源这片 蓝海市场上攻城拔寨。通用倚天剑也到了该亮剑的时候，能否快速超越丰田在混动领域的地位，就交给最市场去检验吧。