引子
作为《混动汽车百科》专栏的第二篇汇总篇，我们以「比亚迪DM-p混动系统」为引子，因为这套系统就非常有意思，拥有『双擎四驱』和『三擎四驱』两种架构模式，比如：
『双擎四驱』架构模式
『双擎四驱』架构模式：也就是在「发动机」前端有一个功率可达25kW（峰值扭矩60N·m）的「P0电机」（BSG电机），在「后桥」则有一个功率可达180kW（峰值扭矩330N·m）的「P4电机」。此时，「发动机」与「P4电机」可同时驱动车轮，也就是所谓的『双擎四驱』模式。
『三擎四驱』架构模式
『三擎四驱』架构模式：即是在『双擎四驱』模式下，在「变速器」（双离合变速器）后端配上了一个功率可达110kW（峰值扭矩250N·m）的「P3电机」，当『三擎』（「发动机」+「P3电机」+「P4电机」）共同工作时，理论最大功率可媲美一台V8的大引擎。
Px电机架构示意图（动图）
我们会惊讶地发现，一辆搭载「比亚迪DM-p混动系统」的车，在『三擎四驱』架构模式下，竟然搭载3个「电机」1个「发动机」，而每个「电机」由于所在位置的不同拥有着自己的代号——这就是本章节将要展开详解的「Px电机架构」，而其中的『P』即是『位置』（Position）的意思。
不同位置电机的简介
废话不多说，我们就详解「Px电机架构」的内容。
本文目录
本文篇幅约1.5万字，近100张图片，为方便阅读，可根据一下目录进行检索：
「P0电机」：强大的起动电机
「P1电机」：与发动机固定连接
「P3电机」：深耕于『基层』的好员工
「P2.5电机」：将「电机」融入「变速器」
「P4电机」：纯电驱动的『打工人』
「P0电机」：强大的起动电机
传统汽车的启动系统
对于传统汽车而言，当「发动机」运转时，「传动（皮）带」带动「发电机」发电，发出来的电，部分直接带动车内的电气设备，比如空调的压缩机等，多余的电则为「蓄电池」充电。但对于混动汽车而言，我们希望这个「发电机」能起到更大的作用。
P0电机（BSG电机）示意图
所以，在P0这个位置工程师们设计了电压与功率更大的「BSG电机」（Belt-driven Starter/Generator，带传动起动/发电一体化电机），旨在使其兼具发电和主动调节「发动机转速」等作用，举几种工况：
l 发电时，「发动机」带动「BSG电机」发电，把机械能转化为电能，发出来的电能通过「电机控制器」，把电能分配给「驱动电机」及「高压用电器件」；
l 在等红绿灯「发动机」停机时，「BSG电机」带动「空调」的「机械压缩机」运转；
l 驱动时，通过「传动（皮）带」把「BSG电机」的电能转化为「发动机」的机械能，调节「发动机转速」。
奔驰A级和B级上的P0电机
但目前大部分的「BSG电机」仍然通过「传动（皮）带」传动，容易出现打滑失效的情况，即使有「张紧器」，其传动效率仍然有限，不支持其进行更大强度的动力输出，无论是给「发动机」加力还是回收动能的功率都有限。
因此，「P0电机」一般只应用于「自动启停」以及12 ~25 V的「微混合动力系统」和48V的「轻混合动力系统」，通常还是用于发动机怠速停机、停机后的快速起动、制动时能量的回收。以奔驰A级和B级车上使用的「P0电机」为例，其采用的「BSG电机」配合拥有更强调节张紧能力的「液压传动带张紧器」，在启动「发动机」和进行能量回收时，实现更高的传动效率。
来自某车企BSG电机的宣传资料
当然，对于「P0电机」的优化并没有停止，正如上图某车企「BSG电机」的宣传资料所展示的，「BSG电机」的玩法还有很多，若将「BSG电机」置于「发动机」的前段进行硬性连接，或许能将效率进一步提升，但是否有这样的必要，仍然存疑。说到『刚性连接』，不妨来看看刚性连接的「P1电机」。
「P1电机」：与发动机固定连接
P1电机（ISG电机）示意图
「P1电机」又称「ISG电机」（Integrated Starter and Generator 盘式一体化起动/发动一体化电机）位于「发动机」后、「离合器」前的位置，通常被固连在了「发动机」上，从而取代了传统汽车的「飞轮」，当然也有例外。
传统汽车上的曲轴飞轮组，加入P1电机
由于「P1电机」与「发动机」采用刚性连接，通常直接套在「发动机」的「曲轴」上，「曲轴」充当了「P1电机」的「转子」，只要「发动机」在运转，「P1电机」就跟着旋转。因此：
在驾驶人踩下加速踏板后，控制单元会控制「ISG电机」加速转动，与「发动机」一起做功，确保动力的输出，同时降低了「发动机」的能耗，达到省油的目的；
在不同程度的制动过程中，「ISG 电机」不再从「蓄电池」中索取电能，从而跟随「发动机」中的「曲轴」空转，给「曲轴」带来负担，降低转速，可谓是在给「发动机」制动，同时在惯性的作用下可以发电，逆向为「蓄电池」充电，实现动能回收；
采用机械连接的「P1电机」布局的传动效率要比「P0电机」布局的混动程度更高，因此除了自动起停、「微混合动力系统」和「轻混合动力系统」外，还可以应用在100 V~160 V电压的「中混合动力系统」中。
搭载第一代本田IMA混动系统的思域Hybrid（2003）
与「发动机」刚性连接的「P1电机」看似比起「P0电机」效率更高，但两者都有着一些共同的结构弱点，比如：
无论是「P0电机」还是「P1电机」都存在一个结构上缺点，因为只要「电机」旋转，「发动机」中的「曲轴」就必须旋转，无法单独运行，故此「P0电机」和「P1电机」都无法单独驱动车辆；
在动能回收和滑行模式下，「P0电机」「P1电机」也因为必须带动「曲轴」空转，其中浪费的部分动能以及增加噪音和振动，使得因此「P0电机」和「P1电机」都不适合「电机」、「电池」更大的强混系统。
奔驰S400 BlueHYBRID（2010）的P1电机
好在「P1电机」的结构可靠性较高且成本较低，所以，十分适合运营类车辆使用，比如国内的不少公交车便喜欢采用「P1电机」。此外，早期的本田和奔驰也采用过这种架构。比如和搭载第一代「本田IMA混动系统」（Integrated Motor Assist 综合电机辅助并联混动架构）的「本田思域Hybrid」、「本田Insight」、七代「本田雅阁混动」、「本田CR-Z」等，又比如「奔驰S400 Blue HYBRID」等。
「P2电机」：变化多端架构形式
通常情况下，「P2电机」的位置被定义在「变速器」与「发动机」之间，且位于「离合器」后，这个位置有以下几个特点：
P2电机示意图
不被整合在「发动机」的外壳中：由于「P2电机」和「发动机」之间有「离合器」，故此，「P2电机」可以单独驱动「车轮」，实现纯电行驶模式。此外，在动能回收时也可以切断与「发动机」的连接，这是与「P1电机」显而易见的区别；
情况1：P2电机直接套在变速器输入轴上 （正面）
情况2：P2电机通过传动带或齿轮传动与变速器输入轴连接（正面）
情况3：P2电机连接减速齿轮，配合P1电机（简图）
基础结构简单、布置形式灵活：「P2电机」不仅可以直接套在「变速器」的「输入轴」上，也可以通过「传动带」或「传动齿轮」与「变速器」的「输入轴」连接，甚至可以使用「减速齿轮」进行链接（见上图）。
情况1：P2电机直接套在变速器输入轴上（俯视）
我们以『「P2电机」直接套在「变速器」的「输入轴」上』为举例，最常见的就是我们此前文章中提到的大众集团的『「P2电机」+「双离合变速器」』方案，代表车型为「奥迪Q5 Hybrid」、「奥迪A3 Sportback e-tron」和「大众途锐Hybrid」等。
奥迪A3 Sportback e-tron（2017），德味十足的P2电机架构
比如「奥迪A3 Sportback e-tron」的「P2电机架构」，德味十足，将一颗峰值功率75kW（峰值扭矩330N·m）的「P2电机」套在了6速的「e-S troinc变速器」输入轴上，通过「双离合器」分配动力，属于经典的『单电机双离合派』。其工作原理比较简单，大致如下：
当你开启汽车，「电池」与「高压系统」就已经准备好唤醒「P2电机」，时刻准备向它供电。
起步后，「电池」为「P2电机」供电，「P2电机」带动「变速器」中的「齿轮」转动输出动力，通过传动机构最终带动「车轮」。
当需要大扭矩或是急加速时，「发动机」强势介入，此时「离合器」中的「离合片」相互耦合，「发动机」与「P2电机」串联在一起，共同输出动力，同时「电池」也为「P2电机」，释放整套动力总成所有动力。
在滑行时，或是踩下刹车后，动能回收系统便开始发挥作用，「离合器」松开，断开「发动机」的连接，「车轮」反向带动「P2电机」发电，为「电池」充电。
奥迪「P2电机架构」原理（动图）
这套『单电机双离合』方案的优点是结构相对简单，相比传统燃油汽车结构调整较少，但是这种『独苗』的「单电机」架构有一个小小的缺点——保电（或叫馈电）能力较弱，因为「P2电机」长时间用于驱动车辆，其发电效率自然要下降一些。
『充电小能手』——「P0电机」已有些按捺不住了
所以，总有一个嗷嗷待哺「电池」在系统中呼唤「发动机」和「P2电机」，特别在馈电时和堵车工况下，「发动机」在驱动和带动「P2电机」发电两种模式下来回切换，用过平顺性及「NVH」（Noise、Vibration、Harshness噪声、振动与声振粗糙度）都会有一定的影响。有缺点？于是乎，各种「P2电机」的变种架构孕育而生。
「P0P2电机架构」
九代索纳塔混动版（2016）搭载的TMED混合动力系统
我们知道「P0电机」最大的作用之一便是用于为「动力电池」充电，故此，在P0位置安排上一个中高压的「P0电机」便可有效的解决「单电机」馈电能力弱的结构缺点。而让我印象比较深刻的「P0P2电机架构」的车型是九代索纳塔混动版，其搭载的是现代汽车的「TMED混合动力系统」（Transmission-Mounted Electrical Device）。
TMED混合动力系统工作原理
该「P0P2电机架构」由一颗Nu 2.0 GDi「发动机」、一枚「P0电机」（此处又称「HSG电机」Hybrid Starter Generator启动/发电一体式电机）、一台永磁交流「P2电机」（此处又称「TM电机」即Traction Motor 驱动电机）以及传统的6挡手自一体「变速器」组成。可实现纯电驱动、发动机直驱、混动驱动多种模式。
「P1P2电机架构」
『双电机双离合』方案（P1P2电机架构），同样是P2电机架构
如果嫌「P0电机」传动效率低，那可以换成与「发动机」刚性连接的「P1电机」（ISG电机）组成『加强版双双组合』（即「P1P2电机架构」、双电机双离合），其架构特点是：
「C1离合器」常态为分离，而「C2离合器」常态为咬合。这就意味着「P2电机」长期处于工作状态，故此，这套「P1P2电机架构」也是倾向于电力驱动的；
当「C1离合器」分离时，就意味着「发动机」不参与驱动汽车，而是带动「P1电机」（ISG电机）发电，「电池」表示十分满意。此时，「P2电机」直接驱动「车轮」；
「C2离合器」长期处于咬合状态，若「C1离合器」同样处于咬合状态，那么「P2电机」（TM电机）将与「发动机」共同驱动「车轮」。
上汽EDU混动系统爆炸图
这套「P1P2电机架构」的代表就是第二代「上汽EDU混动系统」，其搭载在荣威550混动车型上，随着「上汽EDU混动系统」不断优化，现在已经有越来越多的上汽旗下的车型在用这套系统。比如荣威eRX5、荣威ei6、名爵6混动版等。最后，汇总了一张工作原理表，希望能帮助大家去理解「上汽EDU混动系统」。
上汽EDU混动系统工作原理
「PxP2电机架构」外的可能性
看到这里大家会发现，上文仅从「P2电机」一个小小的『保电能力弱』问题切入，展开讨论了其中的一种解决方案——再增加1个强力的「发电机」（P0或P1电机），由此衍生出变种的「PxP2电机架构」。其实，解决『保电能力弱』的方法还有很多种，比如：
宝马530e iPerformance（2018）采用2.0T双涡管发动机，大力！
使用高功率的「发动机」：大力出奇迹，高功率「发动机」可使「P2电机」在单位时间内多发一点电，只是「电池」满足了，「油箱」又不乐意了，有违了混动『省油』的初衷……
增加「P2电机」发电的时长：延长「发动机」串联驱动汽车的时长，从而让「发动机」大哥多带带「P2电机」这个小弟，不过好像又违背了『「P2电机」为驱动汽车』的设计初衷……
貌似我提了一些自相矛盾的建议，但聪明的读者已经明白了我的意思：
最后，我们再提一个衍生问题，由于「P2电机架构」是在「发动机」和「变速器」中间硬生生地加入了「离合器」和「电机」，这样就增加整套动力总成的轴向尺寸。为了解决这个硬件问题，混动工程师们又掉了大把头发，想出了几套解决方法：
一体化设计的P2电机架构
减少「发动机」的「气缸」：六缸变四缸、四缸变三缸、三缸变……
架构调整布局：将增加的「离合器」和「电机」等部件进行横向或纵向的布局调整；
一体化设计：比如将「P2电机」的壳体进行优化整合；或将「离合器」整合入「P2电机」内部等（如上图），将「离合器」集成至「P2电机」的「定子」中，采用了「电动中心式执行」机构（ECA），在减少执行机构体积的同时，提高了「离合器」的控制精度。
丰田THS混动系统正在路上
但！若是我们将「P2电机」进一步往后端的「变速器」整合，又会怎么样呢？先让我来看「P3电机」，然后我们再来解释。
「P3电机」：深耕于『基层』的好员工
「P3电机」通常被安置在「变速器」的末端，与「变速器」的「输出轴」耦合，一般采用「齿轮」或「链条」传动。其工作模式如上图所示：「发动机」→「离合器」→「变速器」→「P3电机」→「减速器」→「车轮」。故此，「P3电机」具备以下一些特点：
P3电机示意图
纯电传动更为直接：「P3电机」通常与「车轴」相接，故此，在纯电驱动的工况下，能更高效地将动力输出到「车轮」上，可谓是『深耕于「基层」的好员工』；
动能回收能力更强：与上一条原理相似，在车辆滑行或制动时，「车轮」产生的摩擦力可以更直接地反馈给「P3电机」，恰好印证了『近水楼台先得月』的古话；
P0P3电机架构的结构俯视图（比亚迪DM-p的双擎两驱模式）
无法起动「发动机」：由于「P3电机」距离「发动机」隔着「离合器」和「变速器」，所以无法起动「发动机」，故此，我们很少能看到只搭载「P3电机」的混动架构，一般会配上强力的「发电机」（「P0电机」或「P1电机」），以满足「发动机」自动起停的需要；
与「变速器」关系微妙：由于「P3电机」在「变速器」后，所以在纯电驱动工况下，则需要拖动前端的「变速器」，就某种程度而言，此时的「变速器」成为了「P3电机」的累赘。此外，「P3电机」也会占用额外的空间，这让「前置前驱」的传统汽车原本就捉襟见肘的「发动机舱」空间更加焦虑，于是工程师们开始重新考虑是不是要动一下传统的「变速器」！
『混动变速器』：混合动力的真正开始
由齿轮组和离合器组构成的机械变速器略显笨重
在此前我撰写的「电机」的科普文章中，提到其有一个特性：「电机」可以用于调速——主要依靠「电控」机构进行「变频」或调节电压的大小来控制「电机」的转速。故此，纯电汽车一般都不会使用传统燃油汽车上那套笨重的「变速器」。
「混动双离合」：多轴双电机的简约而不简单
多轴双电机的混动变速器（手绘）
当工程师去除了传统「变速器」的大部分「变速齿轮」后，只留下少数「变速齿轮」（通常用于起步时扩大扭矩，又被称为「减速齿轮」——降低转速，增加扭矩）和「传动齿轮」（通常用于传输动力）后，他们设计出了一种主要由多根「传动轴」、「离合器」、「发电机」和「驱动电机」组成的『混动变速器』（如上图）。
多轴双电机的混动变速器示意图
若仔细观察这种结构，便会发现「发电机」位于「发动机」后「离合器」前，且通过「传动齿轮」与「发动机」刚性连接，符合「P1电机」的定义；「驱动电机」位于「离合器」后，且与「车轴」相连，更符合「P3电机」的定义。故此，我们将这套『混动变速器』归纳为一种「P1P3电机架构」。
多轴双电机的混动变速器的工作原理（动图）
再让我们看看这套「P1P3电机架构」的工作原来是怎么样的？请大家注意以下图片中颜色的对应关系：蓝色表示纯电驱动动力的流向；红色表示「发动机」提供动力的流向；紫色表示动力混合输出动力的流向；绿色表示动能回收的流向；橘红色表示充电的流向；灰色表示不参与输出工作状态。
纯电模式：此模式的工作原理很简单，「电池」给「P3电机」供电，「P3电机」单独驱动车辆行驶，「发动机」、「P1电机」不工作，「离合器」处于断开状态；
「发动机」直驱模式：当「发动机」处于高效运转的工况下，「离合器」耦合使得「发动机」可以单独驱动汽车行驶。这种情况很少，因为缺少了传统的「变速器」，「发动机」很难达到高效区间；
混动串联模式（增程模式）：「发动机」-「P1电机」-「P3电机」被串联在一起，故此，其工作逻辑是：「发动机」带动「P1电机」发电，「P1电机」产生的电能主要输送给「P3电机」，只有「P3电机」驱动车辆。此时的「发动机」也被称为「增程器」；
混动并联模式：此时「P3电机」与「发动机」双管齐下，激情发力，共同驱动汽车；
动能回收模式：在滑行或制动时，「车轮」带动「P3电机」为「电池」充电，相比「P1电机」和「P2电机」，「P3电机」在动能回收这项目上有优势。
P1P3的电动架构在各种工况下，各个部件的工作状态（点击放大）
5种连接模式会在不同的工况下被触发，而各个部件也处于不同的工作状态（如上表格所示）从中我们可以看出这样几个特点：
「P3电机」很忙：不是在单独驱动汽车，就是在联合驱动汽车，基本没闲着；
「P1电机」很『混动』：当系统处于『混合驱动』的工况是，「P1电机」全程发电，保障「P3电机」拥有足够的电量。
本田i-MMD混动系统（本田CR-V Hybrid 2020）
看到这里，我相信对混动技术有所了解的朋友，已经认出了这套简约而不简单的『混动变速器』——「本田i-MMD混动系统」（Intelligent Multi Mode Drive）。不过，限于篇幅，今天就不展开聊它的前世今生，我们会在此后的混动汽车品牌系列中展开详解。
「行星齿轮组」：一套结构能玩几十年
如果说「本田i-MMD混动系统」已经让人感受到了简约而不简单，那么靠着「E-CVT变速器」在混动汽车领域混的风生水起的「丰田THS混动系统」（Toyota Hybrid System），则是将『混动变速器』玩出了另一番天地。
丰田普锐斯（2代）E-CVT变速器的基本结构图
「E-CVT变速器」其官方全称为「电子控制电磁离合式无级变速器」，一般由两颗「电机」、一套「行星齿轮组」和一套「离合器」组成。（如上图所示）
行星齿轮组的连接逻辑
而在「E-CVT变速器」中最核心的部件就是一套「行星齿轮组」，其主要由「行星齿轮」、「太阳齿轮」（或称「太阳轮」）、「行星齿轮盘」（或称「行星架」）和「外齿圈」（或称「齿圈」）三大旋转部件组成。而这三个部件分别连接着动力的三大部件——「发动机」和两个「电机」，其连接逻辑如上图所示。
丰田普锐斯（2代）E-CVT变速器的结构示意图
而通过「行星齿轮组」进行「动力分流」的结果是：
「发动机」：其动力可以通过「行星齿轮盘」分配给「车轮」和「P1电机」等；
「P1电机」（MG1电机）：主要用于发电，其产生的电能可直接提供给「P3电机」用于驱动「车轮」，或直接为「电池组」进行充电，或通过「太阳齿轮」启动「发动机」等；
「P3电机」（MG2电机）：其产生的动力可通过「外齿圈」直接驱动「车轮」或逆向为「电池组」进行充电等。
丰田THS混动系统基本工作原理（动图）
通过9种不同的工况，我们来看一下「行星齿轮组」是怎么进行分流的。大家注意以下图中的箭头指向，更容易理解：
【工况1：启动】当汽车得到启动指令后，「电池组」为「P1电机」供电，启动「发动机」；
【工况2：怠速】「发动机」启动后怠速运转并带动「行星齿轮盘」正向旋转。由于「车轮」（连接着「外齿圈」）未转动，「行星齿轮盘」（连接着「发动机」）的正向旋转，通过「行星齿轮」带动「太阳齿轮」（连接着「P1电机」）正向旋转。「P1电机」不再接收「电池组」输电，反而变成「发电机」，产生交流电，经「PCU」（Power Control Unit 动力控制单元）里的「逆变器」和「电压变换器」将交流电变为低压「直流电」给「电池组」充电。简单来说，怠速时「发动机」的功率全部用来为「电池组」充电；
【工况3：起步】当汽车起步时，「电池组」为「P3电机」供电，「P3电机」带动「车轮」（连接着外齿圈）开始正向转动，车子缓慢前进；
【工况4：有大扭矩需求时】随着「P3电机」的转速增加，「P1电机」的转速也会急速增加，而当「P1电机」即将达到上限时，此刻「发动机」主动介入动力输出。通常情况下，起步时踩油门的力度越大，「发动机」介入的时间就越早；
【工况5：缓行加速】当达到一定速度后，如果继续缓慢加速，此时「P3电机」继续为主要的动力来源，「发动机」继续在低转速区间运作，这与起步阶段的动力供给情况类似，只是「P3电机」的工作功率会更大；
【工况6：急加速】急加速时，即是「火力全开模式」，「发动机」的转速提升进入高效动力输出模式，带动「P1电机」加速为「P3电机」提供更强的电力，同时「发动机」通过「行星齿轮」与「P3电机」共同输出动力至「外齿圈」，最终共同带动「车轮」高速运转；
【工况7：匀速】在高速巡航时，由于到达了「发动机」的高效工作区域，所以，主要由「发动机」来驱动汽车。此时，「P3电机」反转供电给「P1电机」，再通过「太阳齿轮」反转使得「行星齿轮」的动力大部分传递到「外齿圈」，共同驱动汽车。简单来说，「P3电机」带着「P1电机」为动力输出添砖加瓦；
【工况8：减速】减速时，「发动机」关闭，「P1电机」空转，「P3电机」由「车轮」带动，进行动能回收；
【工况9：倒车】倒车的原理与刚起步相似，只是「外齿圈」在「离合器」的作用下反转运作，「电池组」为「P3电机」供电，「P3电机」带动车轮，完成倒车。
丰田单排行星齿轮在不同工况下的工作状态
「行星齿轮组」的工作原理略有些复杂，建议大家将以上的图表对应着查看，收藏，点赞，一键三连……谢谢各位了~~总得来说：「行星齿轮组」绝对是「丰田THS混动系统」的精髓所在。
丰田普锐斯Plug-in Hybrid（2017）搭载二代THS混动系统
由于篇幅的限制，本章便不展开谈「丰田THS混动系统」的前世今生，不过目前也有被过度神话的趋势，此后，我们会在混动汽车品牌系列中展开单聊。
「P2.5电机」：让人犯迷糊，其实不纠结
丰田E-CVT结构示意图（简图）
仔细的读者会发现，「丰田THS混动系统」的结构不该被归纳到「P1P3电机架构」。因为从「P1电机」的定义来看（在「发动机」后「离合器」前），「E-CVT变速器」中的「MG1电机」更像是「P2电机」，但我们从「MG1电机」的作用来看，其主要用于发电，而且不被赋予直接驱动「车轮」的使命，这又符合了「P1电机」的工作内容定义，所以，「E-CVT变速器」可以说是一种变异的「P1P3电机架构」，更确切地说，它是一种特殊的『混动变速器』。
上汽EDU混动系统结构示意图（简图）
无独有偶，此前我们介绍「P2电机」时，曾以「上汽EDU混动系统」为例，其「P2电机」的血统也不是那么的纯正。故此，从整体结构来看，上汽的「EDU混动系统」将「P1电机」、「P2电机」和传统「变速器」整合在了一起，从某种意义上讲，它也与丰田的「E-CVT变速器」一样，成了一另种『混动变速器』。
P2.5电机容易让人犯迷糊
所以，为了将这类『混动变速器』纳入到「Px电机架构」中，同时也让消费者更容易理解和记住，「P2.5电机」（又称「PS电机」）的概念就形成了。
「P2.5电机」：将「电机」融入「变速器」
无论是以「上汽EDU混动系统」的「P1P2电机架构」，还是「丰田THS混动系统」的「P1P3电机架构」，两种混动系统的整合逻辑都是将混动部件整合到「变速器」的内部，而这种整合便是「P2.5电机架构」的核心逻辑，当然做法也略有不同，我将其整合的逻辑按照整合「电机」的思路，归纳为两种：
基于P2电机的整合思路
将「P2电机」与「双离合变速器」结合：代表技术有「上汽EDU混动系统」、「吉利GHS混动系统」等;
基于P3电机的整合思路
2. 将「P3电机」与「自动变速器」结合：代表技术有「本田i-MMD混动系统」、「丰田THS混动系统」等。
基于「P2电机」的整合思路
相比单纯的「P2电机架构」，基于「双离合变速器」的「P2.5电机架构」能很好地利用「双离合变速器」可以在2根「输入轴」之间切换的特点，将「电机」集成到了其中一根轴（一般是偶数挡位轴）上。
第一代吉利GHS混动系统部件示意图
我们以第一代「吉利GHS混动系统」为例，其主要部件包括「发动机」和『混动变速器』，而这枚『混动变速器』则是在一台7速的「湿式双离合变速器」中布置了一台「电机」。
第一代吉利GHS混动系统结构示意图
这枚『混动变速器』的有趣之处在于，在保证了「发动机」能与「变速器」正常耦合的情况下，将「电机」则直接布置在控制偶数挡位的「C2离合器」与「变速齿轮」之间。故此，「C1离合器」控制1、3、5、7奇数挡位，「C2离合器」负责控制R、2、4、6偶数挡位，从而实现了多种驱动形式。
纯电模式：在纯电模式下，两个「离合器」都断开，即「发动机」与「变速器」彻底断开，「电机」由「电池」供电，直接通过「变速器」的偶数轴输出到「车轮」上。此时，整台车就成了一台搭载了3挡「变速器」的纯电动车。
串联混动模式：此时，「变速器」会根据当前的动力请求和「电池」的电量等条件，自动选择合适的挡位，「电机」仍是驱动汽车的动力源。当车速达到一定区间时，「C2离合器」在「行车电脑」的控制下耦合，届时「电机」会被反拖，进行动能回收；
串联输出模式：此时，「发动机」与「电机」串联共同输出动力，发挥整套动力系统的全部能力，且「电机」的转速可以不受发动机限制；
「发动机」直驱模式：在高速巡航时，车辆对动力要求较低，此时「发动机」在最高热效率的区间运行，所以，系统将断开「C2离合器」，耦合「C1离合器」，让「发动机」直接通过「变速器」来驱动「车轮」。
第一代吉利GHS混动系统混动系统基本原理（动图）
第一代「吉利GHS混动系统」被运用在「博瑞ePro」、「缤越ePro」和「嘉际ePro」等车型上。据悉，第二代「吉利GHS混动系统」将采用经过电气化改造的「DHE混动专用发动机」（阿特金森循环）且会使用「P1电机」+「P2.5电机」的「DHT混动架构」，限于篇幅，我们会在混动汽车品牌系列中展开单聊。
P2.5电机架构优点不少
当我们将这类「P2.5电机架构」与「P2电机架构」相比时，会发现：
1. 效率更高：当「P2.5电机架构」的2根「输入轴」都松开时（相当于空挡），「P2.5电机」可以单独驱动车轮，还可以在不带动「曲轴」的情况下进行动能回收。这比需要经过一整个「变速器」传动的「P2电机」的效率更高；
2. 保持了优势：当「P2.5电机」的「输入轴」与「发动机」耦合时，「发动机」和「P2.5电机」以相同传动比旋转，这与「P2电机」工作逻辑相同，继承了「P2电机架构」的优点；
3. 更适合拥堵城市路段：此外，在低速行驶时可以采用「P2.5电机」驱动，能很好地弥补「双离合变速器」在拥堵路况平顺性差、磨损大的缺点。
结构相对复杂，需要经验和积累
当然，这类「P2.5电机架构」也有两大缺点：
1. 瞬时顿挫：当「P2.5电机」在驱动汽车时，「发动机」一旦介入并提供动力，便会在「变速器」中触发动力的耦合，如果匹配程序不够完善，反而会产生更大的顿挫感；
2. 结构复杂，需要经验积累：相比单一添加「P2电机」类似给动力总成『做加法』的设计思路，「P2.5电机架构」的结构复杂了许多，所以对系统的匹配和调校要求也就更高，比如「C1离合器」和「C2离合器」的接合控制、「发动机」和「P2.5电机」的动力融合瞬间控制等，都需要长时间的经验积累，这对每家主机厂都是一种考验。
基于「P3电机」的整合思路
丰田的P2.5电机架构的结构示意图汇总
其实更多的时候，大家会发现「P2.5电机架构」会被归入到「P3电机架构」，比如我们此前提到的「丰田THS混动系统」，其「MG2电机」并不是特别符合「P3电机」靠近「传动轴」的位置定义，但发挥着「P3电机」的大部分作用。在我看来，这就是典型的『基于将「P3电机」整合入「变速器」的「P2.5电机架构」思路』。
丰田THS混动系统各部件的联动关系
这类「P2.5电机架构」相比置于「变速器」输出端的「P3电机架构」，最大的优点在于，「P2.5电机」可以在输出动力驱动汽车的同时，同时也吃到「行星齿轮组」带来的放大力矩的红利，使其经济运行区域更广，而且在选择「电机」时，可以考虑采用功率更小、体积更小的「电机」。简言之：花小钱，办大事儿。
第二代通用Voltec混动系统示意图
而第二代「通用Voltec混动系统」汽车则是采用了两个「电机」、两排「行星齿轮组」的「P2.5电机架构」（可以简单地理解成『双THS』技术），效率更高、动力输出更平顺。限于篇幅，我们会在混动汽车品牌系列中展开单聊。
「P4电机」：纯电驱动的『打工人』
P4电机示意图
首先，「P4电机」被定义为位于与「发动机」不同轴且可直接驱动车辆的「电机」。这里大家要注意，不要误解上面示意图，并不是位于「后桥」的「电机」才被叫做「P4电机」。
2021款科尼赛克Gemera动力总成结构
比如之前我们提到过的「科尼赛克 Gemera」，其位于「前桥」的「共轴电机」才是「P4电机」，而位于「后桥」的2个「电机」，其架构形式更接近于「P2电机」，位于「离合器」后，「变速器」前。
ProteanDrive的轮毂电机机构示意图
又比如我们之前提到的「轮毂电机」（又称「轮边驱动电机」），其架构形式也被归在了「P4电机架构」中。这里我们可以看到「P4电机架构」有以下特点：
1. 「电机」与「发动机」不驱动同一轴；
2. 「发动机」+「P4电机」必然可实现车辆的四驱；
3. 车辆内部不存在任何机械连接，若是硬要找出「发动机」与「P4电机」的关系，那也只能开玩笑地说『两者通过地面耦合』了~~
被「P4电机」优化的组件们
从「P4电机」的特点我们了解到，其可以通过链条或齿轮驱动前轴/后轴，也可以直接用「轮毂电机」驱动汽车，于是在传统汽车上有2个部件就有点尴尬了：
l 「差速器」：若将「P4电机」放在前轴或后轴上，那么「差速器」貌似就要优化了；
l 「车轴」：若用「轮毂电机」作为「P4电机」，那还有「车轴」啥事呢？
沃尔沃S60L PHEV（2014款）的混动结构示意图
先来说说混动工程师们对「差速器」的优化，我们就以第一代沃尔沃插电混系统为例（2013年）,其中比较有代表特色的车型，就是基于「EUCD平台」打造的「沃尔沃S60L PHEV」。
第一代沃尔沃插电混系统中的集成起动发电机（BISG）
其主要构成部件为一颗2.0T Drive-E「发动机」，一颗与「发动机」的「曲轴」集成的「P1电机」（ISG发电机），配合在「P1电机」后方的8速「自动变速器」，三者构成了「前桥」的动力总成。
ERAD电气后桥驱动系统示意图
而在「后桥」则是有一颗峰值功率50kW的「P4电机」（沃尔沃称其为「ERAD」Electric Rear Axle Drive 电气后桥驱动系统，后简称「ERAD」），其位于后副车架上。配合「前桥」上的动力总成，可实现纯电、混动、高性能、四驱和动能回收5中驾驶模式，最大续航里程达1000km，高性能模式下百公里加速时间为6秒左右。
ERAD的行星齿轮组示意图
其中「ERAD」则是对传统的「差速器」进行了优化整合：
l 「ERAD」在加入「电机」后，其「行星齿轮组」的「托架」成为了「差速器」的「壳体」，而「外齿圈」被固定在「壳体」上；
l 「行星齿轮」具有9.14∶1的固定「传动比」，进行调速；
l 「太阳齿轮」作为是「P4电机」转子轴的一部分，并可通过「离合器」与其余旋转组件上分离。
ERAD的差速器示意图
而「ERAD」保持了一定传统「差速器」结构——一套不带制动器的常规「齿轮」（如上图）。当「ERAD」未启用时，则「差速器」的「壳体」将静止不动。当车辆进入泥潭，需要脱困时，「差速器」则会使「驱动轴」沿反方向旋转。
第三代基于CMA平台打造的插电混系统（2018年）
此后，沃尔沃的混动车型又经过2代的发展，目前基于「CMA平台」的混动系统带来更强劲的动力。限于篇幅，我们会在混动汽车品牌系列中展开单聊。
「P4电机架构」:让我欢喜让我忧
在布局「P4电机」时，我们会发现一个比较有趣的问题：由于「发动机」与「P4电机」不同轴，所以，当「发动机」单独驱动模式转换成「P4电机」单独驱动时，车辆的驱动位置就变了。
随着动力源的切换，必然带来不佳的体验
举个例子，若车辆是前置「发动机」后置「P4电机」的布局，一旦动力源切换，那么这车就会发生，瞬间从前驱模式变为了后驱模式。这种切换模式的方式，显然不利于车辆操控性和舒适性。
所以，在运用「P4电机架构」时，我们常常会做选择：
1. 「P4电机」为主：以「P4电机」作为驱动车辆的主要动力源，只有在需要更大功率或扭矩时，才会起动「发动机」所领衔的动力总成；
2. 「发动机」为主：车辆仍然以「发动机」驱动为主，「P4电机」只作为辅助驱动或作为四驱模式的第二动力源，这种情况，「P4电机」并不需要太大的功率。
宝马i8（2015款）动力总成（部分）示意图
「P4电机」与「P3电机」还有一个相似点，那就是馈电能力有限。故此，通常在使用「P4电机」的同时，我们也会搭配上一颗用于发电的「电机」，比如上文提到的「沃尔沃S60L PHEV」上使用「P1P4电机架构」。此外，还有「宝马i8」（如上图）和「宝马X1」上使用的「P0P4电机架构」。
比亚迪DM-p混动系统的『三擎四驱架构』
当然，也有比较『成年人』的做法，比如此前提到过的「比亚迪DM-p混动系统」的『三擎四驱』模式，在「P0P4电机架构」基础配置上，再增加一枚「P3电机」，原则上可以实现「发动机」、「P3电机」和「P4电机」串联，并纯电驱动汽车。同时又有「P0电机」（BSG电机）为电量保驾护航。
结束即是新的开始
当初步了解了每个位置「Px电机」的作用后，会发现一个有趣的现象：主机厂很少会采用单独一个「Px电机」，而是将几个「Px电机」以「串联」、「并联」或「串并联」的方式连接在一起，最终将「发动机」、「变速器」、「Px电机」和「电池」等组件构建起一套属于自己的『混动汽车系统』。
沃尔沃S60L PHEV，采用P1P4电机架构的混动系统
有些主机厂会采用将「电机」作为辅助动力，使用直驱「车轮」的「P4电机」与「发动机」领衔的燃油动力总成，以「并联」的形式构建成一套混合动力系统。由于「P4电机」的加入，必须配合48V的高压「电池」以及为保持电量的「发电机」（「P0电机」或「P1电机」）。
宝马i8，采用P0P4电机架构的混动系统
这样的「混动系统」带来了几个优势：
1. 结构调整简单：在传统燃油汽车的架构上，增加电驱组件并优化原有的组件即可实现；
2. 减小「发动机」排量：由于「驱动电机」的加入，可减小「发动机」的排量（比如将四缸发动机换成三缸发动机……）却仍然可以保持原来的功率和扭矩；
3. 更容易地实现多种模式：比如使用「P4电机架构」的车型，更容易实现四驱模式，同时还可省去了传统汽车上连接「前后桥」的「传动轴」、「差速器」等部件。
可直接驱动车轮的P2电机
更接近车轮的P3电机
当然，这种「混动系统」的逻辑更趋向于『做加法』的逻辑，而有些主机厂则选择了让「发动机」退居幕后，而让「电机」走到台前，成为驱动的主力。于是我们就可以看到位于「输出轴」上努力工作的「P2电机」，以及更接近「车轮」的「P3电机」。
本田i-MMD混动系统中忙着驱动的P3电机（动图）
以驱动为己任的P3电机，以及以增程为主的发动机
「电机」与「发动机」以「串联」或「串并联」（又称「混联」）的形式进行连接，构成了混合程度更高的动力总成，大幅提升了『电驱』工况的时长，而「发动机」在这样的「混动系统」中，更多地扮演着「增程器」的作用，也就是用来发电。
基于P2电机的整合思路
基于P3电机的整合思路
更有些主机厂选择了一条将燃油动力与电动力全盘融合的道路，于是他们将「P2电机」或「P3电机」整合到传统汽车的「变速器」中，并独树一帜地形成了「P2.5电机架构」。
将电机集成在双离合变速器的一根轴上（动图）
比如将「P2电机」整合在「双离合变速器」一根轴上的『单电机双离合派』，利用一个「离合器」（上图中的「C2离合器」）进行纯电驱动、混动驱动和发动机直连三种模式的切换。
双电机配合行星齿轮组构建的混动系统（动图）
也有将整合更深一步的『双电机动力分流派』，一颗「E-CVT变速器」将「行星齿轮组」的逻辑玩出了新境界。不过无论是『单电机双离合派』还是『双电机动力分流派』，两种混动逻辑都属于「全（强）混合动力系统」，相比『做加法』的混动逻辑，「P2.5电机架构」带来最大的优势就是整合度高，体积小。
单排行星齿轮在不同工况下的工作逻辑
只是此类「全（强）混合动力系统」也有着一些缺点，比如复杂的内部结构、较高的维护成本、较长的研发和测试期等。就我个人而言，让我对『双电机行星齿轮组派』充满好奇的原因，除了精密的结构和逻辑，还有其技术背后剪不断理还乱的『专利战争』，喜欢听故事的小伙伴，评论区刷一波『专利战争』吧~~
Px电机架构示意图（动图）
若各位看完了这万余字「Px电机架构」文章，还没有归纳出一些结论的话，那么不妨在回顾一下贯穿本章节的这套图表（上图，下表）：
Px电机架构知识汇总
或者只是想得到一个简短的结论，那不妨这样理解「Px电机架构」：
l 「P0电机」和「P1电机」：「发动机」的好伙伴，发电的小能手；
l 「P2电机」和「P2.5电机」：离「变速器」很『近』，能发电能驱动；
l 「P3电机」和「P4电机」：直驱「车轮」的打工人，『干饭』（用电）小能手。
按动力系统结构形式的分类
至此，关于「Px电机架构」的章节就全部结束了，但作家三毛曾写道『结束即是新的开始』，「Px电机架构」对于《混动汽车百科》而言，只是一个开始。正如文首所写『主机厂很少会采用单独一个「Px电机」，而是将几个「Px电机」以「串联」、「并联」或「混联」的方式连接在一起』，所以下一个章节，我们就来深究一下混合动力系统的结构形式~~
