高效增程式混动汽车关键技术解析

汽车动力总成 2026-03-31

本文将探讨高效增程式混动汽车关键技术与控制策略。

增程式混动车型在2023年市场销量同比增长111%，2024年销量达116.7万辆，同比增长78.7%，增速远超纯电（22.6%）和插混（76.3%），市场份额也从3%提升至10%。2025年上半年，增程式与插混车型的合计销量占比首次突破了新能源市场的50%，成为了驱动行业增长的核心力量。这表明包含增程式在内的混动车型已经占据了新能源市场的半壁江山。

广汽在2025年8月正式发布了其“星源增程”技术，并首搭于昊铂HL增程版车型，宣称其3.73kWh/L的油电转化率刷新了行业纪录，又一次聚焦到增程式混动车辆的高效节能指标。本文将探讨高效增程式混动汽车关键技术与控制策略。

增程式电动汽车概述

增程式电动汽车结构简单，动力总成主要包括增程器、驱动电机、动力电池和单速减速器，实现纯电驱动、串联增程、串联混动和制动能量回收4种工作模式。由于增程系统中发动机仅用于发电而无法直驱车辆，所产生的能量流需经多重转换，因此增程式电动汽车常被诟病具有能量转换效率低、亏电油耗高、高速动力性差等问题，被认为落后于其他插电式强混技术。

中国代表性混动系统所用混动专用发动机节能性与动力性对比

然而，上述观点的产生很大程度上源自对增程技术的偏见与误解。一般来说混动构架越复杂开发难度越高，但是如果能实现同样的整车动力需求目标，构架越简单成本越优。因此结构简单并不等同于技术落后。通过先进的混动拓扑优化和能量管理策略，增程式电动汽车可以最简单的混动架构实现超1 000 km 的满电满油续航里程，远超传统汽车400 km 的最低续航标准。而在实际用车过程中，增程式电动汽车很少真正落入亏电工况，所谓亏电油耗和亏电最高车速是基于小概率事件的伪需求，执着于亏电性能的指标优化只会带来过度动力储备和由此产生的不必要成本增加。

此外，随着电机的技术进步和高速化、高压化的发展趋势，发电机和驱动电机效率在不断提升，二者的串联总效率逐渐接近PHEV 混动变速箱的传动效率。高转速驱动电机也增强了REEV 的高速动力性能， PHEV 相对 REEV 在高速行驶工况下驱动动力性和燃油经济性层面的优势已不明显。因此，小型简洁的增程器匹配适度增强的电驱动模块能以较高性价比实现与PHEV媲美的性能，不会影响驾驶体验。

增程式电动汽车特质

增程式电动汽车中发动机与驱动车轮完全解耦，使灵活化的车辆驱动形式成为可能。由于发动机不直接驱动车轮，因此无需传动轴即可实现发动机前置、驱动电机后置的动力布局，通过后轮驱动实现更优的车辆平衡与动力性能。目前单驱动电机REEV普遍采用后轮驱动，双电机四驱 REEV 后置电机功率也大于前置电机。在新能源动力方面，增程式电动汽车具有更好的拓展性与协同性。

日产 e-POWER 混动系统动力总成硬件结构示意图

增程式电动汽车通过油电混合解决了消费者对纯电动车的补能焦虑；与日产e-POWER 等常规串联混动技术相比 REEV 动力电池容量更大，利用国内油电价差特点降低了消费者的日常用车成本。然而大容量动力电池的应用为增程系统动力总成的车内布置带来挑战，电池成本也较高，使其较难应用于紧凑型车上，目前中国车企主要将大电池插混增程技术搭载于 SUV 等中大车型上。展望未来，增程式电动汽车大容量动力电池的技术特点不会改变，精简发动机以减小增程器尺寸、增加变速器挡位以减小驱动电机尺寸、提高电池能量密度以减小动力电池尺寸等方案可用于解决增程系统动力总成的空间紧凑性问题，使增程系统适用于A 级轿车等更多车型，从而拓展增程技术的市场应用范围。

增程器关键技术与典型增程式车型性能比较

增程器的核心部件包括增程专用发动机与发电机，对于增程器的迭代优化主要聚焦于发电效率，同时兼顾其空间紧凑性与成本经济性。为实现增程器发电效率的提高，需要分别提高发动机与发电机效率，并通过先进匹配技术提高发动机与发电机高效区域的重合覆盖度。

增程专用发动机通过应用高效燃烧、高效进排气、高效雾化、高能点火和高效增压等技术提高发动机热效率。增程器用发电机同样采用了扁线绕组与高效油冷技术提高电机的功率密度与散热性能。与驱动电机相比发电电机转速更低，并通常基于发动机万有特性对电机磁钢、铁芯结构、系统电磁方案等方面进行专用化开发，以提高电机与发动机的匹配度，进而实现更高的系统发电效率。

目前赛力斯增程器发电机效率 94% 以上区域覆盖发动机 100% 高效区，系统发电效率可达 95%，最高油电转换率为 3.44 kWh / L。最新发布的长安深蓝超级增程2.0 技术中，通过应用50 MPa 超高压直喷、高能点火等技术实现发动机 44.28% 的最高热效率，增程器油电转换率达到 3.63 kWh / L。

增程器油电转化率本质上取决于三部分链路：燃油低位热值→发动机热效率→发电/电控损耗。汽油低位发热量约 8.9 kWh/L，可作为换算基准。以此为基础，油电转化率 ≈ LHV × η_engine × η_generator × η_power-electronics。若发动机热效率 44.28%、发电机效率 95%、电控/整流损耗 2%（效率 98%），则 8.9×0.4428×0.95×0.98 ≈ 3.67 kWh/L（与深蓝 3.63 kWh/L 的实测值一致量级）。这种乘法关系能直观说明：发动机热效每提升 1 个百分点，最终油电产出近似增加 0.089×η_gen×η_pe kWh/L（可量化收益），因此整车优化应同时推进发动机与发电/电控两端协同提升。

中国乘用车市场典型 REEV 车型性能及参数对比

最近技术动态显示三条可行路线：

发动机端（提高 η_engine）：采用超高压直喷（如 500 bar/50 MPa）、高能点火（百毫焦级别）、更高压缩比、低摩擦耐高温材料、定制燃烧室（文中称“火山型燃烧”/活塞内冷等）可把热效率推到 44%–45% 乃至更高，从而直接抬升油电产出。深蓝与赛力斯、广汽的新发布均以此为核心。

发电与电控端（提高 η_generator 与 η_pe）：量产化 PMSG/高密度扁线（hairpin／flat-wire）、油冷绕组、优化磁路与矫顽力、以及碳化硅（SiC）功率电子与变载频控制，可把发电机/逆变链路效率提高到 94%–99% 区间，显著减少链路损耗。广汽明确将碳化硅电控与电驱效率作为“开源+节流”双拳之一。

系统与余热回收（边际增益）：通过精确的发动机—发电机黄金匹配（MAP-based 工作点调度）、预测能量管理以及小型 ORC/余热回收可进一步回收排气/冷却水的低品位热量，理论上再增加少量电能（目前研究显示 ORC 对整车油耗提升有限但可提供额外 1–3% 改善，适合长期工程化探索）。

增程式电动汽车工作模式与控制策略

纯电动驱动模式，增程器处于关闭状态，电池给予的电能是唯一的动力源，等同于一辆纯电动汽车，因此该模式下可以作为纯电动汽车分析。

增程模式为串联式混合动力工作模式中的APU驱动模式、混合驱动模式、APU驱动和电池充电工作模式的综合，动力蓄电池达到预设SOC值时，APU系统启动，根据不同行驶需求制定控制策略，在APU驱动模式、混合驱动模式、APU驱动和电池充电工作模式之间切换，有计划地给动力蓄电池充电或者直接作用于电机为车辆行驶提供驱动能量。