北京航空航天大学_汽车行业：中国混动专用变速器DHT构型创新与实践_20260401.pdf

北京航空航天大学2026-04-01查看原文

摘要

1北航徐向阳教授发布研报，指出中国混动技术已从跟随转向引领，多挡串并联DHT构型在动力性与经济性上优于单挡及功率分流路线。

2报告强调混合动力非过渡技术，将与纯电长期共存。

3未来竞争关键在于智能化能量管理策略，通过多源信息融合实现全局优化，预计2025年过半车企将量产应用智能控制策略，进一步释放节能潜力。

文本

![](page=0,bbox=[533, 96, 919, 175])

EVI2025第八届全球动力总成&海陆空驱动系统年会

![](page=0,bbox=[1093, 187, 1236, 257])

中国混动专用变速器DHT构型创新与实践

![](page=0,bbox=[630, 419, 811, 498])

徐向阳教授

北京航空航天大学交通科学与工程学院国家乘用车自动变速器工程技术研究中心常务副主任

![](page=1,bbox=[1152, 85, 1430, 147])

被告内容

混动变速器发展背景

混动系统构型综合评价

中国DHT构型创新与实践

总结

![](page=2,bbox=[1152, 85, 1430, 147])

被告内容

混动变速器发展背景

混动系统构型综合评价

中国DHT构型创新与实践

1. 混动变速器发展背景

![](page=3,bbox=[1152, 86, 1431, 148])

![](page=3,bbox=[58, 167, 709, 581])

2020年9月20日习总书记联合国75届大会中国 “双碳”目标承诺

![](page=3,bbox=[124, 695, 229, 804])

2030碳达峰

2060碳中和

![](page=3,bbox=[747, 169, 1412, 521])

![](page=3,bbox=[747, 627, 1048, 827])

HEV/PHEV

![](page=3,bbox=[1101, 636, 1408, 835])

1. 混动变速器发展背景

![](page=4,bbox=[1151, 84, 1430, 147])

![](page=4,bbox=[35, 193, 959, 788])

数据来源：中国汽车工业协会（CAAM）一乘用车

中国混动技术发展历程

0时代（~2018）跟随与积蓄力量

0时代（2019~2023）创新与突破

0时代（2024~）智能赋能持续引领

1. 混动变速器发展背景----第一阶段：跟随与积蓄力量（~2018）

![](page=5,bbox=[1152, 85, 1430, 147])

![](page=5,bbox=[225, 196, 965, 712])

不同混动技术路线目标都是面向HEV

中国新能源汽车鼓励的是 PHEV

对PHEV和HEV，是不是有更好技术路线？

![](page=6,bbox=[1152, 85, 1430, 147])

被告内容

混动变速器发展背景

混动系统构型综合评价

中国DHT构型创新与实践

总结

![](page=7,bbox=[1151, 84, 1431, 147])

Q1: 如何去评价混动构型技术路线？

Q2: 串并联混动构型（SPHT）是否需要考虑挡位？

Q3：如果考虑挡位，是增加发动机直驱挡位还是电机直驱挡位，两者或者都增加挡位？

2. 混动系统构型综合评价

![](page=8,bbox=[1152, 86, 1431, 147])

北航团队创新提出混动系统构型综合评价方法和评价平台

![](page=8,bbox=[54, 240, 257, 351])

![](page=8,bbox=[95, 352, 238, 475])

多挡串并联混动变速器

![](page=8,bbox=[87, 499, 247, 599])

![](page=8,bbox=[52, 639, 283, 754])

技术路线决定了混动系统器能量利用自由度

![](page=8,bbox=[412, 243, 598, 365])

![](page=8,bbox=[399, 372, 576, 510])

专用混动变速器，DHT

![](page=8,bbox=[413, 550, 554, 625])

专用混动电机，DHM

![](page=8,bbox=[395, 653, 568, 769])

硬件参数匹配决定了混动系统最大的节能潜能

![](page=8,bbox=[803, 254, 978, 371])

![](page=8,bbox=[980, 252, 1172, 368])

![](page=8,bbox=[1208, 252, 1398, 369])

![](page=8,bbox=[687, 411, 781, 537])

![](page=8,bbox=[787, 405, 883, 518])

![](page=8,bbox=[881, 435, 980, 534])

![](page=8,bbox=[985, 448, 1067, 516])

![](page=8,bbox=[1097, 399, 1395, 536])

![](page=8,bbox=[812, 575, 1138, 699])

![](page=8,bbox=[1154, 574, 1367, 697])

经济性

2. 混动系统构型综合评价

![](page=9,bbox=[1152, 86, 1431, 147])

北航团队创新提出混动系统构型综合评价方法和评价平台

每个部件参数考虑设计需求

![](page=9,bbox=[36, 338, 693, 673])

对可能的设计参数方案空间进行“参数遍历”

基于DP的快速评估方法

![](page=9,bbox=[770, 335, 1398, 678])

矩阵运算取代了循环嵌套从数小时缩短到不到20秒

2. 混动系统构型综合评价

![](page=10,bbox=[1152, 86, 1431, 148])

评价指标

![](page=10,bbox=[16, 260, 468, 534])

WLTC

时长

1801s

最高车速

131.98km/h

平均速度

46.52km/h

标准差

36.11km/h

RMS

58.89km/h

![](page=10,bbox=[478, 242, 940, 842])

成本t基于主要零部件的成本估计

![](page=10,bbox=[962, 334, 1427, 648])

Intelligent Transmission Research Center, BUAA

C _ {M G s} = (2 8 + 3 0) \times \left(P _ {M o t} + P _ {G e n}\right)

电机 28元/kW

控制器 30元/kW

齿轮副一150元

挡位/模式切换机构一600元

液压模块 600元

2. 混动系统构型综合评价

![](page=11,bbox=[1152, 85, 1431, 147])

结果1：串联混动系统和串并联混动系统对比

![](page=11,bbox=[177, 266, 561, 594])

串联混动系统(SHT)

![](page=11,bbox=[753, 260, 1279, 602])

串并联混动系统（SPHT）

串联混动系统SIT和串并联混动系统SPIIT对比：

(1) SPHT有离合器，需要有相应的液压控制系统（电磁阀，液压油路设计等）

(2) SPHT具有并联工作模式，使模式切换控制逻辑和能量管理策略更复杂

2. 混动系统构型综合评价

![](page=12,bbox=[1152, 86, 1431, 147])

结果1.3：串联混动系统和并联混动系统性能对比

![](page=12,bbox=[62, 241, 474, 602])

![](page=12,bbox=[517, 241, 929, 592])

![](page=12,bbox=[981, 241, 1388, 592])

对于A级车，SPHT和SHT的油耗在城市循环工况下差别最少

在三种循环工况下（US-FTP75/WLTC/US-Highway）SPHT的燃油经济性都好于SHT

SPHT在高速和高负荷需求的情况下，比SHT节能效果更明显

2. 混动系统构型综合评价

![](page=13,bbox=[1152, 85, 1431, 147])

结果2：不同档位数量的串并联混动变速器动力性、经济性和成本对比

![](page=13,bbox=[71, 302, 438, 634])

不同挡位数量串并联混动变速器基本构型

![](page=13,bbox=[478, 274, 1423, 772])

SPHT具有多种工作模式和高的能量调节自由度

2. 混动系统构型综合评价

![](page=14,bbox=[1152, 85, 1431, 148])

结果2.1：不同档位数量的串并联混动变速器动力性、经济性和成本对比

![](page=14,bbox=[39, 283, 781, 751])

Legend

Average score

SPHT(1,1)

63.36

SPHT(1,2)

68.11

SPHT(1,3)

74.59

SPHT(2,1)

77.84

SPHT(2,2)

80.10

SPHT(2,3)

83.48

SPHT(3,1)

75.91

SPHT(3,2)

85.42

SPHT(3,3)

87.67

串并联混动系统综合排序（取决于权重因子）

Rank

SPHT

Score

QT[L/100km]

t0-100[s]

SPHT(2,3)

94.283

4.938

5.49

SPHT(3,3)

94.184

4.907

5.41

SPHT(3,2)

93.207

4.983

5.66

SPHT(2,1)

92.946

4.992

5.92

SPHT(2,2)

92.667

5.010

5.92

SPHT(3,1)

91.386

4.928

5.75

SPHT(1,3)

88.512

5.073

6.00

SPHT(1,2)

85.361

5.163

6.89

SPHT(1,1)

84.589

5.208

6.89

2. 混动系统构型综合评价

![](page=15,bbox=[1152, 86, 1431, 147])

结果3.1：不同挡位数量的P2混动系统动力性和经济性对比分析

P2-6挡

参数

Min

Max

Step

Loop

传动比(1挡)[-]

0.5

传动比(6挡)[-]

1.8

3.0

0.1

电机最大扭矩[N·m]

200

300

P2-7挡

Parameter

Min

Max

Step

Loop

传动比(1挡)[-]

0.5

传动比(7挡)[-]

1.8

3.0

0.1

电机最大扭矩[N·m]

200

300

参数

Min

Max

Step

Loop

传动比(1 Gear)[-]

0.5

传动比(8 Gear)[-]

1.8

3.0

0.1

电机最大扭矩[N·m]

200

300

![](page=15,bbox=[748, 256, 1381, 654])

P2-6

P2-7

P2-8

平均油耗[L/100km]

5.2761

5.2646

5.2538

经济性改善

0.218%

0.205%

2. 混动系统构型综合评价

![](page=16,bbox=[1151, 85, 1431, 147])

结果3.2：功率分流系统动力性和经济性对比分析

单模功率分流系统(Prius)

Parameter

Min

Max

Step

Loop

行星排固有传动比k[-]

-2.8

-1.8

0.2

齿圈到轮端传动比[-]

3.2

6.4

3.2

EM到轮端传动比[-]

发电机最大扭矩[N·m]

110

140

发电机最高转速[rpm]

13000

15000

1000

电机最大扭矩[N·m]

200

300

电机最高转速[rpm]

13000

15000

1000

双模功率分流系统(Voltec)

参数

Min

Max

Step

Loop

行星排1固有传动比k1值[-]

-2.4

-1.8

0.2

行星排2固有传动比[-]

-2.4

-1.8

0.2

发电机最大扭矩[N·m]

110

140

发电机最高转速[rpm]

13000

15000

1000

电机最大扭矩[N·m]

200

300

电机最高转速[rpm]

13000

15000

1000

![](page=16,bbox=[740, 273, 1399, 755])

2. 混动系统构型综合评价

![](page=17,bbox=[1152, 86, 1430, 147])

结果4：不同混动变速器技术路线对比分析

![](page=17,bbox=[29, 232, 327, 469])

多次能量转换

低能量高效率利用

串联（增程）混动

![](page=17,bbox=[39, 542, 329, 773])

![](page=17,bbox=[749, 231, 1052, 479])

结构复杂控制难

单模功率分流/双模功率分流

单电机不能同时驱动和发电

并联混动P2+AT/AMT/DCT

![](page=17,bbox=[748, 544, 1070, 778])

结构简单多工作模式控制灵活

单/多挡位串并联混动

2. 混动系统构型综合评价

![](page=18,bbox=[1152, 85, 1431, 147])

结果4：不同混动变速器技术路线对比分析

评价指标：经济性（50%），动力性（50%）—[ $ t_{0.100} $ [s]:40% ，最大爬坡度[%]：30% $ t_{80.120} $ [s]:20% ，最高车速eed [km/h]：10%]

排序

拓扑构型

得分

油耗[L/100km]

t0-100[s]

最大爬坡度[%]

t80-120[s]

最高车速[km/h]

SPHT(3,3)

96.37

5.0032

5.53

59.38

3.51

245

SPHT(3,2)

94.89

5.0178

5.94

59.14

3.75

243

SPHT(2,3)

93.61

5.0537

5.55

59.38

3.96

245

SPHT(2,2)

92.29

5.0623

6.04

59.14

4.70

245

Dual-PS

91.74

5.1416

5.61

59.38

2.48

323

SPHT(3,1)

90.80

5.0821

6.25

58.67

3.70

237

P2-8 Gears

88.88

5.0577

7.79

59.38

7.24

214

SPHT(2,1)

88.68

5.1100

6.33

58.67

4.00

221

排序

拓扑结构

得分

油耗[L/100km]

t0-100[s]

最大爬坡度[%]

t80-120[s]

最高车速[km/h]

P2-7 Gears

88.29

5.0684

7.81

59.38

7.30

214

P2-6 Gears

87.53

5.0826

7.83

59.38

7.27

214

SPHT(1,3)

86.21

5.1773

6.24

59.38

4.31

245

SPHT(1,2)

82.16

5.2110

7.43

57.65

5.14

245

SPHT(1,1)

79.27

5.2244

7.43

57.65

5.14

175

Single-PS

78.14

5.3045

6.06

59.38

3.89

189

Series

55.81

5.6165

7.87

50.49

6.41

189

注：SPHT(2,1)发动机有2个挡位，电机有1个挡位

多挡串并联最优，依次是双模功率分流，P2，单挡串并联，单模功率分流 3/4个挡串并联具有最优的性能，2挡串并联具有最好的性价比，单挡串并联成本最优

2. 混动系统构型综合评价

![](page=19,bbox=[1152, 86, 1430, 147])

![](page=19,bbox=[86, 210, 224, 302])

单模功率分流混动变速器

![](page=19,bbox=[385, 217, 492, 303])

![](page=19,bbox=[630, 206, 746, 307])

单挡串并联混动变速器

串联混动变速器

![](page=19,bbox=[183, 529, 280, 622])

P2混动变速器

![](page=19,bbox=[496, 546, 604, 622])

双模功率分率混动变速器

![](page=19,bbox=[1061, 202, 1207, 298])

![](page=19,bbox=[892, 316, 1288, 624])

发明多挡串并联混动变速器基础构型更适合PHEV/HEV的混动变速器技术路线具有更好的动力性和经济性

多挡串并联混动系统是中国创新发明的更适合PHEV的新的混动技术路线具有更好的动力性和经济性

![](page=20,bbox=[1152, 85, 1430, 147])

被告内容

混动变速器发展背景

混动系统构型综合评价

中国DHT构型创新与实践

总结

3. 专用混动变速器DHT构型创新和实践

![](page=21,bbox=[1151, 85, 1431, 147])

![](page=21,bbox=[25, 191, 291, 648])

国际首个定轴齿轮2挡串并联混动变速器

![](page=21,bbox=[384, 187, 458, 245])

![](page=21,bbox=[318, 274, 570, 649])

![](page=21,bbox=[677, 198, 747, 246])

国际首个行星齿轮机构2挡串并联混动变速器

![](page=21,bbox=[589, 267, 851, 647])

![](page=21,bbox=[966, 193, 1033, 242])

国际首个双行星排双电机同轴3挡串并联混动变速器

![](page=21,bbox=[870, 262, 1136, 648])

![](page=21,bbox=[1250, 189, 1315, 248])

国际首个发动机和电机3挡9模3挡串并联混动变速器

![](page=21,bbox=[1150, 266, 1416, 562])

国际首个功率分流+多挡位4挡串并联混动变速器

3. 专用混动变速器DHT构型创新和实践

![](page=22,bbox=[1151, 86, 1432, 147])

![](page=22,bbox=[118, 173, 179, 211])

长城汽车 Great Wall Motors

SPHT(2,1)

![](page=22,bbox=[384, 175, 459, 230])

SPHT(2,1)

![](page=22,bbox=[672, 187, 740, 232])

SPHT(3,3)

![](page=22,bbox=[967, 180, 1033, 226])

![](page=22,bbox=[52, 311, 233, 478])

SPHT(3,3)

![](page=22,bbox=[1252, 173, 1318, 232])

SPHT(4,1)

![](page=22,bbox=[324, 305, 502, 477])

![](page=22,bbox=[601, 308, 783, 477])

![](page=22,bbox=[886, 308, 1083, 476])

![](page=22,bbox=[24, 511, 260, 629])

![](page=22,bbox=[1171, 307, 1381, 487])

![](page=22,bbox=[292, 511, 534, 634])

长城魏、哈弗等

![](page=22,bbox=[559, 511, 825, 634])

广汽传祺等

吉利银河、领克等

![](page=22,bbox=[861, 511, 1109, 638])

![](page=22,bbox=[1159, 511, 1406, 635])

奇瑞捷途、风云等

东风系列车型

3. 专用混动变速器DHT构型创新和实践

![](page=23,bbox=[1151, 87, 1431, 147])

中国代表性混动车型与同级别Toyota/Honda车型油耗对比

车型

RAV4HEV2023

CR-VHEV2024

HavalII6SHEV2022

EMKOOHEV2022

LYNK&CO05PHEV2023

JETOURPHEV2025

AeolusL7PHEV2024

企业

TOYOTA

HONDA

长城汽车

广汽集团

吉利汽车

东风汽车

构型

SPHT(1,1)

SPHT(2,1)

SPHT(3,3)

SPHT(4,1)

整备质量/总重(kg)

1660/2195

1729/2260

1750/2170

1670/2045

1901/2300

1935/2336

1725/2121

公告油耗(L/100km)

5.10

5.49

4.90

4.76

5.02

5.00

4.81

与Toyota/Honda对比节油率

3.92%/10.74%

6.67%/13.29%

1.57%/8.56%

1.96%/8.92%

5.68%/12.38%

注：油耗测量是在电池SoC平衡下的测量值

3. 专用混动变速器DHT构型创新和实践

![](page=24,bbox=[1152, 86, 1431, 147])

![](page=24,bbox=[38, 230, 308, 654])

两驱

![](page=24,bbox=[361, 266, 634, 651])

四驱区

四驱混动构型是否有更好的方案？

Hi4概念

![](page=24,bbox=[705, 212, 1419, 720])

驱动电机放在后桥，提高车轮和扭矩利用，提高动力性

通过前后桥实现多动力源（发动机/发电机/电机）机电耦合，底盘发挥机电耦合功能，同时双电机实现混动四驱

3. 专用混动变速器DHT构型创新和实践

![](page=25,bbox=[1152, 86, 1430, 147])

![](page=25,bbox=[11, 206, 372, 636])

前桥：ICE+GM（2DHT）

后桥：P4（1挡）

换挡机构：同步器和离合器

目标车辆：紧凑行城市SUV

构型创新：四驱混动系统Hi4

![](page=25,bbox=[566, 225, 821, 635])

前桥：ICE+EM（4DHT ICE-4速/Mot-2速）

后桥：P4（1挡）

换档机构：两个同步和离合器

目标车辆：中/大型SUVs & MPVs

![](page=25,bbox=[1040, 225, 1378, 630])

前桥：ICE+EM（功率分流+3AMT，3DHT）

后桥：P4（2速）

换挡机构：三个同步器和离合器

目标车辆：道路/非道路大型SUV

3. 专用混动变速器DHT构型创新和实践

![](page=26,bbox=[1152, 84, 1430, 147])

![](page=26,bbox=[0, 167, 1437, 816])

Hi4混动系统获得中国汽车工程学会2025年科技进步特等奖

3. 专用混动变速器DHT构型创新和实践

![](page=27,bbox=[1152, 84, 1430, 147])

![](page=27,bbox=[32, 170, 1436, 853])

3. 专用混动变速器DHT构型创新和实践

![](page=28,bbox=[1152, 85, 1430, 147])

系统效率优化已经接近极限再优化效率会大幅度提高成本

构型创新已经接近极限更多的挡位和工作模式，边际贡献有限，但会大幅提高复杂度和成本

如何去进一步降低标准循环工况或者实际驾驶工况油耗？

阶段3（2024~）：智能赋能，持续引领

![](page=28,bbox=[652, 343, 1362, 744])

3. 专用混动变速器DHT构型创新和实践

![](page=29,bbox=[1152, 87, 1430, 147])

北航团队：基于多源信息融合的混合动力系统智能能量管理技术

技术目标

关键技术

融合智联前瞻信息与车辆实时状态信息实现全场景、全速域下的多动力源能量动态优化管理

感知

研发配套

不同视域下静动态场景识别

驾驶风格与车速倾向识别

车辆实时状态评估

动力传动系统状态评估

油电能量利用状态评估

决策

中长时工况与功率需求预测

电池全局能量动态规划优化

多目标协调决策优化

双核任务部署与功能请求

大数据自适应决策分析

控制

能量轨迹跟随控制

混动系统工作模式控制

混动系统功率优化分配

能量自适应回收控制

人机交互控制

ADAS V2地图

车机导航地图

1R1V环境感知传感器

原始感知信息解析模块

高算力双核控制器（含通讯）

动力总成大数据私有云平台

混动目标整车

代码生成工具链

标定测试工具链

3. 专用混动变速器DHT构型创新和实践

![](page=30,bbox=[1152, 86, 1431, 147])

实车验证效果——不同电池状态、场景、工况适应性测试（相同路程、相同初始状态跟车对比）

![](page=30,bbox=[13, 262, 557, 528])

![](page=30,bbox=[19, 558, 565, 828])

时间(s)

![](page=30,bbox=[569, 278, 1437, 752])

平均节油率达 7.72% ，实现能量管理策略在线动态全局优化

3. 专用混动变速器DHT构型创新和实践

![](page=31,bbox=[1152, 86, 1431, 147])

2025年度中国汽车十大技术趋势

![](page=31,bbox=[77, 289, 242, 355])

趋势6：智能高效混合动力控制策略将持续优化并日益普及

技术类型：规模显著提升技术

技术重要性：智能化技术为混合动力系统节能潜力进一步释放提供了关键技术支撑。个性化、全局优化成为混动能量管理策略量产应用的新范式

技术发展趋势：2025年，过半数车企将在混动车型上量产应用智能化动力控制策略

个性化、全局优化成为混动能量管理策略量产应用新范式

![](page=31,bbox=[861, 182, 1215, 340])

智驾域动力域底盘域协同域控

![](page=31,bbox=[852, 395, 1216, 564])

车辆交通能源信息多智能体融合

![](page=31,bbox=[858, 614, 1218, 780])

大数据

大模型

全方位赋能

![](page=32,bbox=[1152, 85, 1430, 147])

被告内容

混动变速器发展背景

混动系统构型综合评价

中国DHT构型创新与实践

4. 总结

![](page=33,bbox=[1152, 85, 1431, 147])

混合动力不是一种过渡技术，与纯电动技术路线长期共存，战略互补

配备多挡串并联混动变速器的乘用车，在动力性和经济性方面明显优于单挡串并联、功率分流和串联（增程）

中国混合动力技术实现了从跟随到引领，DHE/DHT/DHB技术全面突破，形成了以电驱动为主的中国特色多挡串并联技术路线

混合动力未来竞争的关键是智能化能量管理策略，智能化水平决定了竞争力

动力系统发展趋势：系统高效化、驱动电气化、控制智能化、能源多样化

![](page=34,bbox=[1151, 83, 1431, 148])

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