凯迪拉克CT6插电混动版的混动技术类型
作者：庄伟超
严格来说，它是一种新型混合动力类型，叫做“多模混合动力汽车”，顾名思义，它有多种工作模式。这里面的多种工作模式，包括丰田Prius上的ECVT（或者PSD吧），比亚迪秦的并联式，甚至于串联式结构（第一代Volt里有），所以CT6 hybrid是集串联、并联与混联于一身的结构。如果非要分成这三类的话，我们可以称它是混联式的，因为它采用和THS一样的行星齿轮排耦合系统。
1. CT6 hybrid的基本结构
如其他答主说的，CT6 hybrid采用的确实是我见过的最为复杂的混合动力，他的结构简图如下图，三个行星齿轮系，五个离合器（其实可以称为2个离合器和3个制动器）。其中，R和S分别代表的是行星齿轮的齿圈和太阳轮，clutch则指的是离合器。
2. CT6 hybrid的基本模式分析
理论上，五个离合器，可以实现总共31种工作模式，但是由于三排行星齿轮及存在的两个固定连接（图中行星齿轮排间直线连接状态），有且只能连接2-3个离合器实现有效的模式（实现1-2个自由度的系统），具体原因可以参考论文：
Liu, Jinming, and Huei Peng. "A systematic design approach for two planetary gear split hybrid vehicles." Vehicle System Dynamics 48.11 (2010): 1395-1412.
连接2-3个离合器能够系统总共20种工作模式；有一些工作模式，三个动力源（发动机与两个电机）都不能输出动力到输出轴，所以都是无效的模式。最后所有有效的模式和类型如下表：
表中，功率分流模式指的是离合器连接之后，系统起到功率分流器PSD的功能的模式；输入型、复合型功率分流模式是功率分流模式中具体的分类，如果想了解具体细节，可以参考Miller的描述。
Miller, John M. "Hybrid electric vehicle propulsion system architectures of the e-CVT type." IEEE Transactions on Power Electronics 21.3 (2006): 756-767.
3. 节油特性
从上面的表里面，我们可以看到，CT6 hybrid总共有4个和THS一样的工作模式，即功率分流模式，所以它能实现和THS一样的功率分流特性。
这里要说一下，THS系统本身在理论上的一个缺点是，其在高速状态下的燃油经济性比城市工况差，这点和普通内燃机车完全相反，一方面是由于丰田为THS专门针对城市路况做了标定优化，另一方面则是THS的功率分流模式本身原因造成的（这里不细说，如果想知道，可以找我再详细讨论）。
所以，CT6 hybrid的4个功率模式为提高高速工况的燃油经济性**了一种可能，假设理想情况下，我们让每一个模式都能为某一个工况进行标定，再将各个模式组合起来，就能组成一个在各种条件下燃油经济性都非常好的结构。（这里其实还要说明的是，其实在理论上，在高速状态下，并联模式的燃油经济性甚至会比功率分流模式的好，这里涉及到另外的内容，如果大家感兴趣，我回头可以补充）
综上，CT6 hybrid在理论上具有比THS更好的燃油经济性可能，但是要知道，混合动力系统的燃油经济性不仅与系统结构有关，还与系统匹配，发动机效率（如丰田的阿特金森发动机），附属系统效率等等。
4. 性能
讲完了上面的节油特性，我们来看一看CT6 hybrid的另外一个特性，突出的加速性能，根据通用给出的数据，CT6 hybrid 0-100公里/小时的加速时间是5.6秒，这比比亚迪的秦的官方数据5.9秒还要快（实际测试数据，秦好像也能达到5.6s），我们来看一看原因。
我们先来看看发动机，CT6 hybrid的发动机是一个能输出198kw的2.0T涡轮增压发动机，这与我们所认识的采用小排量从而获得较高燃油经济性有点不相符，但是我们仔细看一下近几年混合动力汽车上发动机的发展情况就会发现一个事实，其实近几年混合动力汽车发动机的趋势并不完全是发动机变小。丰田的Prius在2010之后，把1.5L的发动机换成了1.8L，通用的Volt也在推出第二代产品的时候把第一代的1.4L发动机换成了1.5L。这个现象有点奇怪，我了解的一个事实是，丰田在**Prius之后从消费者处得到的反馈有一方面是，Prius虽然省油，加速性能却经常被诟病。所以丰田在2010年通过增加发动机的方法提高了输出的扭矩提高车辆的加速能力。这里我讲的是CT6 hybrid具有突出加速能力的第一个原因，发动机。
第二个原因则是我们能从上一部分模式的表里面看到的并联模式和纯电动模式，由于电机低速高扭的特性，所以它和秦具有相同的道理，电机和发动机能同时输出扭矩推动车辆前进。这里我们需要指出CT6 hybrid中并联模式的缺点，我们发现所有的并联模式都只能用到一个电机，而如果我们能用到两个电机，汽车的加速是不是会更快，当然也只是假设，或许系统加速能力还受到轮胎附着力的影响。
所以从这一点看，CT6 hybrid不仅在系统效率上能与THS相比，在加速性能上则远远超过Prius，这也非常符合消费者的观点。所以我们在设计混合动力系统的时候，不仅要保证系统燃油经济性的条件下，还要突出车辆的性能。
5. 延伸
除了上面说的这些，我这里还要说一下通用的混合动力战略，其实在发布这个CT6 hybrid之前，通用还推出过另外一个三排行星齿轮系统，叫GM 2-mode Hybrid，具体可以参考一下论文：
Grewe, Tim M., Brendan M. Conlon, and Alan G. Holmes. Defining the general motors 2-mode hybrid transmission. No. 2007-01-0273. SAE Technical Paper, 2007.
可以说CT6 hybrid的结构就是从这个GM 2-mode发展过来的，下面是它的结构图：
我再给出第二代Volt的结构图：
我们对比一下前面给出的三个结构，有没有发现三个结构有点类似？发动机均是连在第一排行星齿轮的齿圈上，车辆输出轴则连在最后一排行星齿轮的行星架上，而有一个电机则都是连在第一排行星齿轮太阳轮。所以说，通用在上述三个混合动力结构中，其实想延续设计，将双排结构用于大众车型突出节能特性，而把三排系统用在高端车型，SUV或者皮卡上，突出性能优势。
