大众新混动系统---TQ250深度解析
#2026维也纳发动机年会# 第五篇来说说TQ系列混动系统的前世今生、技术讲解以及后续发展。这套系统不仅在欧洲使用，也是国内MQB车型上TQ251插混的基础，更是将来许多变种鼻祖。
【TQ250系列如今出现的原因】
早在2021年IAA车展上，TQ250的原型机就早早被展示出来了，硬件完成度相当高。但大众迟迟没有把这台机器投入量产，为什么？最直接原因其实就是时任大众CEO Herbert Diess激进的纯电化策略，从2018年起纯电战略开始覆盖整个集团到2021年7月宣布的NEW Auto战略，整个大众集团的战略就是要逐步淘汰燃油车，迈向纯电动，不设过渡。而TQ250这种HEV既复杂（非P2系统）又不能像纯电动一样非常显著降低使用端的碳排放，量产计划被搁置，这一搁置就到现在。
后来的事情大家都知道了，迪斯下课，碳排放法规放松，世界范围上的纯电化进展缓慢。所以，大众考虑到在全球范围内的碳中和推进速度各有不同，且欧洲、中国以及北美和南美洲的框架条件存在显着差异，所以这里就需要一套高扩展性的混动系统，能根据各自的市场需求和所需的电气化程度，配置为HEV或PHEV以及REEV形式。
在中国市场，随着纯燃油车型份额下滑，大众顺应国内对低油耗、长续航、大电池、高电驱功率及外充功能的高接受度，主推PHEV车型以迎合强劲的插混与增程需求。反观欧洲，在法规推动下纯电将于2035年主导的市场，但为解决缺乏固定家充或长途补能焦虑，无需外充且燃油经济性与舒适性显著优于传统内燃机的HEV重要性仍在增加；在南北周市场，预计HEV与PHEV份额将达50%，基于充电基建差异对续航和便利性的要求，HEV极具吸引力。大众在巴西更是需要适配高乙醇含量的燃料。
这种广阔的全球化需要对适配的HEV系统提出了很高的兼容性要求。
在这种背景下 ，DQ400E这套以P2基础的系统显然已经无法满足全球市场的多样化需求，TQ250串并联混动系统被重新提上了桌面。
【TQ250的前身Twin Drive混动系统】
许多人看到TQ250的第一眼就觉得，这不就是简单copy其他厂家的概念吗？但要说概念，从历史上来看，其实还真不是这样。早在2009年，大众就已经以高尔夫5为载体，造出来了一台双电机Twin Drive混动系统的试验车（图1）。比将串并联混动系统发扬光大的本田immd还要早快4年的时间。2009年，这可是17年前！
由于当时柴油机风华正茂 ，实验车也采用的是一台75kW的TDI柴油机作为动力源，配合13kWh的锂离子电池（图2）。这组合可以提供50km的NEDC纯电续航里程，以及超过 170 km/h 的最高时速。试验车甚至当时装了两个轮毂电机变身为四驱车型。不过重点是，Twin Drive在当时就已经能实现，串联+并联自动切换的工作模式，在这两种模式下都是分别可以Boost和发电的，再加上纯电和回收状态。整个系统一共有6种工作模式，和如今的串并联混动系统其实别无二致（图3）。驾驶员也可以在中控上设定预留纯电行驶里程以及目标SOC，这些功能在现在的车上原理也是一样的。
不过呢，当时大众集团动力总成与燃料战略发展路线是时任大众集团CEO Martin Winterkorn提出的Strategie 2018。在这个策略里定义了在电动化真正普及之前的漫长过渡期内，在2018年之前，全面优化 TDI/TSI 配合 DSG 是大众降低车队平均碳排放最核心、最立竿见影的技术支柱。所谓的“黄金动力组合”就是在那时候开始火起来的。而Twin Drive这种“偏门”则也是生不逢时，被当作技术储备藏了起来。
【TQ250多模态混合动力变速箱】
这套箱子首先出现在Golf和T-Roc车型上 图4，分为100kW和125kW两个版本，具体参数看 图5 。他们按照欧7标准打造，年底欧洲上市。
现在就来看看这台TQ250的硬件设计究竟如何。图6
一句话总结：TQ250的硬件基础布置和其他的串并联系统没区别，也就是所谓的单挡DHT。
同理，P1电机主要负责发动机启动、发电和能量转换。在串联模式下，发动机驱动P1发电，电能经功率电子传递给驱动电机P3，由P3电机驱动车轮。
P3位置的电机承担主驱动功能通过齿轮传动直接向车轮输出扭矩，在车辆减速或制动时回收动能并为高压电池充电。在纯电模式下，车辆完全由P3驱动；在串联模式下，P3仍是唯一直接驱动车轮的动力源；在并联模式下，P3则与发动机协同工作，提供助力、负荷点优化或能量回收。
此外，还有离合器控制发动机与车轮之间之间的同款电控离合器断开时，发动机与车轮没有机械连接，车辆可以纯电行驶，也可以通过P1发电后再由P3驱动电机驱动。当离合器闭合时，发动机与车轮建立机械连接，可以直接驱动车轮，系统进入并联运行。P1和P3驱动电机则根据需要进行助力或回收。
【TQ250的工作模式与驾驶模式】
车辆启动后会默认切换为自适应运行策略，在这个模式下，系统会充分利用了内燃机和驱动电机的效率优势 图7。
在低负荷的区域内，系统会首先使用纯电模式。在纯电动模式下，该混合动力变速箱系统的综合效率超过了 92%。当功率或者转速超出需求范围，则会择机切换成串联或者并联模式。
在串联运行模式下，P1电机作为发电机工作，此时内燃机可以沿着最佳轨迹自由选择扭矩和转速。如果驾驶员的需求功率低于这条最佳轨迹，系统会将负载点提高到驱动系统的最佳效率点，多余的功率为电池充电，从而为随后的纯电驱动组件储备能量。串联模式下的整体效率最高约为85%，在比如中低速高负荷加速、城市快速路加速、爬坡、电池SOC维持和发动机暖机后的高效发电，都适合串联模式发挥作用。
当车速达到约 60 km/h 以上时，发动机可以切换到并联模式下与车轮进行机械耦合。有效传动比近似于传统DSG的6挡，这有利于高速巡航和稳定负荷运行。此时发动机可以直接向车轮输出驱动力，驱动电机则根据整车需求提供助力、扭矩填补、负荷点优化或能量回收。由于并联模式绕过两次能量转换，系统整体效率可超过95% 。
此外，TQ250还可以选择三种驾驶模式，这三种驾驶模式的定义如下：
在舒适模式下，NVH表现和低油耗具有更高的优先级。并联运行能够满足这些要求，通过在并联状态下引入额外的Boost，即便在发动机满负荷之后也能维持并联运行，不需要必须切换到串联，这样使得加速过程更加线性平顺。避免频繁的状态切换和过高转速，以减少噪音并防止舒适性受损，在性能和舒适性之间达成了平衡。
在经济模式下，核心关注点是最大效率。系统性能输出被限制在 70%，且不提供并联动力增强。电能被优化利用，以确保传动系以最高效率运行。系统仅在发动机达到高负荷时才会切换至串联运行，从而将能量消耗降至最低。该模式适用于经济性驾驶和续航里程优化。
在运动或Kickdown模式下，核心在于最大化驾驶性能。系统会尽早切换至串联运行，以确保快速的动力输出。驱动电机与内燃机同步工作，以提供高扭矩和动态加速。其目的是为运动化驾驶场景和超车动作提供最佳的响应速度。
TQ250系统相对于其他串并联系统最大的不同就在于，他更多保留了发动机的戏份，在中高速巡航时候会让发动机的更多的介入且不会轻易会回串联状态。给人的感觉是更像高级燃油车电气化，保留发动机机械直驱的那种“感觉”。它并非单纯考虑城市低速省油，也要能覆盖欧洲用户常见的高速公路使用场景。
P3驱动电机在并联模式中还可以进行范围不小的Boost，使发动机避开不利瞬态，依然在高速的时候能长时间保持并联的模式。在实际的驾驶循环测试里，中高速的高功率需求路段，并联的占比异常的高。其他多数串并联系统在这种高速工况下都会切换为串联来提供足够的动力。图8
【EA211 evo2 1.5T的改进】
既然发动机在这套系统的角色并不是可有可无的角色，再加上系统设计要覆盖欧洲用户场景，EA211 Evo2 1.5T的优化目标就被定为了在优化油耗的同时，还要求保持足够的功率密度。图9
话虽如此，相对于传统燃油车发动机必须直接响应车轮需求，需要覆盖从低速低负荷到高速高负荷的大范围工况，串并联混动系统中的发动机选择余地还是大不少的，特别是在串联模式下，运行策略可以自由选择发动机转速和扭矩。因此，发动机可以更集中地优化高效工作区域。
大众对EA211 Evo2的进气凸轮轮廓进行了重新设计，以进一步优化TSI米勒燃烧过程。在保持进气门落座速度和气门加速度等极限参数不变的前提下，工程师显著加快了关闭梯度，并采用更陡的关闭侧翼。
这些细节看似局部，却直接关系到米勒循环效率。EA211 Evo2早关进气门实现有效压缩比与膨胀比的分离，从而降低泵气损失和燃烧温度，提升效率。进气凸轮轮廓优化有助于在气门运动约束不变的情况下，改善进气过程与增压需求之间的匹配。配合VTG涡轮增压器，发动机可以在较宽范围内保持更好的进气控制和响应。
优化后的发动机在最佳工作点处的标准比油耗降至216 g/kWh，最高热效率在使用RON 95非乙醇汽油的下达到39.2%。虽然最高效率数字并不亮眼，但得益于VGT的使用。这台发动机在动力性大低油耗范围取得了一个平衡。毕竟HEV的综合油耗，很大程度上取决于发动机在高效区运行的时间比例以及每一次发电或直驱时的效率，并不只看最高效率点。
【电池系统的结构与功能 】
欧洲HEV车型上使用的电池同样也有由欣旺达提供。欣旺达是大众体系里新的供应商，电池供货合约是在2022年11月给到欣旺达的。高压电池基于84个方形NMC电芯，总容量为1.6 kWh。 该其电芯化学配方针对HEV特定用途进行了优化，在提供高能量密度的同时，兼具强韧的循环稳定性，并具备出色的性能与耐久性特征，从而完全满足相关的欧7法规要求。图10
该系统采用液冷设计，通过电芯模块下方的导热膏实现直接散热，从而确保了即使在频繁的充放电电流下，也能实现均匀的温度分布。载流部件与载液部件的分离设计进一步提升了运行安全性。 在最低可用SOC下存储时，其搁置寿命超过六个月。这得益于方形NMC电芯的低自放电特性以及精准的电池管理。 在电芯温度和SOC适宜的条件下，该HEV电池系统可提供高达44 kW的峰值功率输出。
该电池使用欧洲PHEV 2.0电池包安装位置，也就是后座底下。油箱是在车尾厢下方，确保了与不同车型的兼容性。所以该电池系统也得益于完善的车站安全设计，符合现行标准中关于侧面和正面碰撞的所有安全相关要求。此外，系统的结构设计使其已能完全满足防止热失控所要求的行为规范。
【TQ250的变种及其不同点】
就像开头所说的，TQ250会衍生出多种变体，这其中就包括在即将月底上市的途观&帕萨特 epro，迈腾&探岳 PHEV上的TQ251。参数和输出特性看图（注：并非最终版本，仅供参考）图11 图12
TQ250主要目标是实现完整的纯电驱动功能，同时显著降低二氧化碳排放，从而兼顾纯电推进感与减排效益。TQ251则是为了适配中国市场多用电的使用场景，同时纯电驱动下的高动力输出与并联运行下的高灵活性辅助功率。此外，该系统架构为在全运行范围内实施和优化效率提升策略提供了极高的自由度。
从运行策略图上可以看出，PHEV和HEV版本存在着明显不同，PHEV版本得益于更大的电池，纯电范围和电机调配的区域都明显大了不少。
【后续发展】
TQ系列这并不是昙花一现的产品，除了欧洲的TQ250，中国的TQ251和之前计划的TQ200，其实还有更低版本搭配1.0缸的版本，但后被取消了。
国内在CMP平台上也会搭载另外两个TQ的变种机器作为插混车型提供。此外这箱子还可以通过禁用离合器变成增程车型。
供应商舍弗勒已经明确了会在今年发布Gen2的机型，生命力顽强。有趣的是，无论是供给欧洲的TQ250还是中国的TQ251，都是舍弗勒在中国江苏太仓生产的。
文章图片转载需保留出处
