技术狂人 -【刨根问底：混合动力需要原地热车吗？】

话题

刨根问底：混合动力需要原地热车吗？

转眼又近深秋，加拿大漫长的冬天即将到来。随着国内北方的气温开始下降，大家会发现普锐斯冷车启动后的表现也会与夏天有所不同，发动机会在启动后不久介入，并且工作时间变长，往往会连续工作两到三分钟才会熄火。去年差不多也是这个时候，新车评尊瑞长测中，颜总也观察到这个变化，不过长测中只是描述了现象，并没有深究原因。

因此很多人还会思考这个问题：需要原地热车直至发动机自动退出吗？简短的回答是：不需要，只需要轻踩油门慢慢行驶几分钟后，即可自动完成热车。但是要解释清楚为什么可以不需要原地热车则比较麻烦，因为这需要是一篇很长，图表很多，看上去似乎很复杂的文章来解释。

图1：混动车需要原地热车直至发动机自动退出吗？简短的回答是：不需要。

详解丰田混动冷车启动后经历的六个阶段

冷车启动到发动机自动退出这一过程一般只有短短的两三分钟，但是在这两三分钟里，普锐斯的混动系统其实经历了六个阶段，Priuschat有一篇文章很好的阐述过这六个阶段（White_EPV原创/Ken翻译），我根据我的观察和理解以及

White_EPV原创文章，FrankTiger的实验结果（另一篇来自Priuschat上的文章），以普锐斯为例（同理可适用于所有丰田和雷克萨斯混动车），现总结如下：

S0：启动检查阶段

这个阶段从按下启动开关（Ready灯亮）开始，12秒后结束。

在这12秒钟，普锐斯会检查当前水温，镍氢电池组电量和温度，空调设定等传感器返回的参数做出判断。

图2：当Ready灯点亮后，车辆便进入S0启动检查阶段，该阶段持续12秒，做出是否进入S1热车阶段的判断。所以车主会发现有时启动车辆后，发动机会立即启动，有时则不会，其实这正是S0检查阶段做出的判断。

1）在S0检查阶段，如果水温大于40度，电池组电量高，电池温度，空调设定等判断条件符合，则会跳过S1热车阶段。这也是大家在夏天经常可能看到的情况。同时如果这些条件符合，也可以在S0这12秒时间间隔中，通过手动按下EV模式按钮，进入纯电动模式。

2）反之则会在12秒后，自动进入S1热车阶段。

S1a：热车阶段/快速热车状态

S1热车阶段其实分为两种状态，S1a快速热车和S1b正常热车，两者的区别在于点火正时的设定。

冬天冷车启动后的S1热车阶段，首先会进行一段长约50秒的S1a快速热车状态。冷车启动后，发动机排放中的有害气体浓度会高于达到发动机正常工作时的排放水平。为了快速令发动机和三元催化器达到正常工作温度，在总量上降低冷车启动后的排放。从90年代末开始，大部分电喷发动机都会通过延迟点火正时来实现这一目的，即点火以后还没有等到压缩气体完全燃烧则开始排气，使得部分气体在排气歧管中继续燃烧，从而达到增加排气压力和排气温度的目的。同时，这也是为什么说电喷车型（不仅仅是混动车）无需原地长时间热车的根本原因。

1）执行完S0检查阶段后，系统判断进入S1热车阶段

2）发动机自动启动，开始执行S1a快速热车状态

3）S1a期间，无法手动选择进入EV模式

4）S1a期间，发动机点火正时延迟（5至-5），发动机效率仅有10%-15%

5）S1a期间，发动机转数保持在1280转/分

6）S1a期间，发动机仍然会带动MG1发电机发电，但是输入电流较低（5-10A）

图3：S1a期间，发动机转数保持在1280转/分，仍然会带动MG1发电机发电（如图示），但是输入电流较低（5-10A）

注：当启动水温低于60度时，系统有很大可能性在S0检查阶段会判断发动机不启动，如果此时人为通过踩油门令发动机启动，发动机则会自动进入S1a状态，并保持S1a状态运行50秒进入S1b状态，或水温升高至65度，直接进入S2状态。

视频：第三代普锐斯冷车启动S0和S1a工作状态与噪音

（注：55秒和57秒处字幕中的S1a应为S1）

S1b：热车阶段/正常热车状态

S1b正常热车状态是S1a状态的后续，此时点火正时已经恢复正常（即点火提前+17），发动机效率上升至27%以上，发动机带动MG1发电机发电，输入电流提升至20A。仍然不可以手动选择进入EV模式。

与S1a是固定50秒工作时间不同的是，S1b状态的工作时间取决于水温。因此春秋季时间较短，往往仅需1-2分钟。冬季则时间较长，需要3-4分钟，如果环境温度极低，时间需要更长。因此封闭进气格栅，避免室外停车和使用油底壳电热器都可以显著缩短冬天低温启动后的热车时间。S1b状态的退出条件如下：

1) S1a状态结束后，如果水温仍然低于40度，进入S1b正常热车状态，直至水温达到40度。

2) 如果水温在40度-50度范围内，仍然进入S1b正常热车状态，直至水温达到50度。

3) 如果水温在50度-60度范围内，仍然进入S1b正常热车状态，直至水温达到65度。

退出S1b状态后，自动进入S2状态，并且关闭发动机。

图4: 图为非常典型的S1a和S1b完成后的油耗显示，前1分钟为S1a，后2分钟为S1b。由于行驶车速低，前三分钟的百公里油耗均在10升以上，第四分钟水温达到40度，进入S2阶段，发动机熄火退出。

S2：热车完成阶段

当完成S1a和S1b热车状态后，车辆进入S2热车完成阶段，此时可以手动选择进入EV模式，纯电动行驶车速限制在17km/h。当水温升高至70度时，车辆将进入S3滑行检查阶段。

S3：滑行检查阶段

当水温升高至70度，车辆进入S3滑行检查阶段，纯电动行驶车速提高至40km/h。当滑行检查通过后，则进入S4正常工作阶段，可以使用P&G方法中的电动滑行。

S4：正常工作阶段

S4正常工作阶段，纯电动行驶车速提高至正常的56km/h，可以适时进入电动滑行状态。S2-S4阶段的时间间隔相对S1阶段会缩短很多，因此大多数情况下，在完成S1热车阶段后很快就可以进入S4正常工作阶段。

小结：冷车启动不同阶段状态一览表

图解各种环境温度下的S1热车阶段

前面通过文字描述了普锐斯冷车启动后所经历的各个阶段和混动系统判断是否进入各个阶段的条件，下面将通过引用PriusChat上FrankTiger使用OBDGauge记录长达一年多的数据来图解，各种环境温度下，普锐斯冷车启动后S1热车阶段的状态。

S1a和S1b阶段，发动机转速与时间的关系

图5：S1a和S1b阶段，发动机转速与时间的关系

从图表中可以看出，进入S1a阶段，发动机的曲轴被作为起动机的MG1电机快速拉高至1500转/分以上后，点火启动，随即工作转数稳定在1280转/分。当环境温度为39度时，发动机会在S1a阶段结束后（约50秒）自动退出。随着环境温度的降低，发动机会在S1a阶段后，进入S1b正常热车阶段继续保持工作状态，直至满足进入S2阶段条件，发动机自动退出。

S1a和S1b阶段，发动机点火正时与时间的关系

从这个图表中可以明确的看出，S1a和S1b阶段的区分点在于S0结束后50-55秒左右。S1a期间，发动机点火正时延迟（5至-5）。进入S1b阶段，点火正时回归正常（+17）。

S1a和S1b阶段，发动机效率与时间的关系

图7：S1a和S1b阶段，发动机效率与时间的关系

与上图类似，S1a和S1b阶段对于发动机效率的影响也有明显区别，S1a快速热车阶段效率明显低于S1b正常热车阶段。

总结：混动车不需要刻意原地热车

希望大家看到这里不要觉得脑袋阵阵发晕，以上文字与图表的确是有点刨根问底，需要仔细阅读和理解，下面总结几点经验，便于日常使用。

1）丰田混动车不需要刻意原地热车，也不需要等待直到发动机退出之后再起步，更不需要看水温表是否达到所谓正常工作温度再起步（原厂没有提供水温表也是基于这个考虑），因为车辆会自动根据预设的程序，以及各个传感器反馈的数据进行逻辑判断何时进入何种状态，正如前面所说，何时进入S1至S4的所有阶段，做决定的不是人，而是车本身。

图8：丰田混动不需要刻意原地热车，只需在前几分钟内，轻踩油门，低速行驶。此时电机负责驱动，发动机保持稳定的转速工作预热，同时驱动发电机发电，这也是我以前常说丰田混动可以自动热车的原因。

2）最好的热车方式是慢驶，因此正确的冷车启动后的驾驶原则是：在前几分钟内（S1a和S1b阶段），轻踩油门，低速行驶。常规动力车也可以如此操作，而丰田混动车还有一个潜在的好处，因为即便此时发动机启动，发动机的转速也是固定在1280转/分，混动系统处于串联状态。发动机带动MG1发电机发电，并不会直接驱动车轮，因此此时低速行驶，其实是MG2电动机驱动车辆，而不是发动机和电动机并联混合驱动，此时发动机负责热车发电与电动机负责低速行驶，两者各司其职，互不干扰。

3）如果环境温度极低，做好车辆保温和预热可以明显缩短热车时间，并且降低热车阶段所消耗的油耗。保温措施可以是将车辆停放在地下车库，封闭进气格栅等等，预热措施可以是加装插电式油底壳加热器，通过加热油底壳预热机油达到缩短热车时间的效果。如下图所示，环境温度39度与1度，S1热车阶段，发动机工作时间存在三倍的差异，油耗差异达到100毫升。