在汽车动力系统的革新历程中，电子无级变速器（Electronic Continuously Variable Transmission, ECVT）以其独特的能量管理逻辑和高效的动力分配机制，成为混合动力及电动车型的核心技术之一。与传统机械式无级变速器（CVT）依赖钢带和滑轮调节速比不同，ECVT摒弃了物理变速结构，转而通过行星齿轮组、双电机系统与电子控制单元的精密协同，实现能量流的动态分配。这一设计不仅消除了传统变速器的换挡顿挫，更通过电力与机械动力的无缝耦合，将发动机工况始终优化在高效区间。其核心原理在于：利用电机实时调节行星齿轮系统的扭矩与转速关系，以“电子逻辑”取代机械传动，最终达成动力输出的无限平滑与能源效率的最大化。

航海家代号为HF55的eCVT变速器

一、ECVT是什么？

现在汽车市场百花齐放，新硬件、新技术层出不穷。在变速箱上，更是种类繁多，燃油车常用的有手动变速箱、AT变速箱、双离合变速箱（分为干式和湿式）、CVT变速箱。混动车型常使用的是ECVT、多档DHT变速箱和AT变速箱。纯电汽车常用固定齿比减速器、单速和双速变速器。

ECVT就是现在广泛应用在油电混合驱动的车辆中，最广泛使用的应该就是福特和丰田了（两家的关系在后文中会提到），插电混合仅有比亚迪在使用。

混合动力变速器ECVT，其工作原理颇为复杂。在各大汽车网站中，ECVT的原理往往被简化为“行星齿轮与电动机的结合”，可能一般购买车的用户不太明白它的含义，并且有可能认为它只是把CVT电子化。然而，今天我将总结我学习到的一些关于ECVT的知识，尽管其表达方式略显冗长和绕弯，但我希望通过这样的深入剖析，让我们能够更全面地了解ECVT的工作机制，了解它的优缺点，使我们能够“略懂”ECVT的原理。对于那些对汽车原理感兴趣或者想更深入了解自己所驾驶的车的同学们，这篇文章绝对值得一读。

ECVT和CVT名称很接近，中文翻译成电子无级变速器，其实他和无级变速箱完全不一样，甚至ECVT严格意义来说不能叫做变速箱，而是一个电子控制的无级变速系统，甚至让人怀疑将其称为无级变速器是否恰当。

二、福特和丰田

同样使用ECVT的两个品牌

那么福特旗下的混动车型ECVT用的是丰田的吗？在大家买车的时候销售是否都和大家有过类似的介绍？就是林肯或福特是把丰田的混动系统搬到了自己车上。其实不是的，可能是因为国内丰田的市场较大，所以销售也不得不“蹭一下热度”，认为如果介绍是福特自己研发的ECVT会让大家觉得不靠谱？我觉得大可不必，福特为汽车做出了很多贡献，也有很多自主创新，比如和通用共同研发的9AT，最终因理念不同福特还是走了自己的道路，减少一个档位，保证了稳定性。。。咳。。。跑题了。也许福特，至少在国内，真的不太擅长宣传自己，Ecoboost发动机已经不声不响的发展到第五代，可能不写出来让大家了解，一些人都不知道。这一点也许应该像其他车企学一学，有任何一个小改动，小革新，都是铺天盖地的宣传，满城皆知。

要从历史来看，福特专利比丰田早。 福特专利1993年就有了。福特专利侧重机械结构，丰田侧重电控，之后开始了一段联合研发，专利互换了。 丰田自己的公告中也有"Toyota and Ford conclude licensing agreements for hybrid system and emissions purification patents."意为丰田和福特签订混合动力系统和排放许可协议。

那么福特和丰田的ECVT主要区别在哪里呢？它的原理是一样的吗？各自的优势和短板又在哪呢？先做个铺垫，下面讲解一下ECVT的工作原理后，再听我娓娓道来。

三、ECVT工作原理

（一）动力混合

大家都知道丰田和福特的油电混合是在一定速度以下用纯电动驱动车辆，速度加快之后，发动机开始介入，和电机共同驱动车辆，在高速过程中，则主要由发动机驱动车辆。这样很好的解决了车辆起步油耗较大，且发动机低速时扭矩小的问题，同时在车辆行驶过程中，发动机和电机共同驱动也可以减轻发动机的压力。这样综合做到减少油耗的作用。那么下面开始介绍ECVT是如何做到这一点的。

ECVT内部结构

借用一位大佬的结构图，红色的杠连接发动机，它转动说明发动机在转；电机1为发电机，电机2为动力输出电机（当然是电机1发电输入到动力电池，电池输出到电机2）；上下两个灰白色齿轮则为大家常看到或听说的行星齿轮（车型不一样造成行星齿轮个数不同，有些为4个）；黑色的就是外齿圈，是主减速器，它直接与车轮连接，电机2的齿轮是通过一个齿轮与外齿圈嵌在一起的，这里简化一下结构，让大家看着更直截了当。这些共同构成了ECVT。

纯电起步，2号动力输出电机转动

1、纯电起步

车辆纯电起步时，电机2（动力输出电机）正向转动，带动外齿圈转动，此时发动机为空转，不发力，所以也就相当于由动力电机直接驱动车辆行驶。

原地充电，外齿圈锁死，发动机带动发电机发电

2、原地充电（大家都有等红绿灯时动力电池电量不足，发动机启动的经历吧）

在停车状态下，换一个说法就是车轮不动的情况，也就是外齿圈为锁死状态，发动机启动，也就是红色的杠转动，带动行星齿轮反向转动，继而带动电机1正向转动。以此达到原地发电的作用。

发动机直驱，电机1锁死

3、纯发动机驱动（比如高速状态，或一些特殊的驾驶模式）

将电机1锁死，也就是发电机不工作，让发动机运转，也就是红色的杠转动，带动行星齿轮转动，来带动外齿轮转动带动车轮转动，电机2为空转，不发力。这样就是由纯发动机驱动车辆。

油电同驱，发动机和电机2共同发力

4、油电同驱

这是一个相当完美的闭环。逐渐加速状态下，发动机工作，也就是红色的杠转动，行星齿轮由低速的反向转动逐渐不转动，继而带动中心的电机1正向运转，电机1运转发电给动力输出电机提供电力，也就是带动电机2正向转动，由红色的杠和电机2同时转动带动外齿圈转动，也就是车轮转动，达到发动机和电机共同驱动的目的。匀速行驶状态，几乎与加速状态相同，但是此时行星齿轮为正向旋转，为了不让行星齿轮正向旋转过快，需要主动反向旋转电机1来控制行星齿轮的转速，此时电机2充当发电机，为电机1提供电力。这也就是我们说的功率分流，发动机将一部分功率用在驱动外齿圈，另一部分驱动发电机提供电力。那么当电池电量充足，可能不需要发电机发电时，那么此时电机1为锁死状态，直接用动力电池的电带动电机2和发动机共同带动外齿圈，此时，因发动机不必分心带动电机1发电，可以达到油电混合动力最强的时候。

外齿圈转动，带动两个电机进行发电

5、能量回收

当车辆滑行或刹车过程中，油门抬起，汽车失去了主动的动力，那么由车轮带动外齿圈转动，再由外齿圈带动电机1和电机2，达到给电池充电的作用。

6、倒车

分为纯电和纯油以及油电混动，其实就和前进道理相同，就是电机1和2的旋转全部反过来了，因发动机只能正传，行星齿轮的巧妙体现于此，并不会干扰外齿圈的反转和电机1的正转。

所以，由上也可以得出，油电混合在ECVT作用下最省油应该是在城市路况和环路或者国道这种速度不太快的路段中，而高速本身就由纯发动机驱动了，油混的优势也就不在了。

当然，ECVT怎么知道在什么情况下应该锁止哪个齿轮呢？这些都是由汽车的大脑控制的，也就是常说的ECU，在车辆什么速度行驶，电池剩余多少电量，驾驶员设置的驾驶模式以及挂的档位等等，来综合判断汽车应该以什么模式驱动，给ECVT下指令，采取什么模式驱动。

有些人会提问，那看ECVT的原理，感觉它不像宣传的那么先进啊，先需要发动机运转，通过齿轮带动发电机发电，再讲电量通过电池传输给动力输出电机，那么这么多步骤中，肯定存在能量损耗，且转换的结构越多，损耗就越大啊。

确实如此，这样的结构会造成一定的损耗，但是想一想燃油汽车，将热能转化为动能，以及插混式汽车、增程式汽车以及纯电汽车，其实都是先充电再放电啊，从这个原理上来说其实是一样的。

当然，原理说起来容易，做起来难，他对各个齿轮的加工精密度有很高要求，如果有任何一个齿结合不紧密，甚至出现打齿状态，那么将会加速它的磨损。同时也对刚才提到的汽车大脑有很高的要求，需要大脑有极高的计算精度，准确的给ECVT下达正确的指令，例如电机2需要100kw的功率驱动外齿圈，但发动机却发出了200kw的力给电机1充电，那么就造成了能量的浪费，说白了就是费油。所以这也是我们常说的，硬件具备了，还得看调教。不同的调教最后的结果可能是天壤之别。（福特和丰田就是例子，不同的路线造成的两种风格）

（二）无级变速

丰田和福特都属于功率分流，但是还没有解释无级变速的原理。行星齿轮的大小，包括齿轮比都为固定的，所以，仅需要汽车大脑计算外齿圈需要多少转速，调整发动机的转速，计算电机1需要的发电量，调整电机1的转速，提供电机2输出动力，给车辆加速或减速。

四、丰田和福特的ECVT

世界上不仅只有丰田的ECVT，还有福特的。并且福特的ECVT还解决了一个丰田没解决的问题。

早在08年，两个品牌就各自有一个使用相同混动变速箱的车，福特是在北美发布的Escape，据有关视频所说，现在仍有车在服役，这个车可能大家不知道是什么？查一下就知道了，其实就是引进国内的锐际。丰田生产的车型为GS450h。所以就如前面说的，两家均有自己的侧重点，也有各自的专利，但是在发展过程中，就造成了互相制约，谁也绕不开对方的专利，所以两家就开始了专利互换，继续发展油电混合技术。

丰田重点是电控，它历代更新ECVT最主要的就是提升三电技术，不断提升电机最大转速，以及电控系统的优化和电池优化，现在已经是第五代，电池从造价较高的镍氢电池更换为功率较大的三元锂电池，动力分配策略以及能耗控制都在进步。

福特到现在也历经五代，前两代一直使用爱信的混动变速箱，从第三代开始，使用自主研发的ECVT，到现在正好到了第五代，所以也可以叫它福特第五代ECVT吧。

福特的ECVT侧重于结构，为什么福特在红框内要用两个齿轮作为同轴齿轮组呢？而丰田只用一个齿轮。上图丰田的一个齿轮就相当于前面说的电机2和外齿圈的连接，福特增加了一个同轴齿轮构成了齿轮组，等于将电机2通过两个齿轮同轴连接了外齿圈。

原因在于福特使用的都是大功率发动机，如果将大功率发动机和大功率电池同时作用在一个齿轮上，会造成一个齿轮的负荷过大，加剧磨损。所以，从结构上来看，福特的ECVT可靠性更高。

所以，正因为了侧重点的不同，丰田在燃油发动机的功率没有福特的大，而福特的燃油经济性却没有丰田好。说白了就是福特动力好，丰田更省油。

五、不同的特点

大家应该都知道电机的特点，他与燃油发动机相反，就是速度越快，扭矩越小，所以当车辆速度逐渐提高，他的扭矩就逐渐不能供应车辆所需要的动力了。这时就需要燃油发动机提供更大的功率维持车辆的速度。

那么为了维持高速的行驶表现，就需要提高发动机功率，这时就有两条路线，一条是增大排量，一条是增加涡轮。

丰田走的则是增大排量这条路，从卡罗拉1.8到亚洲龙2.0再到汉兰达2.5甚至到3.5（3.5及以上就不多说了，丰田还有ECVT+4at，那就是另外一回事了），所以这些车在市区的动力可以说是锦上添花的，但是一到高速，尤其2.0及以下的车，就有点力不从心了。

而福特采取大马力混动，采用的都是涡轮发动机，在高速上的表现就会明显好于丰田。

正因为特点的不同，造成了丰田更节油，福特动力表现更强。

六、总结

最后好像有点跑题了，主要想写ECVT的结构，结果写着写着，变成了福特和丰田的对比，但是现在主要使用ECVT的就是丰田和福特，所以总结了两种不太一样的ECVT也算是扣题了吧。丰田在国内的认可度远大于福特。但今天我要为福特发一次声，至少在油电混动这个技术上，福特是不输于丰田的，福特也并不是照搬丰田THS，而是在共有专利共有技术的基础上有自己独特的自主研发。

最后，还是落在ECVT上，他没有驱动皮带、钢带等，结构相对简单，故障率较低，稳定性较好。且没有档位，所以在驾驶体验上更好，动力输出更平顺，没有顿挫。缺点就是比较依赖电机，如果电机出现故障，可能导致影响这个动力输出。

今天就写到这里了，之后还有一篇航海家混动综合解析，在孕育当中，敬请期待，还请路过的车友，能够耐心将文章看完，文章码字不易，请各位动动手指，给点个赞回复支持一下，我的坚持离不开各位的支持和帮助，再次谢谢大家。

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