世界領(lǐng)先汽車制造商，如法國標致-雪鐵龍公司和德國大眾公司都在積極地推進柴油混合動力車的開發(fā)。雖然柴油混合動力系統(tǒng)與汽油混合動力系統(tǒng)相比可以大大提高燃油效率并可以大幅度降低廢氣排放量（主要是二氧化碳），但是成本依然是柴油混合動力系統(tǒng)推廣的最大障礙。標致-雪鐵龍公司甚至表示將在2010年前將混合動力車推向市場。不過，在柴油混合動力車可以真正進入市場之前，制造商必需先要把單車的制造成本降低到汽油混合動力車相當?shù)乃健?/SPAN>
為了達到這個目的，英國發(fā)動機生產(chǎn)商Zytek公司開發(fā)了一個雙模式混合動力系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用先進控制解決方案來替換傳統(tǒng)的離合器和復雜的行星齒輪組系。這項工程還獲得了英國政府的支持。
Zytek公司開發(fā)的緊湊型柴油混合動力系統(tǒng)
這款被Zytek公司稱為世界上第一個“經(jīng)濟型”并可隨時投入生產(chǎn)的柴油混合動力系統(tǒng)專門為歐洲小型轎車緊湊的車身設(shè)計的，因此可以很快應(yīng)用到這些車型上。Zytek公司表示該系統(tǒng)的效果比預(yù)期的還要好。通過在一款Smart ForFour轎車上的試驗得到該系統(tǒng)每公里僅排放85g二氧化碳。
Zytek在解釋該系統(tǒng)的設(shè)計理念時表示，雖然純粹的串聯(lián)式混合動力車在低速時可以提供較高的效率，但是一旦速度上升效率就會大幅下降，因此目前量產(chǎn)的混合動力乘用車要么采用并聯(lián)式的，要么采用雙模式。并聯(lián)式混合動力車的內(nèi)燃機是一直與車輪嚙合在一起的，車輛在高速情況下效率較高，但是在低速負載循環(huán)工作狀態(tài)下對車輛行駛進行優(yōu)化的靈活性不高。雙模變速器可以在串聯(lián)和并聯(lián)模式下工作，因此在這兩種模式下都可以對車輛行駛進行優(yōu)化。不過，雙模變速器與傳統(tǒng)變速器相比要復雜很多，尺寸也大，成本也高。
為了擺脫雙模離合器的限制，Zytek公司設(shè)計的混合動力系統(tǒng)據(jù)稱減少了系統(tǒng)部件的數(shù)量，消除了部件之間的磨損，降低了整個系統(tǒng)的尺寸大小并大大節(jié)省了生產(chǎn)成本。此外，該系統(tǒng)還避免了使用混合動力車行星齒輪箱可能帶來的授權(quán)問題。
Zytek公司的柴油混合動力系統(tǒng)的電源變換器針對交流電馬達和直流電馬達都采用相同的軟件管理電流控制系統(tǒng)
Zytek公司開發(fā)的雙模式混合動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)依賴于兩個馬達：一個是與發(fā)動機永遠嚙合在一起的啟動馬達，一個是牽引馬達。這兩個馬達在設(shè)計時根據(jù)不同的功能進行了獨特的設(shè)計，這就是整個系統(tǒng)效率提升的關(guān)鍵所在。在需要的時候，這兩個馬達通過一個齒式同步嚙合系統(tǒng)與動力系統(tǒng)單元連接。該同步嚙合系統(tǒng)采用電子控制的方式，可以自動將發(fā)動機輸入軸的速度與中間軸同步，從而使檔位平順地切換。
該技術(shù)來自Zytek公司在A1賽車大獎賽上賽車發(fā)動機和變速箱的成功應(yīng)用經(jīng)驗。在上個賽季一百多萬次的高速檔位切換中，沒出現(xiàn)一次換檔失敗現(xiàn)象。
對于啟動馬達，Zytek公司采用了一個50kW的永磁無刷直流電動機，最高運轉(zhuǎn)速度可達3600rpm。這樣可以在需要高牽引力的情況下為動力系統(tǒng)提供額外的扭力，從而提高加速性能。在提供扭力補充的情況下，車輛可以在發(fā)動機較低轉(zhuǎn)速下（1600rpm）采用較高檔位，使發(fā)動機可以在效率最高的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)運轉(zhuǎn)，這樣可以降低摩擦損耗。牽引馬達是一個50kW的永磁無刷交流電動機，安裝在變速箱一端上，最高運轉(zhuǎn)速度可達11,500rpm。
雖然牽引馬達的基本結(jié)構(gòu)與啟動馬達相同，但是為了進行系統(tǒng)優(yōu)化以獲得低轉(zhuǎn)速-高扭矩的性能，Zytek公司采用了不同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這也是獨特的雙模結(jié)構(gòu)帶來的一個好處。
在車輛開始行駛的時候，扭力僅僅來自電動牽引馬達。當車速上升時，電動馬達和柴油動力系統(tǒng)同時提供扭力，直到電動馬達的牽引力下降為零。Zytek公司總監(jiān)Steve Tremble解釋道，雙模式系統(tǒng)可輸出的較大功率范圍，加上電動馬達和柴油動力系統(tǒng)隨著車速變化此消彼長的配合，使車輛獨特的變速箱可以僅僅在兩個速比下運轉(zhuǎn)（分別為電動馬達和柴油機系統(tǒng)提供），而且還不會影響車輛的NVH（噪音、振動和舒適性）和燃油經(jīng)濟性。此外，變速箱的尺寸非常小，僅為138mm，可以讓整個混合變速器（包括兩個馬達）都安裝到一款標準型Smart ForFour車型中，所占空間與原本的Getrag六速手自排變速器相差無幾。
Xtrac公司提供的變速箱采用了專門應(yīng)用在賽車方面的高性能鋼材
對變速箱供應(yīng)商Xtrac公司來說，為了達到該項目對變速箱整體設(shè)計的要求，變速箱必需采用小型且質(zhì)輕的齒輪和內(nèi)部元件。為此，Xtrac公司采用了應(yīng)用在賽車制造方面的高性能鋼材。Xtrac公司技術(shù)總監(jiān)Adrian Moore表示，“Zytek成功推出這款混合動力系統(tǒng)的事實給我們了一個啟示，表明賽車運動行業(yè)可以通過提供一些節(jié)能解決方案將其技術(shù)應(yīng)用在轎車制造方面，幫助制造商生產(chǎn)更加環(huán)保的乘用車?！?/SPAN>
此外，Zytek公司還推出了新的柴油控制系統(tǒng)DEMS（柴油發(fā)動機管理系統(tǒng)），該系統(tǒng)的開發(fā)和調(diào)校歷時不到14個月。與DEMS控制單元整合在一起的是一個獨立的混合動力系統(tǒng)控制面板。該控制面板通過將汽車油門位置與電池充電狀態(tài)、車輛速度和安全輸入數(shù)據(jù)（用來驗證車輛對扭矩的需求）等因素相比較，然后計算柴油機與電動機扭矩的最佳配合比例。
Zytek公司的柴油混合動力系統(tǒng)可以安裝在Smart ForFour發(fā)動機機艙內(nèi)
在Smart ForFour試驗車上，鋰離子電池安裝在行禮廂地板上，與后車門下沿平齊。車上還配備一個充電器，通過標準電源插座充電，從完全沒電到充滿僅耗時不到3個小時。為了最大程度地減少電能的損失，電源變換器安裝在車輛引擎蓋下，靠近電動馬達。
此外，軟件管理電流控制系統(tǒng)既可以用來控制直流電馬達也可以用來控制交流電馬達，這樣可以給車輛制造商提供更大的設(shè)計靈活性和采用不同規(guī)格零部件的可能性。
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