混动也能成为“黑科技”?揭秘丰田百公里2.5L油耗的秘密

逮香蕉鱼 2018/9/11 10:40:08 盖世大V说

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近日,丰田透露消息,将宣布联手国内自主品牌吉利及零部件供应商科力远,在中国市场联合推广混合动力技术。尽管自18年起,国家对油电式混动、工况法纯电续驶里程低于80km的插电式混动的新能源补贴持续退坡,然而丰田的混合动力汽车以其极为高效的燃油利用率得到了广大用户的认可。在油电式混动平均油耗5L/100km的当下,以普锐斯4代为代表丰田混动车技术已将油耗降低至2.5L/100km,是行业内不折不扣的“黑科技”,其超低的油耗,主要得益于丰田典型的混联式混合动力系统,也就是THS系统。

THS系统

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THS系统,全名“Toyota Hybrid System”,是丰田自主研发的混合动力核心技术,最早被用于9710月发布的第一代普锐斯(Puris)上,目前已发展至第四代THS IVTHS系统主要包含汽油发动机、永磁交流同步电机、发电机、高性能金属氢化物电池盒以及功率控制单元等动力总成零部件。以THS II代系统为例,整个系统带有两台电动机—MG1MG2,通过功率控制单元控制双电机以及行星齿轮机构进行动力分配的。在一般情况下,MG1用于发电以及作为启动电机,而MG2则完全用于驱动汽车和能量回收。

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整套THS系统的核心是由行星齿轮机构组成的动力合成器(或称为动力分配器),简称“行星齿轮组”,用于协调发动机、发电机和电动机的运行和动力传递,实现整车的动力分配与管理。

行星齿轮组

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整个行星齿轮组共有三个三圈齿轮,对应三个动力源,分别是两台电动机MG1MG2和一台发动机。其中一台主电动机MG1连接外齿圈,同时也连接车轮,既可以正转也可以反转(倒车)。发动机机连接中间行星架,只可以正转。另一台电动机MG2连接内圈太阳轮,主要起到辅助平衡转速的作用,正反转均可,并且转速区间更广。三个动力源,通过一个齿轮比合理的行星齿轮连接在一起,就构成了行星齿轮组的基本结构。

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这套简单的行星车轮组使普锐斯相比于其他混合动力汽车的燃油损耗率得到了明显的提升。由于丰田的大部分混动车都是不插电的版本,所有能量都来自于发动机本身,由于行星齿轮本身旋转非常灵活,因此需要一套非常精妙的控制逻辑来实现整车能量分配的管理。

行星齿轮组的控制逻辑:

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发动机启动时,电流进入MG2,通过电磁力固定行星齿轮的齿圈,MG1作为启动机转动太阳轮,太阳轮带动行星架转动,与行星架连接的发动机曲轴转动,发动机启动。

 

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发动机怠速时,电流进入MG2固定行星齿轮的齿圈,发动机带动行星架转动,行星架带动太阳轮转动,与太阳轮连接的MG1发电给电池充电。

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车辆起步时,发动机停转,行星架被固定。MG2驱动行星齿轮齿圈,推动车辆前进。此时,MG1处于空转状态。

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车辆起步,需更大动力时(驾驶员深踩油门或检测到负载过大),MG1转动启动发动机。

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车辆起步时,发动机驱动MG1发电并供给推动MG2运转的电能。

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在轻负荷下加速时,发动机驱动MG1发电并供给推动MG2运转的电能,MG2提供附加的驱动力用以补充发动机动力。在重负载下加速时,发动机驱动MG1发电并供给推动MG2运转的电能。MG2提供附加的驱动力用以补充发动机动力。电池会根据加速程度给MG2提供电流。

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降挡时,发动机停转,MG1空转,MG2被车轮驱动发电给电池充电。

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减速时,MG2产生的电能供给MG1MG1驱动发动机。此时发动机断油空转。MG1输出的动力成为发动机制动力。

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倒车时,只使用MG2作为倒车动力。


来源:盖世汽车大V说 作者:逮香蕉鱼 *本文由盖世汽车大V说专栏作者撰写发布。专栏作者为本文的真实合法性和中立性负责,观点仅代表个人,不代表盖世汽车。如需转载请联系专栏作者。

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