说到Hybrid系统,大家应该都会想到Toyota,因为目前该品牌是世界最知名也是最成功的混合动力厂商,旗下的混合动力车款在世界范围都有极其出色的销售成绩,并且以极高的稳定性广为人知。
年Toyota正式发布了旗下的首款混合动力轿车Prius,这也是世界上最早投产的混合动力车款之一,丰田THS的全称是“ToyotaHybridSystem”,中文全称也就是丰田混合动力系统。
而HSDHSD是丰田混动系统(ToyotaHybridSystem,缩写THS)的改进版本,因为丰田将这款系统用在了丰田品牌之外的车型上,比如雷克萨斯(称为LexusHybridDrive),因此将系统名称更改为(HybridSynergyDrive).
一代THS系统最总要的,便是通过一个行星齿轮的结构,将发动机与一号电动机MG1和二号电动机MG2三者相结合,看上去简单粗暴,实则复杂精巧,详细原理都能写出一篇文章了。在电机辅助怠速等低负荷功率的情况下,发动机能够长时间的保持高效率的阿特金森循环,提高燃油效率,达到节油的目的。
第一代THS拆解示意图
THS一代采用的电机(MG1MG2)额定工作电压与动力电池电压相同,而THS二代则不同。从THS二代开始,丰田采用了高电压电机(MG1MG2),主要变化是在变频器内增加了高压转换器,可以将动力电池的高电压进一步升高为电机的工作电压。而这才是从根本上改变了THS的思维方式。
第二代THS系统则开始通过匹配不同型号的发动机与E-CVT,出现在更多的车型上了,如年推出的凯美瑞混动等。
第三代THS系统随着第三代普锐斯进入国内,同时也进一步普及,出现在丰田旗下的更多产品中。较之以往,第三代THS系统变化更大,采用了排量更大的2ZR-FXE发动机,同时匹配型号为P的E-CVT与镍氢电池。
第三代THS依然采用单排行星齿轮来进行动力分流,不过其原本的减速机构由新增的一组行星齿轮替代,这样能平衡一下两个电动机的转速差,毕竟一个电动机的最高转速由原来的rpm提升到万转以上,车辆在中低速的加速情况也有了显著优化。
第四代THS系统最大的变化则是将此前串联电机变为平衡轴,用这种较为传统的减速齿轮代替此前MG2的行星齿轮减速,以此来优化此前的体积大、摩擦严重的问题,并且此举也将整个变速箱的尺寸缩小,依然能够保持此前对MG1的减速效果。第四代和前三代最大的不同点在于中间的传动从链条改为齿轮提高了耐用性。
以下是在不同工况下的驱动状态:
工况1.怠速状态
电池电量较低时,MG2电机通电输出反向扭矩固定外圈架齿,MG1启动发动机(离合器接合),发动机带出MG1对电池充电。
工况2.起步/低速行驶状态
起步均由MG2驱动。踩下油门,MG2通过电池取电,直接驱动车轮转动,此时发动机未工作行星齿轮架固定,MG1空转。
工况3.平路温柔行驶状态
当汽车行驶中超过纯电模式的最高限速时,MG1启动发动机,由发动机驱动MG1电机进行发电,电池持续供电MG2驱动车辆。
工况4.重负载行驶状态
发动机加大转速驱动MG1给电池充电,电池供电给MG2用于驱动车辆
工况5.急加速状态
在电池电量充足时,MG1成为电动机正向旋转至最大转速,结合发动机进入4或5千转后的最大扭矩转速推动车身,MG2电机也从电池取电,以最大功率推动车身前进,整个加速过程由两颗电机和发动机共同输出扭矩驱动车身。
工况6,刹车式下坡,转弯状态
发动机停止工作,车轮驱动MG2进行充电,MG1空转。
工况7,B档模式下刹车状态
车轮驱动MG2充电,MG1成为电动机,驱动发动机但不点火喷油,空转进行发动机强制制动,当时速超过MG1的最大转速时,发动机就会启动,利用发动机转速来降低MG1的转速。
如今随着各国对汽车尾气和碳排放的重视,ToyotaTHS系统这几年间的销售成绩节节攀升,甚至已经成为了欧洲销售量最高的亚洲品牌,而THS所领军的HEV车款极大的可能将会成为未来世界车坛的主流。
THS的技术也受到了其他厂商的青睐,其中BMW和广汽传祺品牌就因为THS和Toyota进行合作,而广汽传祺采用THS技术的车款也在近期于我国上市了。
SOUMI