丰田混动是什么式的技术(丰田混动系统还是最牛的吗)(1)

故事发生在春节前。

在IT公司工作的老朋友老孙打来电话:“丰田的混合动力牛在哪里?”

一向喜欢得瑟的我竟一时间大脑空白。

都知道丰田混动最出名,但一直没有认真研究过,工作多年一直在传统汽车领域摸爬滚打,读书时学的新能源知识早就忘得一干二净,刚好赶上春节假期,于是决定翻资料逛论坛,恶补一番。

网络上关于混合动力的文章有不少,不过大多走到了两个极端:一种是过于专业,普通读者基本看不懂;另一种是过于业余,读起来不疼不痒。于是我打算从专业的角度写一篇“业余”的文章,让非汽车专业背景的伙伴们能多了解些混合动力的知识,在和隔壁老王聊起来的时候也能嘚瑟嘚瑟。

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什么是混合动力?

“混合”两字的含义可以理解为内燃机和电动机的“混合”,燃料和电能的“混合”,因此当看到有两种或两种以上的能源或能源转换器做驱动能源,就可断定是混合动力了。

混合动力系统怎样分类?

谈到分类,先讲一下传统的教科书式分类方式,虽然有些过时,却是后续各种系统的基础。

串联式混合动力:发动机带动发电机发电,电能输送给电动机驱动汽车。

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并联式混合动力:汽车可由发动机和电动机共同驱动或者单独驱动。

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混联式混合动力汽车:串并联结合,发动机输出的功率一部分输送给车轮,一部分输送给发电机发电。

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混联式混合动力汽车驱动方式

优劣势分析:

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总结:

上面分析中可以简单记住三个要点,串联式是最接近纯电动的驱动方式,并联式的系统体积、质量最小,混联式结合了串并联的优点,是目前最主流的混合方式。

讲完传统的分类方式,下面来说一种目前业内流行的分类方式:P0~P4,P是指电气部件的位置,不同的位置用不同的数字来表示。

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P0:电机置于发动机前段,用皮带与发动机相连,俗称BSG,通常是作为起停装置配合其他系统使用。

P1:电机置于发动机后端,结构紧凑简单。本田已停产的Insight和在售的飞度混动用的便是这套系统,称作i-DCD。

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P2:电机置于变速箱和离合器之间,结构简单,成本较低。VWGolfGTE,BMW 530Le,日产楼兰的混合动力都是此套系统。

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P3:电机置于变速器的输出端,技术简单粗暴,动力性能好,“国货精品”BYD秦就是用的这套系统。

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P4:电机置于后桥负责后轮的驱动,通常和其他系统配合使用,技术实现容易但是前后轮驱动力的控制比较复杂。Volvo S60Le便是P2和P4系统的融合。

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混合动力系统怎样工作?

不同系统的工作方式虽然不同,不过控制原理是相似的,下面就拿混联式系统为大家分析下在不同工况下能量是如何传输的。

起动工况:

发动机关闭,由蓄电池提供电能,电动机驱动车辆。

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加速工况:

发动机和电动机同时工作,共同驱动车辆行驶。

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匀速工况:

电动机关闭,发动机为车辆提供动力。

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减速/制动工况:

电机工作于发电模式给蓄电池充电,俗称能量回收。

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行驶中蓄充电工况:

发动机一部分动力驱动车辆,一部分带动发电机给蓄电池充电。

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主流品牌混动系统有哪些?

下面介绍几种目前在售的主流混合动力系统:

丰田THS系统

业内有一句话“世界上的混合动力有两种,一种是丰田的,一种是其他公司的”,虽然这句话并不准确,但足以看出丰田混合动力在业内的地位。

丰田采用的是双电机混联系统,其中有一套著名的行星齿轮机构(如下图),也称作动力分流装置PSD(Power Split Device)。简单理解就是把发动机和两个电动机的动力通过行星齿轮整合在一起,通过调整两台电动机的工作状态使整车在不同工况下行驶。

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通用Voltec系统

通用其实也是混动行业的老司机。第一代Voltec采用的是串联结构,第二代整体架构与丰田类似,采用了双排行星齿轮组实现动力分流。相比丰田的THS,通用这套系统配有离合器,能更灵活地控制电机的运行和关闭,减少能量损失,因此在工作原理上比THS更完美。

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本田i-MMD系统

技术狂人本田搞了三套混动系统,高、中、低三条路线。

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其中,最出名的还是雅阁上使用的i-MMD系统,号称是世界上最高效的系统。i-MMD也是双电机混联结构,在实现方式上用了P1和P3相结合——即一个电机位于发动机的输出端,另一个电机在变速箱后端与主减速器相连。从下图中可以看到,通过离合器的闭合,可以使系统在串联和并联之间灵活转换,以便更好地适应不同工况。

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CHS系统

自主品牌中,吉利和科力远合作研发的CHS系统在原理上也是很牛的,与丰田的THS类似,都是利用行星齿轮组实现动力分流,不同的是采用了双排行星轮,并且通过两个制动器对丰田THS系统的弱势进行改善,提高整体工作效率,目前吉利EC7混动版搭载的就是这套系统。而目前科力远也在四处游说,寻求更多的中国厂商加入CHS阵营。

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丰田混动还是最牛的吗?

最后来回答老孙的问题:丰田混动牛逼在什么地方。

论工作原理,丰田THS没有通用Voltec完美,甚至连吉利的CHS都有挑战丰田的机会;论工作效率,本田的i-MMD已经超过丰田。即便如此,但我依旧认为丰田的混动是最牛逼的:

1.系统可靠性。上文分析了半天,其实都是在“纸上谈兵”,而如何让车辆平稳、可靠地跑起来才是最终目的。在多少车速下启动发动机,发动机的功率如何进行分配,这些系统控制的问题远比想象的更复杂。丰田的THS是业内公认最成熟的混动系统,两代产品积累的大量用户反馈是非常宝贵的资源。

2.成本为王。新能源,势必要为“新”字付出更高的成本代价,如果把这多出的成本让消费者买单,那肯定是不现实的。国内企业诸如比亚迪、上汽的PHEV靠的是高额政府补贴,而丰田卡罗拉和雷凌混动版的上市像是向相关部门叫板:没有补贴,一样卖的好。卡罗拉1.8L HEV与1.6L之间的差价只有8千元,并且多了LED远近光灯、侧气帘、VDC等装置,相当于混动版几乎没有涨价,

相比之下,雅阁和迈锐宝XL的混动车型贵了3到4万,所以丰田的定价在业内看来简直不可思议。更低的油耗,更好的驾驶体验,一样的价格,在广州还能拿到新能源牌照,给我一个不买混动的理由。目前卡罗拉的混动版本销售比例已经达到15%,可以说是中国第一款在市场经济主导下大卖的新能源车型。我曾听某国际车企的童鞋讲,看到丰田混动版的定价后,他们直接放弃了在中国导入HEV的计划。

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驾仕总结:

国家对油耗以及排放的要求日益严格,每家车企都背负着巨大压力,如何实现节能减排是当下必须面对的课题。大力推动纯电动的发展将是政策导向,希望中国车企借助这次产业变革实现弯道超车。

纯电动作为汽车最终的能源解决方案是无可争议的,不过在续航里程、电池成本、充电设施各种课题尚未解决的情况下,用混合动力进行过渡是最可行和现实的方案。后续文章我会讲一讲纯电动领域的故事。

本文是驾仕派的原创文章,来自撰稿人田伟东。

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