大伙都说混动有两种,咱们先看看丰田混合动力的开山之作




虽然世界上第一台混合动力车型并不是出自丰田之手。但毫无疑问,丰田是目前这个混合动力时代的开辟,还记着当年丰田推出混合动力车型普锐斯刚刚推出的时候,不少人都笑话这这就是一坨“素食”,意指其柔弱无力。不过,真香定律再一次实现了,从第一台丰田混合动力车型面世 至今,全球范围内已经售出了超过1500万台。但对于国内市场而言,大伙儿耳熟能详的混合动力车型,都是这些年才兴起的,对于混合动力车型的认可,实际上也没有多少个年头。但实际上,在二十多年之前,大部分品牌还在对内燃机狠下功夫的时候,丰田就已经开始大规模量产混合动力车型,并且开始不断完善。


图:对于混合动力车型的认知,国内消费者开端就是从这台第二代丰田普锐斯开始。


丰田最早的混合动力研究,其实可以追溯到1975年的一台使用燃气轮机发电的丰田Century上。而且在1992年巴西里约热内卢召开“地球高峰会议”之后,“全球变暖”、“温室效应”等字眼开始被全球熟悉。与此同时,丰田汽车开始研究“21世纪的汽车发展模式”,并启动了名为“G21”(G代表Globe 21代表着21世纪)的项目。随即丰田在1992年成立了EV车型开发部分,并生产出电动RAV4等车型,也因此奠定了丰田混合动力系统(THS)的基础。
THS技术的全称是Toyota Hybrid System,应用于1997年至2003年间的Prius普锐斯上,一般称为第一代THS。第二代系统更名为HSD,即Hybrid Synergy Drive,又称为第二代THS,配备于2004年的普锐斯上;第三代THS又名Lexus Hybrid Drive发布于2010年,最大特征是使用锂离子电池。第四代则在20115年发布并使用至今。


图:根据丰田官方的资料记载,丰田最早的“混合动力技术”研究,就是这台使用燃气轮机进行发电的丰田世纪。


图:在1995年10月的东京车展上,团队按计划展示了基于丰田能源管理系统(EMS)的Prius概念车,此时THS并未成型。


直至1997年,首款THS的混动车型普锐斯正式上市,经过不断调试改进的普锐斯,终于成功做出了研发之初的燃油经济性预想,达到了3.22L/100km。在2000年第一代普锐斯正式进军北美市场,一开始习惯了大V8的美国消费者其实并不是太感冒,但后来的销量不断印证直到2003年第一代普锐斯停产以来,普锐斯在全球20多个国家共售卖12.3万辆。相较于研发成本而言,第一代普锐斯215万日元的售价,可以说是买一辆亏一辆。但不可否认的是,第一代普锐斯成功地让THS打开了广阔的市场,丰田也积攒了大量的实战经验。



图:而且有趣的是,第一代普锐斯为了进一步提高燃油经济性,还采用了超轻锻造轮圈。另外加上降低空气阻力的树脂轮毂盖。


图:第一代普锐斯的电池组采用了当时RAV4 EV开发时研发出来的镍氢型电池。


图:第一代普锐斯下线纪念仪式。


第一代THS系统只应用于当时的一代普锐斯车型上,设计在现如今看来相当简单,但的确具有开创性。


图:第一代THS示意图(S:中央太阳齿轮;C:行星齿轮架;R:外齿圈;电动发电机MG1和MG2;内燃机ICE)。


图:THS系统当中最为重要的,就是通过行星齿轮的结构,把发动机与一号电动机MG1和二号电动机MG2三者相结合。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。



整套系统分为几种工况:


1、发动机对电池充电:当整车处于停止状态但电池电量低时,MG2通电输出反向扭矩固定外圈齿,MG1转动至发动机的最低工作转速,离合器接合帮发动机点火,之后ICE驱动MG1对电池进行充电。


2、起步/低速纯电行驶模式:汽车起步均由MG2驱动。起步之时踩下油门,MG2通过电池取电,直接驱动车轮转动。此时行星齿轮架被固定,MG1空转。如此时需要急速起步,MG1则会通电主动转动驱动行星齿轮架来发动引擎。


3、平路温柔行驶:当汽车超过纯电模式的最高限速时,离合接合并启动发动机运转。此时发动机驱动MG1进行发电驱动电能给MG2,MG2驱动车辆。多余的电能会充电。


4、重负载行驶:引擎加速驱动MG2和MG1。MG2用于驱动车辆,MG1为电池充电。


5、急加速:MG1成为电动机并正向旋转至最大转速,以便让引擎进入4,500转左右的最大扭矩转速推动车身。而MG2也从电池取电,以最大功率推动车身前进。实际上整个加速过程是两颗电机和引擎共同输出扭矩驱动车身。


6、刹车或者松油:发动机停转,车轮驱动MG2进行充电。


7、B档模式下刹车:车轮驱动MG2进行充电,同时MG1成为电动机,驱动引擎不点火空转进行发动机强制制动。


第一代THS系统,油耗表现相当不错,但是对于动力的提升不是很明显。2004年,随着第二代丰田普锐斯的发布,THS-II正式推出,同时也被称为混合动力协同驱动 (HSD),第一代THS技术退出历史舞台,目前THS技术已经发展到第四代。每次说到丰田的混合动力技术,总会有不少人喜欢拿本田i-MMD来进行比较。在工作效率以及极端性能上来说,i-MMD的确更强,而THS在实际使用的平顺性,行驶质感上又有着明显的优势。如果要用一个较为贴切的比喻的话,一个就像是洪拳高手,另一个就是太极。

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