“動力新王牌” 豐田THS混合動力


時間:2013-08-08





作為2012年的全球汽車銷量冠軍,豐田的技術(shù)顯然是不容忽視的。從產(chǎn)品知名度的角度看,豐田最拿得出手的東西,自然是它所倡導(dǎo)、并苦心經(jīng)營多年的THS混合動力,目前已發(fā)展到了第二代。

THS至今仍屬獨門絕技,真正的核心是ECVT和控制系統(tǒng)

與當(dāng)年混合動力只有豐田、本田兩家為主不同,現(xiàn)在的混合動力應(yīng)該說是遍地開花了。歐系、美系,乃至咱們“中系”,都有不少混合動力車型推出。然而從技術(shù)結(jié)構(gòu)來看,豐田的THS仍與全球主流的混動技術(shù)有著本質(zhì)的不同。時至今日,THS仍可以看做是豐田的獨門絕技。

很多人可能沒有意識到,THS之所以與眾不同既不是因為阿特金斯循環(huán),也不是因為高功率電機,而是因為往往容易被人忽略的ECVT變速器及其對應(yīng)的控制系統(tǒng)。正是這種獨特的變速機構(gòu),將內(nèi)燃機動力和電機動力以最佳的方式“混合”在了一起,實現(xiàn)了真正意義上的“混聯(lián)”。這與其他混合動力只不過在傳動系統(tǒng)中并進去一個電機動力是有很大不同的。

如果你覺得ECVT就是“電控”的CVT,那就大錯特錯了。ECVT與我們常說的錐形輪鋼帶/鏈條式的CVT沒有任何關(guān)系。從硬件結(jié)構(gòu)來說,ECVT其實非常簡單,它的復(fù)雜程度可能也就相當(dāng)于一臺2AT變速器。然而它的構(gòu)想?yún)s很妙,并且對控制系統(tǒng)的要求非常高。

ECVT其實就是一個最常規(guī)的行星齒輪組,并且只有一組。整個THS的動力單元,是由內(nèi)燃機和兩臺電機共同組成的。行星齒輪組的外齒圈一邊直通主減速器(然后到差速器、車輪),另一邊與大功率電機相連。行星齒輪的太陽齒輪,與負(fù)責(zé)發(fā)電為主的小功率電機相連。行星齒輪的齒輪框架,則與發(fā)動機相連。如此,三個動力單元就通過這個行星齒輪組組合在了一起。通俗的說,ECVT是通過兩個電機和發(fā)動機之間或反向、或同向的“用力”,來讓驅(qū)動狀況與發(fā)動機的轉(zhuǎn)速匹配,最終達到無級變速的效果。

這種設(shè)計的妙處有以下幾點:

1、沒有動力銜接機構(gòu),即沒有離合器,也沒有液力變矩器,這樣傳動效率極高,可靠性也極高。

2、行星齒輪組的效率、扭矩承受力和可靠性,也是常規(guī)CVT所不能比的。

3、所有的變速過程均可以實現(xiàn)“純電控”,“理論上”可以做到動力的最優(yōu)化分配,將混合動力的潛質(zhì)發(fā)揮到極致。除了經(jīng)濟性優(yōu)勢以外,這種設(shè)計通過程序的不同,還能獲得多種多樣的動力輸出模式。

第三點所說的“理論上”,指的就是基于控制程序完美的情況下。而事實上,這是很難做到的(包括THS在內(nèi))。正是基于這個難度,它既成為THS的核心競爭力,同時導(dǎo)致了迄今為止效仿者寥寥。

THSII的細(xì)節(jié)量變

在新普銳斯上市的時候,豐田對于THSII做了大量的宣傳。從基礎(chǔ)原理來說,THSII相比THS并沒有發(fā)生質(zhì)變,但通過許多細(xì)節(jié)的量變,卻達到了質(zhì)變的效果:

1、例如通過發(fā)動機排量的提升,電機功率的提升,大大改善了動力性,而這是過去THS常受詬病的地方。

2、在混合“深度”方面,THSII也做得更好。除了電池容量和電機功率的提升以外,電機工作電壓進一步調(diào)高至500V、發(fā)電機最大轉(zhuǎn)速提高到10000轉(zhuǎn),這些都是提升混合深度的舉措。

3、另外還有一項關(guān)鍵的改變,即控制程序的進步。這種進步就如同電腦的操作系統(tǒng)革新一般——永無止境,但每一次改變帶來的實際效果都非常顯著。

經(jīng)過這些改進以后,豐田THS的優(yōu)勢就不僅僅是油耗低了,它還可以做到動力性更好、震動更小、靜謐性更出色。正是基于這個特點,THS開始逐步被廣泛應(yīng)用于豐田旗下的車型。其中雷克薩斯品牌的車型已取得了不錯的市場效果,而豐田品牌的車型由于成本和差價問題,市場表現(xiàn)仍乏善可陳。因此從目前看,THSII可以看做是豐田的“高端動力技術(shù)”,并顯露出了一定的競爭優(yōu)勢。

車云小結(jié):

從技術(shù)的角度看,THS的確是有獨到之處。但也存在著研發(fā)成本攤銷不足的問題。豐田只有進一步提升THS產(chǎn)品的性價比,加快其在旗下產(chǎn)品中的普及率,通過THS產(chǎn)品總銷量的提升來自行消化這一問題。如果豐田能做好這一點,然后借助當(dāng)前全球的混合動力熱潮,THS成為豐田動力總成最重要的競爭力之一是完全有可能的。

來源:TOM網(wǎng)



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