混合动力技术的核心是让发动机尽可能在高效区间运行,以降低油耗。从丰田的单行星齿轮到通用的复杂结构,各家方案各有侧重。一种更为先进的双电机全功能混合动力系统,试图集成所有模式的优点,通过精细化控制,实现动力与能耗的完美平衡,为未来新能源车提供了新的技术路径。
智能速览
混动技术旨在让发动机在高效区间工作,以达到节能减排目的。
丰田、本田、通用代表了三种不同技术路线,各有优劣。
双电机全功能混动系统采用两组行星齿轮与两个电机,结构精巧。
该系统通过精密的锁止制动器组合,实现了八种驱动模式。
在强混模式下,双电机与发动机可同时输出,动力性能最强。
其架构兼容HEV、PHEV、EREV等多种车型,应用前景广阔。
精华内容
要深入了解这个复杂的系统,需要剖析其核心架构和多样化的工作模式,看它是如何兼顾性能与效率的。
技术演进与挑战
传统混动方案各有局限。丰田的THS系统虽高效,但依赖单排行星齿轮,动力分配自由度受限。本田的i-MMD以串联为主,结构简单但高速直驱效能存在挑战。通用系统则走向了另一极端,结构复杂成本高。这些探索表明,需要一个能兼顾效率、性能和成本的更优解,这为双电机全功能混合动力系统的出现奠定了基础。
系统核心架构
全功能混动系统的核心在于其精巧的机械结构。它由两组行星齿轮系、两个电机(MG1、MG2)和多个锁止制动器(S1、S2、S3、S4)构成。发动机连接第一级行星齿轮系的齿圈,MG1连接其太阳轮;第二级行星齿轮系的齿圈连接MG2,行星架输出动力。
这种设计用锁止制动器替代了传统的离合器和变速箱,有效减少了零部件数量和重量,使系统结构更紧凑,可靠性也得到提升。
多模式智能切换
系统的精髓在于多模式的无缝切换。在常见的混合驱动模式下,MG1可先反转启动发动机,随后作为发电机工作。随着车速提升,MG1的转速从反转降至零,再变为正转,与发动机共同驱动车辆。这个过程完美避开了发动机低效的中低速区间,让车辆起步既迅捷又省油。
极致性能与增程
在需要极致动力时,系统可进入强混模式。此时,MG1和MG2电机与发动机三者同时输出动力,实现最大扭矩,提供最强的加速感受。而在增程模式下,发动机仅作为增程器,通过MG1发电,由MG2独立驱动车轮。这种设计让发动机始终保持在最高效的转速区间,解决了纯电的里程焦虑,又保证了极低的油耗和静谧的驾乘体验。
纯电与直驱互补
该系统同样支持多种纯电模式。在城市中低速工况,可由功率较小的MG1电机单独驱动,经济节能。需要更强动力时,MG1和MG2可以协同工作,提供三个不同的挡位,兼顾起步扭矩和中高速续航。在高速巡航或电量不足时,系统可切换至纯发动机直驱模式,让发动机在最佳工况下运行,避免能量浪费。