翻译+简析
通过对比串联式,并联式,混联式混合动力系统的各自优势,可以看出,混联式是节能的最优解。
引擎和电机的运行时间和输出比例
国内卡罗拉和雷凌双擎,就是在这一代混动系统上的升级,但并非第三代和第四代。采用永磁交同步电机,镍氢电池组,系统极其稳定。
通过把电机中的永磁体优化为V字形,功率相比上一代输出增大1.5倍,从33kw增至50kw
发电机最大转速从6500增至10000rpm,显著提升中速段的动力输出,也改善了低,中速行驶时的加速性能
这套系统动力输出的分布如下,引擎一部分动力直接驱动车轮,一部分动力通过发电机输送给电动机,而电动机的动力输出,一部分来自引擎,一部分来自电池。
动力控制单元(PCU)中的变换器可以将电池的直流电压升至500V(作为对比,宝马i3那套系统是360v,iMMD III是700v),由于功率等于电压乘电流,电压越高,电流就越小,传输效率也就越高,这样还可以相应减小逆变器的尺寸,PCU中的逆变器,可将电池的直流电转换为交流电,用以驱动电动机,还有一个DC/DC转换器,将电压转换为12v。
由于在升压之前电流较大,为了避免过热,丰田研发了一种特别的晶体管,可降低电流大小,于是lgbt装置比上一代减小了20%,产热更少,效率更高
二代电池改进了电极材料,降低了内阻,采用全新电池连接架构,使得输入输出功率密度提高了35%
刹车优先使用回收制动系统,因此即便是低速行驶过程中刹车也能回收
混动传动系包括动力分配装置(PSD),发电机,电动机,减速齿轮(用于放大扭矩)等等
引擎动力经过PSD,被一分为二,一端与车轮直连,一端与发电机相连。所谓E-CVT,它的实体即为PSD+发电机+电动机。
PSD主体为行星齿轮组,二代THS仅有一套行星齿轮组。引擎与行星架相连,通过行星齿轮向外侧的齿圈和内侧的太阳轮输出动力,齿圈与电动机直联,太阳轮与发电机直连,采用低摩擦材料和滚珠轴承,比上一代减少30%摩擦损失
行星齿轮组:太阳轮,行星齿轮,行星架,齿圈
1.引擎在低效区间关闭,起步,低速到中速,由电动机输出动力
2.发电机辅助引擎启动,转动太阳轮即可启动引擎
3.高速巡航,馈电行驶等一般工况下,引擎启动,一部分动力直接驱动车轮,一部分驱动发电机发电,用于为电池充能,或者驱动电动机(注意此时电池不参与输出)
4.急加速工况,引擎直驱车轮,同时转速拉高,发电机开始发电,电动机同时使用电池和发电机输出的电能驱动车轮
5.减速时,电动机负责回收动能;电池馈电时,引擎驱动发电机为电池充能;怠速时引擎自动关闭
6.由于发电机转速相比上一代提高,可以利用的引擎转速更高,输出也就更高
可以看到制动回收动能的范围大大提升
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