你不了解的丰田混动

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1977年第一代普锐斯的诞生让丰田在混动界的地位因此被确立，并逐渐成为各汽车厂混动系统的标杆。截止目前，虽然出现了多种多样的混动系统，但几乎所有的混动系统是不是先进都自觉不自觉的与丰田的这套混动系统作比较，更有戏说“全世界混动只有两种：丰田和其它”。丰田的混动系统官方的叫法为THS（Toyota Hybrid System）,目前已经发展到第二代THSⅡ。并且搭载在多款车型，截止目前，搭载丰田混动系统的车型总销量已经超过1300万辆。虽然目前丰田在国内投放了多款混动车型，但国内消费者最早听说丰田混动的应该就是第二代普锐斯了吧。

虽然丰田在普锐斯的1.8L阿特金森循环发动机的基础上开发出了1.5L、2.5L、3.5L混动系统，甚至开发出了e-four电控四驱系统，但是丰田混动系统的本质并没有发生改变，这才是丰田混动系统的灵魂，那么这套系统是如何工作的？

先说一下丰田系统的构成：

丰田的THS混动系统包括了阿特金森循环发动机、E-CVT变速箱、PCU（包括升压器和DC-DC转换器）、电池组等部件。升压器是将HV蓄电池电压升高到电机工作电压。DC-DC转换器是将MG1（发电机）的输出电压转化为12V电压给备用蓄电池供电。

而E-CVT变速箱是通过将两个电机与带行星齿轮组的无级变速机构集成。

混动原理：

其中MG1作为启动车辆和发电用电机；MG2作为驱动车辆和能量回收电机。其中MG1和MG2分别安装在与发动机相连的同一根轴上，通过无声链从主动轮传动到减速机构。

行星齿轮组一方面可以将发动机动力传递给车轮驱动车辆行驶，另一方面可以将发动机动力驱动MG1发电。

车辆起步：

在HV电池SOC正常的情况下，车辆起步，发动机不点火，通过HV电池给MG2供电，依靠MG2作为电动机驱动车辆行驶，既可以保证很好的静谧性又可以依靠电机的扭矩输出特性带来轻快感。

发动机启动：

如果HV蓄电池ECU检测HV电池SOC比较低不能通过MG2驱动车辆时，通过HV蓄电池给MG1电机供电，由MG1带动发动机启动点火，从而实现与普通燃油车一样的启动方式。

发动机启动后：

如果HV电池的SOC比较低，为了保证HV电池SOC维持在合理水平，发动机通过MG1电机发电给HV电池充电，直到SOC维持在理想状态。

车辆起步后发动机再启动：

车辆起步后，当车速达到一定的速度时，依靠MG2的扭矩不足以满足车辆继续行驶，这时候通过HV蓄电池给MG1供电，实现发动机的点火，依靠发动机和MG2共同驱动车辆行驶。

发动机启动后：

同样，为了保证HV电池合理的SOC值，发动机启动后需要通过MG1发电为HV电池充电，一直保证HV电池的SOC在合理水平，避免HV电池亏电影响电池寿命。

车辆缓慢加速：

当车辆缓慢加速或者低负荷巡航时，发动机在通过行星齿轮组驱动车轮的同时，通过MG1发电为MG2提供电力共同驱动车辆行驶。这时候，发动机作为驱动车辆的主要动力，而MG2靠行星齿轮组的动力分配获得必要的动力支持。而此过程中HV电池不进行充放电，可以将SOC维持在固定水平。

车辆急加速：

当车辆全力加速时，此时发动机节气门全开，发动机进入高功率工作模式。发动机和MG2双方大功率输出保证车辆的加速性能，但是要想实现MG2动力保持，依靠MG1提供的电力已经不够，这时候增加HV蓄电池为MG2提供电力支持，这种情况下，HV电池处于快速放电的状态下，由于HV电池容量较小，所以此过程不能维持过长。

车辆减速（D档）：

当车辆档位处于D档情况下减速时，发动机不工作，车轮驱动MG2使MG2作为发电机为HV电池充电。但是，当发动机突然从高速进行减速时，发动机并不会立刻停止工作，而是以一定的速度行驶，目的是为了保护行星齿轮组不受损伤。1

车辆减速（B档）：

当车辆处于B档减速时，能够感觉到车辆有明显的拖拽感。原因就是一方面车轮驱动MG2作为发电机为HV蓄电池充电。同时MG2需要为MG1提供电力支持，让MG1保证发动机由一定的转速，依靠发动机来为车辆制动。这个过程中发动机气缸内不会有燃油喷射，完全依靠MG1的保证发动机的转速，从而达到节油的目的。对于插电式的丰田混动，即便是完全采用纯电动的形式，发动机看似不参与工作，但是发动机也需要定期的更换机油也就是这个原因。

车辆倒车：

一般情况下，当车辆倒车时发动机不工作，依靠HV蓄电池给MG2供电，MG2反转驱动车辆倒车。

特殊情况：

特殊情况下，比如说HV蓄电池温度过低，冷却水水温过高或者HV蓄电池SOC状态低时，HV蓄电池也会为MG1提供电力实现发动机点火。而发动机启动后，也会像车辆正常启动时的情况一样，发动机通过MG1发电为HV蓄电池充电。

补充说明：

SOC：State Of Charge即HV蓄电池工作状态。丰田的混动车辆蓄电池保持在一个合理的状态，从而保证电池的稳定性。

当SOC过高或过低时，一方面容易造成电池寿命衰减，另一方面也可能造成电池温度的异常。

写在最后：

丰田的混动技术之所以能省油，主要原因就是丰田充分考虑了车辆不同工作环境下的工作模式，尽最大限度的发挥电动机的扭矩输出特性，也尽最大限度的保证发动机在最优化区间内工作。同时，得益于高热效率（41%）的阿特金森循环发动机，可以实现更低的油耗表现。

丰田混动电池可以实现8年20万公里的质保，其中一方面的原因就是蓄电池ECU对于电池SOC的管理极其精细，防止电池过充电和过放电，最大限度的维持电池SOC在合理区间内，延长电池的使用寿命。

丰田基于THS混动技术不断进行技术更新，通过PCU和电机优化，混动效率得到进一步提升。同时基于此混动技术，衍生出了插电式混动车型以及EV纯电车型。未来，随着国家油耗标准的越来越严格，丰田将在中国市场导入更多的混动车型。伴随着零部件的国产化比例不断提升，混动车型的价格也将进一步下探，未来混动车型在市场的竞争力将不断提升。

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