'從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?'

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前幾天我們在介紹全新一代卡羅拉的時候,為大家說到這臺車的混動系統進行了升級,採用了豐田的第二代混動系統——THS-II。結合另外一件事情,就是在年初的時候,新聞曾報道過,豐田開放了第一代混動系統THS的專利給行業內其他公司使用,其中吉利佔股的湖南科力遠新能源公司以1元的價格購買了專利使用權,相當於就是免費獲取了一些核心的技術。而其實科力遠的創始人本身就與豐田有著深厚的關係,對於THS極其熟悉,並在模仿的基礎上弄出了一套CHS系統,但由於很多核心技術尤其是控制邏輯軟件難以攻克,CHS並未大量裝車,也正是後者極其期待豐田技術開放的原因。


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前幾天我們在介紹全新一代卡羅拉的時候,為大家說到這臺車的混動系統進行了升級,採用了豐田的第二代混動系統——THS-II。結合另外一件事情,就是在年初的時候,新聞曾報道過,豐田開放了第一代混動系統THS的專利給行業內其他公司使用,其中吉利佔股的湖南科力遠新能源公司以1元的價格購買了專利使用權,相當於就是免費獲取了一些核心的技術。而其實科力遠的創始人本身就與豐田有著深厚的關係,對於THS極其熟悉,並在模仿的基礎上弄出了一套CHS系統,但由於很多核心技術尤其是控制邏輯軟件難以攻克,CHS並未大量裝車,也正是後者極其期待豐田技術開放的原因。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


那麼,豐田的THS混動系統究竟有啥特殊之處,被業界戲稱混動系統只有兩種:一種是豐田一種是其他。而第一代THS和第二代THS之間又有什麼區別?今天我們來簡單梳理下。在此之前,我們先簡單瞭解一下油電混合動力的大類別,從功能和結構上主要分為串聯增程式、動力分流式和並聯式三種。


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前幾天我們在介紹全新一代卡羅拉的時候,為大家說到這臺車的混動系統進行了升級,採用了豐田的第二代混動系統——THS-II。結合另外一件事情,就是在年初的時候,新聞曾報道過,豐田開放了第一代混動系統THS的專利給行業內其他公司使用,其中吉利佔股的湖南科力遠新能源公司以1元的價格購買了專利使用權,相當於就是免費獲取了一些核心的技術。而其實科力遠的創始人本身就與豐田有著深厚的關係,對於THS極其熟悉,並在模仿的基礎上弄出了一套CHS系統,但由於很多核心技術尤其是控制邏輯軟件難以攻克,CHS並未大量裝車,也正是後者極其期待豐田技術開放的原因。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


那麼,豐田的THS混動系統究竟有啥特殊之處,被業界戲稱混動系統只有兩種:一種是豐田一種是其他。而第一代THS和第二代THS之間又有什麼區別?今天我們來簡單梳理下。在此之前,我們先簡單瞭解一下油電混合動力的大類別,從功能和結構上主要分為串聯增程式、動力分流式和並聯式三種。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


其中串聯增程式是使用內燃機單獨發電,驅動汽車只使用電機,如寶馬i3及理想one等車型。工作時,發動機轉動帶動發電機發電,電量可以直接用來驅動電機也可以存入電池,發動機與驅動電機之間不能直接連接在一起。


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前幾天我們在介紹全新一代卡羅拉的時候,為大家說到這臺車的混動系統進行了升級,採用了豐田的第二代混動系統——THS-II。結合另外一件事情,就是在年初的時候,新聞曾報道過,豐田開放了第一代混動系統THS的專利給行業內其他公司使用,其中吉利佔股的湖南科力遠新能源公司以1元的價格購買了專利使用權,相當於就是免費獲取了一些核心的技術。而其實科力遠的創始人本身就與豐田有著深厚的關係,對於THS極其熟悉,並在模仿的基礎上弄出了一套CHS系統,但由於很多核心技術尤其是控制邏輯軟件難以攻克,CHS並未大量裝車,也正是後者極其期待豐田技術開放的原因。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


那麼,豐田的THS混動系統究竟有啥特殊之處,被業界戲稱混動系統只有兩種:一種是豐田一種是其他。而第一代THS和第二代THS之間又有什麼區別?今天我們來簡單梳理下。在此之前,我們先簡單瞭解一下油電混合動力的大類別,從功能和結構上主要分為串聯增程式、動力分流式和並聯式三種。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


其中串聯增程式是使用內燃機單獨發電,驅動汽車只使用電機,如寶馬i3及理想one等車型。工作時,發動機轉動帶動發電機發電,電量可以直接用來驅動電機也可以存入電池,發動機與驅動電機之間不能直接連接在一起。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


並聯式的結構我們在之前介紹吉利混動的時候已經有較為深入的介紹,雖然結構有多重,但核心點是發動機與電機之間需要通過電控離合器來分離或連接,以此實現純電驅動、混合驅動及發動機驅動等各種工作狀態,離合器在這裡面扮演著極其重要的角色,而藉助雙離合變速器就是一種取巧的方式。


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前幾天我們在介紹全新一代卡羅拉的時候,為大家說到這臺車的混動系統進行了升級,採用了豐田的第二代混動系統——THS-II。結合另外一件事情,就是在年初的時候,新聞曾報道過,豐田開放了第一代混動系統THS的專利給行業內其他公司使用,其中吉利佔股的湖南科力遠新能源公司以1元的價格購買了專利使用權,相當於就是免費獲取了一些核心的技術。而其實科力遠的創始人本身就與豐田有著深厚的關係,對於THS極其熟悉,並在模仿的基礎上弄出了一套CHS系統,但由於很多核心技術尤其是控制邏輯軟件難以攻克,CHS並未大量裝車,也正是後者極其期待豐田技術開放的原因。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


那麼,豐田的THS混動系統究竟有啥特殊之處,被業界戲稱混動系統只有兩種:一種是豐田一種是其他。而第一代THS和第二代THS之間又有什麼區別?今天我們來簡單梳理下。在此之前,我們先簡單瞭解一下油電混合動力的大類別,從功能和結構上主要分為串聯增程式、動力分流式和並聯式三種。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


其中串聯增程式是使用內燃機單獨發電,驅動汽車只使用電機,如寶馬i3及理想one等車型。工作時,發動機轉動帶動發電機發電,電量可以直接用來驅動電機也可以存入電池,發動機與驅動電機之間不能直接連接在一起。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


並聯式的結構我們在之前介紹吉利混動的時候已經有較為深入的介紹,雖然結構有多重,但核心點是發動機與電機之間需要通過電控離合器來分離或連接,以此實現純電驅動、混合驅動及發動機驅動等各種工作狀態,離合器在這裡面扮演著極其重要的角色,而藉助雙離合變速器就是一種取巧的方式。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


而豐田的THS系統之所以被單獨分為一種,歸類為動力分流式,核心點就在於它使用了一套行星齒輪結構巧妙的連接了發動機、發電機與電動機,成功的避開了離合器的存在,依靠行星齒輪有三個自由態和兩組齒輪副之間的動態關係,適時地鎖定或開放一組齒輪副的傳動關係,就可以改變整套系統的動力輸出狀態和傳動比。


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前幾天我們在介紹全新一代卡羅拉的時候,為大家說到這臺車的混動系統進行了升級,採用了豐田的第二代混動系統——THS-II。結合另外一件事情,就是在年初的時候,新聞曾報道過,豐田開放了第一代混動系統THS的專利給行業內其他公司使用,其中吉利佔股的湖南科力遠新能源公司以1元的價格購買了專利使用權,相當於就是免費獲取了一些核心的技術。而其實科力遠的創始人本身就與豐田有著深厚的關係,對於THS極其熟悉,並在模仿的基礎上弄出了一套CHS系統,但由於很多核心技術尤其是控制邏輯軟件難以攻克,CHS並未大量裝車,也正是後者極其期待豐田技術開放的原因。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


那麼,豐田的THS混動系統究竟有啥特殊之處,被業界戲稱混動系統只有兩種:一種是豐田一種是其他。而第一代THS和第二代THS之間又有什麼區別?今天我們來簡單梳理下。在此之前,我們先簡單瞭解一下油電混合動力的大類別,從功能和結構上主要分為串聯增程式、動力分流式和並聯式三種。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


其中串聯增程式是使用內燃機單獨發電,驅動汽車只使用電機,如寶馬i3及理想one等車型。工作時,發動機轉動帶動發電機發電,電量可以直接用來驅動電機也可以存入電池,發動機與驅動電機之間不能直接連接在一起。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


並聯式的結構我們在之前介紹吉利混動的時候已經有較為深入的介紹,雖然結構有多重,但核心點是發動機與電機之間需要通過電控離合器來分離或連接,以此實現純電驅動、混合驅動及發動機驅動等各種工作狀態,離合器在這裡面扮演著極其重要的角色,而藉助雙離合變速器就是一種取巧的方式。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


而豐田的THS系統之所以被單獨分為一種,歸類為動力分流式,核心點就在於它使用了一套行星齒輪結構巧妙的連接了發動機、發電機與電動機,成功的避開了離合器的存在,依靠行星齒輪有三個自由態和兩組齒輪副之間的動態關係,適時地鎖定或開放一組齒輪副的傳動關係,就可以改變整套系統的動力輸出狀態和傳動比。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


行星齒輪,共分為內中外三層齒輪,分別是太陽輪,行星架以及行星齒輪。三層齒輪相互齧合,均不能獨立轉動,這三個齒輪之間傳動比是固定的,任何一個齒輪的轉動後會帶動其他齒輪的轉動,可以說是牽一髮而動全身。但是可以鎖定其中的太陽輪或行星架不動,而另外兩者之間進行傳動,這就為整套動力的調整留下了空間。


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前幾天我們在介紹全新一代卡羅拉的時候,為大家說到這臺車的混動系統進行了升級,採用了豐田的第二代混動系統——THS-II。結合另外一件事情,就是在年初的時候,新聞曾報道過,豐田開放了第一代混動系統THS的專利給行業內其他公司使用,其中吉利佔股的湖南科力遠新能源公司以1元的價格購買了專利使用權,相當於就是免費獲取了一些核心的技術。而其實科力遠的創始人本身就與豐田有著深厚的關係,對於THS極其熟悉,並在模仿的基礎上弄出了一套CHS系統,但由於很多核心技術尤其是控制邏輯軟件難以攻克,CHS並未大量裝車,也正是後者極其期待豐田技術開放的原因。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


那麼,豐田的THS混動系統究竟有啥特殊之處,被業界戲稱混動系統只有兩種:一種是豐田一種是其他。而第一代THS和第二代THS之間又有什麼區別?今天我們來簡單梳理下。在此之前,我們先簡單瞭解一下油電混合動力的大類別,從功能和結構上主要分為串聯增程式、動力分流式和並聯式三種。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


其中串聯增程式是使用內燃機單獨發電,驅動汽車只使用電機,如寶馬i3及理想one等車型。工作時,發動機轉動帶動發電機發電,電量可以直接用來驅動電機也可以存入電池,發動機與驅動電機之間不能直接連接在一起。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


並聯式的結構我們在之前介紹吉利混動的時候已經有較為深入的介紹,雖然結構有多重,但核心點是發動機與電機之間需要通過電控離合器來分離或連接,以此實現純電驅動、混合驅動及發動機驅動等各種工作狀態,離合器在這裡面扮演著極其重要的角色,而藉助雙離合變速器就是一種取巧的方式。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


而豐田的THS系統之所以被單獨分為一種,歸類為動力分流式,核心點就在於它使用了一套行星齒輪結構巧妙的連接了發動機、發電機與電動機,成功的避開了離合器的存在,依靠行星齒輪有三個自由態和兩組齒輪副之間的動態關係,適時地鎖定或開放一組齒輪副的傳動關係,就可以改變整套系統的動力輸出狀態和傳動比。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


行星齒輪,共分為內中外三層齒輪,分別是太陽輪,行星架以及行星齒輪。三層齒輪相互齧合,均不能獨立轉動,這三個齒輪之間傳動比是固定的,任何一個齒輪的轉動後會帶動其他齒輪的轉動,可以說是牽一髮而動全身。但是可以鎖定其中的太陽輪或行星架不動,而另外兩者之間進行傳動,這就為整套動力的調整留下了空間。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


THS混動系統的優點就是“結構簡單,控制靈活”,其核心就是單排單級行星齒輪機構,由太陽輪、行星齒輪座、行星齒輪和齒圈組成。如上圖所示,藍色部分為汽油發動機,綠色部分為一號電機(MG1),連接行星齒輪組最中間綠色的太陽輪,主要起發電、啟動發動機和調速作用,正反轉均可,轉速區間較廣。紅色部分為二號電機(MG2),主要用作驅動電機和動能回收時的發電機,連接最外邊紅色的齒圈,同時也連接車輪,既可以正轉(前行)也可以反轉(倒車)。而發動機則連接中間藍色的行星架,只可以正轉。整個機構的動力通過位於齒圈上的外齧合齒輪傳遞至減速齒輪,再輸送到車輪上。


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前幾天我們在介紹全新一代卡羅拉的時候,為大家說到這臺車的混動系統進行了升級,採用了豐田的第二代混動系統——THS-II。結合另外一件事情,就是在年初的時候,新聞曾報道過,豐田開放了第一代混動系統THS的專利給行業內其他公司使用,其中吉利佔股的湖南科力遠新能源公司以1元的價格購買了專利使用權,相當於就是免費獲取了一些核心的技術。而其實科力遠的創始人本身就與豐田有著深厚的關係,對於THS極其熟悉,並在模仿的基礎上弄出了一套CHS系統,但由於很多核心技術尤其是控制邏輯軟件難以攻克,CHS並未大量裝車,也正是後者極其期待豐田技術開放的原因。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


那麼,豐田的THS混動系統究竟有啥特殊之處,被業界戲稱混動系統只有兩種:一種是豐田一種是其他。而第一代THS和第二代THS之間又有什麼區別?今天我們來簡單梳理下。在此之前,我們先簡單瞭解一下油電混合動力的大類別,從功能和結構上主要分為串聯增程式、動力分流式和並聯式三種。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


其中串聯增程式是使用內燃機單獨發電,驅動汽車只使用電機,如寶馬i3及理想one等車型。工作時,發動機轉動帶動發電機發電,電量可以直接用來驅動電機也可以存入電池,發動機與驅動電機之間不能直接連接在一起。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


並聯式的結構我們在之前介紹吉利混動的時候已經有較為深入的介紹,雖然結構有多重,但核心點是發動機與電機之間需要通過電控離合器來分離或連接,以此實現純電驅動、混合驅動及發動機驅動等各種工作狀態,離合器在這裡面扮演著極其重要的角色,而藉助雙離合變速器就是一種取巧的方式。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


而豐田的THS系統之所以被單獨分為一種,歸類為動力分流式,核心點就在於它使用了一套行星齒輪結構巧妙的連接了發動機、發電機與電動機,成功的避開了離合器的存在,依靠行星齒輪有三個自由態和兩組齒輪副之間的動態關係,適時地鎖定或開放一組齒輪副的傳動關係,就可以改變整套系統的動力輸出狀態和傳動比。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


行星齒輪,共分為內中外三層齒輪,分別是太陽輪,行星架以及行星齒輪。三層齒輪相互齧合,均不能獨立轉動,這三個齒輪之間傳動比是固定的,任何一個齒輪的轉動後會帶動其他齒輪的轉動,可以說是牽一髮而動全身。但是可以鎖定其中的太陽輪或行星架不動,而另外兩者之間進行傳動,這就為整套動力的調整留下了空間。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


THS混動系統的優點就是“結構簡單,控制靈活”,其核心就是單排單級行星齒輪機構,由太陽輪、行星齒輪座、行星齒輪和齒圈組成。如上圖所示,藍色部分為汽油發動機,綠色部分為一號電機(MG1),連接行星齒輪組最中間綠色的太陽輪,主要起發電、啟動發動機和調速作用,正反轉均可,轉速區間較廣。紅色部分為二號電機(MG2),主要用作驅動電機和動能回收時的發電機,連接最外邊紅色的齒圈,同時也連接車輪,既可以正轉(前行)也可以反轉(倒車)。而發動機則連接中間藍色的行星架,只可以正轉。整個機構的動力通過位於齒圈上的外齧合齒輪傳遞至減速齒輪,再輸送到車輪上。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


那麼這種混動方式有什麼特點:

1、 省卻了較為複雜的電控離合器,要知道在20年前,電動離合器的控制比較粗糙,結合與分離都不夠順滑,相比之下THS的動力切換就顯得非常友好了

2、 整套系統的體積不算大,重量比較輕,因為減少了變速器

3、 發動機與電機之間的關聯性很強,因為發動機與行星輪相連,所以在電機帶動車輪轉動後較低車速時,發動機因為齒輪剛性齧合,不得不介入工作,並不一定達到發動機工作的最佳車速

4、 發動機與電機的不能同時發揮出最大功率,整個系統的總有一部分的動力用於發電,也就是被分流了。

5、 動力電池不會放空,無需大容量電池(採用的是鎳氫電池),同時對於延長電池壽命有很大的幫助,又可以保證發動機負荷不會過大,電機總能在合適的時候出力

6、 對於控制系統的要求很高,對應不同加速需求、車速、滑行等各種狀態,要求各齒輪副的齧合與鎖定及時,電機的正反轉、發動機的啟動時機都要精確控制


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前幾天我們在介紹全新一代卡羅拉的時候,為大家說到這臺車的混動系統進行了升級,採用了豐田的第二代混動系統——THS-II。結合另外一件事情,就是在年初的時候,新聞曾報道過,豐田開放了第一代混動系統THS的專利給行業內其他公司使用,其中吉利佔股的湖南科力遠新能源公司以1元的價格購買了專利使用權,相當於就是免費獲取了一些核心的技術。而其實科力遠的創始人本身就與豐田有著深厚的關係,對於THS極其熟悉,並在模仿的基礎上弄出了一套CHS系統,但由於很多核心技術尤其是控制邏輯軟件難以攻克,CHS並未大量裝車,也正是後者極其期待豐田技術開放的原因。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


那麼,豐田的THS混動系統究竟有啥特殊之處,被業界戲稱混動系統只有兩種:一種是豐田一種是其他。而第一代THS和第二代THS之間又有什麼區別?今天我們來簡單梳理下。在此之前,我們先簡單瞭解一下油電混合動力的大類別,從功能和結構上主要分為串聯增程式、動力分流式和並聯式三種。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


其中串聯增程式是使用內燃機單獨發電,驅動汽車只使用電機,如寶馬i3及理想one等車型。工作時,發動機轉動帶動發電機發電,電量可以直接用來驅動電機也可以存入電池,發動機與驅動電機之間不能直接連接在一起。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


並聯式的結構我們在之前介紹吉利混動的時候已經有較為深入的介紹,雖然結構有多重,但核心點是發動機與電機之間需要通過電控離合器來分離或連接,以此實現純電驅動、混合驅動及發動機驅動等各種工作狀態,離合器在這裡面扮演著極其重要的角色,而藉助雙離合變速器就是一種取巧的方式。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


而豐田的THS系統之所以被單獨分為一種,歸類為動力分流式,核心點就在於它使用了一套行星齒輪結構巧妙的連接了發動機、發電機與電動機,成功的避開了離合器的存在,依靠行星齒輪有三個自由態和兩組齒輪副之間的動態關係,適時地鎖定或開放一組齒輪副的傳動關係,就可以改變整套系統的動力輸出狀態和傳動比。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


行星齒輪,共分為內中外三層齒輪,分別是太陽輪,行星架以及行星齒輪。三層齒輪相互齧合,均不能獨立轉動,這三個齒輪之間傳動比是固定的,任何一個齒輪的轉動後會帶動其他齒輪的轉動,可以說是牽一髮而動全身。但是可以鎖定其中的太陽輪或行星架不動,而另外兩者之間進行傳動,這就為整套動力的調整留下了空間。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


THS混動系統的優點就是“結構簡單,控制靈活”,其核心就是單排單級行星齒輪機構,由太陽輪、行星齒輪座、行星齒輪和齒圈組成。如上圖所示,藍色部分為汽油發動機,綠色部分為一號電機(MG1),連接行星齒輪組最中間綠色的太陽輪,主要起發電、啟動發動機和調速作用,正反轉均可,轉速區間較廣。紅色部分為二號電機(MG2),主要用作驅動電機和動能回收時的發電機,連接最外邊紅色的齒圈,同時也連接車輪,既可以正轉(前行)也可以反轉(倒車)。而發動機則連接中間藍色的行星架,只可以正轉。整個機構的動力通過位於齒圈上的外齧合齒輪傳遞至減速齒輪,再輸送到車輪上。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


那麼這種混動方式有什麼特點:

1、 省卻了較為複雜的電控離合器,要知道在20年前,電動離合器的控制比較粗糙,結合與分離都不夠順滑,相比之下THS的動力切換就顯得非常友好了

2、 整套系統的體積不算大,重量比較輕,因為減少了變速器

3、 發動機與電機之間的關聯性很強,因為發動機與行星輪相連,所以在電機帶動車輪轉動後較低車速時,發動機因為齒輪剛性齧合,不得不介入工作,並不一定達到發動機工作的最佳車速

4、 發動機與電機的不能同時發揮出最大功率,整個系統的總有一部分的動力用於發電,也就是被分流了。

5、 動力電池不會放空,無需大容量電池(採用的是鎳氫電池),同時對於延長電池壽命有很大的幫助,又可以保證發動機負荷不會過大,電機總能在合適的時候出力

6、 對於控制系統的要求很高,對應不同加速需求、車速、滑行等各種狀態,要求各齒輪副的齧合與鎖定及時,電機的正反轉、發動機的啟動時機都要精確控制


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


正是有了以上幾種特性,才使得THS的贏得了這樣的口碑,一是確實省油,二是動力銜接非常平順,三是動力電池的安全與壽命都不錯。但同時,消費者也能感受到這套動力系統在爆發性上一般,沒有強悍的加速能力。


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從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


那麼,豐田的THS混動系統究竟有啥特殊之處,被業界戲稱混動系統只有兩種:一種是豐田一種是其他。而第一代THS和第二代THS之間又有什麼區別?今天我們來簡單梳理下。在此之前,我們先簡單瞭解一下油電混合動力的大類別,從功能和結構上主要分為串聯增程式、動力分流式和並聯式三種。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


其中串聯增程式是使用內燃機單獨發電,驅動汽車只使用電機,如寶馬i3及理想one等車型。工作時,發動機轉動帶動發電機發電,電量可以直接用來驅動電機也可以存入電池,發動機與驅動電機之間不能直接連接在一起。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


並聯式的結構我們在之前介紹吉利混動的時候已經有較為深入的介紹,雖然結構有多重,但核心點是發動機與電機之間需要通過電控離合器來分離或連接,以此實現純電驅動、混合驅動及發動機驅動等各種工作狀態,離合器在這裡面扮演著極其重要的角色,而藉助雙離合變速器就是一種取巧的方式。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


而豐田的THS系統之所以被單獨分為一種,歸類為動力分流式,核心點就在於它使用了一套行星齒輪結構巧妙的連接了發動機、發電機與電動機,成功的避開了離合器的存在,依靠行星齒輪有三個自由態和兩組齒輪副之間的動態關係,適時地鎖定或開放一組齒輪副的傳動關係,就可以改變整套系統的動力輸出狀態和傳動比。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


行星齒輪,共分為內中外三層齒輪,分別是太陽輪,行星架以及行星齒輪。三層齒輪相互齧合,均不能獨立轉動,這三個齒輪之間傳動比是固定的,任何一個齒輪的轉動後會帶動其他齒輪的轉動,可以說是牽一髮而動全身。但是可以鎖定其中的太陽輪或行星架不動,而另外兩者之間進行傳動,這就為整套動力的調整留下了空間。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


THS混動系統的優點就是“結構簡單,控制靈活”,其核心就是單排單級行星齒輪機構,由太陽輪、行星齒輪座、行星齒輪和齒圈組成。如上圖所示,藍色部分為汽油發動機,綠色部分為一號電機(MG1),連接行星齒輪組最中間綠色的太陽輪,主要起發電、啟動發動機和調速作用,正反轉均可,轉速區間較廣。紅色部分為二號電機(MG2),主要用作驅動電機和動能回收時的發電機,連接最外邊紅色的齒圈,同時也連接車輪,既可以正轉(前行)也可以反轉(倒車)。而發動機則連接中間藍色的行星架,只可以正轉。整個機構的動力通過位於齒圈上的外齧合齒輪傳遞至減速齒輪,再輸送到車輪上。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


那麼這種混動方式有什麼特點:

1、 省卻了較為複雜的電控離合器,要知道在20年前,電動離合器的控制比較粗糙,結合與分離都不夠順滑,相比之下THS的動力切換就顯得非常友好了

2、 整套系統的體積不算大,重量比較輕,因為減少了變速器

3、 發動機與電機之間的關聯性很強,因為發動機與行星輪相連,所以在電機帶動車輪轉動後較低車速時,發動機因為齒輪剛性齧合,不得不介入工作,並不一定達到發動機工作的最佳車速

4、 發動機與電機的不能同時發揮出最大功率,整個系統的總有一部分的動力用於發電,也就是被分流了。

5、 動力電池不會放空,無需大容量電池(採用的是鎳氫電池),同時對於延長電池壽命有很大的幫助,又可以保證發動機負荷不會過大,電機總能在合適的時候出力

6、 對於控制系統的要求很高,對應不同加速需求、車速、滑行等各種狀態,要求各齒輪副的齧合與鎖定及時,電機的正反轉、發動機的啟動時機都要精確控制


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


正是有了以上幾種特性,才使得THS的贏得了這樣的口碑,一是確實省油,二是動力銜接非常平順,三是動力電池的安全與壽命都不錯。但同時,消費者也能感受到這套動力系統在爆發性上一般,沒有強悍的加速能力。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


那麼,最近豐田推出的THS-II又有哪些技術上的變化呢?

首先,電機佈置方式上發生了較大變化,由之前的同軸佈置變成了現在的平衡軸結構,也就是說之前連接在行星架上的MG2現在獨立出去了,通過減速齒輪與行星架外部齒輪齧合,這樣驅動電機的自由度更高一些,意味著可以提升功率,純電驅動的車速可以提升。另外,這樣的佈置使得之前較長的體積縮短些,變得更寬,有利於機艙佈置和控制重心。還有,在行星齒輪的傳動副上齒比也進行了優化,齒輪與齒面也採用了新的加工工藝和拋光處理來提升傳動效率,降低摩擦。再有,就是在Ni-MH鎳氫動力電池和PCU動力控制單元也有所優化。


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前幾天我們在介紹全新一代卡羅拉的時候,為大家說到這臺車的混動系統進行了升級,採用了豐田的第二代混動系統——THS-II。結合另外一件事情,就是在年初的時候,新聞曾報道過,豐田開放了第一代混動系統THS的專利給行業內其他公司使用,其中吉利佔股的湖南科力遠新能源公司以1元的價格購買了專利使用權,相當於就是免費獲取了一些核心的技術。而其實科力遠的創始人本身就與豐田有著深厚的關係,對於THS極其熟悉,並在模仿的基礎上弄出了一套CHS系統,但由於很多核心技術尤其是控制邏輯軟件難以攻克,CHS並未大量裝車,也正是後者極其期待豐田技術開放的原因。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


那麼,豐田的THS混動系統究竟有啥特殊之處,被業界戲稱混動系統只有兩種:一種是豐田一種是其他。而第一代THS和第二代THS之間又有什麼區別?今天我們來簡單梳理下。在此之前,我們先簡單瞭解一下油電混合動力的大類別,從功能和結構上主要分為串聯增程式、動力分流式和並聯式三種。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


其中串聯增程式是使用內燃機單獨發電,驅動汽車只使用電機,如寶馬i3及理想one等車型。工作時,發動機轉動帶動發電機發電,電量可以直接用來驅動電機也可以存入電池,發動機與驅動電機之間不能直接連接在一起。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


並聯式的結構我們在之前介紹吉利混動的時候已經有較為深入的介紹,雖然結構有多重,但核心點是發動機與電機之間需要通過電控離合器來分離或連接,以此實現純電驅動、混合驅動及發動機驅動等各種工作狀態,離合器在這裡面扮演著極其重要的角色,而藉助雙離合變速器就是一種取巧的方式。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


而豐田的THS系統之所以被單獨分為一種,歸類為動力分流式,核心點就在於它使用了一套行星齒輪結構巧妙的連接了發動機、發電機與電動機,成功的避開了離合器的存在,依靠行星齒輪有三個自由態和兩組齒輪副之間的動態關係,適時地鎖定或開放一組齒輪副的傳動關係,就可以改變整套系統的動力輸出狀態和傳動比。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


行星齒輪,共分為內中外三層齒輪,分別是太陽輪,行星架以及行星齒輪。三層齒輪相互齧合,均不能獨立轉動,這三個齒輪之間傳動比是固定的,任何一個齒輪的轉動後會帶動其他齒輪的轉動,可以說是牽一髮而動全身。但是可以鎖定其中的太陽輪或行星架不動,而另外兩者之間進行傳動,這就為整套動力的調整留下了空間。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


THS混動系統的優點就是“結構簡單,控制靈活”,其核心就是單排單級行星齒輪機構,由太陽輪、行星齒輪座、行星齒輪和齒圈組成。如上圖所示,藍色部分為汽油發動機,綠色部分為一號電機(MG1),連接行星齒輪組最中間綠色的太陽輪,主要起發電、啟動發動機和調速作用,正反轉均可,轉速區間較廣。紅色部分為二號電機(MG2),主要用作驅動電機和動能回收時的發電機,連接最外邊紅色的齒圈,同時也連接車輪,既可以正轉(前行)也可以反轉(倒車)。而發動機則連接中間藍色的行星架,只可以正轉。整個機構的動力通過位於齒圈上的外齧合齒輪傳遞至減速齒輪,再輸送到車輪上。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


那麼這種混動方式有什麼特點:

1、 省卻了較為複雜的電控離合器,要知道在20年前,電動離合器的控制比較粗糙,結合與分離都不夠順滑,相比之下THS的動力切換就顯得非常友好了

2、 整套系統的體積不算大,重量比較輕,因為減少了變速器

3、 發動機與電機之間的關聯性很強,因為發動機與行星輪相連,所以在電機帶動車輪轉動後較低車速時,發動機因為齒輪剛性齧合,不得不介入工作,並不一定達到發動機工作的最佳車速

4、 發動機與電機的不能同時發揮出最大功率,整個系統的總有一部分的動力用於發電,也就是被分流了。

5、 動力電池不會放空,無需大容量電池(採用的是鎳氫電池),同時對於延長電池壽命有很大的幫助,又可以保證發動機負荷不會過大,電機總能在合適的時候出力

6、 對於控制系統的要求很高,對應不同加速需求、車速、滑行等各種狀態,要求各齒輪副的齧合與鎖定及時,電機的正反轉、發動機的啟動時機都要精確控制


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


正是有了以上幾種特性,才使得THS的贏得了這樣的口碑,一是確實省油,二是動力銜接非常平順,三是動力電池的安全與壽命都不錯。但同時,消費者也能感受到這套動力系統在爆發性上一般,沒有強悍的加速能力。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


那麼,最近豐田推出的THS-II又有哪些技術上的變化呢?

首先,電機佈置方式上發生了較大變化,由之前的同軸佈置變成了現在的平衡軸結構,也就是說之前連接在行星架上的MG2現在獨立出去了,通過減速齒輪與行星架外部齒輪齧合,這樣驅動電機的自由度更高一些,意味著可以提升功率,純電驅動的車速可以提升。另外,這樣的佈置使得之前較長的體積縮短些,變得更寬,有利於機艙佈置和控制重心。還有,在行星齒輪的傳動副上齒比也進行了優化,齒輪與齒面也採用了新的加工工藝和拋光處理來提升傳動效率,降低摩擦。再有,就是在Ni-MH鎳氫動力電池和PCU動力控制單元也有所優化。


從THS到THS-II,豐田的混動系統是怎樣獨樹一幟?


因此,THS-II的核心技術並未改變,依然是單行星齒輪的動力分流方式,但在結構上有了一次比較明顯的改變,在技術細節上則有眾多微小的改進,使得它對於能源的利用率會進一步提升。還有一點,由於結構上的變化,一定會引起控制邏輯上的改變,使得第一代的控制邏輯不再適用於此,而正因為如此,豐田才很大度的開放了第一代系統的專利。

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