豐田THS混動(dòng)系統(tǒng)的工作原理是怎樣的
豐田THS混動(dòng)系統(tǒng)通過發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)協(xié)同工作,依據(jù)車輛行駛狀態(tài)智能切換動(dòng)力源,實(shí)現(xiàn)高效的能源利用與動(dòng)力輸出。在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí),借助發(fā)電機(jī)啟動(dòng),燃料從油箱至發(fā)動(dòng)機(jī),電力經(jīng)高壓電池等部件到發(fā)電機(jī),動(dòng)力由發(fā)電機(jī)傳至發(fā)動(dòng)機(jī)。行駛中,加速時(shí)電動(dòng)機(jī)輔助發(fā)動(dòng)機(jī),減速制動(dòng)時(shí)回收能量充電。這種智能切換優(yōu)化了燃油經(jīng)濟(jì)性與動(dòng)力性能 。
豐田THS混動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)十分精巧,發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、電機(jī)通過一個(gè)行星排耦合在一起。其中,發(fā)電機(jī)與太陽(yáng)輪連接,發(fā)動(dòng)機(jī)與行星架連接,電機(jī)與外齒圈連接并通過主減速器與輪端連接。基于行星排的這種特殊連接關(guān)系,產(chǎn)生了兩個(gè)重要現(xiàn)象。一方面,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、電機(jī)轉(zhuǎn)速(輪端轉(zhuǎn)速)之間存在固定的數(shù)學(xué)關(guān)系,并且發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與輪端解耦,這使得在低車速時(shí)可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,進(jìn)而帶來較好的燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性;另一方面,發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩會(huì)按照固定比例分配給發(fā)電機(jī)(太陽(yáng)輪)和輪端(外齒圈),發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩與輪端耦合。
在不同的行駛工況下,豐田THS II混動(dòng)系統(tǒng)有著不同的工作模式。在啟動(dòng)和低中檔車速階段,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于低效范圍時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作,車輛僅依靠電機(jī)驅(qū)動(dòng),這種方式有效避開了發(fā)動(dòng)機(jī)的低效區(qū)間,提升了能源利用效率。正常駕駛時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力由動(dòng)力分動(dòng)器分成兩部分,一部分轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電機(jī),發(fā)電機(jī)再驅(qū)動(dòng)電機(jī),另一部分則直接驅(qū)動(dòng)車輪,并且通過功率控制單元精確控制功率分配,讓發(fā)動(dòng)機(jī)始終保持在較為高效的工作區(qū)間。
當(dāng)車輛需要突然加速時(shí),額外動(dòng)力由電池提供,發(fā)動(dòng)機(jī)和高輸出電機(jī)共同作用,提供平滑的響應(yīng),滿足駕駛者對(duì)動(dòng)力的需求。在減速、制動(dòng)階段,高輸出電機(jī)作為發(fā)電機(jī),將車輛的動(dòng)能恢復(fù)為電能存儲(chǔ)在電池中,實(shí)現(xiàn)能量的回收再利用。而在電池電量不足時(shí),必要時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)給電池充電。當(dāng)車輛停止時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停止,避免了不必要的能源消耗。
豐田THS混動(dòng)系統(tǒng)通過巧妙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和多種工作模式的配合,依據(jù)車輛不同的行駛狀態(tài),靈活協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)的工作,在提高燃油經(jīng)濟(jì)性的同時(shí),也兼顧了動(dòng)力性能,為駕駛者帶來更優(yōu)質(zhì)、更高效的駕駛體驗(yàn)。
(圖/文/攝:太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng))
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