一、 概述
之前针对电机串并联Px架构专门写过一篇《浅谈混合动力汽车技术架构》;以及《浅谈基于功率分流PS的沃蓝达混动架构》两篇文章,分别讨论了电机串并技术路线以及基于行星排的功率分流(PS)技术路线的串联混动系统。
本文主要介绍PS技术路线的另一个主要代表,丰田THS混联混动架构及其工作模式。
二、 THS混合动力系统机构
丰田THS系统是典型的混联式混合动力系统,至今已发展到第四代,THS最早被用于97年10发布的第一代普锐斯上,下面就比较典型的第二代THS-II系统做简要介绍。
THS-II系统的关键也是最为复杂的部件就是由两台永磁同步电机和行星齿轮组成的动力分配系统。和沃蓝达系统一样,丰田THS系统同样适用行星齿轮组巧妙的实现了动力综合分配。
但与行星轮系统连接的各部件不同:THS-II系统中,带有两台电动机-MG1和MG2。MG1主要用于发电,必要时可作为驱动电机输出动力;MG2主要用于驱动电机。MG1、MG2以及发动机输出轴被连接到行星齿轮机构的太阳轮、齿圈和行星架上。
动力分配就是通过功率控制单元控制MG1和MG2电机,通过行星齿轮机构进行巧妙分配。另外,THS-II系统甚至连变速箱也不需要,发动机输出经过固定减速机构减速后直接驱动车轮。
三、 THS-II系统工作模式
HTS-II混合动力系统一共有5中工作模式,分别为:发动机启动模式、发动机怠速模式、车辆起步模式、车辆减速模式和车辆倒车模式模式。
发动机启动模式
发动机启动时,电流流进MG2,通过电磁力固定行星齿轮的齿圈,MG1作为启动电机转动太阳轮,太阳轮带动行星架转动,与行星架连接的发动机曲轴转动,发动机启动。
发动机怠速模式
发电机怠速时,电流流进MG2,固定行星齿轮的轮圈,发动机带动行星架转动,行星架带动太阳轮转动,与太阳轮连接的MG1发电给电池充电。
车辆起步模式
车辆起步时,如需要更多动力,比如驾驶员深踩加速踏板,或检测到符合过大等,MG1转动启动发动机。
车辆减速模式
车辆(B挡)减速时,MG2产生的电能提供给MG1,MG1驱动发动机。此时发动机断油空转。MG1输出的动力成为发动机制动力。
车辆倒车模式
倒车时,只使用MG2作为倒车动力,行星架停转,与MG1连接的太阳轮空转。
小结
以上主要介绍了基于功率分流PS技术路线的混联式代表-丰田THS混合动力架构及工作模式,希望以此和之前介绍的电机串并联结构Px,以及通用沃蓝达PS技术串联混动结构,对常用的混合动力技术架构作为完整的简要介绍,能为相关读者起到抛砖引玉的作用。