中國汽車工程師之家


中國汽車工程師之家--聚集了汽車行業80%專業人士 

論壇口號:知無不言,言無不盡!QQ:542334618 

本站手機訪問:直接在瀏覽器中輸入本站域名即可 

您當前所在位置: 新能源車 > 查看內容

豐田第四代混合動力系統詳解

文章作者頭像
發布:liuxianglong 來源: 節能減排汽車人
PostTime:25-4-2020 09:58
談起豐田的混合動力汽車技術,相信大家都不會陌生。其最新一代技術采用了最新的雙電機平行軸排布方式,搭載TNGA平臺的混動車型。

以下為文章全文:(本站微信公共賬號:cartech8)


汽車零部件采購、銷售通信錄       填寫你的培訓需求,我們幫你找      招募汽車專業培訓老師

談起豐田的混合動力汽車技術,相信大家都不會陌生。其最新一代技術采用了最新的雙電機平行軸排布方式,搭載TNGA平臺的混動車型。 筆者從2006年開始關注豐田混動行星排技術,至今已經14年時間,從第一代總成衍生到今天的第四代,可謂每一代都是脫胎換骨。今天在這里詳細介紹一下其工作原理, 獻給一直堅持在混動技術路線的工程師戰友們,獻給一直為學術理想奮斗的朋友們。

01

構型特點

豐田混合動力汽車采用P610的混合動力系統,話不多說,直接上干貨,結構如下:

系統具有四軸結構,由扭矩限制器,單向離合器,輸入軸,行星齒輪機構,電動機,減速裝置和差速裝置組成。其中,行星齒輪機構作為功率分流裝置,其確定發動機動力是供應給電機MG1還是用作車輛驅動力。電機MG2及其減速裝置采用平行軸布局。發動機的輸出軸通過一個單向離合器和一個扭轉減振器與行星齒輪機構的行星架相結合;電機MG1與行星齒輪機構的太陽輪相連;電機MG2通過減速齒輪及叢動齒輪與齒圈相連。豐田最為點睛之筆的設計:增加了一個單向離合器。該構型具有如下特點:

  • 與前幾代構型不同,該構型中電機MG1和電機MG2不再處于同一軸上,而是采用了平行軸的布置,這種平行軸布置減小了軸向尺寸和重量,與雙行星排的構型相比,電機MG2的減速裝置為一組直齒輪,減少了齒輪嚙合點,進而降低了接合損失,提升了綜合效率;

  • 平行軸布置中,電機MG2的減速裝置具有更大的減速比,可以使用轉速更高最大扭矩較小的電機。電機MG2的體積可以更小,使得平行軸結構的驅動橋相比上一代寬度并沒有增加;

  • 發動機和行星架之間通過單向離合器進行連接,單向離合器反向旋轉時可以鎖止行星架,實現整車的雙電機驅動(最牛的設計),提高了整車在純電動模式的動力性;

  • 采用了電動油泵,改進了冷卻、潤滑結構,提升了冷卻和潤滑效果。

02

工作模式

配置豐田第四代混合動力系統的車輛擁有四種實際工作模式,分別為電動模式、混動模式、停車充電模式和再生制動模式注:倒車模式不做分析)

  • 電動模式

單電機純電動工況下,MG2作為整車動力源,轉矩為正帶動車輛前進,轉速為正;發動機不工作,由于本身阻力較大,轉速幾乎為0;MG1不輸出轉矩,轉速滿足行星排傳動關系,以負方向隨轉。

雙電機驅動工況下,MG2輸出正向轉矩,驅動車輛前進,轉速為正;MG1轉速方向為負,同時轉矩方向也為負,根據行星齒輪傳動關系,傳遞至齒圈端的轉矩方向為正,與MG2共同驅動車輛;發動機不工作,受MG1負轉矩影響有負向轉動趨勢,觸發單向離合器鎖止,發動機轉速保持為0。相比單電機電動,雙電機電動的總轉矩更大,動力性更強,多出現在急加速和爬坡工況如果控制策略做不好,模式切換時刻會產生很大的沖擊度,但豐田做到了切換平穩!

  • 混動模式

低速混動行駛,在設定模式為EVAuto或HV時,車速較低,車輛實際工作模式可能為混動模式,發動機、MG1和MG2均參與驅動。發動機啟動并輸出正向轉矩,并傳遞至太陽輪和齒圈;MG1輸出負轉矩平衡發動機傳遞到太陽輪處的轉矩,同時由于車速較低,轉速為正,為發電狀態;MG2輸出正轉矩,與發動機傳遞至齒圈端的轉矩耦合,共同驅動車輛,為電動狀態。

高速低負荷混動行駛,在設定模式為EV、EVAuto或HV時,車速較高,車輛實際工作模式可能為混動模式,發動機、MG1和MG2均參與驅動。發動機啟動并輸出正向轉矩,并傳遞至太陽輪和齒圈;MG1輸出負轉矩平衡發動機傳遞到太陽輪處的轉矩,同時由于車速較高,行星排運行超過機械點,MG1轉速變為負向,功率為正,處于電動狀態;為維持電池電量,MG2輸出負轉矩,為發電狀態,與發動機傳遞至齒圈端的轉矩耦合。

  • 駐車發電模式

在設定工作模式為CHG,保持擋位為P擋,車輛進入停車發電模式。

  • 再生制動模式
發動機停止工作,轉速、轉矩均為0;MG2輸出負轉矩,對車輛產生制動作用,同時轉速為正,處于發電狀態,對動力電池充電;MG1轉速為負隨轉,不輸出轉矩。

03

總結

豐田汽車公司將混合動力技術定位為構筑新型汽車社會的核心技術,經過數十年的潛心研究和發展,幾乎是美妙絕倫,第四代混合動力系統最為核心的裝置就是單向離合器,為第四代系統的高性價比奠定了基礎! 同時也為電動車以及燃料電池車等新能源車的發展積累了大量顧客的反饋和實際應用的經驗。謀事者必先苦心志,對所認定的事情鍥而不舍,后勁十足,是許多行業人士對豐田的一個深刻印象,其在混合動力領域內的堅持不懈正印證了這一點。豐田一直堅持走混合動力路線,這其中的執著與堅持,是不是我們科研工作者應該學習的地方呢?是放棄還是繼續堅持呢,也許只有市場會給我們答案。

[文章糾錯]

文章網友提供,僅供學習參考,版權為原作者所有,如侵犯到

你的權益請聯系qchjl_admin@126.com,我們會及時處理。

會員評價:

0 發表評論

|小黑屋|手機版|Archiver|汽車工程師之家★汽車技術交流學習網★車輛設計論壇 ( )

GMT+8, 3-7-2020 17:13 , Processed in 0.105847 second(s), 23 queries .

Powered by X3.2

© 2001-2013

真人葡京网 伟德足球 竞技竞猜下注 体育盘口 大发游戏中心