- 丰田的混动系统究竟厉害在哪?有什么缺点?
丰田的混动系统究竟厉害在哪?有什么缺点?
丰田ECVT油电混合动力系统没有什么“厉害”的点,作为燃油车的替代类型如价格相同则不差,指导价高于燃油车则毫无价值可言。
ECVT动力传递器本质只是台“混电变速箱”,结构不是一般理解的带轮钢带CVT,这种CVT通过两个能改变夹角的液压锥形轮与钢带组合实现无极变速,锥轮的夹角变化同步带动钢带夹角的变化是一个线性的、连续可变的过程,升档过程中没有中断所以才叫做“无极”。
不过这种由荷兰人多明斯发明的变速箱有严重的问题,带轮皮带容易打滑、升级为钢带减少打滑但是又很不耐磨损,所以电动机是绝对不能使用的。
电动机的特点是恒扭矩发力,也就是起步瞬间即可爆发峰值扭矩,使用带轮和钢带一定会严重快速磨损;为提高耐用性ECVT使用了齿轮组传动,原理其实与电动汽车的单速减速器没有什么区别,因为电动机可以以高转速运行而几乎无振动和无噪音,可以把电机本身理解为有驱动和无极变速两种功能,齿轮组只是为放大扭矩而已。
以上是ECVT变速箱的结构概念,运行的原理是利用驱动电机输出动力,发动机辅助输出动力,性能的体现是以驱动电机为主。不过丰田的油电混合系统使用的电池组容量非常小,一般在1~1.5kwh之间,纯电续航里程高负荷运行只是几百米就要亏电,所以还需要即时发电为电池组补充电量。
所以ECVT变速箱中还集成了一台发电电机,在行驶的过程中利用内燃机带动发电机即时补充电量,只是发电的效率很低,中高速行驶中内燃机仍需要参与驱动与电机共同输出动力。
ECVT混动系统的特点简单理解为:可油电共同输出的入门级增程式系统,结构与EDU、绿混等早期的P2.5架构混电变速箱,或称之为【动力传递器】的变速箱概念相同,唯一的作用是节油。
因为变速箱的体积限制了电动机的功率,壳体中还要布局一组发电电机所以驱动电机的功率会更低,这类车对比同级燃油车或插电式混动车往往性能非常糟糕。
在制造成本方面并没有提升,传统变速箱多为6~10AT或CVT,其制造成本并不比ECVT低,所以换用ECVT并没有提升成本;而发动机从奥托循环的大功率大扭矩大排量的发动机,降级使用为阿特金森循环制造成品偏低的弱机,在发动机方面还是能降低成本的;动力电池容量1kwh左右,早期的镍氢是最差的类型、成本低于1k,后期换用高镍的三元锂电池也不过1500元左右。
整车可控制成本到实际不比燃油车高,但是这些油电混合车却能售出高价,在没有性能提升的前提下只是节省了一些油耗,那么按照年平均行驶里程算一算多少年能省回成本?换一组电池需要几万?NVH表现好,为什么有些丰田的量产油混轿车120km/g循环的音强达到68~69Db?要知道10万元的国产轿车也有能做到65~66Db的量产车,所以很明显这是智商鉴定车。
至于以油电混合ECVT架构打造的插电混动汽车,这种车在业界几乎是“笑谈”:发动机仍用阿特金森、ECVT电动机功率毫无增长,电池组容量加大到10kwh左右明显拉低了推重比,指导价在20万左右、百公里加速没有面包车快,内饰粗糙、配置简陋,您说这车厉害在哪?
“这世上只有两种混动,一种是丰田。另一种是其他”,这句话算是汽车界对丰田在混动技术上成就的最高褒奖,在很多车企传统汽油车还没有造明白的90年代,丰田就推出了当时的第一款混动车型——普锐斯,一时间站在了汽车技术蓬勃发展年代的制高点上。
之后的丰田并没有满足于现状,把只在日本本土售卖的普锐斯带到了全世界,让全世界人民可以看到丰田是如何在这项技术领域里从0做到1的,不断的完善技术细节和申请专利,早就了丰田迄今为止都难以撼动的混动老大地位。
“THS power-split device hybrid”——动力分流,这便是丰田当下混动技术的关键所在,而关键中的关键则是实现发动机转速与车轮转速实时解耦的行星齿轮,它是由与一号电机相连的太阳轮,与发动机曲轴输出相连的行星轮,与传动这相连并且为之最靠后的外圈齿轮构成,如下图所示。
在汽车起步阶段,动力直接由2号电机驱动与车轮相连的齿圈齿轮,避开了发动机此时的低效率区间,发动机也是不工作的。
如果汽车突然提高了对动力的需求,发动机则开始介入,与发动机直接相连接的行星架与2号电机共同发力驱动车辆,而此时的一号电机则是通过反向运转进一步提高动力响应。此时汽车的动力来源实际有三个,兼顾了动力性与燃油经济性。
而在中高速巡航工况时,发动机动力经由行星架直接带动外齿圈驱动车轮运转,此时的一号和二号电机则是再对动力有需求时再介入,这是因为,中高速的巡航对发动机而言是可以实现高效率运转的,已经达到了省油的目的。
在刹车时,THS系统则可以利用两个电机实现动能回收。在这里我们就能看出,丰田混动系统的核心理念就是尽量避免发动机在低效率区间参与工作。要么不工作,要么就直接在高效率转速区间参与工作,再加上两台电机的调节作用,让热效率已经非常高的发动机又达到了一个新的高度。
首先在这套混动系统中,发动机输出的动力要经过多重齿轮结构才能参与到车轮的运转,中间确实存在内燃机功率的损失,而且无可避免,只能说通过后期的不断优化,把动力传输的损失尽量降低。