混動汽車工作原理_豐田雙擎混動汽車工作原理

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每個時代的主題都不一樣，我們熱愛的汽車領域也不例外。曾經所有汽車廠商都以造出大排量多氣缸的發動機為傲。特別是一線的品牌，就算是賠本賺吆喝，也憋一個W12或者V12啥的，畢竟是個賣家，不能慫，會掉。而隨著環境的惡化，能源的枯竭，政策的改變等一系列連鎖反應，如今的汽車行業來了一個180度的大反轉，以低能耗環保為榮，連6缸發動機都“淪為”情懷。而相對的，高新的新能源技術永遠都掌握在少數人手中，今天正經要和大家聊的就是現行最完善的新能源技術之一，通用旗下的HEV全混動系統。

大家先別緊張，聽起來是有點復雜，但我們可以由淺至深慢慢解讀。首先理清概念，所謂的HEV就是Hybrid Electric Vehicle的縮寫，即混合動力汽車。

你們要記住的關鍵點就只有一個，HEV是不用充電的，和傳統燃油車型完全一樣，加油，開車，再加油...就是這么簡單，不同的就是在于混合動力車型可以用同樣的燃油走更遠的路，也就是續航里程更長。這也是目前我最推薦的一種新能源車型，無條件的達到更長的續航里程。

有了基礎概念墊底，我們可以開始進階的內容了。通用這套混動系統，也就是別克君越30H搭載的這一套，是由一臺1.8L自然吸氣發動機、兩組永磁同步電機、雙排行星齒輪和兩個離合器構成。最大綜合輸出功率182Ps（134kW）最大綜合輸出扭矩380N·m。

堆完數據之后大家是不是覺得有點熟悉，對的，這套系統與豐田的混動系統的原理是一樣的，不同的在于君越30H上面這套動力總成更完善，更先進。

關鍵在兩套行星齒輪組

通用這套傳動系統的核心是由兩組行星齒輪組和兩個離合器組成的，行星齒輪組的運作原理大家可以百度了解一下，這里就不展開了，這里面的關鍵在于通過離合鎖死行星齒輪中的太陽輪、行星架或外齒圈，從而改變動力輸出的組合與路徑，懂行的已經明白了，這就是自動變速箱的原理。

因此我們可以簡單的理解為，如果豐田采用的單行星齒輪組就如一個擋位，那么通用這套方案通過兩套行星齒輪實現了三個擋位的傳動效果。眾所周知，擋位越多，傳動效率相對也會更高。

三種工作模式

發動機連接一號行星齒輪組的外齒圈，電機A連接一號行星齒輪組的太陽輪，電機B則連接二號行星齒輪組的太陽輪，這樣就構成了這套系統的基本結構，接下來就來看看是如何實現三個傳動模式的。

第一種模式是低負荷情況下，離合器不工作，由電機B獨立驅動車輛，減速或滑行時也由電機B負責回收動能。

第二種模式是固定齒比模式，在車輛勻速行駛的時候，兩套離合器同時鎖止，形成一種新的動力輸出路徑，電機A不工作，發動機介入，在最經濟的工作區間內固定的給車輪輸出動力，當需要急加速時電機B會輔助加速，當減速和滑行時，也由電機B負責能力回收。

第三種模式則是復合模式，這種模式是在車輛需要更大動力時啟用，一個號離合鎖死，發動機與兩臺電機共同驅動車輪，而電機B同步為電機充電和進行動能回收，保證電機的工作。

后兩個模式就是與單行星齒輪組的差距所在，而這個兩個模式可以更好的保證發動機始終處于最佳工作區間，從而提高燃效和降低能耗。

話說回來，豐田的混動專利2017年就到期了，那以后是不是所有廠商都可以這么做。顯然事情沒有那么簡單，和自動變速箱同理，國產也可以做出8AT，實際效則往往不盡人意，大部分廠商在變速箱這塊還是依靠供應商，除了硬件，這其中的關鍵在于標定和調校。

我們的汽車在行駛過程中要面臨各種各樣的工況，控制系統需要根據需要判斷用什么擋位行駛，何時升降擋。而這套混動系統，在行駛過程中需要在固定齒比模式和復合模式之間快速切換，根據實際工況選擇合適的驅動模式。

而相比一套行星齒輪組的結構，雙行星齒輪的變化更多，需要更強大的控制系統，更快的計算速度，假設原來是每秒計算10次，現在不是簡單的×2，計算的次數要達到10的平方甚至更多。當然這只是一種比喻，再說下去又要暴露我體育老師教的數學了...

談到技術，最近幾年馬自達一直很紅，創馳藍天可謂是盡人皆知，但很少人知道究竟是個什么技術，其實創馳藍天不是特指一個技術，而是一整套的優化方案，包括動力總成和底盤，其中有進排氣系統和變速箱等等細節的調校方案。誠然，現在動力系統的技術的原理基本都是一樣，一線廠商的發動機基本不存在代差，都只是不斷的在優化細節。而通用這套混合動力技術也是如此。

結構優化

小體積、輕量化是汽車工業永恒主題，需要更復雜控制單元的混動系統更是如此，別克30H上這套系統重量僅為125kg，可以和傳統變速箱實現模塊化替換。

以往獨立安置的TPIM電控模塊此次也集成在箱體中，電池直流電轉換為電機使用交流電的工作得以在箱體內完成，直接避免在發動機艙布置內高壓電線，大幅度提高耐久性能和安全性能。

電機采用條形繞組構造，使用長方形的繞線結構來取代傳統的圓形繞線結構，具有更好的散熱與靜音性能。

材質優化

電機內置式釹鐵硼永磁材料確保了電機運行的高效，在高扭矩下仍然能夠保持平順的動力輸出。

電機的轉子的稀土使用量相比上一代電機降最高低了40%，稀土材料主要用于對高溫退磁敏感的邊界部分。要知道稀土作為稀缺資源，用更少的稀土達到同樣的效果，除了控制成本以外，無疑也是一種對資源的保護。

采用了鋰離子電池組，有著容量更大，電流量更大，更環保等優勢。

枯燥的技術講了這么多，主要是為了讓大家對混動車型更有信心，另一方面也可以供“進階”的汽車愛好者們參考。那么話說回來，對消費者有什么實際意義？

實際意義

就市場定位而言，君越30H大概處于一個“輕奢”的位置，定位略高于凱美瑞混動、雅閣混動等輩。而對于君越家族本身，原有的6AT雖然沒有什么毛病，但性能在同級也確實算不上亮眼，而這套混動系統不僅沒有過多的影響空間，還帶來更低的油耗和更好的駕駛體驗，關鍵在于與汽油版相差無幾的定價，因此這也是我最推薦購買的君越車型。

其實別克也好，豐田也罷，都吃了政策的虧，全混車型在國內除了少數城市之外，都沒能享受政策補貼。但在能源角度，現階段電能還算不上是環保能源，特別是中國，火電占全國發電量的比重超過70%，北京人民長期霾里來霧里去真的不容易。

而相對成熟的石油能源，現行的內燃機的燃燒效率不到40%，還有很多的能量被浪費，完全還有優化的空間，另一個角度去看混動其實就是提高了燃燒效率。而這種強混動系統就是一種提高能源利用效率的方案，相比插電式的新能源技術，無附加條件的實現更長的續航里程，對消費者也是有最直觀的實際意義，所以這類全混動技術也是我目前最為推薦的新能源技術。

根據“別克藍”新能源戰略，在未來幾年將陸續會推出EREV插電式增程混合動力車，PHEV插電式混合動力車，EV純電動車等新能源車型。由此也可看出，雖然在國內才剛剛嶄露頭角，但作為全球一線廠商通用有著非常充足的技術儲備，在燃料電池，增程式混動等領域都有著不俗的成績，對未來的出行方式有著自己的理解與探索。