“混动技术尖子生 丰田插电式混动技术体验”

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【评价频道】丰田很早就布局了混合动力，从最初的高价普锐斯，到现在亲民的卡罗拉/雷凌双发动机，别人刚开始大力开发，可见丰田已经遥遥领先。 到目前为止，丰田已经销售了1400多万辆混合动力车。 这个数字压倒了所有的对手。 无论是技术诀窍的积累还是销量，在混合动力技术方面丰田无疑都是前列的精英。

当面对日益恶化的环境和各国严苛的法规，大家终于受到威胁，投入小排量涡轮化和电动化的研发时，丰田已经积累了雄厚的技术和经验，开始考虑更长远的快速发展。 插电式混合动力汽车是丰田未来布局的一大步。

尽管卡罗拉/雷凌双发动机姐妹花已经被国内市场广泛接受，但卡罗拉/雷凌双发动机e+基于双发动机型ths ii动力系统，增大电池容量，提高纯电续航距离，增加插电连接器

ths ii Toyota混合动力系统- ii，也就是丰田的第二代混合动力系统。 该系统由1.8l阿特金森循环发动机+双电动机e-cvt变速器+电池组+pcu动力控制单元组成。

这个系统里面看起来好像有cvt变速器，但实际上没有。 ths ii系统的核心其实在于由两个马达组成的e-cvt结构。 实际运转中的变速是通过这两个电机的转速差来实现的。

1号电机用于调速，2号电机用于驱动，两个电机都作为发电机和电动机，它们通过行星齿轮与发动机连接，由pcu控制实现变速。 根据车速，pcu根据发动机和电动机的状态，实时调整它们之间的转速关系。 通过1号电机的调速，启动或停止、加速或减速发动机，实现像cvt级变速器一样极其平稳的变速，实现动力不间断的输出。 起步或低速行驶时发动机停止，车辆由永磁同步电机( 2号电机)纯电驱动。

这个1.8l阿特金森循环发动机也是专门为混合动力系统而诞生的。 阿特金森循环发动机通过延迟进气门的关闭，达到压缩比小于膨胀比的效果，从而提高燃油经济性。 但是，这是牺牲了动力性能，阿特金森循环发动机整体的动力输出水平较弱，在低扭矩时更是无能为力。 另一方面，电动机启动后输出全扭矩的特点正好弥补了阿特金森循环发动机的缺点，两者相互取长补短，共同提高了动力系统整体的燃油经济性。

ths ii的特点是，在车辆起动时和低速时，可以利用电动机的强力转矩弥补自然吸气发动机的弱低转矩，在中高速时可以通过发动机的高效运转给电池组充电，在高负荷时和紧急加速时可以使电动机和发动机合力

卡罗拉/雷凌双发动机e+搭载的ths ii在结构和原理上都没有变化，但电池组从镍氢电池改为锂电池，容量也从1.3kwh提高到10.5kwh，实现了55km的纯电续航距离。 之所以改用锂电池，是因为要达到更长的续航距离，需要大幅提高电池容量。 另一方面，镍氢电池的特点是价格低廉、成熟，但能量密度不足时电池体积会急剧增加。 这是因为使用高能量密度锂电池的主要目的是不要在车内空之间进行过多的压缩。

ths系统从1997年诞生到现在，已经经历了三次技术升级，目前卡罗拉/雷凌双发动机e+搭载的ths已经达到了第四阶段的水平，各个部件的性能都有了很大的提高，而且它们的体积和重量都很小 (第1阶段为ths i，第2、3、4阶段为ths ii )

最早的混合动力车普锐斯电池组体积大，重量也达到了76公斤。 4级电池组，已经大幅缩小体积，扁平化到放在后座下面，不占用行李箱空之间，重量也减少到40kg，减少了近一半。

驱动用的永磁同步电机不仅技术大幅提高，体积重量变小，4级电动机定子方形的绕线方法比初代圆筒形绕组的空间隙小，性能稳定，制造难度也相当大。 电动机转子的芯板也从第一代的0.35mm以上减少到0.25mm左右，实现了轻量化。 另外，稀土元素的使用量减少了96%，这也是地球资源的保护。

除了电池、电机等大型零部件的小型轻量化外，4级pcu也同样进行了优化，体积从17.4l达到8.4l，功率密度上升了2.5倍，两面积层冷却的效果也远远超过了初代产品。