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普锐斯
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王帅-二手车
2021-05-14 07:30 /浏览

    其实,丰田普锐斯之所以能在混动车的历史长河中留下美名,这与其背后的THS混动系统密不可分,而这里我们详细地聊聊THS混动系统中的核心部件E-CVT。

「E-CVT」的构成

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    「E-CVT」顾名思义,其官方全称为「电子控制电磁离合式无级变速器」,所以「E-CVT」一般由2个调速「电机」,一组「行星齿轮」和「离合器」组成。当你看到「E-CVT」的拆解图后,是否有一种感觉『怎么看起来像带了电机的差速器』。不错,就是这样一个看似结构简单的变速器,却达到了CVT的效果。

「E-CVT」的连接

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    要搞懂「E-CVT」的工作原理,我们还是要将其变速的逻辑关系先理清楚,「E-CVT」的一个关键部件就是「行星齿轮组」,当我们研究「行星齿轮组」机构时,最重要就是要搞清『动力从哪来,到哪里去,整个流程是什么样』,所以,首先我们来看看「电机」、发动机、和「行星齿轮组」之间的联系。

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E-CVT部件连接示意图

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    在这样的连接方式下,各个部件开始发挥自己的作用:

    发动机的动力可以通过「行星齿轮盘」分配给车轮和1号电机;

    1号电机可以发电来提供给2号电机或给电池组充电;

    2号电机可以直接驱动车轮或给电池组充电。

    看到这里,我们会想到一点:这些部件的运作需要被控制!而作为E-CVT的最复杂最关键的部件,用来控制动力传输的「PCU」(动力控制单元)自然进入了我们的视线。容我简单地『百度』下:

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    PCU动力控制单元(Power Control Unit)作为混动汽车必不可少的一个部件,里面包含了「电压变换器」和「逆变器」,可以调节电池组输出的电压。比如向电机供电必须使用高电压(600V左右),而电池组的电压由于尺寸的限制最多达到200V左右,故变压器必不可少。而逆变器的作用则是使直流变交流或者反之,因为高压交流电机具有体积小、效率高、功率大的优点,而电池组发出的是直流电,故在电机和电池组之间必然需要一个逆变器。(源自网络)

「E-CVT」的工作原理

    在了解「E-CVT」的基本构成和连接方式后,接下来就是见证『奇迹』的时刻,我们一起来看看在不同工况下「E-CVT」是如何工作的:

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    发出启动指令后,电池提供1号电机动力,启动(正转)并带动发动机启动。

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    发动机启动后怠速运转,汽油机带动「行星齿轮盘」正向旋转。由于车轮(连接着外齿圈)未转动,「行星齿轮盘」(连接着发动机)的正向旋转会通过「行星齿轮」带动「太阳齿轮」(连接着1号电机)正向旋转。「1号电机」不再接收电池组输电,反而变成发电机,发出交流电,经PCU里的逆变器和电压变换器变成低压直流电并给电池组充电。总之,怠速时,发动机的功率全部用来为电池组充电。

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    发出起步信号后,少量电力带动「2号电机」,「2号电机」带动车轮(连接着外齿圈)开始正向转动,车子缓慢前进。当你稍微用力踩下油门踏板时,「2号电机」获得更多的电力,车辆就会加速前进。

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    随着「2号电机」的转速增加,「1号电机」的转速也会急速增加,而当「1号电机」即将达到上限时,此刻发动机启动主动介入动力输出。通常情况下,起步时踩油门的力度越大,汽油机介入的时间就越早。

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    当达到一定速度后,如果继续缓慢加速,此时「2号电机」继续为主要的动力来源,发动机继续在低转速区间运作,这与起步阶段的动力供给情况类似,只是「2号电机」的工作功率会更大。

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    急加速时,即是「火力全开模式」,发动机转速提升进入高效动力输出模式,带动「1号电机」加速提供「2号电机」动力,同时通过「行星齿轮」与「2号电机」共同将强劲动力同时输送到「外齿圈」带动车轮高速运转。

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    在高速巡航时,「2号电机」反转供电给「1号电机」,而在变速箱内,「太阳齿轮」反转使得「行星齿轮」的动力大部分传递到「外齿圈」,从而推动车辆巡航。在这阶段主要由发动机推动汽车。

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    减速时,发动机关闭,「1号电机」空转。「2号电机」由车轮带动变成发电机吸收车轮的减速能量,同时为电池组充电。

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    倒车的过程也比较简单,正好与刚起步的情况相似,电池组为「2号电机」供电,「2号电机」带动车轮,「外齿圈」在离合器的作用下反转运作,完成倒车。

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    不知道大家是否能通过上面的图文和表格领会到「E-CVT」的技术之美,说实话,就这套「行星齿轮组」的工作逻辑,就让我佩服的五体投地,关键是,比起『汽油压燃』一类的黑科技,「E-CVT」是实打实地降低了油耗!所以,普锐斯在我心中一直有着不可撼动的地位。

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    客观地说,我们花10万收的这台3代普锐斯(2012款1.8L豪华款)是一台低故障率、低油耗、低维保、家用车。只是说句良心话,这车性价比真的不高。不过,如果你和我们一样是『技术宅』,而且对普锐斯所搭载的这套混动系统充满敬意的话,这略微虚高的价格就不是问题了。

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    只是,每当我想到,再加一些预算就可以选择同年的的雷克萨斯CT200h,这刚收来的普锐斯,好像一下就不香了……(编译/汽车之家 王帅)

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1 /丰田普锐斯整体情况介绍 2 /「E-CVT」的工作原理解析