普銳斯混合技術(shù)解析

PRIUS Hybrid（PRIUS），是日本豐田汽車于1997年所推出世界上第一個(gè)大規(guī)模生產(chǎn)的混合動(dòng)力車輛車款，隨后在2001年銷往全世界40多個(gè)國家和地區(qū)，

作為全球最成功的環(huán)保車型，新一代PRIUS普銳斯已經(jīng)成為領(lǐng)導(dǎo)新時(shí)代潮流的混合動(dòng)力轎車的典范。

目前，在國內(nèi)生產(chǎn)的豐田普銳斯（PRIUS )是采用 豐田第二代混合動(dòng)力系統(tǒng)，集發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)組合而成的并行混合動(dòng)力車。

豐田第二代混合動(dòng)力系統(tǒng)(THS-II），可以根據(jù)車輛行駛狀態(tài)，靈活地使用2種動(dòng)力源，并且彌補(bǔ)2種動(dòng)力源之間不足之處，從而降低燃油消耗，減少有害氣體排放，發(fā)揮車輛的最大動(dòng)力。由于其THS- H電機(jī)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)先進(jìn)。

內(nèi)部機(jī)械構(gòu)造

蓄電池 ： 氯氫化金屬?? 最大功率 ：25千瓦?? 額定電壓： 274伏特??

蓄電池放在后排座與行李箱之間，通過把內(nèi)部電流通路分為兩處降低內(nèi)電阻，實(shí)現(xiàn)了高性能和輕量化。當(dāng)電量降低時(shí)，即使車輛處于停駛狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)仍然驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)給蓄電池充電，因此不需要外接電源充電。

首次采用的無級(jí)變速系統(tǒng)通過無階段地改變發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)及交流永磁式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)（與車速成正比）來實(shí)現(xiàn)加速、減速和后退；通過采用了滾珠軸承和低摩擦機(jī)油，將摩擦消耗降低了30%左右。

發(fā)動(dòng)機(jī)： 橫向直列4缸16氣門雙頂置凸輪軸VVT-i電噴汽油機(jī)

排量： 1496毫升?? 缸徑×行程： 75.0×84.7（毫米）? 壓縮比： 13.0:1??

發(fā)動(dòng)機(jī)以1NZ—FXE為基礎(chǔ)，采用混聯(lián)的混合動(dòng)力系統(tǒng)模式，高膨脹比循環(huán)和智能正時(shí)可變氣門系統(tǒng)達(dá)到最佳，這樣減小了摩擦帶來的能量損失，提高了動(dòng)力性能、燃油經(jīng)濟(jì)性，排放也達(dá)到了歐Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)。

動(dòng)力控制單元通過采用可變電壓系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了最大500V的高電壓，對(duì)蓄電池的直流電與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的交流電進(jìn)行最佳控制，使驅(qū)動(dòng)電路被統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)能量電路小型化。

因?yàn)閮?nèi)燃機(jī)在低速時(shí)力量并不是最佳的，排出的廢氣也多，要到達(dá)一定的轉(zhuǎn)速才進(jìn)入最佳的工作狀態(tài)；而電動(dòng)機(jī)的特性則是一啟動(dòng)扭矩就達(dá)到最大，排放為零，但速度越高、消耗能量越大。所以內(nèi)燃機(jī)比較適合高速，電動(dòng)機(jī)則適合低速。

行駛方式

車輛可由汽油機(jī)來驅(qū)動(dòng)，而無需對(duì)車輛進(jìn)行充電。

如果車輛電池的電量消耗，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，對(duì)電池充電。

行駛方法

車輛只有在“READY” 燈點(diǎn)亮?xí)r，才可行駛

為了改善燃油經(jīng)濟(jì)性，當(dāng)車輛停止時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)

車輛起動(dòng)后，發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)由系統(tǒng)自動(dòng)控制

THS II 系統(tǒng)操作

最大的優(yōu)點(diǎn)是在同一個(gè)系統(tǒng)中，同時(shí)使用了并聯(lián)和串聯(lián)系統(tǒng)。

混合動(dòng)力工作分析

Prius的混合動(dòng)力思路，就是低速時(shí)由電動(dòng)馬達(dá)負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)，中高速時(shí)由汽油發(fā)動(dòng)機(jī)介入驅(qū)動(dòng)，從而發(fā)揮各自最佳的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。

Prius在各工況下的工作原理如下：

1）起步、低速行駛和倒車（純電模式）

只要電池有充足的能源，0到20km/h以內(nèi)Prius一般只使用電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源，而發(fā)動(dòng)機(jī)不用啟動(dòng)，這樣就避免了發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速時(shí)的低功效和惡劣排放。倒車時(shí)原理相同，只不過電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向相反。

2）通常高速行駛狀態(tài)下（純油模式）

這時(shí)候發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，并只有發(fā)動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源，發(fā)動(dòng)機(jī)的能量一方面?zhèn)鬏斀o汽車的驅(qū)動(dòng)輪，一方面?zhèn)鬏斀o發(fā)電機(jī)發(fā)電，電能再由電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化成驅(qū)動(dòng)力傳輸?shù)津?qū)動(dòng)輪上。

3）急加速狀態(tài)（油電混合模式）

急加速過程通常需要更大驅(qū)動(dòng)力，因此在此狀態(tài)下發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)已獲得最大的扭矩。Prius的1.5L發(fā)動(dòng)機(jī)的功率只有56kW，而且始終是以優(yōu)化功效的工作模式運(yùn)行。然而加上電機(jī)的輔助，最大輸出功率可以超過100kW，最大輸出扭矩可以超過500N·m。

4）制動(dòng)過程（動(dòng)能轉(zhuǎn)化電能模式）

該過程是Prius不同于一般汽車的地方，一般汽車在該過程中的動(dòng)能只能是轉(zhuǎn)化成制動(dòng)鉗（蹄）與制動(dòng)盤（鼓）之間摩擦的熱能而流失，而Prius在該狀態(tài)下則是停止發(fā)動(dòng)機(jī)噴油，電動(dòng)機(jī)便轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)，利用原本做為熱量散發(fā)掉的動(dòng)能驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)電，向蓄電池充電，讓蓄電池時(shí)刻處于電力充足的狀態(tài)以備后用。

5）停車狀態(tài)

停車狀態(tài)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)會(huì)同時(shí)停止工作，此時(shí)油耗和排放均為零。不過在該狀態(tài)下電池處于虧電狀態(tài)，那么發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)向電池充電。此外，Prius的環(huán)保空調(diào)完全由電力驅(qū)動(dòng)，因此關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后也一樣可以運(yùn)行。