丰田混合动力汽车发展历程

混合动力汽车顾名思义是有两种或两种以上动力来源，近几十年来，越来越多的汽车制造厂商致力于混合动力方面的研究。与此同时，纯电动汽车因高举的环保旗帜被众多政府推崇，并且采取了政府补贴等手段来促进其为大众所接受。作为新能源车，这两者到底哪种更环保呢？近些年，随着纯电动汽车在国内的迅猛发展，针对中国纯电动汽车“零排放”等环保光环的质疑也伴随而来。因为中国电网发电主要是燃煤，也就是说，纯电动汽车只是把本来从汽车排气管应排出的废气转移到了发电厂，那么这种方式到底是比汽油车的污染更多还是更少，我们目前无从考证，但以我国火力发电的普及范围来说，不管多与少，纯电动汽车没有我们想象中的那么环保。调查显示，目前对于降低排放带来的最大贡献其实是混合动力车型。混合动力车真的比纯电动车更加节能减排吗？要回答这个问题，就要知道混合动力车的“电力”是从哪儿来的呢？我们一般说的油电混合大致分为插电式混合动力和非插电式，也就是自发电模式的混合动力。插电式混合与纯电动车几乎无异，在电力充沛的情况下使用电力驱使，电池耗尽后，改用内燃机，并适当产生电力。这种方式下，电力来源基本没有改变，因此污染情况与纯电动汽车大致无异。而另一种油电混合，不需要额外充电，同时也可以动态分配能源，我们以丰田混动车为例。丰田的混合动力系统被称为THS（ToyotaHybridSystem），是燃油经济性的混联式混合动力系统。它将电动机和发动机动力进行优化匹配，在降低油耗的同时提供更好的驾驶性能。目前市面上混动车有三种联合方式，分别为为串联、并联和串并联（混联），而丰田混动的所谓“双擎”动力采用的是混联式，混联后最大输出功率可以达到100Kw，在动力上面中规中矩。最大的特点是膨胀比大于压缩比，低速时以电动机为主，瞬间输出扭矩大利于起步，高速时发动机为主电动机为辅,加速性能强劲，中等转速发动机可以保持在最经济的转速。简单点就是说，热效率更高（热效率=“驱动”能量/燃烧总能量），减少损失那部分能量，从而提高发动机的热效率。丰田混动发动机有两个亮点技术：阿特金森循环和电动水泵。1、阿特金森循环系统阿特金森循环发动机最大的特点就是燃油效率高，1.8L的排量，其油耗仅相当于1.4L发动机的水平，但牺牲了部分输出功率，实际输出相当于1.6L发动机的功率。系统在满足日常行驶需求上，输出较弱。但作为混合动力系统的动力源之一，双动力输出很好地解决了低转速下输出不足的问题，同时通过动力匹配，混合动力系统中的发动机，能够一直保持在最经济转速下运行，从而也达成了减少尾气排放的目的。汽车发动机绝大多数都有4个冲程，吸气-压缩-做功-排气冲程，普通发动机四个冲程的工作体积都是一样的，但阿特金森循环发动机在压缩行程过程中，排气门晚关，从而实现了压缩比比膨胀比小的事实，能够让混合气体更加充分地燃烧，从而提升燃油效率。卡罗拉双擎搭载新升级的1.8L阿特金森循环发动机，加装烃（HC）过滤器，进一步减少废气排放，符合京VI排放标准。2.电动水泵对比下传统的皮带驱动和水泵驱动，使用电动性水泵来带动驱动轴的好处十分明显：一是可以减少传统皮带带动损失的能量，二是可以减少摩擦损失的能量。汽油发动机低速不运转时，当电池电量超过20%的时候，动力全由电动机提供，所以在市区拥堵道路上，可以做到一定时段内的0耗油，0排放状态（EV模式）；在中速行驶时候（一般是40~80时速），一般由发动机提供动力，电动机不参与驱动，这样做好处，是在这个时速是发动机在擅长的做功领域，燃烧汽油充分，热效率较高的区间。在高转速行驶时候，这个时候动力强劲，但是油耗也相应增加了，这个时候电动机会作为辅助动力给到驱动轮，来分担发动机高油耗的压力，从而达到动力充沛情况下，油耗控制在合理范围。这个是横纵向比较这款发动机在不同的转速和扭矩关系，已经对于油耗的控制，最终目的就是为了提高热效率和省油环保。以卡罗拉双擎为例，其在市区内时，电动机与发动机切换非常频繁，但是却丝毫察觉不到这种切换的变化，这与PCU的关系很大。与此同时，E-CVT变速箱对于平顺性也进行了提升，E-CVT变速箱没有锥轮以及钢带，主要依靠调速电机与行星齿轮进行变速，所以会更加的舒适和平顺。也因为这样，在发动机介入时不会有迟钝感。混合动力汽车在动力方面，经过前面的分析也可以看到，动力与普通燃油汽车几乎无异。所以讲混合动力，其实比我们认为最为“清洁省油”的纯电动力汽车要更“清洁”。