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通用与丰田混合动力总成的区别 时间:2020-05-21

    现阶段,功率分流(Power Split)是混合动力最高效的技术类型,只有丰田和通用实现了量产,丰田的THS(Toyota Hybrid System)以单行星排、双电机的电驱动结构特点被行业所熟悉,由于通用对自己的混动技术纰漏很少,导致消费者对其了解有限。今天小编为大家做个解读。    

    混合动力汽车关键部件有三电:电机、电池和电控。次要的还包括:系统集成、电驱动系统结构、发动机、电控、电池、电机等,先从核心部件看看通用与丰田的区别。

一、VoltecII与THSIII在机电集成度上的区别

    通用的Voltec官方称之为第二代,2015年发布的THS称为第三代产品。通用汽车第二代Voltec与丰田汽车第三代THS都属于深度集成的机电一体化产品,从机电系统集成角度来讲,二者都非常先进,发动机与电驱动系统集成在一起,这样的混动技术很多厂家还做不到。

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君越的混合动力总成

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普锐斯的混合动力总成

    通用君越搭载的VoltecII,电机控制器与电驱动单元被深度集成在一起,此外怎么做的还有特斯拉的Model S,丰田的还是分离的。

    特斯拉称自己的电驱动技术为重要核心技术,深度集成可以取消电机控制器到电机的三项线束和接插头,让高压系统更安全,而且成本更低。但这样做也需要会产生额外的问题,就是避免动力总成的震动损坏电子器件,丰田可能因为这个原因放弃了深度集成。

二、VoltecⅡ与THSIII的结构区别

    功率分流的实质是实现转速与扭矩的分离,从而同时实现转速和扭矩的调节,而功率就是转速与扭矩的乘积。行星排与功率分流能够实现完美的匹配,这得益于行星排具有的三自由度的优势。丰田的THS通过两个电机与发动机进行转速扭矩分离控制,达到功率分流的目的。

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    首代THS 1997年推出,因为丰田为这个系统申请了一系列专利。导致其他厂商不能采用这种结构。但二十年后单行星排受限于效率优化的极限,效率、动力性的提升也受到限制,随着控制器技术进步,双行星排和三行星排的功率分流技术被认为是更优的方案,通用则为这些技术申请了专利。

   双行星排、双电机的电驱动系统相当于两套THS,在一套THS达到优化极限时,转换到另一套,能实现更高的效率和动力优化。

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      显然,越多应用行星排可以让传动效率越高,不过出于控制难度和成本的考虑,以目前的技术来看,双行星排和三行星排目前属于最优方案。

三、VoltecⅡ与THSIII电控集成的区别

    电控系统是混合动力汽车三大核心技术之一。

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     丰田电气架构:整车控制器(HCU)控制两电机控制器(MCU)、发动机控制器(ECM)等,几个控制器之间通过CAN总线通信,最高速率大概1M/s。

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    通用整车控制器 (HCU)与电机控制器(MCU)集成在一个控制器上,拥有四只32 位飞思卡尔微控制器,同时控制两个电机、一个电子油泵、离合器以及整车控制,这种控制器传输速度更高、更安全。

四、VoltecⅡ与THSIII搭载电池的区别

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    在1997年,镍氢电池还属于新技术,在中国才开始流行,现在,镍氢电池一定程度上被时代淘汰了。

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    电池大概分两种,功率型电池和能量型电池,混合动力汽车多选用功率型电池,所以镍氢电池与锂电池对比属于绿色与红色之间的对比,比功率和比能量,锂电池都远远占优。

   锂离子电池体积能量密度约为350-400wh/l,镍氢电池为320-350wh/l;锂离子电池重量能量密度180-200wh/kg,镍氢电池为60-65wh/kg;锂离子电池功率密度>2200 W/kg,镍氢电池为550~1350W/kg;锂离子电池循环寿命(次) >3000,镍氢电池为1000次以上。长远来看镍氢电池向锂电池转变是大趋势。

五、VoltecⅡ与THSIII搭载发动机的区别

   通用和丰田实质上都采用米勒循环发动机,米勒循环通过改变进排气气门相位,提高膨胀比,同时回收尾气的热能,最大程度提高效率,米勒循环效率远远高于普通发动机,但在动力输出上比较弱。功率分流技术是通过两个电机一起来驱动整车,动力和燃油效率同时得到提高。

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    由于通用和丰田的混动系统在业内都算一流,通用的迈锐宝XL全混动是B级车最优的油耗4.3L/100km,君越混动4.7L/100km,丰田的凯美瑞HEV是5.3L/100km。功率分流是目前最佳的混合动力技术,丰田的相对旧一些,由于通用利用双行星齿轮或三行星齿轮以及最新的控制系统和材料,显得更为高效、智能、集成度高。