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THS混合动和记娱乐力系统混动原理和控制模式

  首先祭出丰田THS动力分配单元示意图,其核心就是一单排单级行星齿轮机构。由太阳轮、行星齿轮架及行星轮和齿圈组成。如图所示,一号电机(MG1,主要起发电、启动发动机和调速作用)连接行星齿轮组最中间绿色的太阳轮,二号电机(MG2,主要用作驱动电机和动能回收时的发电机)连接最外边红色的齿圈、而发动机则连接中间蓝色的行星架,图中标识为行星齿轮座。整个行星排动力通过位于齿圈上的外啮合齿轮传递至减速齿轮。

  3. α=齿圈齿数Zr 与太阳轮齿数Zs之比,即α= Zr/ Zs>1(α一般为2点几)。

  4.右图为单排单级行星齿轮机构的杠杆矢量图,其中CR=1(单位)CS=α= Zr/ Zs。水平画出输入元件矢量ns或nc 或nr左右表示旋转方向,用相似三角形法求解传动比。

  分析:从上面这个等式可以看出,该行星齿轮机将发动机、MG1和MG2三个元件中的一个加以固定,或者将某两个元件互连接在一起,输入与输出可获得一定的传动比。改变各元件的运动状态,可获得多个传动比。

  但当不固定任何组件时,整个系统通过调节发动机、MG1和MG2三个元件的转速转矩,实现无极变速,满足各种整车工况。结合THS具体结构,其只能是MG2齿圈位置处输出,所以只会存在两种固定传动比工况。

  1.停车:若电池已完全充电,且车辆静止不动,则发动机关闭,MG1和MG2均不工作。

  2.启动:当在轻载荷和节气门微开状态下车辆启动时,仅MG2运转提供功率。发动机并不运转,n发动机 =0,而车辆仅由电力供应运行。MG1由于机械带动运转,同空转相同,并不发电。混动系统具有固定传动比,通过调整MG2转速控制车速。

  3.发动机启动:当车速增加至24~32Km/h范围时,MG1输出动力,启动发动机,发动机为从动件。

  4.借助于发动机的轻微加速:发动机向驱动轮传递其功率,MG1发电。若需要时取决于发动机功率和所要求的行驶功率,则MG2可辅助发动机用于牵引。此时,MG1发出的能量可等于传输给MG2的能量。驱动系运行如同CVT。

  6.全加速:这一运行模式中,发动机向驱动轮和MG1传递其功率,MG1处于发电机运行状态。MG2则将其功率加入到发动机功率之中,并传递至驱动车轮。此时,MG2从电池吸收的功率大于MG1产生的功率,因此电池向驱动系统提供能量,而其荷电状态下降。

  7.高速巡航:在这一运行模式中,MG1的轴固定在变数箱上,nMG1=0,则混动系统程固定传动比,运行在纯转矩耦合的模式。发动机和MG2共同牵引车辆。

  8.最高车速行驶:在这一模式中,MG1和MG2都接收电池提供的功率,且向驱动系统传递其机械功率,此时,MG1反向旋转。

  9.减速或制动:当车辆减速或制动时,发动机关闭。MG2变成发电机,并由驱动轮带动且发电,向电池充电。

  10倒车:当车辆倒车时,MG2作为电动机,反向旋转。发动机关闭,MG1正向旋转,且正如空转一样。

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