国产在即 丰田汽车双擎技术解析

evilatman

　　    在刚落下帷幕不久的第十六届上海国际车展，丰田展出了旗下全新的混合动力车型——雷凌双擎和卡罗拉双擎。在官方释义中，“双擎”将作为丰田旗下混合动力车型的专用名词，以往的“混动”、“尊瑞”等名词将不再延用。

　　其实无论是电动汽车还是混合动力汽车都不是新鲜事物，早在汽油内燃机普及之前的19世纪，电力驱动汽车的技术就已经实现，而后为解决电池续航里程短和过于笨重的问题，保时捷之父费迪南德•波尔舍通过采用内燃机驱动发电机的原理，造出第一台混合动力汽车，而这才只是1900年。

在内燃机占据统治地位的百余年来，汽油和柴油一直是首选的燃料。当人类社会遭遇了数次能源危机和日益严峻的环保形势，化石燃料的前景不免变得黯淡起来，寻找替代能源成了近些年老生常谈的话题。

新能源汽车的分类

油电混合动力(Hybrid Electric Vehicle，HEV)

油电混合动力是目前在世界范围内应用较为广泛的新能源技术，采用传统的内燃机和电动机作为动力源，在尾气排放和油耗方面较传统汽油车有着明显的优势。根据混合动力驱动的联结方式，一般将油电混合动力汽车分为三类：

串联式混合动力

串联式混合动力的工作原理是通过发动机发电驱动电动机并由电动机带动驱动轮，正是我们常说的增程式，优点是续航里程较长，缺点是多个能量转化造成功率浪费。代表车型是雪佛兰的沃蓝达(Volt)。

并联式混合动力

并联式混合动力的工作原理是发动机和电动机共同驱动汽车，也可以单独工作。优点是结构简单成本较低，缺点是发动机效率无法充分利用。代表车型为本田的IMA系统。

混联式混合动力

混联式混合动力结合了串联和并联两种方式的特点，通过调整发电机转速，可以控制机械传输通道和电力传输通道的动力分配比例。优点是效率高节能效果理想，缺点是结构复杂成本较高。代表车型为丰田的THS系统。

插电式混合动力(Plug-in Hybrid Electric Vehicle，PHEV)

插电式混合动力汽车和普通的油电混合动力汽车的不同之处在于配备了特殊的蓄电池，可以通过外接电源直接充电，这使得插电式混合动力汽车能够在纯电动的模式下拥有更长的续航里程。优点是结合了电动车和混动车的优势，缺点是电池成本较高，充电麻烦。代表车型是比亚迪秦。

电动车(Electric Vehicle，EV)

电动车使用电能驱动，将来自外部的电能存储在一个蓄电池中，用它来带动电动机并驱动汽车，不管什么方式所发的电都可以为之所用(汽油、天然气、核能和可再生能源等)。优点是无排放节省能源，缺点是电池成本高，充电麻烦。代表车型是特斯拉。

燃料电池(Fuel cell vehicles ，FCV)

燃料电池汽车是电动汽车的一种，其核心部件燃料电池。通过氢气和氧气的化学作用，而不是经过燃烧，直接变成电能动力。优点是无排放高能效，缺点是基础设施匮乏。代表车型是丰田Mirai。

丰田汽车双擎技术解读

提及丰田混动，就不能忽视著名的THS系统，THS系统全称Toyota Hybrid System，属于混联式混合动力，丰田旗下普锐斯、凯美瑞尊瑞等混合动力车型均搭载的THS系统。

THS系统主要部件有汽油发动机、永磁交流同步电机、发电机、高性能金属氢化物电池盒以及功率控制单元。其中不同的车型搭载搭载的汽油发动机型号各异，但相同的一点就是采用的阿特金森循环。说是阿特金森循环，但其实发动机并不具备阿特金森发动机的曲柄连杆结构，只是通过改变发动机正时延迟进气门关闭来实现膨胀比大于压缩比的米勒循环，而为了规避米勒循环的专利问题，因此将其定名为效果相似的阿特金森循环，其最大的特点就是经济性。

也许有人会疑惑，阿特金森循环、高功率电机这些寻常的混动系统里都有，THS有什么特别之处呢？其实对于THS而言，它最大的绝技当属ECVT和电控系统，正是这个独特的变速机构让发动机和电动机实现了真正意义上的混联。ECVT并不是电子CVT，它甚至和锥形轮钢带的CVT关系不大。ECVT是一个常规的行星齿轮组，由于整个THS的动力单元由一台内燃机和两台电机组成，因此行星齿轮组的外齿圈一边直通主减速器，另一边与大功率电机相连。行星齿轮的太阳齿轮，与负责发电为主的小功率电机相连。行星齿轮的齿轮框架，则与发动机相连。如此，三个动力单元就通过这个行星齿轮组组合在了一起。ECVT通过两个电机和发动机之间或反向、或同向的“用力”，来让驱动状况与发动机的转速匹配，最终达到无级变速的效果。

此次亮相的卡罗拉/雷凌双擎将搭载一台1.5L阿特金森循环发动机和电机组成的混动系统，最大功率可达99ps，官方公布的百公里综合油耗为4.9L/100km。

丰田双擎技术的优势

一、无需充电。这可以说是油电混合动力汽车相较于插电式混动和纯电动汽车的最大优势。也许不少人听说油和电混动，不充电哪来的电？丰田THS混动系统中既有汽油发动机也有电机，在PCU模块探测到发动机输出的能量高于实际行车需要时，便会将这部分溢出的能量用于发电，这就是“开源”，而当车辆制动或滑行时，通过反拖电机来回收动能，这是“节流”，因此丰田THS系统在日常使用过程中不需要通过外接电源充电，对于生活在城市里的人们来说，充电桩无疑是件头疼的事。

二、兼顾燃效和动力。丰田THS系统通过发动机和电机的组合，使车辆实现低速靠电机驱动、中高速共同驱动的最优工况。目前搭载在凯美瑞尊瑞上的是代号4AR-FXE的2.5L阿特金森发动机和2JM电动机，系统的最大功率达到151kw而百公里油耗则为5.3L。

三、电池寿命较长。“浅充电、多循环”的策略使得丰田混动系统的电池寿命得以延长，在市区道路行驶一般会使用电池容量的10%-40%，避免了电池遭受深度充放电的使用状况而造成衰减。另外，通过多次数的制动回收动能来让电池在多循环的充放电状态中运行，保证了电池的使用寿命。

另一方面，与众多优势相比，丰田混动最大的难题也摆在眼前——成本。这也导致了丰田混动技术在国内推广迟缓，全球畅销车型普锐斯在国内也难以掀起波澜，混合动力成为消费者眼里“土豪们的环保玩具”。

通过国产关键技术来降低成本

2011年丰田引入了凯美瑞尊瑞，是继普锐斯后推出的第二款混合动力汽车。相比普锐斯，凯美瑞尊瑞在动力、性能和空间上更贴近日常使用，25.98万的起售价格相较凯美瑞运动版本贵了4万元，在推出至今的三年时间内销量接近两万台，这说明混合动力开始为普通消费者所接受。但是在兵家必争之地的A级车市场，4万元的差价能否打动消费者仍是一个疑问，毕竟4万元的差价是能够决定买A级车或者B级车了。

业内普遍认为，混合动力的销售情况不好，一是源于政府政策支持力度不够，另一方面是由于混合动力产品的生产成本高，市场售价一直居高不下。为此，丰田于2010年在华设立研发中心TMEC，TMEC自成立之初就目标明确是专门进行丰田混合动力技术相关研究开发的研发中心。随着逆变器、驱动桥以及电池工厂相继国产，丰田有能力将混合动力技术的成本进一步降低。即将国产上市的雷凌/卡罗拉双擎则传出约15万元的售价，如果这售价能够实现，无疑能吸引不少关注。

　　雷凌/卡罗拉双擎的最大意义便是丰田混动技术的国产化，这不仅意味着中国将成为企业争夺新能源市场的主战场，对于普通消费者来说将有更多机会接触到混动车型。特别像主打时尚家用风格的雷凌，一经上市便引起诸多年轻消费者的关注，而此次双擎版雷凌的发布同样会在广大年轻用户中掀起一股混合动力的热潮。如今最大的悬念将是下半年的上市价格，雷凌双擎能否引爆混动新潮，飞入寻常百姓家呢？