丰田领先的混动技术,不是一时的网红,更多的是市场的长红,5代进化,问世最早,销量最大,专利技术最多,系统量可靠,通过小型化、轻量化、精密化,不断提升性能并降低油耗。
从第一代THS技术发展开始,温度传感器内置IGBT、低应力散热板、控制线路板内置大容量IPM都成为技术话题,功率半导体IGBT:元件面积1、损耗1,Ni-MH圆柱形(金属壳)240节,到第五代,功率半导体IGBT:元件面积0.35、损耗0.16,Ni-MH圆柱形(金属壳)68/56节,通过数据不难看出,电池电机的功率密度逐步提升,IGBT功率半导体元件的面积和损耗逐步降低。目前,雷凌和凯美瑞上的1.8L、2.0L、2.5L混动都属于第五代技术。第五代技术在电池部分主要改变了电池包结构、工艺,将镍氢电池换成了三元锂电池,充电性能更好。
丰田THS系统的核心在于发动机、发电机MG1、电机MG2 通过行星排动力分配装置耦合,其优点在于:
(1)简单单行星排输入式单模eCVT架构,平行轴偏置,行星齿轮切换顺畅,可以保证不同工况的运作
(2)内燃机燃油效率高,系统节油性好,城市工况节油率高
(3)A级车应用性价比高,变速箱无换挡执行机构
其缺点在于:(1)机械结构复杂,EV 模式下仍会带动发动机行星齿轮,存在能量损耗
(2)缺少直驱模式,相当于1挡eCVT + 1挡固定速比并联或发动机直驱,高速工况燃油经济性不足,爬坡及持续动力性不如通用双模EVT
丰田 THS 系统的不同工况下的动力来源:(1)静态低电量工况下,MG1转动至发动机的最低工作转速,发动机启动,然后发动机驱动MG1对电池充电,MG2通电输出反向扭矩固定外齿圈
(2)起步/低速低负荷行驶工况下。MG2通过电池取电并驱动车轮,MG1发电机空转,发动机熄火
(3)正常中速工况下。发动机启动(通过行星齿轮固定齿比驱动车轮),发动机驱动MG1进行发电驱动电能给MG2,MG2电机驱动车轮
(4)重负荷行驶工况下。发动机加速驱动MG1和MG2,MG2驱动,MG1用于充电
(5)急加速工况下。MG1正向旋转充当电动机,MG2从电池取电最大功率驱动车轮,发动机也以最大功率驱动车轮
(6)制动或滑行工况下。发动机熄火,车轮驱动MG2充电,进行动能回收
会上,丰田还公布了其储备的黑科技,四种新一代电池技术:性能型锂离子电池、普及型磷酸锂铁电池、高性能型锂离子电池、全固态电池。
性能型锂离子电池:预计于2026年推出,续航里程达到1000公里以上,从10%到80% 快充只需20分钟,成本相比现在的bZ4X降低20%。
普及型磷酸锂铁电池:预计将于2026-2027年推出,采用“双极技术”,原来电池是通过一个个独立电芯通过电线连接,双极则是把连接线路以及电芯外壳封装去掉,直接把多个电芯连接封装在一个电池组内,在有限空间内,提高电池能量密度。BEV续航里程达600km以上,成本对比现款bZ4X降低40%,从10%到80% 快充时间小于30分钟。
高性能型锂离子电池:预计将于2027-2028年推出,续航里程达1000km以上,成本降低10%,从10%到80% 快充时间小于20分钟。
全固态电池:正以2027-2028年推出为目标全力推进研发,搭载固态电池的车型续航里程将达到1000公里以上,实现快充只需10分钟。
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