此前我們以『增程』這個概念為引,淺談了「串聯(lián)式」混動結構的特點以及應用,本期我們延續(xù)上期的車型,解讀一下「功率(動力)分流」(后統(tǒng)稱「功率分流」)。
「功率分流」:機械功率與電功率的『圈圈圓圓圈圈』
在上一期分析「增程式電動汽車」的來源及技術原理的過程中,介紹了「通用VOLTEC混動系統(tǒng)」(第二代)的基本工作原理,其中有一種叫「高增程模式」,在該模式下,「發(fā)動機」發(fā)出「功率」的流向十分的復雜:
通用VOLTEC混動系統(tǒng)(第二代)中變速器高增程模式功率流分析
機械功率流:「發(fā)動機」的功率通過「行星齒輪組1」的「行星齒輪盤」,傳動到達「輸出軸」(上圖 ①流向);「發(fā)動機」的功率通過「行星齒輪組1」的「太陽齒輪」到達「行 星齒輪組2」的「外齒圈」再通過「行星齒輪組2」的「行星齒輪盤」匯總到「輸出軸」(上圖 ②流向);
電功率流:「發(fā)動機」的功率通過「電機A」發(fā)出的電能輸送給「電池」或「電機B」,得到電能的「電機B」產(chǎn)生的驅(qū)動力矩,通過「行星齒輪組2」的「行星齒輪盤」傳送給「輸出軸」(上圖 ③流向);當然,「發(fā)動機」的功率還可以通過「行星齒輪組1」的「太陽齒輪」到達「行星齒輪組2」的「外齒圈」對「電機B」進行功率調(diào)節(jié)。
這種將「發(fā)動機」產(chǎn)生的「功率」進行分流的混動結構又被稱為「功率分流」(Power Split,簡稱PS),同時也是最常見的一種「混聯(lián)式」。而我們包括我們此前提到的「豐田THS混動系統(tǒng)」中的「E-CVT」以及「通用VOLTEC混動系統(tǒng)(第二代)」中的「混動變速器」屬于「功率分流」,只是它們之間又存在一定的區(qū)別,接下來我們就由淺入深地來聊聊各種「功率分流」。
「輸入式功率分流」:豐田THS混動系統(tǒng)
豐田E-CVT變速器(第一代)結構示意圖
「豐田THS混動系統(tǒng)」作為最早的一批量產(chǎn)「功率分流」的混動系統(tǒng),通過其獨有專利的「E-CVT變速器」將「功率分流」這一混動派系徹底帶火了。而其「功率分流」的邏輯也相對比較簡單。比如在搭載「E-CVT變速器」的車輛行駛時,「發(fā)動機」所發(fā)出的「功率」在「行星齒輪盤」上會被一分為二:
一股「功率流」通過「行星齒輪盤」到「行星齒輪」到「外齒圈」,向著「輸出軸」流去;
一股「功率流」則通過「行星齒輪盤」到「太陽齒輪」帶動「P1電機」進行發(fā)電,電能傳輸?shù)健窹3電機」上進行「機械能」的轉換,最終也匯合到「輸出軸」。
所以其分流原理是:「發(fā)動機」的「功率」在輸入端的「行星齒輪」上就被分為兩個部分,這種「功率」在「輸入軸」(或輸入端)被分流系統(tǒng)被稱為「輸入式功率分流」。而其特點是:
1. 「發(fā)動機」及「發(fā)電機」連接到「行星齒輪組」的兩根不同的軸上;
2. 「行星齒輪組」的「外齒圈」與「輸出軸」相連;
3. 「P3電機」與「變速器」的輸出端直接相連。
「輸出式功率分流」:通用VOLTEC混動系統(tǒng)(第一代)
通過一排「行星齒輪組」所實現(xiàn)的混動效果確實做到了『花小錢辦大事』,所以豐田便為以上提到的這種「功率分流」的技術申請了專利。通用汽車的工程師一看,這還得了!