最近有朋友問起第四代豐田普銳斯放棄了行星齒輪結(jié)構(gòu)，用平行軸齒輪替代，這個(gè)是不是真的？看來大家還是對(duì)于快速迭代的豐田混動(dòng)電驅(qū)系統(tǒng)有些誤解。今天小星和大家詳細(xì)聊聊從第一代發(fā)展到第四代的豐田普銳斯及其電驅(qū)系統(tǒng)。
實(shí)際上如果留意豐田普銳斯的相關(guān)介紹，會(huì)發(fā)現(xiàn)其混動(dòng)技術(shù)從第一代到第四代THS I至THS IV全都堅(jiān)持單排行星齒輪做動(dòng)力分流。開頭提到增加的行星齒輪和替代的平行軸齒輪其實(shí)都是其減速器機(jī)構(gòu)。接下來多圖細(xì)聊。
不得不說普銳斯車型和電驅(qū)系統(tǒng)的迭代速度相當(dāng)之快。
1.豐田普銳斯1997年第一代
↑第一代豐田普銳斯
第一代普銳斯所用的電驅(qū)系統(tǒng)混動(dòng)技術(shù)（Toyota Hybrid System）THS I，相信結(jié)構(gòu)是比較明確的。單排行星齒輪做動(dòng)力分流。其減速機(jī)構(gòu)為鏈輪結(jié)構(gòu)。
↑第一代普銳斯動(dòng)力分流原理圖
如上圖可以看到電機(jī)1（MG1）和電機(jī)2（MG2）中間隔了一個(gè)機(jī)械裝置，稱為動(dòng)力分流裝置（Power Split Device）PSD。這也是所有四代豐田混動(dòng)電驅(qū)系統(tǒng)一直堅(jiān)持使用的單行星排動(dòng)力分流系統(tǒng)。而發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)1、電機(jī)2實(shí)際上是同軸的通過動(dòng)力分流裝置連接在一起的。動(dòng)力通過動(dòng)力分流裝置再分配以后通過電機(jī)2傳輸?shù)搅塑囕喩?。如果各位看官之前研究過自動(dòng)變速箱的話，一定知道其中的一個(gè)核心機(jī)械裝置叫做行星齒輪組Planetary Gear Set。其實(shí)動(dòng)力分流裝置就是一組行星齒輪組。行星齒輪由太陽輪Sun Gear(縮寫S)，行星齒輪架Planetary Carrier（縮寫C），內(nèi)齒齒圈Ring Gear（縮寫R）組成。3組齒輪依次由內(nèi)而外像天文行星系統(tǒng)一樣繞著同一個(gè)中心點(diǎn)（即太陽輪的中心點(diǎn)）同軸旋轉(zhuǎn)。
如下即為豐田THS系統(tǒng)連接圖。可以看到發(fā)動(dòng)機(jī)連在行星齒輪架上，電機(jī)1連在太陽輪上，電機(jī)2連在內(nèi)齒齒圈上并作為輸出軸。
↑豐田THS系統(tǒng)連接圖
代號(hào)為P110/P111的第一代豐田混合動(dòng)力變速箱和1.5L發(fā)動(dòng)機(jī)搭配?？梢詮囊韵抡掌吹狡銶G1電機(jī)、MG2電機(jī)、動(dòng)力分流行星齒輪和減速機(jī)構(gòu)鏈輪。其空調(diào)仍然掛載在曲軸皮帶上由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。
↑第一代普銳斯電驅(qū)系統(tǒng)剖面照片
2.豐田普銳斯2003年第二代
↑第二代豐田普銳斯
第二代豐田普銳斯所使用的電驅(qū)系統(tǒng)混動(dòng)技術(shù)THS II相較第一代最大的變化就是成本優(yōu)化，降低成本超過30%。其仍然沿用了第一代的動(dòng)力分流原理和鏈輪減速機(jī)構(gòu)。也是從這一代，豐田引入了新的命名定義HSD（Hybrid Synergy Drive）用來將相關(guān)混動(dòng)技術(shù)應(yīng)用于集團(tuán)內(nèi)的其他品牌。
↑第一代（左）與第二代（右）普銳斯電驅(qū)系統(tǒng)對(duì)比圖
如下剖面圖所示，集成第二代豐田電驅(qū)系統(tǒng)THS II的混動(dòng)變速箱P112基本與第一代采用了一樣的結(jié)構(gòu)。最明顯的區(qū)別是空調(diào)不再由皮帶驅(qū)動(dòng)，而改為高壓電子空調(diào)。而與之相比，最大的改進(jìn)則發(fā)生在看不到的地方。那就是THS II采用了升壓技術(shù)，從而將電池組從273V減小到201V，降低了成本。通過升壓技術(shù)，電池母線電壓從201V升壓至500V，用來驅(qū)動(dòng)雙電機(jī)。保證了電機(jī)輸出性能不變。
↑第二代普銳斯電驅(qū)系統(tǒng)剖面照片
↑第二代普銳斯電驅(qū)系統(tǒng)剖面照片
3.豐田普銳斯2009年第三代
↑第三代豐田普銳斯
2009年的第三代是豐田從求名而轉(zhuǎn)向走量求利的一步。發(fā)動(dòng)機(jī)從1.5L更新成1.8L，THS III（第二代HSD）混動(dòng)則做了極致的優(yōu)化獲得更優(yōu)化的機(jī)械結(jié)構(gòu)和更低的成本。
↑第三代普銳斯動(dòng)力分流原理圖
第三代普銳斯所用的混動(dòng)技術(shù)TSH III仍保持單排行星齒輪做動(dòng)力分流，但其鏈輪減速機(jī)構(gòu)被增加的一組行星齒輪所取代。兩套行星齒輪共用一個(gè)齒圈。
如下剖面圖所示，集成第三代豐田電驅(qū)系統(tǒng)THS III的混動(dòng)變速箱P410/510增加了一組行星齒輪作為減速機(jī)構(gòu)，代替了原來鏈輪結(jié)構(gòu)。
↑第三代普銳斯電驅(qū)系統(tǒng)剖面照片
↑第二代（左）與第三代（右）普銳斯電驅(qū)系統(tǒng)對(duì)比圖
發(fā)動(dòng)機(jī)由1.5L更新成更大排量的1.8L發(fā)動(dòng)機(jī)，輸出功率由57kW提升至73kW。MG1電機(jī)采用集中繞組，體積變得更為緊湊。工作電壓由500V進(jìn)一步提升至650V。由于減速機(jī)構(gòu)的改進(jìn)，MG2電機(jī)轉(zhuǎn)速由6400轉(zhuǎn)提升至13000轉(zhuǎn)，功率由50kW提升至60kW。
↑第二代（左）與第三代（右）普銳斯電驅(qū)系統(tǒng)MG1對(duì)比圖
↑第二代（左）與第三代（右）普銳斯電驅(qū)系統(tǒng)MG2對(duì)比圖
如下圖所示，鏈輪減速機(jī)構(gòu)被增加的一組行星齒輪所取代。兩套行星齒輪共用一個(gè)齒圈。
↑第二代（左）與第三代（右）普銳斯電驅(qū)系統(tǒng)動(dòng)力分流和減速機(jī)構(gòu)對(duì)比圖
↑第三代普銳斯電驅(qū)系統(tǒng)新增的行星齒輪減速機(jī)構(gòu)
4.豐田普銳斯2015年第四代
第四代的任務(wù)則轉(zhuǎn)向優(yōu)化駕駛感受，并適應(yīng)TNGA全球平臺(tái)而向集團(tuán)內(nèi)多款車型進(jìn)行推廣。
↑第四代豐田普銳斯
第四代普銳斯所用的豐田混動(dòng)電驅(qū)系統(tǒng)TSH IV（第三代HSD）為了大幅縮短變速箱長(zhǎng)度，將MG1發(fā)電機(jī)與MG2 TM動(dòng)力電機(jī)改為上下平行布置。因此其不能使用行星齒輪這種同軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)做減速結(jié)構(gòu)。而只能改用平行軸齒輪。但動(dòng)力分流仍由處于MG1發(fā)電機(jī)軸上的單排行星齒輪完成。
↑第四代普銳斯動(dòng)力分流原理圖
如下剖面圖所示，集成第四代豐田電驅(qū)系統(tǒng)THS IV的混動(dòng)變速箱P610由于雙電機(jī)上下平行布置。改用平行軸齒輪代替原來的行星齒輪減速機(jī)構(gòu)。但動(dòng)力分流仍由單排行星齒輪完成。
↑第四代普銳斯電驅(qū)系統(tǒng)剖面照片
↑第四代普銳斯動(dòng)力分流與減速機(jī)構(gòu)介紹
另外減速機(jī)構(gòu)在通用第二代的Volt上也有。第二代Volt采用雙排行星齒輪做動(dòng)力分流外，還使用鏈輪加額外一組行星齒輪做減速機(jī)構(gòu)。不過該減速機(jī)構(gòu)是和通用的6AT自動(dòng)變速箱是一樣的。達(dá)到了零件模塊化。
↑通用第二代Volt的鏈輪減速機(jī)構(gòu)與6AT變速箱共享零件。
綜上所述，豐田混動(dòng)電驅(qū)系統(tǒng)從第一代到第四代THS I至THS IV快速迭代，但全都堅(jiān)持單排行星齒輪做動(dòng)力分流。不過其減速機(jī)構(gòu)則經(jīng)歷了從鏈輪到額外行星齒輪減速機(jī)構(gòu)再到平行軸齒輪的不斷演進(jìn)。希望經(jīng)過今天的介紹，幫助大家對(duì)豐田混動(dòng)電驅(qū)系統(tǒng)有更深的了解。
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