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案例库 · 工程与运营 · 技术决策 · 1997–2003

丰田普锐斯将发动机与电动机动力分流,燃油效率翻倍

丰田没有在燃油和电动之间二选一,而是将动力分流,让发动机在高效区间运行,电动机填补不足。

丰田汽车公司

那一手

20世纪90年代初,丰田设定目标,要制造一款油耗约为同级别传统汽车一半的车型。单独缩小发动机会让车动力不足;完全电动化又受限于电池技术。答案是混合动力:一台小型阿特金森循环汽油发动机加一台永磁电动机,通过动力分流装置结合。

动力分流让发动机在近乎恒定负荷下运转,而电动机负责加速峰值,并在制动和减速时回收能量。由于发动机无需直接跟随车轮需求,其空燃比保持稳定,效率得以维持在高位。车辆静止时发动机会自动熄火。

1997年12月10日普锐斯在日本上市时,丰田称该系统的燃油效率达到28公里/升(10.15模式),约为传统汽油车的两倍,同时一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物排放降至当时法规限值的大约十分之一。

为什么管用

  • 动力分流让发动机保持在最高效的工作区间,而非跟随车轮速度的每个变化。
  • 再生制动回收了传统汽车以热量形式浪费的能量,将减速转化为节省的燃油。
  • 怠速时自动熄火,无需驾驶员操作即可消除最大的空转浪费。
  • 因为是系统层面的改变,而非单点优化,所以实现了效率大约2倍的一次性跃升。
值了多少保持发动机高效,让电动机填补缺口神来之笔

可以搬走什么

当两项技术各有优势时,取胜之道往往在于一个精确的接口,让各自发挥所长,而非非此即彼的选择。

后来呢

普锐斯成为首款量产混合动力乘用车,并成为行业混合动力系统的模板;后来的混合动力协同驱动(Hybrid Synergy Drive)对动力分流架构进行了优化。丰田已在全球售出数千万辆混合动力车,动力分流概念至今仍是其混合动力产品线的核心。

资料来源

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