解法
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。
取得了什么结果
保持发动机高效,让电动机填补缺口
为什么有效
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。
可以借鉴什么
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。
后续
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。
从这里,追溯依据
参考来源
- Toyota Launches the Revolutionary PRIUS Hybrid Passenger Vehicle Toyota Motor Corporation · global.toyota ·
- A Hybrid Energy Storage System for a Coaxial Power-Split Hybrid Powertrain IntechOpen (Hybrid Electric Vehicles) · intechopen.com ·