豐田普銳斯發動機，兩電機，電池之間的控制策略是什麼？

01-08

先放張圖, 其他有空再補

來源，TMC官方維修手冊里的New Car Features &> HYBRID CONTROL SYSTEM &> DETAILS

網路流傳，廠家應該沒空查水表~

如上圖可以看到電機1（MG1）和電機2（MG2）中間隔了一個機械裝置，稱為動力分流裝置（Power Split Device）PSD。而發動機、電機1、電機2實際上是同軸的通過動力分流裝置連接在一起的。動力通過動力分流裝置再分配以後通過電機2傳輸到了車輪上。如果各位看官之前研究過自動變速箱的話，一定知道其中的一個核心機械裝置叫做行星齒輪組Planetary Gear Set。其實動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），內齒齒圈Ring Gear（縮寫R）組成。3組齒輪依次由內而外像天文行星系統一樣繞著同一個中心點（即太陽輪的中心點）同軸旋轉。如下即為行星齒輪示意圖和豐田HSD系統連接圖。可以看到發動機連在行星齒輪架上，電機1連在太陽輪上，電機2連在內齒齒圈上並作為輸出軸。

豐田的設計師們通過行星齒輪組將速比設定成發動機與電機1的轉速差與發動機與電機2的轉速差比例為2.6:1。速比設定圖如下。電機2（右側）連接在輸出軸上可以在+6500轉/分到-1500轉/分之間連續調節。對應車輛的實際行駛速度分別為180公里/小時和-40公里/小時。而發動機（中間）的1000到4500轉/分之間調節，而發動機被設定在最高效率轉速區間2000轉~3000轉運行。電機1（左側）被設定成可以在+6500轉/分和-6500轉/分連續可調來配合發動機和電機2（車速）的轉速差。

由於豐田eCVT電子無極變速箱中並沒有配置自動變速箱中的其他核心組件，比如液力變矩器，離合器（Clutch），鎖止器（Brake）等等一概沒有配備。因此發動機並不能從傳動系統中脫開。為了在純電行駛的時候保持發動機靜止，因此需要通過電機1和電機2分別呈相反方向旋轉來使得發動機靜止（根據速比，此時電機1的轉速為電機2轉速的2.6倍）。由於電機1轉速範圍的限制，如果前進車速需要大於40公里則發動機就必須啟動。

除了以上提到的轉速關係以外，動力分流裝置還能夠在不同的行駛模式下將動能通過機械方式和電子方式輸送到需要車輪上或者存儲到電池內。如下兩種不同的驅動模式，上下兩圖左側的發動機和兩個電機的轉速幾乎是一樣的。但是上圖工作在發動機驅動模式中，動力從發動機通過機械方式從動力分流裝置輸送到車輪上，同時發動機的部分動力被用作電機1發電並驅動電機2給出動力輸出到車輪上。而下圖為減速工況，車輪上的動力被電機2產生的再生制動力（Regeneration Brake）回收發電充入電池中。同時車輪上的部分動力通過動力分流裝置輸送到發動機上，維持發動機怠速工作。

其實關於動力靈活的通過機械方式和電子方式進行傳輸還有一些高階的用法

那麼此處就要講一下豐田是如何通過前面提到的動力分流裝置將發動機的轉速控制在一個非常高效的範圍內的。如下三張圖分別是常規的混動控制模式，特殊能量再循環的混動控制模式，以及兩種模式之間的比較。可以看到豐田通過靈活地控制兩個電機的動力使得輸出到車輪的動力相同的情況下，發動機的轉速可以按需降低到一個合理的工作範圍。比如第三張圖左側為常規工作模式發動機轉速較高為2000轉以上，但是使用右側的特殊模式以後發動機轉速一下子降到了1500轉一下。

豐田的單行星齒輪混動結構原理很簡單，難點在於實現和保證可靠性。畢竟這套混動系統在日本的計程車行業平均無故障使用壽命是70W英里，摺合大概110W公里。

了解控制策略，就需要先了解行星齒輪的工作原理。

直接把這個好玩兒的flash鏈接放前面，http://eahart.com/prius/psd/

這是系統原理圖，ICE是內燃機，MG1是小尺寸電動機/發電機兩用，MG2是輪上電機/發電機兩用。

MG2和車輪連接，所以轉速相關於車速。而這三者的轉速也是時刻相關的。參見下面鏈接中的flash動畫。籠統上來說的話，可以簡化認為內燃機只有兩個工作狀態，關閉或者最高效工作。這樣，內燃機的轉速只會出現在兩個點。剩下來的車輪轉速交給兩個電機搞定就是理論上的最優解。

當然實際控制情況要複雜得多，看小新的最後那張圖就是了。

重點只在於一句話，日用的絕大多數情況下，內燃機只要工作，就始終工作在最高效區間，也就是熱效率40%的固定轉速點輸出固定功率/扭矩。餘下不足的功率/扭矩由兩台電機補足，或者剩餘功率/扭矩用於發電存儲。

MG2的轉速是由輪上速度決定的。內燃機的要麼關閉，要麼盡量在最高效區間轉動。所以MG1的轉速和作用就需要隨機應變服從了，簡單地說這貨基本就是一個小受~

在新頁面打開這個網頁：http://eahart.com/prius/psd/

這個flash可以玩一下，對於理解整個系統主要是行星齒輪的工作邏輯非常直觀有幫助。

有人看的話再更好了。

行星齒輪組，很巧妙，可以百度，鎖死一個，剩下兩個可以交換能量。當然了，加速不如插電式，但是，這才是深混，強混。

不對請指正。

手畫了個圖，

運行策略從滿足驅動轉矩，整體的效率，高壓蓄電池荷電狀態，儘可能的回收制動能量來說。從車輛運行狀態來說。可分為一下幾點，

1.車輛在啟動速度較低時，由高壓蓄電池向MG2提供能量驅動車輛，此時HVECU 監測到電池的荷電狀態較低時，發動機啟動。2.正常行駛情況下，發動機啟動，由行星齒輪機構機械耦合進行兩部分功率分配，汽車一部分功率直接驅動汽車，一部分提供給MG 1產生電能，為高壓蓄電池充電。為獲得最大運行效率。HVECU 檢測駕駛員的操作意圖和高壓電池的荷電狀態來去定這兩部分功率的分配。（駕駛員意圖，最高運行效率。高壓蓄電池的荷電狀態三個優先順序我還沒完全弄清楚）3.全力加速期間，功率由發動機提供，同時發動機驅動MG1，作為發電機為高壓蓄電池充電，同時MG2從高壓蓄電池通過變換器獲取加速度所需要的功率。此時MG2作為電動機的功率大於MG1的發電功率。4.最高運行速度期間，功率由發動機MG 1.MG2提供。此時MG1和MG2從高壓蓄電池過去能量。5制動減速期間，MG1MG 2作為發電機向高壓蓄電池反饋制動能量。HVECU 監測電池荷電狀態，決定電動制動能否滿足要求，機械制動是否介入。

回答的不一定對。

駕駛員決定油門狀態，根據噴油量可以計算出發動機最佳轉速區間。

緩加速時，根據車速變化，對應調節MG1轉速下降。維持發動機轉速處於最佳區間。

急加速時，先允許MG1轉速升高，提高發動機轉速和功率，然後維持發動機高轉速，隨著車速提高降低MG1轉速。當油門減小，急加速完成，維持車速不變，降低發動機轉速和MG1轉速，直到發動機處於最佳運行區間。

MG1發電，或者給MG2用，或者給電池充電，還可能給MG2用同時電池也放電給MG2，取決於設計師，不看儀錶駕駛員感受不到。

每次看這個學到很多

等大神回復。