豐田混合動力系統(tǒng)

衛(wèi)東

豐田以最早開發(fā)混合動力汽車，并大量推出混合動力車型，讓豐田穩(wěn)穩(wěn)坐牢了混合動力車老大的位置。上世紀末，豐田以敏銳的前瞻性眼光看到了今天勢必要大力發(fā)展新能源汽車。豐田自2006年便將混合動力普銳斯引進到了中國，為新能源車在中國的普及做出了貢獻。而隨著歐系并聯(lián)式可純電行駛混合動力車型的推出，混合動力技術不再是豐田一枝獨秀。當我詢問豐田的專家，歐系車以簡單的并聯(lián)式混合動力實現(xiàn)了純電動行駛，豐田技術復雜的混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)是否已經(jīng)失去其優(yōu)勢時，豐田的專家告知我，豐田混動的優(yōu)勢是更高效。隨著更年輕開朗豐田企業(yè)面孔的出現(xiàn)，豐田也在逐步揭開豐田混合動力核心技術最為神秘的面紗。在這次中國內(nèi)燃機工業(yè)協(xié)會舉辦的第二屆中國內(nèi)燃機創(chuàng)新驅動持續(xù)發(fā)展論壇上，豐田的技術專家面對來自企業(yè)、高校和研究院所的150多名行業(yè)專家公布了一些開發(fā)細節(jié)。

來自豐田汽車公司混合動力系統(tǒng)控制開發(fā)部的矢口室長介紹了混合動力系統(tǒng)及其發(fā)展歷程。矢口室長講解了豐田混合動力系統(tǒng)（THS）如何實現(xiàn)低油耗的機理，將發(fā)動機與兩個電機通過一套行星齒輪結合起來，實現(xiàn)了發(fā)動機的怠速停機、起動及小負荷時的電機驅動、處于高效時區(qū)的發(fā)動機驅動及發(fā)電、減速或者制動時的能量回收等諸多功能，大大降低了車輛的油耗。搭載了THS的卡羅拉及雷凌國產(chǎn)混動車型其油耗只有4.2L/100km。

矢口室長還指出，混合動力系統(tǒng)可以有多種技術方案，包括大眾、通用、本田、日產(chǎn)、以及科力遠等公司都開發(fā)出各自不同的混合動力系統(tǒng)，其核心都是通過發(fā)動機與電機的有機結合，雙方盡量工作在高效區(qū)域，再加上能量回收，從而達到大幅降低油耗的效果。

同樣來自豐田汽車公司發(fā)動機控制系統(tǒng)開發(fā)部的丸山主干介紹了混合動力發(fā)動機的主要技術。因為有電機的配合，混合動力發(fā)動機在開發(fā)時可以專注于如何提高熱效率，比如通過VVT實現(xiàn)了阿特金森循環(huán)，大大提高了部分負荷時的壓縮比。通過優(yōu)化燃燒室及進氣道，在保證流量系數(shù)的前提下提高了滾流比，實現(xiàn)了快速燃燒，另外采用了冷卻EGR及減摩技術、電動水泵及可變排量油泵技術、廢熱回收系統(tǒng)等等，第四代普銳斯的發(fā)動機熱效率達到了當時最高水平——40%。

豐田公司將混動發(fā)動機技術延伸到普通汽油發(fā)動機上。最新一代TNGA（豐田新全球架構）發(fā)動機，在采用高速燃燒技術和可變氣門控制系統(tǒng)之外，排氣/冷卻/機械動作等各種能量損失都進一步降低，提高熱效率的同時兼顧了動力，其汽油版和混合動力版的熱效率分別達到了40%和41%，達到全球最高水平。

來自一汽、上汽、北汽、濰柴等企業(yè)的技術專家以及清華大學、天津大學、同濟大學等高校的學者也積極發(fā)言，對混合動力發(fā)動機的排放、電機、電池、電控等技術進行了詳細而熱烈的討論。大家一致認為，混合動力技術對于實現(xiàn)節(jié)能減排具有重大現(xiàn)實意義，應該鼓勵加快混合動力的技術研發(fā)和市場推廣。

中國內(nèi)燃機工業(yè)協(xié)會的魏安力副秘書長在開場白里就指出：“混合動力是內(nèi)燃機技術發(fā)展的必由之路，在內(nèi)燃機‘十三五規(guī)劃中提出‘要大力發(fā)展混合動力及其專用發(fā)動機技術。這次論壇邀請豐田公司做介紹，希望能夠參考先行者的經(jīng)驗，開發(fā)出適合國情的自主混合動力技術。”