豐田混動系統(tǒng)之電機調速的奧妙
我們知道豐田混動系統(tǒng)是依靠兩個雙向直流交流變頻器來分別控制大小兩臺電機的速度和扭矩,如下圖
而變頻器可以四象限運作,定義如下:
第一象限,電機正轉運轉,電機的轉速及轉矩都為正。
第二象限,電機正轉回速或減速制動運轉轉速為正,轉矩為負。
第三象限,電機反轉運轉,電機的轉速及轉矩都為負。
第四象限,電機反轉回升或減速制動運轉,轉速為負,轉矩為正。
有圖為證
* 以下我們討論的都是內燃機運轉時的車輛狀態(tài),純電模式下MG1的確始終為空轉(但個人覺得那只是為了簡化系統(tǒng)控制的復雜程度,因為沒有了內燃機這個冗余量,要做到兩臺電機的扭矩完全無級對應很費力)
1. 首先完全松開油門,進入滑行狀態(tài)。注意三處劃紅線的地方,靠中間的是MG1的轉速,左下方的兩個分別是MG2和MG1的扭矩,其周圍還有其對應的10秒內波形圖--可以看到在MG1負向旋轉時扭矩為正,作為調速電機確保內燃機的轉速維持在1000左右,但此時不噴油。
2.另一段滑行中,當你踩下剎車減速時,MG2的發(fā)電量進一步增加,而MG1維持原有狀態(tài),兩者轉速扭矩均相反。
3.那么滑行時有沒有MG1空轉的情況呢,當然也是有的。
問題來了,為什么豐田混動系統(tǒng)需要提供上述兩種不同的滑行模式呢,很簡單
因為第一類情況中內燃機雖然有轉速,但卻是沒有油耗的,也就是MG1上的扭矩產(chǎn)生了差速效應推動其在運轉。
(注:我是用原廠行車電腦的瞬時油耗和累計油耗清零后反復實驗論證得出的)
而為了進一步避免Torque Pro的油耗顯示均存在偏差,下圖中我加入了空燃比曲線為佐證,可以看到箭頭所指的位置,在油耗歸零的時候,空燃比突然跳升到18以上,這是儀表能顯示的極值,實際處于斷油狀態(tài))
而第二類情況內燃機其實是有每小時1.1升左右的油耗的,也就是它在獨立運轉,而MG2和MG1的轉速相互抵消,與它無關。
此時空燃比指標的意義就顯示出來了,與零油耗時相比它處于14-15之間的標準狀態(tài)
至于何時選擇何種模式,根據(jù)目前的觀察主要是和速度有關,當車速接近或超過100km/h時,由于風阻的減速效應急劇遞增,系統(tǒng)很難激活電動滑行模式.而速度較低時,會根據(jù)內燃機的水溫和電池電量來選擇.
第一類模式
滑行時MG1的扭矩總是穩(wěn)定在+6.5到+7.5之間,不踩剎車時MG2扭矩在-0.5左右,內燃機轉速穩(wěn)定在1000轉(上下波動各不超過10轉),空燃比在18.12,實測油耗為零。
第二類模式
滑行時MG1扭矩為0,不踩剎車時MG2扭矩總是穩(wěn)定在-7.5左右,內燃機轉速在900-990轉波動,空燃比在14.6上下,實測油耗為0.9-1.1升每小時。
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