丰田混合动力系统

卫东

丰田以最早开发混合动力汽车，并大量推出混合动力车型，让丰田稳稳坐牢了混合动力车老大的位置。上世纪末，丰田以敏锐的前瞻性眼光看到了今天势必要大力发展新能源汽车。丰田自2006年便将混合动力普锐斯引进到了中国，为新能源车在中国的普及做出了贡献。而随着欧系并联式可纯电行驶混合动力车型的推出，混合动力技术不再是丰田一枝独秀。当我询问丰田的专家，欧系车以简单的并联式混合动力实现了纯电动行驶，丰田技术复杂的混联式混合动力系统是否已经失去其优势时，丰田的专家告知我，丰田混动的优势是更高效。随着更年轻开朗丰田企业面孔的出现，丰田也在逐步揭开丰田混合动力核心技术最为神秘的面纱。在这次中国内燃机工业协会举办的第二届中国内燃机创新驱动持续发展论坛上，丰田的技术专家面对来自企业、高校和研究院所的150多名行业专家公布了一些开发细节。

来自丰田汽车公司混合动力系统控制开发部的矢口室长介绍了混合动力系统及其发展历程。矢口室长讲解了丰田混合动力系统（THS）如何实现低油耗的机理，将发动机与两个电机通过一套行星齿轮结合起来，实现了发动机的怠速停机、起动及小负荷时的电机驱动、处于高效时区的发动机驱动及发电、减速或者制动时的能量回收等诸多功能，大大降低了车辆的油耗。搭载了THS的卡罗拉及雷凌国产混动车型其油耗只有4.2L/100km。

矢口室长还指出，混合动力系统可以有多种技术方案，包括大众、通用、本田、日产、以及科力远等公司都开发出各自不同的混合动力系统，其核心都是通过发动机与电机的有机结合，双方尽量工作在高效区域，再加上能量回收，从而达到大幅降低油耗的效果。

同样来自丰田汽车公司发动机控制系统开发部的丸山主干介绍了混合动力发动机的主要技术。因为有电机的配合，混合动力发动机在开发时可以专注于如何提高热效率，比如通过VVT实现了阿特金森循环，大大提高了部分负荷时的压缩比。通过优化燃烧室及进气道，在保证流量系数的前提下提高了滚流比，实现了快速燃烧，另外采用了冷却EGR及减摩技术、电动水泵及可變排量油泵技术、废热回收系统等等，第四代普锐斯的发动机热效率达到了当时最高水平——40%。

丰田公司将混动发动机技术延伸到普通汽油发动机上。最新一代TNGA（丰田新全球架构）发动机，在采用高速燃烧技术和可变气门控制系统之外，排气/冷却/机械动作等各种能量损失都进一步降低，提高热效率的同时兼顾了动力，其汽油版和混合动力版的热效率分别达到了40%和41%，达到全球最高水平。

来自一汽、上汽、北汽、潍柴等企业的技术专家以及清华大学、天津大学、同济大学等高校的学者也积极发言，对混合动力发动机的排放、电机、电池、电控等技术进行了详细而热烈的讨论。大家一致认为，混合动力技术对于实现节能减排具有重大现实意义，应该鼓励加快混合动力的技术研发和市场推广。

中国内燃机工业协会的魏安力副秘书长在开场白里就指出：“混合动力是内燃机技术发展的必由之路，在内燃机‘十三五规划中提出‘要大力发展混合动力及其专用发动机技术。这次论坛邀请丰田公司做介绍，希望能够参考先行者的经验，开发出适合国情的自主混合动力技术。”