在新能源汽车出现之前,欧洲走的是轻混动力路线,国内市场以纯内燃机为主,混合动力系统大部分用于日系品牌。事实上,2019年丰田决定对混动系统的23,000多项专利免费开放,期限长达30年。但是,即使丰田做的很慷慨,事实上到目前为止,THS混动技术处于丰田孤军奋战的局面,其他制造商被没有实际将免费的专利加以利用,到底是什么原因导致的呢?

如果从传统汽车行业的角度来看,混合动力汽车的专利技术比发动机汽车或电动汽车的开发难度要大得多,因此非常有价值。不仅在汽车行业,对于拥有重要技术专利的企业来说,专利权可以说是生命线。尽管如此,没有任何公司试图利用,原因之一和串联式混合动力的普及有很大关系。

这并不是说丰田THS技术不行,事实上恰恰相反;丰田THS是一项真正成熟的混合动力技术。丰田THS使用行星齿轮连接发动机和两个电机,具有很强的灵活性,然而在控制方面却是个迷,而且过程很复杂。不仅可以使用电机驱动,还可以使用电机和发动机组合驱动,或者在使用发动机驱动的同时使用发电机充电,一切都是可以智能切换的,每个零件都承担着多种功能。而且,只有一组行星齿轮将功率损失降到最小。


MG1机构直接连接到行星齿轮中心的太阳轮,发动机的输出轴直接连接到容纳周围行星齿轮的行星架。MG2直接连接到形成行星齿轮外圆周的环形齿轮用于驱动,仅在加减速时提供直接驱动力。MG1的巧妙使用不仅是让发动机主动发电,而是通过控制自身转速,同时起到变速器的作用,将发动机转速传递到齿圈;此外,在高速巡航时还可以充当变速箱,利用其产生的电力来驱动MG2,使发动机处于最佳的燃油效率区间。

这套动力系统整合了串联式、并联式、混联式所有的优势,目前市场上主流的长城柠檬DHT、比亚迪DM-i、长安智电iDD、吉利雷神混动、奇瑞鲲鹏DHT、本田的i-MMD都是以串联式混合动力为基础,同时可直接与发动机进行串联或并联运行,基本上都实现了低速电驱和高速发动机介入直驱的效果。

而在高速时发动机驱动还可以通过带动发电机发电并驱动电机提供动力的技术真正意义上还没有实现,于是出现了多挡位混动结构以及插电式和增程式动力系统,通过锁定系统功率输出区间和大容量电池来提高高速时行驶的燃油效率,优点是控制逻辑简单了,缺点是成本增加了。从都是为了降低油耗的技术层面来讲,相比丰田的THS并不代表国内的混动技术落后了,而是始终绕不开专利到期的原因。
丰田起初研究的是串联式混合动力,即发动机驱动发电机,用电力驱动电动机来驱动公交车,然后在20世纪80年代研究进展到并联式混合动力,并于1989年,丰田率先推出了并联式混合动力,将混合动力公交车商业化。 丰田在20世纪90年代将两种结构整合到了一起,THS由此诞生。
即使可以免费使用丰田的THS专利技术,如果没有技术支持,还是需要花费大量的时间和金钱来开发。另外一方面,即使是成功开发了这项技术,但是专利免费使用期到了以后要该怎么办也是个问题。因此,本田的两电机混合动力在高速巡航时直接连接发动机,是因为在规避丰田THS专利,随着雅阁插电式混动车型的上市,目前本田也在慢慢甩掉油电混动技术,实现新能源汽车的转型。

丰田THS复杂的控制机制给大多汽车制造商带来了挑战,然而只有30年专利免费使用权阻碍了该系统的普及,没有一家制造商愿意技术被别人掌控。此外,丰田THS没有使用离合器等耦合机构,完全是靠控制逻辑运行的一套动力系统,然而这也是最核心的部分。
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