神级混动丰田THS、超神混动通用volt

省流版:超神混动通用volt用L2B发动机，油耗战平神级混动丰田THS

一、前人栽的树:

1、图1，懂车帝网友，几何平方介绍丰田THS基本原理，以及行星齿轮“转速关系模拟器”。（去看原帖）

图1，丰田THS基本原理、行星齿轮组“转速模拟器”

2、图2，知乎网友，newgnay，推导行星齿轮的转速关系公式、扭矩关系公式。（去看原帖）

图2，行星齿轮原理，转速、扭矩关系公式推导

3、图3、懂车帝网友，几何平方，介绍通用volt基本原理。（去看原帖）

图3，通用volt基本原理

4、图4、懂车帝网友，飞走的云520n，他做了大量的数据测试。这张图给了我的灵感，使我想到volt在最佳工况时，MGA转速高于发动机转速，并使MGB转速接近于零。接近零的转速，就是接近零的功率，就没有电传动了。（不经过电池，电传动效率大约90%；经过电池，电传动效率大约80%，因为充放电的损耗大约是10%）

图4，微蓝PHEV，巡航车速、转速测试。不是固定的

二、分析微蓝PHEV的混动系统，通用volt混动的核心（图5），高增程模式:

图5，通用volt高增程模式，原理图

1、先统一定义。R齿圈，c行星架，r太阳轮。齿比=R/r=1.7（丰田是2.6）。w转速，m扭矩，P功率。连MGA的行星排，后边称为行星排1，MGA连在太阳轮1上；连MGB的行星排，后边称为行星排2，MGB连在太阳轮2上；行星架1与行星架2是一个整体，连主减速。（volt齿比1.7，这个数字引自“飞走的云520n”）

2、描述转向与工作。看图5。发动机连齿圈1驱动行星架正转；行星架带动齿圈2和太阳轮2正转；离合器1闭合，太阳轮1和齿圈2成为一个整体，也是着正转。MGA正转，驱动；MGB正转，发电。顺时针，为正转。

图6，扭矩、转速计算

3、扭矩计算分析（图6上半部分）。先回顾一下知乎网友的扭矩公式（图7）。

图7，知乎网友的扭矩关系公式

行星架输出扭矩mc，发动机扭矩mR1，MGB扭矩mr2。太阳轮1的扭矩（mr1），等于MGA的扭矩（mA），加上齿圈2的扭矩（mR2）。当MGA的输出扭矩无限接近于零时，mr1就等于mR2。此时，m输出:m发动机:m发电机=mc:mR1:mr2=1.89:（1.89+1）:1。（推导看图6）惊喜不惊喜？输出扭矩、发动机扭矩，发电机扭矩正好等效于一个齿比为1.89的单排行星齿轮组，而且发动机正好处在等效行星排的行星架位置。这就是丰田THS的动力分流啊，齿比不同而已。

4、MGA输出扭矩接近于零，怎么实现？（图6下半部分）先回顾一下图1的行星齿轮组“转速模拟器”。通用volt就是两个串联的行星排，离合器1闭合，太阳轮1与齿圈2形成一个整体。MGA可以通过变频，让转速提升，使得MGB转速下降；MGA可以通过控制电流，来控制功率，从而控制扭矩；当MGB转速无限接近于零的时候，MGA的扭矩也可以控制在无限接近于零。实际工况，车轮上负荷会有波动，导致MGB的转速和MGA的扭矩不能做到无限接近于零，但是也非常接近了。飞走的云520n网友做过85公里的巡航测试，MGB发电的功率不到1kw，MGA在驱动和发电之间来回切换，功率也在2kw以内。（图8）

图8，飞云网友，85公里巡航，测最佳工况时的电驱和发电功率。

5、请注意，通用volt调高驱动电机转速的时候，可以同时降低电驱和发电的功率。而丰田THS如果调高驱动电机转速，则电驱动功率上升、发电功率下降，此时就要用电池里的电了。经过电池，电传动效率最高只有80%哦。可能有人要问，如果丰田THS把太阳轮锁止，不就可以不发电量了吗？是可以不发电，但是驱动电机的电从哪来呢？经过电池的电传动效率最高只有80%呀。丰田的实际控制逻辑，应该是尽量让驱动功率与发电功率保持一致，从而降低流经电池的电量的占比。

三、总结。

1、通用volt混动的高增程模式，齿比1.7的双行星排，等效于一个齿比1.89的单行星排动力分流，跟丰田THS只是齿比不同。

2、通用volt的优势是，可以通过MGA变频调整转速，获得想要的发电比例（可以接近零发电），从而实现极低的电传动比例，提高整体传动效率。

3、不经过电池的电传动效率是90%，通用volt的控制目标是减少电传动的占比；经过电池的电传动效率是80%，丰田THS的控制目标是减少流经电池的电量占比。丰田THS是神级混动，通用volt是超神混动。