功率分流式(Powersplit)混动系统(一)

在汽车界,提到功率分流式混动系统,第一想到的自然是丰田普锐斯。普锐斯系统对于汽车业界的意义可以与iPhone对手机业界的影响相媲美。普锐斯(1997年问世)和iPhone(2007年问世)的设计方案从发布以来不曾改变,可以说是从一开始就达到了完美。正是丰田,正是普锐斯,让功率分流系统在全球汽车业界达到今天的位置。

功率分流系统正如其名,就是将发动机功率分成几个支流,分别传输到车轮上。我们就要问了,怎么实现分流?这个,这就是变速器的任务了。变速器在功率分流系统中担当着核心的作用,按照变速器结构的不同,功率分流系统又可以分成输入式、输出式和复合式几种不同的形式。各个系统都有各自有意思的地方。

今天的第一篇中,暂不去讨论那些技术上的细节,我想聊聊功率分流式系统的故事。

来看看最早的功率分流系统

虽然说丰田普锐斯在今天最为出名,但是最早的功率分流系统应该归功于 Thompson Ramo Wooldridge Inc.(TRW)公司。1960年代,在阿波罗登月的时期,TRW的工程师研制出了第一款今天意义上的功率分流驱动系统。整个系统中包括一个发动机、两个电机和一个行星齿轮组。其中,一个电机用来调节发动机的转速,另一个电机用来对汽车的驱动扭矩进行调节。TRW系统在系统结构上与今天的丰田普锐斯系统稍稍有不同1,但原理一摸一样。

TRW公司研发的功率分流系统专利图

图1:TRW公司研发的功率分流系统专利图

今天,我们仍可以查到当时TRW公司申报的专利2。可惜的是,60年代的时候,连阿波罗登月飞船上的计算机都没法做大规模快速运算3,更别说真正意义上的车内用ECU了。那时候,驱动系统所有的控制都只能由机械或油压控制实现。发动机、电机的精密协同控制可以说是天方夜谭,因此,TRW的这个系统也只能束之高阁。