丰田的混合动力系统(THS)目前已经发展到了第四代,1997年3月,丰田首次向外界展示其丰田混动系统,2003年9月,第二代混动系统2009年5月,第三代普锐斯混动系统。
第三代THS系统随着第三代普锐斯进入国内,同时也进一步普及,出现在丰田旗下的更多产品中。较之以往,第三代THS系统变化更大,采用了排量更大的2ZR-FXE发动机,同时匹配型号为P410的E-CVT与镍氢电池。
第三代THS依然采用单排行星齿轮来进行动力分流,不过其原本的减速机构由新增的一组行星齿轮替代,这样能平衡一下两个电动机的转速差,毕竟一个电动机的最高转速由原来的6500rpm提升到万转以上,车辆在中低速的加速情况也有了显著优化。
2015年10月,第四代混动系统最新一代的THS系统依旧沿用型号为2ZR-FXE的1.8L发动机,仅仅是这款发动机,热效率就高达40%,配合新一代THS系统以及型号为P610的E-CVT,热效率能提升至41%,十分惊人。
丰田混合动力系统(THS),车轮是通过发动机或电动机或两者共同驱动,最重要的是,它永远不需要插入电源,因为它通过发动机动力或者再生制动为混合动力电池充电。与传统燃油车不同的是,燃油车是通过启动机来启动车辆,丰田混合动力车是通过按下启动按键,首先为车载电脑(ECU)供电,与所有车辆一样,这些ECU在12V电池电路上运行,该电路为大灯、车窗、门锁等设备供电。车载电脑还管理一些车辆的关键部件,它就是主继电器。主继电器负责将混合电池电力发送到高压组件并确保车辆启动时以安全的方式打开电池电力,以避免系统任何元件出现尖峰。为了安全起见,如果检测到任何故障和碰撞,这些继电器会立即断电,隔离动力电池,同时关闭高压电缆。一旦ECU启动并运行,混合动力电池的电力就会被发送到逆变器转换器。该装置控制进出电动发电机和高压电池的高压电流,并在车辆运行时保持12V电池的充电。
顾名思义,电动发电机既可以作为电动机(在需要时提供电力),也可以作为发电机为混合动力电池充电。电动发电机或MG1位于发动机正后方,当用作电动机可在需要时随时启动发动机。由于MG1比传统启动电机的功率大得多,因此不需要齿轮传动,能够安静的启动发动机。这就时您在丰田混合动力车上面听不到起动声音的原因。一旦发动机运转,MG1就用作发电机为混合动力电池充电。
THS工作中一个主要的部件是动力分配装置的行星齿轮组,它像无极变速箱一样用于管理发动机和电动发电机两者之间的输出。
发动机和MG2的并行动力输出可共同或单独工作,在加速和巡航时为车轮提供动力。当刹车或者滑行时,MG2还充当发电机,捕捉车轮前进动力的能量,并在车辆减速时为混合动力电池充电。
Hybrid MAX系统的启动方式与丰田混合动力系统(THS)非常相似,通过按钮启动启动车载计算机(ECU),从而调节和控制混合动力系统。
12V蓄电池为车辆提供照明、门窗、车锁等功能。一旦所有的系统都在线,丰田的Hybrid MAX系统就开始展示与众不同之处。与THS不同的是,每个电动发电机都具有独立的作用。并联混合动力系统的单个电机,在行驶过程中帮助完成一系列任务,例如发动机启动、滑行或制动时的能力再生以及协助发动机将动力传输到轮子,实现真正高效的设置和超安静的启动。另一方面混合动力系统通过主继电器供电,就像THS一样。它将混合动力电池电力发送至使用高压电的组件,并确保启动车辆时电池电力安全打开,以避免系统任何元件出现尖峰。如果检测到故障和碰撞时,为了安全起见,系统主继电器会断电,隔离混合动力电池,同时关闭高压电缆。THS依靠动力分配装置来管理驱动车轮的输出,Hybrid MAX系统使用单个电动发电机通过独特的湿式启动离合器连接到传统的六速自动变速箱。K0离合器还用于断开发动机和变速箱的连接。两个离合器共同工作,使电动发电机能够启动发动机,为电池充电并为车轮提供动力。与THS搭载的自然吸气发动机不同,Hybrid MAX搭载涡轮增压发动机。这种并联混合动力系统,几乎始终从两个来源提供动力,而不是根据需要在电动机、发动机或两者混合之间频繁切换,以提供最大性能,同时仍然具有很高的效率。因此,驾驶员可以体验到平稳、充满动力的Hybrid MAX的真正力量。