#丰田THS构型是不是落后了# 这是混动专家@飞走的云520 提出的话题。介绍一下，他有一个“混动群”，只有几十人，都是高手。应该是国内关于混动研究最深的民间群了。

丰田THS就是 Toyota Hybrid System，它是“一出手就是巅峰”的代表（1997年提出基本构型后基本就没大改过），曾经公认是“世界上有两种混动，一种是丰田、一种是其他”。它代表着不只是自家的技术，而是功率分流式Power Split的混动构型这一个大的技术分支。详见图1，当然这个图有点老了。

请注意，我加了曾经两字。这是因为从当下的销量和竞争力上，丰田THS在国内都面临着极大的压力。但我们不能武断地说是丰田THS不行了，因为原因更可能出在合资的智能电动化技术、产品规划和成本构成上。

介绍一下丰田THS，如图2的动图所示。 功率分流虽然是丰田发扬光大的，但最初的原理却诞生于美国。早在1960年代美国TRW公司申请的专利图，如图3所示。

后来福特汽车在1992年提出「如何用内燃机带动发电机，并给电池充电」 的方案，在1993年拿到核心专利，奠定了功率分流的基础地位。后来几乎所有的混合动力系统都在这个系统上再次被研发延展。

丰田于1997-1999年拿到核心专利。准确来说，福特和丰田共同奠定了功率分流型混合动力的江湖地位。2004年两家进行了交叉授权，专利互通。也就在2004年，福特在第一款混动SUV Escape Hybrid就采用了功率分流式混动系统。

它的优势是什么？ 在聊它之前，可以分析一下当下正火的串并联混动，它有三种工作模式【图4】：纯电、串联(增程)、并联(直驱)。车速较低的纯电与串联模式下，离合器断开，仅由电机来驱动车轮；车速较高的直驱模式下，离合器接合以使发动机与电机共同驱动车辆。

理解串并联混动构型有四个关键角度：

- 纯电模式：纯电模式下，发动机与发电机可完全处于静止状态，不存在任何的机械摩擦损耗。这就很适合插混车型。
- 离合器的模式切换：离合器的接合与断开，带来些许动力中断或顿挫。2023年的跟进者五菱星光的电磁离合器、上汽荣威DMH的PICU，就是为了削弱离合器接合/断开带来的影响。
- 固定速比：直驱状态为固定速比。当车速上升至120km/h、140km/h时，发动机转速很高，带来噪音增大、扭矩衰减、效率降低的问题。
- 能量转换路径：串联模式下，发动机、发电机工作在高效率区。但能量转换路径较长造成了能量损失，存在优化空间。

而输入式功率分流中：发动机功率分解为机械功率流与电功率流，前者通过机械直驱直接驱动车轮，后者通过发电机和电机驱动车轮【图5】。

功率分流通过行星齿轮进行动力耦合，不需要离合器，结构简单紧凑、机械加工难度大、控制逻辑精妙复杂，研发门槛较高。串并联在串联模式与直驱模式之间进行「非0即1」地切换；功率分流构型不存在模式切换，但在时刻地调整功率分流比例。

为更好地理解功率分流这一套系统，咱们以「发电机功率/发动机功率」为纵轴、以「变速器传动比为横轴」，讨论两个极端状态：

• A点的100%电功率流：可类比串联混动，简称为「A模式」。车速较低时，调节系统参数，使发动机100%驱动发电机，等效传动比无穷大，相当于发动机与车轮断开了机械连接。

• B点的100%机械功率流：可类比并联直驱模式，简称为「B模式」当车速较高时，调节系统参数使发电机的转速为零，发动机功率100%驱动车轮。发动机转速与车速也存在一一对应关系，也就是固定传动比。

如果你有特别的癖好，完全可以精准调教功率分流系统，使它只工作在「A模式」和「B模式」，伪装成串并联混动。

事实上，功率分流系统很少工作在A点或B点，99%的时间在两点之间精确选择工作点，以达到最优的油耗。更靠近A点时，电功率流多一些；更靠近B点时，机械功率流多一些【图6】。

为什么不伪装成串并联混动呢？既然功率分流拥有更大的控制自由度，它就可以「骑驴找马」去找到最优的工况点，牺牲局部效率，提高整体效率，分分钟减少油耗。

与之相对的，「双模」的串并联混动只能站在A点或B点，面对那些更优、但却达不到的更优工况点望洋兴叹。

可看出功率分流的优势：

- 无离合器状态切换：「A模式」和「B模式」之间无级切换，构型更为简洁紧凑；传动比可变：车速较高时，可以降低传动比，从而降低噪音、提升效率。
- 更优的系统效率：功率分流式可在「A模式」和「B模式」之间「骑驴找马」，以找到更优的工作点。

例如，「A模式」的发动机力求工作在最佳效率点，输出功率往往大于需求功率。一部分走机械功率流来驱动车轮，另一部分走电功率流给电池充电。与串并联构型只能走电功率流相比，这就避免了能量转化带来的损失。

并不能说功率分流一定更强，没有最好的技术，只有最适合的技术。纯电模式下，功率分流的发电机依然旋转，不太适用于插混；而串并联可以禁用发动机与发电机，避免些许摩擦损失和噪音影响，更适合插混。

限定在非插混车型的前提下，可以说功率分流相对更优。既然如此，那么丰田THS绝不能说是落后了，应该说这种技术从工程理论的角度，依然是相当牛逼的。

只是落实到中国市场、落实到世界汽车产业格局中，目前选择功率分流技术路线的车企，其产品成本普通较高，特别是电池的成本过高导致难以做插混，这在国内的“大电池插混/增程”竞争中不占优势。#张抗抗汽车问答##新能源大牛说#