豐田混動系統(tǒng)之電機(jī)調(diào)速的奧妙
我們知道豐田混動系統(tǒng)是依靠兩個雙向直流交流變頻器來分別控制大小兩臺電機(jī)的速度和扭矩,如下圖
而變頻器可以四象限運(yùn)作,定義如下:
第一象限,電機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn),電機(jī)的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩都為正。
第二象限,電機(jī)正轉(zhuǎn)回速或減速制動運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為正,轉(zhuǎn)矩為負(fù)。
第三象限,電機(jī)反轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn),電機(jī)的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩都為負(fù)。
第四象限,電機(jī)反轉(zhuǎn)回升或減速制動運(yùn)轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速為負(fù),轉(zhuǎn)矩為正。
有圖為證
* 以下我們討論的都是內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時的車輛狀態(tài),純電模式下MG1的確始終為空轉(zhuǎn)(但個人覺得那只是為了簡化系統(tǒng)控制的復(fù)雜程度,因為沒有了內(nèi)燃機(jī)這個冗余量,要做到兩臺電機(jī)的扭矩完全無級對應(yīng)很費力)
1. 首先完全松開油門,進(jìn)入滑行狀態(tài)。注意三處劃紅線的地方,靠中間的是MG1的轉(zhuǎn)速,左下方的兩個分別是MG2和MG1的扭矩,其周圍還有其對應(yīng)的10秒內(nèi)波形圖--可以看到在MG1負(fù)向旋轉(zhuǎn)時扭矩為正,作為調(diào)速電機(jī)確保內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速維持在1000左右,但此時不噴油。
2.另一段滑行中,當(dāng)你踩下剎車減速時,MG2的發(fā)電量進(jìn)一步增加,而MG1維持原有狀態(tài),兩者轉(zhuǎn)速扭矩均相反。
3.那么滑行時有沒有MG1空轉(zhuǎn)的情況呢,當(dāng)然也是有的。
問題來了,為什么豐田混動系統(tǒng)需要提供上述兩種不同的滑行模式呢,很簡單
因為第一類情況中內(nèi)燃機(jī)雖然有轉(zhuǎn)速,但卻是沒有油耗的,也就是MG1上的扭矩產(chǎn)生了差速效應(yīng)推動其在運(yùn)轉(zhuǎn)。
(注:我是用原廠行車電腦的瞬時油耗和累計油耗清零后反復(fù)實驗論證得出的)
而為了進(jìn)一步避免Torque Pro的油耗顯示均存在偏差,下圖中我加入了空燃比曲線為佐證,可以看到箭頭所指的位置,在油耗歸零的時候,空燃比突然跳升到18以上,這是儀表能顯示的極值,實際處于斷油狀態(tài))
而第二類情況內(nèi)燃機(jī)其實是有每小時1.1升左右的油耗的,也就是它在獨立運(yùn)轉(zhuǎn),而MG2和MG1的轉(zhuǎn)速相互抵消,與它無關(guān)。
此時空燃比指標(biāo)的意義就顯示出來了,與零油耗時相比它處于14-15之間的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)
至于何時選擇何種模式,根據(jù)目前的觀察主要是和速度有關(guān),當(dāng)車速接近或超過100km/h時,由于風(fēng)阻的減速效應(yīng)急劇遞增,系統(tǒng)很難激活電動滑行模式.而速度較低時,會根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的水溫和電池電量來選擇.
第一類模式
滑行時MG1的扭矩總是穩(wěn)定在+6.5到+7.5之間,不踩剎車時MG2扭矩在-0.5左右,內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在1000轉(zhuǎn)(上下波動各不超過10轉(zhuǎn)),空燃比在18.12,實測油耗為零。
第二類模式
滑行時MG1扭矩為0,不踩剎車時MG2扭矩總是穩(wěn)定在-7.5左右,內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速在900-990轉(zhuǎn)波動,空燃比在14.6上下,實測油耗為0.9-1.1升每小時。
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