我以前的帖子（包括今年5月份關(guān)于電電混合的帖子）里談?wù)摰亩际瞧珍J斯在中低速行駛狀態(tài)的工作模式。我認(rèn)為，由于行星齒輪組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，汽油機(jī)和二號(hào)電機(jī)不在一個(gè)軸上，因此在中低速（75公里以下）行駛狀態(tài)下，汽油機(jī)以機(jī)械方式直接與二號(hào)電機(jī)聯(lián)合推進(jìn)不是普銳斯的主要工作方式，一般以二號(hào)電機(jī)為主推電機(jī)，汽油機(jī)通過帶動(dòng)一號(hào)電機(jī)發(fā)電（單獨(dú)或者聯(lián)合動(dòng)力電池）向二號(hào)電機(jī)供電。同時(shí)，我也認(rèn)為，普銳斯在更高速度情況下的工作情況有待進(jìn)一步觀察，因?yàn)楦咿D(zhuǎn)速下，電動(dòng)機(jī)的扭矩下降得很多，而汽油機(jī)在高轉(zhuǎn)速下卻漸入佳境。不久前，我試著通過TORQUEPRO軟件和要SCREENSHOT（載圖）軟件，對(duì)高速行駛狀態(tài)下的工作模式進(jìn)行了觀察。觀察的結(jié)果是，普銳斯以中低速行駛和高速行駛時(shí)的工作狀態(tài)完全不同。下面把觀察和思考的結(jié)果和大家分享一下，歡迎討論指正。

　　首先要明確，什么是普銳斯的高速行駛狀態(tài)，高速行駛狀態(tài)和中低速行駛狀態(tài)的臨界點(diǎn)在哪里。根據(jù)我反復(fù)試驗(yàn)并在TORQUEPRO上觀察的結(jié)果，基本可以認(rèn)定，普銳斯P2的高速和低速之間的臨界點(diǎn)設(shè)計(jì)在時(shí)速82公里左右。雖然P3的發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)與P2功率不同，但P3的行星齒輪組與P2相同，所以這個(gè)臨界點(diǎn)即使有變化，差別也應(yīng)該不太大。這個(gè)臨界點(diǎn)與踩油門的力度有關(guān)。輕踩油門，均勻加速時(shí)，達(dá)到80公里時(shí)速就可以發(fā)生一號(hào)電機(jī)正反轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)換，重踩油門急加速時(shí)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速快，時(shí)速要到82公里以上，甚至更高的速度才會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)換，其原因到后面再解釋。也就是說，在臨界點(diǎn)時(shí)速以下，行星齒輪組是這樣轉(zhuǎn)的：

　　即二號(hào)電機(jī)（MG2）工作在電動(dòng)機(jī)模式，是主要推動(dòng)力，負(fù)責(zé)推動(dòng)普銳斯，一號(hào)電機(jī)（MG1）正轉(zhuǎn)，工作在發(fā)電機(jī)模式（正轉(zhuǎn)），發(fā)動(dòng)機(jī)主要負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)一號(hào)電機(jī)發(fā)電，供二號(hào)電機(jī)使用并給動(dòng)力電池充電。有截圖為證：

　　在時(shí)速超過臨界點(diǎn)以后，行星齒輪組是這樣轉(zhuǎn)的：

　　在時(shí)速超過臨界點(diǎn)以后，一號(hào)電機(jī)（MG1）轉(zhuǎn)為反向轉(zhuǎn)動(dòng)，變成電動(dòng)機(jī)，與發(fā)動(dòng)機(jī)共同推動(dòng)普銳斯，二號(hào)電機(jī)（MG2）變成發(fā)電機(jī)，利用一號(hào)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)多余的扭矩發(fā)電，供一號(hào)電機(jī)使用并給動(dòng)力電池充電。在高速狀態(tài)下，發(fā)動(dòng)機(jī)是主要推動(dòng)力，一號(hào)電機(jī)是輔助推動(dòng)力。有圖為證：

　　更高的速度也是這樣：

　　需要說明的重要區(qū)別是，在中低速狀態(tài)下（臨界點(diǎn)以下），如果你松開油門，一號(hào)電機(jī)也會(huì)反轉(zhuǎn)，但那是空轉(zhuǎn)，沒有動(dòng)力和扭矩輸出；一旦你踩下油門，一號(hào)電機(jī)就轉(zhuǎn)為正轉(zhuǎn)，開始發(fā)電，二號(hào)電機(jī)仍是主推；而在高速狀態(tài)下，無論你猛踩油門還是松開油門，一號(hào)電機(jī)始終保持反轉(zhuǎn)，只是你踩油門時(shí)一號(hào)電機(jī)有扭矩輸出，松開油門時(shí)一號(hào)電機(jī)沒有扭矩輸出而已。而二號(hào)電機(jī)則始終在發(fā)電。

　　關(guān)于普銳斯高速行駛的工況寫到這里就結(jié)束，也可以過得去了，但我總是想要弄清的以下面幾個(gè)為什么。

　　一是為什么一號(hào)電機(jī)會(huì)反轉(zhuǎn)（是什么造成一號(hào)電機(jī)反轉(zhuǎn)的）？

　　二是一號(hào)電機(jī)正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換過程中為什么沒有產(chǎn)生機(jī)械沖擊？

　　三是為什么高速行駛狀態(tài)下采用發(fā)動(dòng)機(jī)和一號(hào)電機(jī)共同推進(jìn)方式？

　　以下是我對(duì)幾個(gè)為什么的解讀?！　?/p>

　　一、為什么一號(hào)電機(jī)會(huì)反轉(zhuǎn)（是什么造成一號(hào)電機(jī)反轉(zhuǎn)的）？　　

　　這個(gè)問題，我嘗試用國(guó)外一位普銳斯一代車主達(dá)人十年前總結(jié)出來的一個(gè)關(guān)于行星齒輪組的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的公式，也就是用數(shù)學(xué)模擬的方法來解決：

　　這個(gè)公式是：S＝C x 3.6 –R x 2.6

　　公式里的S＝SUN＝太陽輪，C＝CARRIER＝行星座，R＝RING＝齒圈　　

　　所以翻譯過來就是：太陽輪轉(zhuǎn)速＝行星座轉(zhuǎn)速 x 3.6 －齒圈轉(zhuǎn)速 x 2.6　　

　　由于一號(hào)電機(jī)（MG1）是直接裝在太陽輪上的，因此太陽輪轉(zhuǎn)速＝一號(hào)電機(jī)轉(zhuǎn)速，發(fā)動(dòng)機(jī)是直接裝在行星座上的，因此行星座轉(zhuǎn)速＝發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，所以這個(gè)公式可以這樣表示：

一號(hào)電機(jī)轉(zhuǎn)速＝發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 x 3.6 －齒圈轉(zhuǎn)速 x 2.6　　

　　這個(gè)公式是否靠譜呢？我用從TORQUE PRO截圖上獲得的數(shù)據(jù)代入公式試算，結(jié)果很接近，考慮到TORQUE PRO里的公式可能與上述公式不同，計(jì)算結(jié)果接近就說明公式是靠譜的。由于篇幅的關(guān)系，這里省略了TORQUE　PRO與公式的比較過程?！　?/p>

　　之所以在沒有在公式里把齒圈轉(zhuǎn)速變成二號(hào)電機(jī)轉(zhuǎn)速，是因?yàn)槎?hào)電機(jī)沒有直接聯(lián)在齒圈上，P2的二號(hào)電機(jī)與齒圈之間的齒比近似1（36/35），所以可以直接用二號(hào)電機(jī)轉(zhuǎn)速代替齒圈轉(zhuǎn)速，但P3的二號(hào)電機(jī)與齒圈之間的齒比是2.6363，所以如果要代替齒圈轉(zhuǎn)速的話還要在公式里除以2.6363，也就是這樣：　　

　　一號(hào)電機(jī)轉(zhuǎn)速＝發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 x 3.6 －二號(hào)電機(jī)轉(zhuǎn)速 x 2.6/2.6363

　　　P3的車主如果感興趣，可以試一試。

　國(guó)外那位達(dá)人的本意是用公式說明普銳斯一代的無級(jí)變速原理，但由于普銳斯一代、二代、三代、CT200，甚至混動(dòng)凱美瑞的行星齒輪組始終沒有什么變化，所以我認(rèn)為，這個(gè)公式用于解讀行星齒輪組的工作方式到現(xiàn)在也是適用的?！　?/p>

　　下面我們把具體數(shù)據(jù)代入公式，看看會(huì)發(fā)現(xiàn)什么：假定普銳斯冷車啟動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速大約是1350轉(zhuǎn)，齒圈與二號(hào)電機(jī)和車輪相聯(lián)，這時(shí)車子停在原地，齒圈轉(zhuǎn)速為0?！　?/p>

　　把這些數(shù)字代入公式，得到一號(hào)電機(jī)轉(zhuǎn)速＝1350x 3.6－0 x2.6＝4860　　

　　為了方便，我把更多的數(shù)據(jù)代入公式，用EXCEL來模擬行星齒輪組的工作情況。由于在P2中，齒圈的轉(zhuǎn)速是二號(hào)電機(jī)轉(zhuǎn)速的35/36，十分接近，下表直接用二號(hào)電機(jī)轉(zhuǎn)速代替了齒圈轉(zhuǎn)速。在P3中，二號(hào)電機(jī)的轉(zhuǎn)速是齒圈的2.63倍，可以在EXCEL里的公式里再除以2.6363，然后再代替齒圈轉(zhuǎn)速。

　　大家不必糾結(jié)于上面的具體數(shù)字，但第四列齒圈與行星座的轉(zhuǎn)速比很重要。但從上表可以看出這樣幾個(gè)現(xiàn)象：　　

　　1、齒圈（二號(hào)電機(jī)）不轉(zhuǎn)時(shí)，一號(hào)電機(jī)的相對(duì)轉(zhuǎn)速最高?！　?/p>

　　2、齒圈（二號(hào)電機(jī)）一開始旋轉(zhuǎn)，太陽輪（一號(hào)電機(jī)）的轉(zhuǎn)速就開始下降；齒圈（二號(hào)電機(jī)）轉(zhuǎn)得越快，太陽輪（一號(hào)電機(jī)）轉(zhuǎn)得越慢?！　?/p>

　　3、普銳斯低速和高速工況的真正臨界點(diǎn)是齒圈與行星座的轉(zhuǎn)速比。當(dāng)齒圈（二號(hào)電機(jī)）與行星座（發(fā)動(dòng)機(jī)）之間的轉(zhuǎn)速比小于1.3846時(shí)，太陽輪（一號(hào)電機(jī)）正轉(zhuǎn)，等于1.3846時(shí)，太陽輪（一號(hào)電機(jī)）停轉(zhuǎn)，大于1.3846時(shí)，太陽輪（一號(hào)電機(jī)）反轉(zhuǎn)。無論車速是多少，這個(gè)轉(zhuǎn)速比在加速和滑行時(shí)都會(huì)有機(jī)會(huì)達(dá)到?！　?/p>

　　4、如果用二號(hào)電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)之間的轉(zhuǎn)速比來表示，那么在普銳斯三代上，由于二號(hào)電機(jī)與齒圈之間的齒比關(guān)系是2.6363，可以計(jì)算出，當(dāng)二號(hào)電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)之間的轉(zhuǎn)速比小于3.65（1.3846 x 2.6363）時(shí)，一號(hào)電機(jī)正轉(zhuǎn)，等于3.65時(shí)，一號(hào)電機(jī)停轉(zhuǎn)，大于3.65時(shí)，一號(hào)電機(jī)反轉(zhuǎn)?！　?/p>

　　當(dāng)齒圈（二號(hào)電機(jī)）和行星座（發(fā)動(dòng)機(jī)）以幾千轉(zhuǎn)飛速正向旋轉(zhuǎn)時(shí)，太陽輪（一號(hào)電機(jī)）卻可能慢慢停下來，然后轉(zhuǎn)入反轉(zhuǎn)，真是一種奇特的現(xiàn)象。　　

　　由于太陽輪（一號(hào)電機(jī)）完全停轉(zhuǎn)只是眨眼之間的現(xiàn)象，所以我至今沒有辦法獲得截圖，但下面這張截圖已經(jīng)比較接近停轉(zhuǎn)了?？傊?，一號(hào)電機(jī)（太陽輪）的正反轉(zhuǎn)變化是行星齒輪組的齒圈與行星座的轉(zhuǎn)速比決定的。　　

　　二、一號(hào)電機(jī)正反轉(zhuǎn)切換過程中為什么沒有產(chǎn)生機(jī)械沖擊？　　

　　如果明白了一號(hào)電機(jī)正反轉(zhuǎn)變化的原理，這個(gè)問題就迎刃而解了?！　?/p>

　　在加速過程中，齒圈（二號(hào)電機(jī)）越轉(zhuǎn)越快，而行星座（發(fā)動(dòng)機(jī)）轉(zhuǎn)速上升有限，所以隨著車速的增加，太陽輪（一號(hào)電機(jī)）反而越轉(zhuǎn)越慢，當(dāng)達(dá)到82公里的臨界點(diǎn)時(shí)速時(shí)，一號(hào)電機(jī)就開始反轉(zhuǎn)了。這時(shí)，行車電腦指令把一號(hào)電機(jī)切換到電動(dòng)機(jī)模式，并向一號(hào)電機(jī)供電，就形成了一號(hào)電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)共同推動(dòng)車子前進(jìn)的狀態(tài)?！　?/p>

　　在減速（滑行）時(shí)，無論在什么車速，松開了油門之后，但車子的慣性使齒圈轉(zhuǎn)速下降緩慢，而發(fā)動(dòng)機(jī)（行星座）轉(zhuǎn)速下降卻快于齒圈轉(zhuǎn)速的下降。這種情形相當(dāng)于提高了齒圈與行星座之間的轉(zhuǎn)速比，于是太陽輪（一號(hào)電機(jī)）轉(zhuǎn)速也下降，當(dāng)齒圈與行星座之間的轉(zhuǎn)速比高于1.3846時(shí)，太陽輪（一號(hào)電機(jī)）也開始反轉(zhuǎn)?！　?/p>

　　在滑行過程中，一號(hào)電機(jī)已經(jīng)反轉(zhuǎn)，如果踩下油門，普銳斯由滑行轉(zhuǎn)為加速，如果當(dāng)時(shí)的滑行車速仍在臨界點(diǎn)以上，則一號(hào)電機(jī)（太陽輪）只是繼續(xù)反轉(zhuǎn)；如果滑行時(shí)的車速已經(jīng)低于臨界點(diǎn)，踩下油門后，一號(hào)電機(jī)（太陽輪）會(huì)由反轉(zhuǎn)變正轉(zhuǎn)。但是，由于滑行時(shí)行星座（發(fā)動(dòng)機(jī)）已經(jīng)停轉(zhuǎn)，齒圈與行星座之間的轉(zhuǎn)速比為無限大（XXX：0）。現(xiàn)在要讓發(fā)動(dòng)機(jī)（行星座）重新啟動(dòng)加速，使齒圈與行星座之間的轉(zhuǎn)速比從無限大降到1.3846以下，以形成太陽輪（一號(hào)電機(jī)）由反轉(zhuǎn)變正轉(zhuǎn)的條件，需要一定的時(shí)間，所以太陽輪（一號(hào)電機(jī)）仍然要經(jīng)歷反轉(zhuǎn)－減速－停轉(zhuǎn)－正轉(zhuǎn)的過程，也就是說，太陽輪（一號(hào)電機(jī)）由反轉(zhuǎn)到正轉(zhuǎn)仍然是一個(gè)漸進(jìn)的過程，不會(huì)有大的沖擊。事實(shí)上，沒有一個(gè)普銳斯車主反映過這種沖擊?！　?/p>

　　總之，一號(hào)電機(jī)從正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)，或者從反轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)到正轉(zhuǎn)，是一個(gè)漸進(jìn)的過程，而不是一個(gè)突發(fā)事變，所以不會(huì)有任何沖擊現(xiàn)象出現(xiàn)。一號(hào)電機(jī)正反轉(zhuǎn)之間的變換正是行星齒輪組的無級(jí)變速功能的完美體現(xiàn)。

　　三、為什么高速行駛狀態(tài)下采用發(fā)動(dòng)機(jī)和一號(hào)電機(jī)共同推進(jìn)方式？　　

　　個(gè)人認(rèn)為，可能有以下幾個(gè)原因：　　

　　1、在高速狀態(tài)下，電動(dòng)機(jī)扭矩小，而內(nèi)燃機(jī)卻漸入佳境，用高速性能比較好的一號(hào)電機(jī)配合，恰到好處?！　?/p>

　　2、一號(hào)電機(jī)反轉(zhuǎn)可以穩(wěn)定配合內(nèi)燃機(jī)共同推動(dòng)普銳斯。而中低速條件下二號(hào)電機(jī)與內(nèi)燃機(jī)的配合是不穩(wěn)定的（中低速條件只用二號(hào)電機(jī)實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速已經(jīng)夠用了）。　　

　　3、在高速條件下，用二號(hào)電機(jī)吸收多余的扭矩發(fā)電，既可以控制車速，又可以獲得比較好的經(jīng)濟(jì)性。在這種條件下，普銳斯的選擇比較靈活：當(dāng)動(dòng)力電池時(shí)電量不足時(shí)，可以加大發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，從而使二號(hào)電機(jī)獲得更多的能量用于發(fā)電；在動(dòng)力電池電量充沛時(shí)，可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)功率，加大一號(hào)電機(jī)功率，減少二號(hào)電機(jī)發(fā)電，從而減少發(fā)電產(chǎn)生的阻力，獲得更好的燃油經(jīng)濟(jì)性；在滑行時(shí)和制動(dòng)時(shí)，二號(hào)電機(jī)發(fā)電效率和由此產(chǎn)生的制動(dòng)力都高于一號(hào)電機(jī)。

　　通過前面的模擬可以看到，一號(hào)電機(jī)的轉(zhuǎn)速是由齒圈和行星座的轉(zhuǎn)速比決定的，在臨界點(diǎn)1.3846以下，齒圈（二號(hào)電機(jī)）轉(zhuǎn)得越快，一號(hào)電機(jī)轉(zhuǎn)得越慢，普銳斯開得越快，一號(hào)電機(jī)發(fā)電越少。很多網(wǎng)站上把普銳斯的一號(hào)電機(jī)稱為發(fā)電機(jī)，把二號(hào)電機(jī)稱為電動(dòng)機(jī)，這是對(duì)用戶的誤導(dǎo)。實(shí)際上，一號(hào)電機(jī)充當(dāng)電動(dòng)機(jī)的時(shí)間一點(diǎn)不比二號(hào)電機(jī)少，二號(hào)電機(jī)充當(dāng)發(fā)電機(jī)的時(shí)間一點(diǎn)不比一號(hào)電機(jī)少。當(dāng)你在高速公路上行駛的時(shí)候，二號(hào)電機(jī)發(fā)電的時(shí)間遠(yuǎn)多于當(dāng)電動(dòng)機(jī)的時(shí)間。而一號(hào)電機(jī)充當(dāng)電動(dòng)機(jī)的時(shí)間遠(yuǎn)多于二號(hào)電機(jī)。