2020年05月28日 | 一篇号称全网“最全、最彻底”丰田混动系统解密文章

汽车界，一直流传着一句话：世界上只有两种混动，一种是丰田，一种是其他。

对于丰田的THS混动系统，一直都是神一般的存在，跪舔之人数不胜数，就连汽车小白都晓得这套行星齿轮结构堪称武当派“太极拳”，有着四两拨千斤的奇效。

那么这套系统是如何“封神”的，到底有没有Bug存在？从1997年至今，20多年里这套系统是如何一步步进化的？这套“武当太极”真就是天下第一吗？

今天，小编带你们回顾一下。

第一代THS

最早，丰田这套系统从1997年就已经量产了，并在第一代普锐斯上首次应用。当时的计算机系统还是windows97，手机普及率还不到2%。

当然，THS-I系统也是非常“简洁”，主体结构无非就是小白老师们口中的行星齿轮。

发动机，对应行星架；黄色部分

负责管理发动机的MG1电机，对应太阳轮；蓝色部分

主要负责驱动的MG2电机，对应齿圈，同时齿圈通过传动链外接到车轮；绿色部分

这套系统简洁而可靠，通过控制发动机、MG1电机、MG2电机三者之间的相对转速，让发动机在不同工况下，始终都能工作在高效率的区间，从而达到节油的目的。

那么这套系统具体是如何工作的呢？

纯电行驶时，连接发动机的行星架（橙色部分）是不转动的，MG2电机转速与车速成正比，MG1需要按照一定的比例反转，但是到达一定车速后（约40km/h），发动机就必须启动了。

混动行驶时，MG2转速对应车速。通过调节MG1的转速和负荷，可以将发动机控制在高效的转速和负荷区间。丰田第一代普锐斯实测油耗为31km/L（约合3.22L/100km），确实非常优异。

这套系统看似精妙，但是有一个很明显的弊端：无法将三个动力源的功率全部输出到车轮端，也就造成了动力明显不足的驾驶性问题。但在日本人成为“小白鼠”后，这套系统在欧美市场的表现还算不错的，截止到2003年，全球20多个国家共售出12.3万辆。

第二代THS系统

对于敏锐的日本人来说，他们不可能不知道THS-I存在的动力不足问题，于是乎就有了THS-II，在原有一个行星排的基础上，新增了另外一个行星排。并把它用在了2003年上市的第二代Prius上面。

THS-I (左) THS-II (右)

很明显，第二个行星排只有一个作用，就是成为了MG2的减速机构，通过降低MG2的转速，放大MG2的扭矩，提高了车辆的动力性。

当然这样改进的效果也是非常明显的，第二代普锐斯当汽油发动机和电动机同时运转时，其0-100km/h加速时间9.7秒，纯电动模式下加速时间在11秒左右。但同时油耗同样优异，官方给出的理论油耗为35.5km/L（约合2.82L/100km）。

2005年12月，一汽丰田长春工厂开始投产第二代Prius，由于国内消费者对油电混合车型的认知度低，国内市场普锐斯表现低迷，但这并不影响其在国际市场上的表现，截至2011年停产，第二代Prius在全球40多个国家共售出119.2万辆，是第一代的10倍。

二代普锐斯的百万销量给丰田带来了极大的信心，2009年5月，第三代普锐斯上市，虽然THS-II系统没变，但发动机排量提升到1.8L，动力性进一步提高，同时油耗进一步优化，官方给出的理论油耗为38km/L，约合2.63L/100km。

动力、油耗都有着不错的表现，THS-II真的完美吗？

答案是否定的！

由于结构的原因，THS-II中的MG1的最高转速，限制了纯电模式下的最高车速满足不了插电混动车型的需要；

两组行星齿轮结构造成THS-II系统轴向尺寸较大，非常不利于整车布置；

由于轴向空间限制，MG2电机尺寸不可能选的太大，直接限制了MG2的功率。

第二代THS改进版：THS-II-1

2015年，丰田推出了基于TNGA平台打造的第四代普锐斯，并对之前的THS-II系统继续进行改进。最显著的特征变化就是：将驱动电机（MG2）的减速机构，由之前的“第二个行星齿轮排”，改为更普通的平行轴齿轮。同时原来三个动力源平行并列布置的形式，变成了将MG2侧置。

THS-II (左) THS-II-1(右)

改变布局后的THS-II-1系统带来的最直接的好处就是轴向尺寸显著缩短了47mm，同时MG2的功率也能变得更大。

同时，第四代普锐斯将动力源改进为型号是2ZR-FXE的发动机，虽然发动机功率相比上一代Prius有所下降，但是热效率提升到40%，而2015年市面上大多数车型的发动机热效率都维持在30%左右的水平。

得益于容量更大的电池组，第四代Prius在纯电动模式下的行驶里程将得到提升，标准前驱版Prius的油耗为37.2km/L，约合2.69L/100km。

插电版THS-II-1系统

动力、油耗都有着不错表现，THS-II真的完美吗？

鉴于插电混动版车型在中国市场的热销，丰田于2016年基于第四代普锐斯车型又推出插电式混动版本的普锐斯Prime。与非插电混动版本相比，THS-II-1系统又进行了升级，在发动机和MG1之间增加了一个单向离合器。

单向离合器

单向离合器的引入，可以阻止发动机反向旋转，并允许发动机正向旋转，实现动力的单向传输。新系统在纯电模式下，两电机可以同时输出，形成了双电机驱动的模式，纯电驱动功率达到了原来的1.8倍，最高车速可以维持在135km/h。

应用前景与挑战

截止目前，THS系统已经销售了约1500万台。从最初的普锐斯到雷凌，卡罗拉，再到凯美瑞、雷克萨斯，如今丰田所有车型中，油电混动汽车的比例已经达到了65%。年销量

但是，丰田THS并不是没有对手。近几年，本田i-MMD混动系统的强势崛起令丰田十分不安。

本田iMMD经过三代的发展，搭配有高达135kW功率的电机驱动，在动力上也有着不错的表现，在与丰田THS油耗差不多的情况下，拥有更强的性能、更好的驾驶感受、更低的价格、以及更未来化的动力形式，且销量也在迅速攀升。