專家揭密：豐田Prius汽油/電力混合動力車(二)

Prius的核心是動力輸出設備，即行星齒輪盒，它將電力發動機、發生器和電動馬達聯結在一起(圖6)。如并聯混合動力系統中，這使得汽車運行可以是電動馬達獨立提供動力，也可以是汽油發動機獨立提供動力，或者兩者同時提供動力。

這種分離動力設備使車輛采用串聯混合動力系統運轉。從而，汽油發動機可不依汽車速度獨立運轉，以給高壓電池充電或必要時為車輪提供動力。該設備也承擔了連續變速傳動的功能，不必再用手動傳動或自動傳動。因為分離動力設備通過發生器發動了汽油發動機，汽車不需要起動器。

電子馬達連接在齒輪組的環形齒輪上，也連接驅動車輪的差速器。因此，電子馬達的自轉速率和環形齒輪決定車子的速度。發電機被連在齒輪組的中心齒輪上，而引擎連接著行星齒輪架。環形齒輪的速度由三個部件共同決定，它們必須同時工作以控制輸出速度。所有的32位微處理器單元被用于發動機控制模塊(ECM)、高壓電控制單元(ECU)、電池的ECU和剎車控制ECU。這表明由早期的16位設計升級了。交互式通訊通過控制器區域網絡總線發生。先進的電池設計 NiMH電池由168節1.2V直流電池組成，用28個電池模塊互相連接，以產生201.6V的名義直流電壓，被安置在一個耐沖擊的容器內，置于汽車后坐下。現在，電池連續不斷的改良已到第三代。(用在Toyota的Lexus RH400h和Highlander運動型多用途運載車上的電池是第四代設計。)發動機罩下，有發動機、變速器組和混合動力驅動橋。(圖7)

Toyota說，已經有人問及電池的使用壽命和更換價格。需要說明的是，電池群和所有混合動力成分都被認為是“汽車使用壽命”的組成部分。無論哪部分，他們都保用8年或100,000英里里程。在美國按加州型排放標準，保用期更長(10年和150,000英里)。(California, Connecticut, Massachusetts, Maine, New Jersey, New York, Rhode Island, Vermont, Washington, 和即將加入的 Oregon，都是采用該標準)。而且，從5年前Prius在美國發售以來，還沒有電池要求更換這樣的故障實例。 Toyota發言人宣稱，“我們的電池已經通過模仿180,000英里無故障測試。在大西洋城西北用作出租車的第一代Prius，原始電池的使用里程已超過200,000英里。” 盡管如此，如果在保用期外電池發生故障，還是要考慮更換。由于沒有電池故障歷史記錄就沒有電池更換規定成本數，能量儲備專家估計價格在3千美元到4千美元。根據專家意見，“電池壽命中的關鍵問題是好的能量消耗監控。合理使用電池增加電池壽命(比如沒有徹底的充電和放電，保持在合理的溫度下運轉等等)。” 他將Prius用高壓電池做協同設計看作一個里程碑，但一定不是能源存儲的最終和最經濟解決方案。他預見到視野范圍內甚至有更新的技術將使汽車運行更有效率和更環保。超電容器就是這樣的技術。他們不是電池。確切的說，他們是離子能量儲備設備，比電池使用壽命長8到10年。并且，他們只占用20%左右的能量儲備能力。但他相信，Prius設計引發了自動能量儲備和低污染技術的革命。當然，汽油-電動混合動力車輛運動才剛開始，確實會有相當大的擴張。到2008年，預計其他的汽車廠都要進入這一市場。最近，由于潛在的軟件小故障可能導致汽車發動機停轉或關閉，對美國已售的75,000臺(全球160,000)Prius，Toyota發布自主召回。據Toyota宣稱，沒有導致意外事故或意外傷害發生。還說，問題很小，公司已經成功解決。