专家揭密：丰田Prius汽油/电力混合动力车(二)

Prius的核心是动力输出设备，即行星齿轮盒，它将电力发动机、发生器和电动马达联结在一起(图6)。如并联混合动力系统中，这使得汽车运行可以是电动马达独立提供动力，也可以是汽油发动机独立提供动力，或者两者同时提供动力。

这种分离动力设备使车辆采用串联混合动力系统运转。从而，汽油发动机可不依汽车速度独立运转，以给高压电池充电或必要时为车轮提供动力。该设备也承担了连续变速传动的功能，不必再用手动传动或自动传动。因为分离动力设备通过发生器发动了汽油发动机，汽车不需要起动器。

电子马达连接在齿轮组的环形齿轮上，也连接驱动车轮的差速器。因此，电子马达的自转速率和环形齿轮决定车子的速度。 发电机被连在齿轮组的中心齿轮上，而引擎连接着行星齿轮架。环形齿轮的速度由三个部件共同决定，它们必须同时工作以控制输出速度。 所有的32位微处理器单元被用于发动机控制模块(ECM)、高压电控制单元(ECU)、电池的ECU和刹车控制ECU。这表明由早期的16位设计升级了。交互式通讯通过控制器区域网络总线发生。 先进的电池设计 NiMH电池由168节1.2V直流电池组成，用28个电池模块互相连接，以产生201.6V的名义直流电压，被安置在一个耐冲击的容器内，置于汽车后坐下。现在，电池连续不断的改良已到第三代。(用在Toyota的Lexus RH400h和Highlander运动型多用途运载车上的电池是第四代设计。)发动机罩下，有发动机、变速器组和混合动力驱动桥。(图7)

Toyota说，已经有人问及电池的使用寿命和更换价格。需要说明的是，电池群和所有混合动力成分都被认为是“汽车使用寿命”的组成部分。无论哪部分，他们都保用8年或100,000英里里程。在美国按加州型排放标准，保用期更长(10年和150,000英里)。(California, Connecticut, Massachusetts, Maine, New Jersey, New York, Rhode Island, Vermont, Washington, 和即将加入的 Oregon，都是采用该标准)。而且，从5年前Prius在美国发售以来，还没有电池要求更换这样的故障实例。 Toyota发言人宣称，“我们的电池已经通过模仿180,000英里无故障测试。在大西洋城西北用作出租车的第一代Prius，原始电池的使用里程已超过200,000英里。” 尽管如此，如果在保用期外电池发生故障，还是要考虑更换。由于没有电池故障历史记录就没有电池更换规定成本数，能量储备专家估计价格在3千美元到4千美元。 根据专家意见，“电池寿命中的关键问题是好的能量消耗监控。合理使用电池增加电池寿命(比如没有彻底的充电和放电，保持在合理的温度下运转等等)。” 他将Prius用高压电池做协同设计看作一个里程碑，但一定不是能源存储的最终和最经济解决方案。他预见到视野范围内甚至有更新的技术将使汽车运行更有效率和更环保。 超电容器就是这样的技术。他们不是电池。确切的说，他们是离子能量储备设备，比电池使用寿命长8到10年。并且，他们只占用20%左右的能量储备能力。但他相信，Prius设计引发了自动能量储备和低污染技术的革命。 当然，汽油-电动混合动力车辆运动才刚开始，确实会有相当大的扩张。到2008年，预计其他的汽车厂都要进入这一市场。 最近，由于潜在的软件小故障可能导致汽车发动机停转或关闭，对美国已售的75,000台(全球160,000)Prius，Toyota发布自主召回。据Toyota宣称，没有导致意外事故或意外伤害发生。还说，问题很小，公司已经成功解决。

作者：Roger Allan