漫谈丰田混动电驱系统的快速迭代
最近有朋友问起第四代丰田普锐斯放弃了行星齿轮结构，用平行轴齿轮替代，这个是不是真的？看来大家还是对于快速迭代的丰田混动电驱系统有些误解。今天小星和大家详细聊聊从第一代发展到第四代的丰田普锐斯及其电驱系统。
实际上如果留意丰田普锐斯的相关介绍，会发现其混动技术从第一代到第四代THS I至THS IV全都坚持单排行星齿轮做动力分流。开头提到增加的行星齿轮和替代的平行轴齿轮其实都是其减速器机构。接下来多图细聊。
不得不说普锐斯车型和电驱系统的迭代速度相当之快。
1.丰田普锐斯1997年第一代
↑第一代丰田普锐斯
第一代普锐斯所用的电驱系统混动技术（Toyota Hybrid System）THS I，相信结构是比较明确的。单排行星齿轮做动力分流。其减速机构为链轮结构。
↑第一代普锐斯动力分流原理图
如上图可以看到电机1（MG1）和电机2（MG2）中间隔了一个机械装置，称为动力分流装置（Power Split Device）PSD。这也是所有四代丰田混动电驱系统一直坚持使用的单行星排动力分流系统。而发动机、电机1、电机2实际上是同轴的通过动力分流装置连接在一起的。动力通过动力分流装置再分配以后通过电机2传输到了车轮上。如果各位看官之前研究过自动变速箱的话，一定知道其中的一个核心机械装置叫做行星齿轮组Planetary Gear Set。其实动力分流装置就是一组行星齿轮组。行星齿轮由太阳轮Sun Gear(缩写S)，行星齿轮架Planetary Carrier（缩写C），内齿齿圈Ring Gear（缩写R）组成。3组齿轮依次由内而外像天文行星系统一样绕着同一个中心点（即太阳轮的中心点）同轴旋转。
如下即为丰田THS系统连接图。可以看到发动机连在行星齿轮架上，电机1连在太阳轮上，电机2连在内齿齿圈上并作为输出轴。
↑丰田THS系统连接图
代号为P110/P111的第一代丰田混合动力变速箱和1.5L发动机搭配。可以从以下照片看到其MG1电机、MG2电机、动力分流行星齿轮和减速机构链轮。其空调仍然挂载在曲轴皮带上由发动机驱动。
↑第一代普锐斯电驱系统剖面照片
2.丰田普锐斯2003年第二代
↑第二代丰田普锐斯
第二代丰田普锐斯所使用的电驱系统混动技术THS II相较第一代最大的变化就是成本优化，降低成本超过30%。其仍然沿用了第一代的动力分流原理和链轮减速机构。也是从这一代，丰田引入了新的命名定义HSD（Hybrid Synergy Drive）用来将相关混动技术应用于集团内的其他品牌。
↑第一代（左）与第二代（右）普锐斯电驱系统对比图
如下剖面图所示，集成第二代丰田电驱系统THS II的混动变速箱P112基本与第一代采用了一样的结构。最明显的区别是空调不再由皮带驱动，而改为高压电子空调。而与之相比，最大的改进则发生在看不到的地方。那就是THS II采用了升压技术，从而将电池组从273V减小到201V，降低了成本。通过升压技术，电池母线电压从201V升压至500V，用来驱动双电机。保证了电机输出性能不变。
↑第二代普锐斯电驱系统剖面照片
↑第二代普锐斯电驱系统剖面照片
3.丰田普锐斯2009年第三代
↑第三代丰田普锐斯
2009年的第三代是丰田从求名而转向走量求利的一步。发动机从1.5L更新成1.8L，THS III（第二代HSD）混动则做了极致的优化获得更优化的机械结构和更低的成本。
↑第三代普锐斯动力分流原理图
第三代普锐斯所用的混动技术TSH III仍保持单排行星齿轮做动力分流，但其链轮减速机构被增加的一组行星齿轮所取代。两套行星齿轮共用一个齿圈。
如下剖面图所示，集成第三代丰田电驱系统THS III的混动变速箱P410/510增加了一组行星齿轮作为减速机构，代替了原来链轮结构。
↑第三代普锐斯电驱系统剖面照片
↑第二代（左）与第三代（右）普锐斯电驱系统对比图
发动机由1.5L更新成更大排量的1.8L发动机，输出功率由57kW提升至73kW。MG1电机采用集中绕组，体积变得更为紧凑。工作电压由500V进一步提升至650V。由于减速机构的改进，MG2电机转速由6400转提升至13000转，功率由50kW提升至60kW。
↑第二代（左）与第三代（右）普锐斯电驱系统MG1对比图
↑第二代（左）与第三代（右）普锐斯电驱系统MG2对比图
如下图所示，链轮减速机构被增加的一组行星齿轮所取代。两套行星齿轮共用一个齿圈。
↑第二代（左）与第三代（右）普锐斯电驱系统动力分流和减速机构对比图
↑第三代普锐斯电驱系统新增的行星齿轮减速机构
4.丰田普锐斯2015年第四代
第四代的任务则转向优化驾驶感受，并适应TNGA全球平台而向集团内多款车型进行推广。
↑第四代丰田普锐斯
第四代普锐斯所用的丰田混动电驱系统TSH IV（第三代HSD）为了大幅缩短变速箱长度，将MG1发电机与MG2 TM动力电机改为上下平行布置。因此其不能使用行星齿轮这种同轴传动机构做减速结构。而只能改用平行轴齿轮。但动力分流仍由处于MG1发电机轴上的单排行星齿轮完成。
↑第四代普锐斯动力分流原理图
如下剖面图所示，集成第四代丰田电驱系统THS IV的混动变速箱P610由于双电机上下平行布置。改用平行轴齿轮代替原来的行星齿轮减速机构。但动力分流仍由单排行星齿轮完成。
↑第四代普锐斯电驱系统剖面照片
↑第四代普锐斯动力分流与减速机构介绍
另外减速机构在通用第二代的Volt上也有。第二代Volt采用双排行星齿轮做动力分流外，还使用链轮加额外一组行星齿轮做减速机构。不过该减速机构是和通用的6AT自动变速箱是一样的。达到了零件模块化。
↑通用第二代Volt的链轮减速机构与6AT变速箱共享零件。
综上所述，丰田混动电驱系统从第一代到第四代THS I至THS IV快速迭代，但全都坚持单排行星齿轮做动力分流。不过其减速机构则经历了从链轮到额外行星齿轮减速机构再到平行轴齿轮的不断演进。希望经过今天的介绍，帮助大家对丰田混动电驱系统有更深的了解。