雷克萨斯ct200h混动是怎么工作的

雷克萨斯正计划为未来的混合动力车和电动车推出一款双电机全轮驱动系统。

雷克萨斯在一份新闻稿中表示，该系统名为DIRECT4，包括两个分别用于前后轴的电机和变速驱动桥。雷克萨斯解释说，利用电机的即时响应和无限可调性，该系统将直接操纵电机输出来改变车辆的行驶动力。

从某种程度上说，该系统是目前雷克萨斯混合动力车（以及母公司丰田的混合动力车）中使用的全轮驱动系统的升级版，后者使用单电机为后轮提供动力，而与前轮或汽油发动机没有任何机械连接。

雷克萨斯用一段视频展示了DIRECT4混动系统的原型版，并表示其前后电机的输出功率同为80kW，前电机的扭矩输出为329Nm，后电机则为240Nm。该系统默认为前轮驱动，但也能够以50/50和20/80分配前后扭矩。

视频也展示了一款纯电版的DIRECT4，前后两个电机产生相同的150kW功率和300Nm扭矩输出。

雷克萨斯曾表示，它认为电动汽车是未来的发展方向，该公司已经为其全球产品线准备了几款车型，但这并不意味着雷克萨斯会放弃混合动力车。雷克萨斯的混合动力车占其西欧销量的96%。雷克萨斯电气化首席工程师渡边刚表示，该公司仍认为混合动力车对充电设施不完善的地区很重要。

雷克萨斯尚未透露未来DIRECT4混合动力车和电动车将会使用哪种电池，但很可能它会使用母公司丰田最近提出的固态电池技术，该技术有望在2025年之前实现。（撰文/小魔）

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

有一种技术能同时克服燃油车高油耗和电动车续航不足的问题，达到两者兼融的话，那么答案一定是混合动力技术了。然而混合动力技术也分很多种，在所有汽车品牌中，雷克萨斯可以说是研发混动技术的先驱，它所推出的全混动科技，让不少人体验到，原来在保证动力和续航的前提下，也能实现如此经济的油耗表现。

自2005年推出首款混动车型RX 400h以来，雷克萨斯已经向全球市场推出了11款搭载全混动系统的产品，若将换代产品也都包含在内的话，则达到了16款，到目前为止累计销量超过145万台。

尽管LC 500和LC 500h在2017年3月才在日本市场正式上市，但它们的亮相时间和公路测试却都提前了差不多一年——这是销售策略使然，提前发布既可引起对手和消费者的观望，同时也避免了造型泄密的概率，而且发布之后又可以堂堂正正、毫无伪装地进行公路测试——毕竟，公路性能才是用户的核心关注点。

“我们还是想尽可能多跑一些公路，因为消费者平时不会跑测试场和赛道。”实际上，LC在全球亮相之后一直在反复进行着美国适应性和欧洲适应性项目。值得一提的是，这次的LC 500h测试车搭载了LDH 。

4-5公里的时速。

1、ES300h为混合动力车型，搭载雷克萨斯的全混动科技系统——混合动力中的“强混”，是现在技术最先进的混合动力技术。

2、正常模式下电量充足时只能开4-5公里。最后说说油耗，官方公布的百公里油耗数字是5.4L。

3、电动机和发动机可以单独工作也可以共同工作，提速快，又省油，最重要的是不用外接充电，开车的过程中会自动用刹车和滑行时的剩余能量充电 。

4、正常模式下在4-5公里的时速内是完全使用电池动力驱动的。

扩展资料：

合动力汽车

1、指车辆驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆，车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系统单独或共同提供。

2、通常所说的混合动力汽车，一般是指油电混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle, HEV），即采用传统的内燃机（柴油机或汽油机）和电动机作为动力源，也有的发动机经过改造使用其他替代燃料，例如压缩天然气、丙烷和乙醇燃料等。

3、随着世界各国环境保护的措施越来越严格，混合动力车辆由于其节能、低排放等特点成为汽车研究与开发的一个重点，并已经开始商业化。

4、混合动力汽车使用的电动力系统中包括高效强化的电动机、发电机和蓄电池。蓄电池使用的有铅酸电池、镍锰氢电池和锂电池，将来应该还能使用氢燃料电池。

所有人都知道丰田和雷克萨斯的关系，知道独步武林的丰田混动系统（Toyota Hybrid System，THS），而今天我们要说的技术属于雷克萨斯混动（Lexus Hybrid Drive，LHD）采用的这一Multi Stage Hybrid可以说是豪华后驱的“升级版”，雷克萨斯称之为智·混动。

（图1，LC500h与动力系统实物图，来源：2018 Lexus LC - Luxury Coupe ）

Multi Stage Hybrid Transmission，直译就是多阶段混动变速器，这个多阶段主要体现在它的结构上——由一套eCVT（包括双电机与功率分流器）和一套四挡自动换挡机构（4AT）组成，编号为L310。

eCVT在量产混动的首次运用始于THS I，它使用了简洁的单排行星齿轮，连接发动机、电机、发电机三个动力源，从而实现多种混动模式以及无级变速。eCVT的核心就是功率分流器（Power Split Device，PSD）。PSD第一次在量产混动上投入应用是第一代丰田普锐斯。功率分流器实际是一个行星齿轮排，它由齿圈、行星排、太阳轮相互啮合，而它们各可以连接一个动力源。而之所以被称为功率分流，是因为它可以将发动机的功率分到不同的去向，可以让发动机功率在经过PSD后，一部分功率驱动车轮，另一部分功率进行发电。

（图2，功率分流器，PSD，来源：Working of a Power-splitter）

双电机加单排行星齿轮，就构成了第一代THS主要机构。在之后的第二代THS II，主驱动电机后添加了一个两档减速机构，这一代又被命名为Hybrid Synergy Drive，即HSD。相较于第一代系统，两档变速器的使用，使得电机可以更加紧凑，同时发动机的工作点也将得到优化。

在丰田这一独门秘籍发扬光大之时，雷克萨斯自然也要从中汲取精华。然而豪华品牌的混动车，和“平民品牌”对混动技术的需求，是略有不同的：如果说“平民品牌”丰田的混动专注在大幅提升经济性，“豪华品牌”雷克萨斯的混动则需要在降低油耗的同时，提高驾驶感受，保证充沛的动力性。豪华混动带来的，一方面是“环境友好”的科技标签和科技体验，另一方面，当然是豪华品牌本身就专注的：足够的动力与驾驶乐趣。所以鱼和熊掌，动力与油耗，两者都是豪华混动所追求的。

于是在HSD的节能技术基础上，2006年雷克萨斯推出了L110混动变速箱，它搭载于前置后驱的GS450h与LS600h，可以说是L310的前辈，先看看L110是怎么去兼得鱼和熊掌的：

（图3，前一代混动变速箱——L110结构示意图，来源：SAE 2006-01-1339 Login - SAE Mobilus）

L110使用了两档减速机构，连接在电机与输出轴之间（即图3右端的齿轮排），其主要的作用是在电机尺寸不增加的情况下，提高输出转矩。由于电机输出转矩与定子大小直接相关，如果要保持电机尺寸，除了在电机设计上再下工夫，就是对减速机构进行改善，这样在低速比时，可以提供更大的输出扭矩，来改善加速性能。而另一个高速比的使用，则让电机可以在高速工况下输出更高的转速。这一机构的另一个作用，还在于对电机工作点的优化，两档减速器可以更多的利用电机的高效区域，改善整体效率。实际上，在纯电动车上添加两档减速器，也是过去若干年里常用的方法，将电机的能力进一步发掘。

十年之后，L310则不再依赖两档减速器，而是直接在eCVT之后添加了一套换挡机构，形成了“双阶段变速”。这套系统的结构图和示意图分别如图3和图4。左侧是一套eCVT，右侧蓝色框中的是换挡机构。发动机（Engine）、发电机（Generator）、主驱动电机（Motor），分别连接在功率分流器（PSD）的行星排、太阳轮和齿圈，之后由齿圈连接的输出轴，又作为换挡机构的输入。

（图3，L310结构图，包括了左侧的eCVT与右侧框中的换挡机构，来源：SAE 2017-01-1156）

（图4，L310结构示意图，来源：SAE 2017-01-1156 Login - SAE Mobilus ）

增加了输出轴的变速器后，实际意味着eCVT的输出，自由度更大了，此番eCVT的输出不再是直接输出到车轮，而是可以有不同速比的变化。也就是说，即使是同一个工况，我也可以通过更多的手段去改变发动机和电机的工作点。这样做可以实现两个目标：更大的加速度——充分发掘发动机的转矩，和更低的油耗——优化发动机的工作点。这两大目标，也指导了L310的齿比设计（实际L110的两个档位，也是考虑这两个目标设计的）。最低档位，目的是充分挖掘加速能力；最高档位，是为了让高效区覆盖到最频繁使用的工况。

对比L110来说很容易理解，L110通过两档减速器来提升主驱动电机的输出转矩，而L310则可以同时提升电机和发动机的输出转矩。所以利用L310的机构，发动机的转矩可以相较L110的基础，提升3.5倍（图5）。

（图5，L310相较于L110，其发动机输出转矩提升，来源：SAE Login - SAE Mobilus）

值得一提的是，如果没有这个换挡机构，单就eCVT而言，发动机的工作范围是与发电机和电机相耦合的，当低速起动时，由于发电机的转速上限限制，发动机并不能随心所欲的提高输出。当加上4AT后，可以视作eCVT的输出范围得到了扩大，在低速时，同样的发电机转速限值下，发动机和电机可以用更大的转速进行输出，而把减速增扭的工作交给后面的换挡机构来完成。

与此同时，更多的档位，意味着发动机的高效工作点可以得到进一步的发挥，考虑到增加的齿轮机构的机械损失，整体效率图如图6。可以看到，在较为频繁的高速工况下，L310提供了一个可以实现更高效率的档位（图6）。

（图6，L310相较于L110，整体效率的提升，来源：SAE 2017-01-1173 Login - SAE Mobilus ）

L310的机构较为复杂，研发中无疑面临着诸多难题，其中一大难点，就是混动的噪声。发动机和电机两个主振动源，都会激起电机和换挡机构之间的振动。

（图7，发动机和电机引起的振动，来源：SAE 2017-01-1157 Login - SAE Mobilus ）

为了解决这一问题，雷克萨斯在轴系间添加了一个降噪环（Tolerance Ring）。这个东西如图8所示，可谓貌不惊人。但是作用却着实了得，将整体的噪声降低了56%。围绕降噪环，雷克萨斯还设计了一系列润滑和力学特性的改善。毫无疑问，这个环的重点，并不在于其机械设计，而在于其材料选择。

（图8，降噪环实物图，来源：2017-01-1157 Login - SAE Mobilus ）

在论文演讲之后，有一位现场听众提问了降噪环的材料，不出意外的，主讲的Hiroyuki Tateno先生嘿嘿一笑，表示实在抱歉，这是机密：）

之后的一个问题我同样记得很清楚，一位问道，“请问这一系统的研发了多久？” Tateno先生看了一眼第一排列座的同事，肃然答道：

十年。

L310搭载于LC500h，这辆大约10万美金的豪华轿跑的名字中，LC来自于Luxury Coupe，500是汽油版本的V8发动机排量5L，h则标志着hybrid。实际上混动版的发动机是3.5L的V6，看起来可能叫做LC350h更为准确，不过考虑到发动机之外还有大电机的输出，同样称之为500似乎也没有什么问题。

这辆车的汽油版有十个档位的10AT，于是偏执的工程师在混动版的LC500h上也设计了手动模式，同样有10个档位。但是我们知道，L310是无级变速器加四挡换挡机构，机械上完全不存在十个档位，它的十个档位是用eCVT标定出的档位与换挡机构的档位进行组合而得到的。这是什么意思呢？就好比是鸠摩智用小无相功使拈花指，大概如此了。

这么做的目的，颇为值得玩味。

今天的驾驶爱好者或许会更迷恋Tesla P100D疯狂的推背，被高频电流声所感动。但是不可否认，汽油时代走过来的很多人对手动挡与传统AT换挡的顿挫感，有一种执念。体验加速度的变化，看着发动机转速指针的摆动，是驾驶乐趣的一部分。你可以指摘雷克萨斯此举好比是用喇叭在电动车里播放引擎声，但是不可否认的是，它的确能撩拨一些老司机的肾上腺素，不可否认的是，它还的确很快。

②EV-SPORT：纯电动运动模式，和①感觉差不多，稍微起步快一些

③HEV-ECO：混合动力经济模式，起步到切换速度之前使用电驱动，避免发动机的低效区间，在35-39km，一般是37km/h时候开启发动机，若电量低于SOC，会自动给电池充电，但是低速时候充电效果不明显。

④HEV-SPORT：混合动力运动模式，强制开启发动机，起步后电动机同步出力，说实话，这种方式不踩地板油，起步速度甚至是不如①②③的，但是在高速公路上，开启该模式后的确是有一定推背感。