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脑洞大开的10AT 雷克萨斯LC500h多级混动系统详解_车家号_发现车生活_汽车之家
时间: 2024-07-26 22:54:53 | 作者: 企鹅电竞手机网页版登录
一辆超跑搭载了一台 4AT 在如今看来是否很不可思议？但丰田的确这么做了，在雷克萨斯最新的旗舰轿跑 LC500h 上搭载了一台 4AT变速箱。但在这个 4AT 与发动机之间还串联了一台 E-CVT 电子无级变速箱，最终车辆总共能模拟出 10 个挡位。这套动力总成有哪些亮点？我们大家一起去看看。
雷克萨斯 LC 系列目前共推出 LC500 和 LC500h 两款车型， LC500 搭载的是一台来自 RC-F 的 5.0L V8 发动机。发动机最大输出功率为 477 马力（351kW），最大输出扭矩为 540Nm。传动系统配备的则是一台来自爱信的 10 速手自一体变速箱，车辆零到百公里加速时间小于 4.5 秒。
混动版的 LC500h 搭载的则是由一台 3.5L V6 自然吸气发动机和一台电动机组成的混动系统。发动机最大输出功率为 220kW/6600rpm，最大输出扭矩为 348Nm/4900rpm。电动机最大输出功率为 44kw，系统总输出功率为 264kW。
传动系统方面，雷克萨斯 LC500h 搭载的是丰田的招牌 E-CVT 再串联一台 4AT，最终能模拟出 10 个挡位。而这套模拟 10 速变速箱也是我们这篇文章要进一步探索的对象；而基于这套系统打造的多级混动系统，未来也将全面应用在丰田旗下的混动车型上。
此前曾经有这么一句话来形容丰田在混动技术方面的领头羊：“世上只有两种混动车，一种是丰田，另一种是其它”。丰田最著名的就是这套 E-CVT 电子无极变速箱，通过它可以来调节发动机和电动机之间的转速范围，从而让发动机和电动机各自发挥最高的效率，从而来达到节省油耗提高效率的目的。下面我们先来了解一下丰田 E-CVT 是怎么工作的。
了解这套 E-CVT 系统前我们先来了解一下行星齿轮的工作原理，行星齿轮主要有太阳轮、行星轮、行星架和外齿圈组成，三者能随意固定其中之一让另外两个齿轮转动，并且转速能够直接进行调节。
丰田 E-CVT 正是利用了这一特性。把发动机以及两个电机分别和这三组齿轮进行连接。发动机和行星架连接、MG1（发电机）和太阳轮连接、MG2（驱动电机）和外齿圈连接。
2、行星架固定（发动机不运转）：外齿圈（MG2）和太阳轮（MG1）反向转动
3、太阳轮固定（发电机不转）：外齿圈（MG2）和行星架（发动机）同向转动
第一种状态实际上就是怠速充电阶段，此时MG2不转，即车轮不转，发动机（行星架）带动MG1（发电机）运转发电为电池充电。在需要发动机介入时也可以将这种状态看作是MG1在出力带动发动机启动。
第二种状态对应的行驶工况则有很多种，包括纯电行驶、倒车（MG1 正转，MG2 反转）等。第三种状态对应的就是混动行驶状态。但以上三种状态世纪出现的频率较低，在实际的运行过程中，发动机和两个电机的状态都是在一直在变化相互配合的，MG1随时都在正转和逆转之间来回切换，从而起到调速的作用。在电控系统的精准控制、以及行星齿轮的特殊结构下，带给驾驶者的便是非常平顺和线性的驾乘体验，这也是丰田混动系统一直以来的优势所在。
丰田这套 E-CVT 系统看起来似乎是没什么缺陷了，但由于只有一组行星齿轮，对发动机和电机的调速范围有限，起步不够快、极速不够高，这对于雷克萨斯 LC500h 这种 GT 跑车来说，不是打脸吗？于是工程师们便想出了在 E-CVT 后面再串联一个 4AT，增加多四种变速比来增加调速范围。
其实雷克萨斯并不是第一次这么干，在之前的 GS450h 和 LS600h 上就已经运用过类似的黑科技。雷克萨斯 GS450h 是在 E-CVT 系统的后面串联的一个 2 级减速机构。其中一个是大减速比齿轮，可以帮助提升低速扭矩，让起步更快。另一个是小减速比齿轮，帮助车辆极速更高。
在雷克萨斯 LC500h 身上，前方的 E-CVT 虽然理论上能够给大家提供无数个变速比，但雷克萨斯工程师为它设定了 3 个合适固定速比，与后方的 4AT 前三个挡位共组成 9 个挡位，再加上 4AT 的第四个挡位，一共能够给大家提供 10 个挡位。带来的是雷克萨斯 LC500h 能在5秒内破百，而且纯电行驶时速能达到 140km/h，此前 E-CVT 纯电行驶只能达到 70km/h 左右。
根据官方的资料显示，在极端情况下，当雷克萨斯 LC500h 在车速达到 50km/h 时，发动机便可以运转在最高转速，由此可见有了 4AT，发动机在整个转速区间内都可实现最佳功率输出，并提高发动机和电动机的综合功率。
在实际的驾驶过程中，以 100km/h 的速度巡航，发动机转速也仅有 1000 转左右，低转速能带来更低的油耗。在西班牙的赛道、山路上全程使用 SPORT+ 模式激烈驾驶，百公里综合油耗也能保持在 12.3L 左右，这对于一台排量为 3.5L 的跑车来说是非常省油的。
从丰田最近公布的动力总成计划中，就包含了基于全新 2.5L 四缸自然吸气发动机打造的前置后驱高性能多级混合动力系统--THSⅡ，实际上这套多级混动系统就是来源于雷克萨斯 LC500h，只不过把发动机换成这台 2.5L 自然吸气发动机，更为关键的这台全新的 2.5L 自然吸气发动机热效率达到了 40％，这套混动系统的热效率达到了 41％，是目前量产车中热效率最高的机型（热效率越高，车辆的节油性、动力性能越好）。
在丰田的计划中，未来这套多级混动系统将在丰田旗下更多车型上使用，包括中级以下的车型。有消息称第一辆采用这套多级混动系统的车型便是即将推出的新一代凯美瑞混动版。能预见的是未来包括卡罗拉双擎、雷凌双擎等紧凑级车型也有一定的可能用上这套系统，同样的仅仅是把发动机换成 1.8L 排量。而考虑到车型定位的不同，后方串联的也不会是 4AT，有可能换成 2 级减速机构，以此来降低这套多级混动系统的体积。
从今年下半年以来，世界上的混动系统再也不止有丰田和其它两种。通用、本田纷纷各自带来了搭载自家最新混动系统的车型，本田的 i-MMD 系统、通用基于新一代 Voltec 打造的多平台混动系统都有各自的优势，同时针对丰田目前在用的THS混动系统中高速域不够高效等缺陷做了优化，大有赶超之势。
这次丰田发布的最新动力总成计划可以看作是致敬对手的最佳方法，通过在后方串联了多级减速齿轮，增加对发动机的调速范围，让发动机能在更广的转速范围内都能保持高效的运转，在保持低油耗的同时也能兼顾性能方面的优势。
总结：贺磊曾经说过这么一句话：“每个汽车厂商背后的技术储备都是深不可测的，它们只会在合适的时候才会对外公布。”或许我们今天所看到的、觉得不可思议的技术，其实在多年前就已经研发完成了。雷克萨斯 LC500h 上的这套多级混动系统通过串联一套4AT变速箱，有效的改善了现款 THS 混动系统存在的不足，未来这套系统也将会应用在更多车型上，包括新新一代雷克萨斯LS、新一代凯美瑞混动版等系列车型。
