請問 toyota prius 有沒有變速? - 特斯拉

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By Frederic
at 2017-05-09T10:35

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Hi Hi 終於盼到您回文了

很怕我打了半天在自High而已 所以我又戰場可以繼續來幫我的Prius打廣告了(誤)

關於馬達的變速箱我很不解

馬達為什麼需要變速箱?

大部分狀況馬達是不需要變速箱的,但若你為了有更高的啟動轉矩,同時相對有更高的

尾速的狀況下,就可以加入變速箱,比如CNC的主軸馬達,我有看過有2段變速的,讓你

要扭力有扭力,要轉速有轉速,但特斯拉有三級變速箱(應該是在說三段變速吧?)

這點從學理來看是很不合理的,為什麼呢,因為馬達跟引擎的轉速扭力曲線大不同

而電動車目前清一色用的都是無刷永磁同步馬達
經chandler0227提醒 再去查資料,原來Tesla是用AC感應馬達,超乎我的想像
所以這段可能不是很正確,但即便是AC感應馬達啟動轉矩還是很大
只是跟永磁比起來還是差了一點,AC感應馬達成本較低,且較沒有熱受命問題
不難想像為啥Tesla會採用AC感應馬達,這段就只看Prius就好 我錯了

無刷永磁同步馬達有怎樣的特性呢?舉業界最常用的無刷永磁來說 伺服馬達的轉速扭力圖

http://cloudj.twbbs.org/Prius_Ptt/Servo_Torque.png
左邊是馬達常用的表示圖,但剛好跟引擎軸向不同,我把他稍微旋轉成右邊同軸向

永磁同步馬達有兩個恐怖特性

1.啟動滿轉矩,在到達額定轉速前(圖中這顆為300轉),扭矩從零開始都是滿的,這也是

特斯拉為啥起步這麼威,但尾速會被電的原因XD

2.瞬間超載,圖中A曲線是指長時間負載區域,但若短時間可增加電壓到B工作區,此時

線圈是屬於超載狀況,整體功率會超過額定散熱功率,但若短時間操作是允許的

OK看完了無刷永磁馬達的轉矩圖後,應該不難發現馬達的特性,真的不太需要有變速箱

除非你想再增加啟動轉矩,不然真的沒意義,大概只會用在高端電動車吧

另外我想強調的一點是,Prius的變速箱的變速路徑是

馬達(力)-->MG1(發電)-->Inverter(升壓)-->MG2(驅動)

他不是透過齒輪比例來將轉速扭力做調配,而是透過電流路徑

所以你必須跳離原本的框框,力的轉換是完全不同路徑的

另外你提的Y接Delta接的馬達,那是三相鼠籠式感應馬達,他跟電動車的馬達不太一

樣,三相鼠籠式馬達,雖然也可以透過變頻器改變轉速,但跟永磁使用上有很大的差

異,電阻的部份我不太清楚你要說是甚麼東西XD,即便是鼠籠式感應馬達,要調整扭矩

或者轉速,都是靠調整三相交流AC頻率來達成的。

至於無刷永磁馬達,則是帶有Encoder的向量控制,更精準的直接施加電壓驅動方向,

所以可以有更寬廣的轉速區間與全扭矩的輸出區間。

轉矩控制則由施加電壓決定,施加電壓越大,轉矩越大,轉速則由交流頻率控制,交流

頻率提升,引擎轉速就會跟著提升,這一切都是透過變頻器(事實上是變頻+變壓),來

完成,並沒有所謂的電阻才是。

: 謝謝,我前面光用理論推導,就說引擎的剎車應該會浪費動能變熱能
: 結果引擎離合器就是在解決這個問題
: 理論還是有點用,可以補足不太會做功課的問題 XD

PHV系列的單向離合器,主要是避免行星齒輪結構,MG1 ICE MG2比例已經訂死,所以

在超過一個車速(MG2的轉速),若還要ICE不轉,MG1勢必超轉速,但PHV會有長時間的

純電行駛,需要把這段能量找回來,所以加入了單向離合器,單向離合器簡單示意,

就跟腳踏車後輪一樣,當你踏的(引擎)比車輪快的時候,你可以對車輪施力,但當你

車速夠快想滑行,腳不出力的時候,輪子的力量不會反回來轉動你的腳。

: 你的低速和中速,我分不出差別
: (然後其實查到關鍵字是直流變頻,嗯,因為我沒進入業界,我只好猜...
: 它是因為輸入端是直流,就取這名字;但精神就是要變頻,這是不會錯的)
: 電機有變頻這東西,那引擎也會有嗎?不太清楚

中速就是多了一個引擎直接出力的可能,當車子所需保持車速的能量剛好等於引擎

的甜蜜點的時候,此時MG1不發電,MG2不出力(但還是會被拖著轉),引擎類似直出

給輪胎。

至於你說的變頻 duty cycle,確實是有類似的東西但原理稍有不同,超出討論範圍

我想就先不扯遠了,簡單說個點變頻器不只0-5v變化,還具有升壓到7v的可能性,

而你說的60Hz變頻成30~120Hz基本上這是感應馬達才會有的東西,無刷永磁原理不同

: 就是這裡,我用想的也會覺得 MG2 可以當發電機
: 但我不可以因為網友說了就信
: 因為實在讀到太多次 MG1 為發電機
: 所以,要改變我這想法,我得請問:有原廠文件或官網網址嗎?
: 不然我如何取捨?

好吧,雖然我很確定,但還是得幫你做功課XD,文件要找有點累,找影片可以嗎?

https://www.youtube.com/watch?v=jNuixuVhc5E

2:39 低速運行時,純電動行駛,藍色那顆就是MG2,整體由他輸出

2:53 加速時,引擎旁邊那顆紅色的是MG1,引擎帶動他發電,而此時MG2仍屬輸出,也就
是一個馬達發電,一個馬達輸出,為何需要這樣呢?因為要將引擎的功率轉成扭力

3:17 減速時 是由MG2來負責做電能回收,為什麼不用MG1做回收呢,因為MG1發電會拖動
引擎造成能量損耗MG1 ICE MG2是綁在一起的,除非能鎖定引擎,讓MG2,MG1成固定齒比
不然MG1一發電,產生阻力的狀況,就會拖動ICE(其實也就是Prius行駛狀態下啟動引擎
的方式)

不知道影片的說明,能不能符合您的需求呢?

: SmartStop? 有 google 到但看不懂
: 因為現在在談啟動,為什麼不是 Smart Start?

我只是想說油電車的另一個好處,啟動引擎因為有大的馬達,所以啟動會比汽油車順暢

很多,不會有汽油那種坑坑坑的啟動感,抱歉離題了。

: 幾十年前我住深坑,經常開車去爬山,爬到無法會車的小路(應該只給摩托車走的)
: 又無法轉向,就會被逼著倒車出去
: 曾倒車一公里,覺得自己倒車技術大進步,駕訓班已經不算什麼了
: 如果那倒車又是上坡,那甚至'逆上坡起步'也要學學
: 真是自找苦吃..
: 不用就不用,用了就是為了脫困,一定是碰到什麼困難
: 莫非定律讓我感覺,倒楣事發生時總是會那麼糟....
: 至於 玩命關頭8 那種倒車競速,呵呵 XDDD
: 我記得聽人說過,倒車檔等同一檔,很有力,很慢
: 怎麼可以拿來競速,真是爽片...

我只是要說明Prius這個神奇的倒車模式,你放心不用飆的,倒車爬坡都是可以的

只是會有效能很差的缺點,然後引擎啟動的時候會讓你覺得不舒服(引擎跟MG2兩邊

互相反出力的奇怪狀況),至於倒車擋等於一檔齒比這是大部分車的設計,或介於1檔

到二檔間,所以在手排或者自排來說倒車擋確實是有力,但很慢沒錯,但確實也有

特殊例外的狀況ex.

高轉速引擎,有些引擎特性1檔就可以開到60沒啥問題(引擎萬轉)

所以倒車檔理論上也可以開到60(光用想的就好恐怖)

而更特殊的狀況是CVT鋼帶變速,因CVT沒有檔位問題了,還是同一個變速機構

只是加入反轉機制,於是創造出反轉跟正轉能一樣多檔變速的神奇情形

有名的影片Toyota corolla跑贏法拉利 F430

https://www.youtube.com/watch?v=r6d5RBXLvDc

原因很簡單F430是自手排單檔倒車齒輪比,corolla採用CVT無段變速有更高的終傳比

理論上前進能多快,倒車就能多快,能不能飆車,肯定能飆車!!


關於MG1的部分,MG1絕對不是用來製造滑差的(除了電池飽和或過熱狀態),MG1是拿來發

電用的,發電的過程中自然會產生力量反推給MG2推動輪胎

簡單說

引擎若運作2000rpm擁有最佳的效率點(我不知道為啥你會改說扭力,我都在講效率)

這時候可能會有30KW的總功率輸出跟150Nm的扭矩

Kw=Nm*rpm/9549 (方便計算我取10000較快)

但若這時候是爬坡或者起步,可能需要300Nm的扭力怎麼辦呢?,傳統變速箱很簡單

就是加上2x的減速齒輪比讓輪胎輸出變成1000rpm/300Nm 完工

但若遇到從零開始起步怎辦?引擎不能熄火阿!!

所以必須要有離合器跟液壓轉換器製造滑差,讓引擎轉起來,損失部分動能來換取扭力

但ECVT的傳遞路徑並不是靠滑差來換取因為,引擎沒帶動輪胎的部分是拿去帶動發電機

了,並不是打滑浪費掉了,極端一點你可以把他在起步時視為一個引擎只對MG1發電

起步扭力純靠MG2的模型(但實際上只要車子一動,ICE就可以傳遞部分扭矩去給MG2)


所以在Prius的變速箱模型中,引擎維持2000轉輸出150Nm,其中可能30%是去推動MG2

70%是去推動MG1,70%去推MG1的部分並不是浪費掉,而是發電經過變頻器升壓去推

MG2,讓MG2補足到250Nm的輸出,基本原理大概是這樣。


最後在總結一次E-CVT的變速路徑

ICE一起動,勢必會推動MG1跟MG2,推動MG2的力量,就等同推給輪胎的力量(因為MG2

直接輪胎),那推不動MG2的力量(因為扭力不足),就會去推動MG1來發電,MG1發的電

若太多,則一部分儲存進去大電池待未來使用,另一部分則透過Inverter升壓,來推

動MG2產生扭力。


難得大家對Prius那麼有興趣,覺得打字有點累,晚點拍一段短片試駕兼解說好了

有問題的歡迎先在推文提出,我能回答得我盡量回答XD

: 大概應用是在電池滿了時的巡航上
: 會有更佳的能源效率

電池滿了巡航上其實Prius效率也沒比較低,正確來說是在高速巡航狀態下引擎本

身就運作在甜蜜點上了,不論是E-CVT/MT/AT/CVT,同樣都有很不錯的功耗表現

Honda的IMMD則有你說的類似機購,高速的時候引擎有離合器連結輪胎,有一固定

終傳比,讓高速行駛的時候引擎能更有效率直出而不loss,所以iMMD在高速場合下

是有可能贏過Toyota的THS系統的,不過iMMD也有他的劣勢,這是另一個問題了

有興趣的話,或許可以再開一個Honda iMMD PK Toyota THS的戰場?

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All Comments

Madame avatar
By Madame
at 2017-05-10T21:33
我只能說Toyota油電真的是工業設計整合的極致XD 超佩服
Gilbert avatar
By Gilbert
at 2017-05-12T18:22
專業推
Jake avatar
By Jake
at 2017-05-16T20:58
原po是在徵求一篇 Honda 的 Hybrid 介紹文嗎?XD
Genevieve avatar
By Genevieve
at 2017-05-19T22:56
跪求大大再開一篇Honda iMMD 正好目前正在研究XD
Jacob avatar
By Jacob
at 2017-05-21T09:31
同樣好奇技術的本田怎麼做的(敲碗
Ula avatar
By Ula
at 2017-05-25T05:19
本田的油電好像是真的獨力搞出來了 但效率沒那麼好吧:P
Skylar Davis avatar
By Skylar Davis
at 2017-05-27T18:06
特斯拉是定齒比吧
Hedda avatar
By Hedda
at 2017-05-31T03:29
跪求p&G詳細操作
Ina avatar
By Ina
at 2017-05-31T05:29
Accord hybrid油耗很漂亮 好像還贏camry
Olivia avatar
By Olivia
at 2017-05-31T13:44
可能是一組行星齒輪加上數個離合器剛好能實現三種齒比
本來是兩組就夠了 但是做三級也沒差
Mason avatar
By Mason
at 2017-06-03T16:54
有沒有ICE 和 MG1 MG2的轉速動畫阿,看文字有點難想像
Odelette avatar
By Odelette
at 2017-06-08T16:17
等ioniq上市也來分析一下吧
Ida avatar
By Ida
at 2017-06-13T13:00
專業推
Aaliyah avatar
By Aaliyah
at 2017-06-18T05:38
Joseph avatar
By Joseph
at 2017-06-19T06:46
ioniq目前好像還沒有他的動力系統的詳細構型細節(?)
David avatar
By David
at 2017-06-23T23:21
跪求本田hybrid解說
Enid avatar
By Enid
at 2017-06-27T11:19
i-MMD的資料我來整理一下好了XD
Elma avatar
By Elma
at 2017-06-28T11:36
Elon Musk的傳記寫本來要用2速變速箱,但是馬達扭力
Elizabeth avatar
By Elizabeth
at 2017-06-30T06:34
太大,無法做出能耐大扭力又輕巧的變速箱
Iris avatar
By Iris
at 2017-07-02T10:06
概念大概是,引擎減少能源輸入,只能減速不能調整力量這樣?
Carolina Franco avatar
By Carolina Franco
at 2017-07-04T02:29
我不是車主,但會去看本田技研的技術論文而已哈哈XD
Jacky avatar
By Jacky
at 2017-07-07T15:10
會整理資料純粹是對Honda的愛而已XD
Andy avatar
By Andy
at 2017-07-10T00:39
很好奇Prius(非PHV)電量足夠時能不能倒車跑60km/h
Iris avatar
By Iris
at 2017-07-12T21:53
想噓文 這是P4勸敗文
Olivia avatar
By Olivia
at 2017-07-17T11:08
馬的 趕快推 不然等下有人說我看不懂
Quintina avatar
By Quintina
at 2017-07-18T10:24
專業認真討論給推
Poppy avatar
By Poppy
at 2017-07-23T02:42
推!開這麼久完全沒想過這些問題,原來這麼複雜
Edwina avatar
By Edwina
at 2017-07-27T04:03
toyota就是屌,東西很複雜,還不會讓車主懂車
Hedy avatar
By Hedy
at 2017-07-27T15:55
T牌油電那麼複雜卻又很穩定,其他廠根本做不到
Eartha avatar
By Eartha
at 2017-07-31T21:14
好屌,超專業
Steve avatar
By Steve
at 2017-08-03T19:53
IMMD的邏輯比較簡單,省油一部份歸功於引擎
Olga avatar
By Olga
at 2017-08-07T23:57
其實PSD原理比變速箱簡單得多 穩定是因為簡單
DSG的機械結構就比PSD大個五倍了...
Candice avatar
By Candice
at 2017-08-11T17:27
當然最佳化的眉角很多 不過本身並不複雜
Isabella avatar
By Isabella
at 2017-08-15T17:11
厲害
Olga avatar
By Olga
at 2017-08-17T01:16
哪有電動車都永磁同步馬達?
Ethan avatar
By Ethan
at 2017-08-19T01:37
下個月ioniq上市會有更多資料可以查
Oscar avatar
By Oscar
at 2017-08-20T14:44
個人覺得PSD的體積 要把雙馬達也算進去 因沒馬達PSD無法作用
Mason avatar
By Mason
at 2017-08-22T10:37
wow 同班同學的專業文,我要按讚
Freda avatar
By Freda
at 2017-08-22T12:24
Doris avatar
By Doris
at 2017-08-23T12:00
2000轉內都是效率區 所以會變色的儀表都是2000轉以下
才會出現節能的藍色XD
Hazel avatar
By Hazel
at 2017-08-25T08:22
Dinah avatar
By Dinah
at 2017-08-27T14:59
推,油電系統真是很棒的設計
Oliver avatar
By Oliver
at 2017-08-31T03:04
本文已收納至精華區Z-5-7

罰鍰高底、吊扣駕照都無法嚇阻!酒駕問題

Oscar avatar
By Oscar
at 2017-05-09T09:52
酒駕跟三寶都是鄉民所痛恨的 酒駕常聽到鄉民講提高罰則 大家可以變相思考一下三寶提高罰則有沒有用? 三寶的部分 有些鄉民歸咎於駕照太好考 提高考照難度 有助於減少三寶數量 似乎說對了一半 真正治本的方法 個人認為還是要從教育著手 德國在幼童教育時期 便加入了很多交通安全的教育課 ...

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Mia avatar
By Mia
at 2017-05-09T07:23
這測試完全沒有參考價值 你點網站上的下一篇 bob對輪胎的選擇 http://newcar.u-car.com.tw/guidefeature.asp?guideid=227andamp;articleid=34158 在《輪胎差異,才是關鍵 - 豪華SUV與國產SUV直接測給你看》中,U-CAR測試了輪 ...

請問 toyota prius 有沒有變速?

Brianna avatar
By Brianna
at 2017-05-09T02:50
謝謝 你有回答我的定義,也有用你自己的定義講解一次 -------- 我們還是先離題,這是我的毛病,可以噓 XD 小時,我曾經向路人問路 我拿地址問:這是不是路的盡頭那一間 他回:就是紅色那間 我又重覆一次:這是不是盡頭那一間 他還是回:就紅色那間 好,路的盡頭那間,真的是紅色的 但我當時有個感 ...

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By Barb Cronin
at 2017-05-09T00:06
因為小朋友滿一歲了 最近要把開了很久的小march換掉 我的身高比較高,不太適合一般高度的房車 一開始看Honda HR-V 很欣賞他的空間變化 但以售價來說堪用的頂級辦到好應該也要84 於是去看歐洲車 先看了sportsvan 1.2的引擎很省油 內裝也簡單大方,112的版本就夠用了 實際成交辦到好大概 ...

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By Zora
at 2017-05-08T23:41
某汽車網站評論輪胎重要性 文章:http://newcar.u-car.com.tw/guidefeature.asp?guideid=227andamp;articleid=34154 用Honda CRV裝馬牌輪胎 vs Porsche Macan原廠胎 評比結果:不管繞錐或是煞停, Macan都是 ...