2．不同工况工作原理

为了实现最低油耗和低排放的目标，丰田卡罗拉系统发挥电动机和发动机的各自特点。在启动及低速行驶时，丰田卡罗拉系统仅利用电动机产生的动力来行驶。因为此时发动机的效率不高，通过的电力启动车辆后，电动机就可以提供给车辆所需的动力。车辆在中高速行驶时，发动机效率很高，产生的动力不仅驱动车轮，同时也带动发电机给HV蓄电池充电，保持的电量在接近满格的状态。在减速或制动时，丰田卡罗拉系统以车轮的旋转力驱动发电机发电，将产生的能量回收到HV蓄电池中，从而达到节能减排的效果。从启动到制动的工作原理（图38）。

（1）启动工况

①低速时仅电动机工作

当汽车启动时，丰田卡罗拉系统仅使用提供的电能来工作，这时发动机并不运转。因为发动机不能在低转速时输出大扭矩，而电动机可以灵敏、顺畅以及高效地输出大扭矩。从而在起步时充分利用电动机的低速扭矩，降低油耗和排放。

车辆起步时，PCU动力控制单元会向MG2通电，MG2电机逆向旋转，带动车轮正向转动（图39），车辆缓慢前进。当稍微用力踩下加速踏板时，MG2会获得更大的电力，加快齿轮转速，车辆就会加速前进。由于MG2功率很大（53 kW ），低速扭矩也很大（400 N·m）。在PCU的控制下，车辆加速性能很好，即便只靠MG2也可以把车辆加速到一个比较高的速度。起步过程中充分发挥了MG2低速高扭的特性，以弥补阿特金森发动机低速扭矩不足的特性。

②中高速发动机启动

PCU向MG1通电，MG1电机顺时针转动，并带动发动机启动，整个过程快速且平顺。发动机启动后，怠速运转，带动行星齿轮架正向旋转，从而带动太阳齿轮（MG1）正向旋转（图40）。MG1产生交流电，经PCU里的逆变器和电压变换器变成低压直流电并给HV蓄电池充电。怠速时，发动机产生的功率将全部用来为HV蓄电池充电。

（2）加速工况

①小负荷加速

此时，主要靠MG2电机推动车轮（图41）。MG1继续向MG2供电，并通过PCU向动力HV蓄电池充电。此后，MG2速度继续提升，直到车辆达到目标速度。

②大负荷加速

面对大负荷加速（如载重启动）等需要大动力的情况。控制系统感知加速踏板的信号，将发动机转速提高，使发动机进入其动力区间，输出功率快速提升。发动机的扭矩提升带动了外齿圈获得更多动力（图42）。同时，HV蓄电池也会向MG2电机供电，使其以最大功率输出。车辆的加速性能明显提升。

在重负载下加速时，发动机驱动MG1发电并提供驱动MG2的电能。MG2提供附加的驱动力用以补充发动机动力。HV蓄电池会根据加速程度给MG2提供电流。

（3）减速工况

在踩下制动踏板和松开加速踏板时，丰田卡罗拉系统使车轮的旋转力带动MG2运转，将其作为发电机使用。减速时通常作为摩擦热释放的能量，在此被转换成电能，回收到HV蓄电池中进行再利用。

剖析丰田卡罗拉双擎混合动力系统结构原理（四）