谈到混合动力，就不得不提丰田。自1997年第一代普锐斯诞生起，丰田的混合动力车型累计销量已经突破了1000万辆，是当之无愧的混动霸主。而雷克萨斯作为丰田的高端豪华品牌，混动技术自然青出于蓝而胜于蓝，在丰田THS（Toyota Hybrid Drive）混动系统的基础上发展出了更全面更强大的全混动科技。

　　在混合动力领域，雷克萨斯的全混动科技可以称得上一代宗师，看懂了雷克萨斯的混合动力系统，基本上就能看懂市面上的所有混合动力系统了。下面我们就来具体了解一下雷克萨斯全混动科技。

　　要读懂混合动力系统，首先必须明白，混合动力系统的最基本原则，就是使发动机工作在高效率的转速区间。

　　发动机油耗会随着转速和负载而变化，发动机在每一种负载条件下，都有一个油耗最低的转速区间，混动系统要做的就是让发动机运行在这一区间内。

　　发动机在每个负载条件下，都存在一个油耗最低的转速区间。混动系统一方面调节发动机的转速，一方面也调节发动机的负载。在发动机平稳运行时，如果负载增加，驱动电机会参与驱动车轮，为发动机分忧，从而避免转速攀升；如果负载下降，系统会让发动机的一部分动力用于发电，从而避免转速下降和动力的浪费。最终的效果是车辆无论在何种工况下，都能让发动机运行在高效区间内。

　　可以看到，在混动系统中对发动机的转速、负载进行优化的关键就是电机。通过改变正负极，电机的角色可以在发电机和驱动电机之间非常方便地进行切换。那么对于混动系统来说，是不是1台电机就足够了呢？

　　双电机方案的混动系统工作模式更多，能够适应更多的工况，有更高的燃油经济性。

　　采用单电机方案，意味着发动机和电机之间要么是串联，要么是并联，只能二选一，混动系统的工作模式比较少。采用双电机方案，则发动机和电机之间是混联，既可以串联又可以并联。那么显然，双电机方案的混动系统工作模式更多，也就能够适应更多的工况。雷克萨斯的全混动科技采用的正是双电机方案。

　　在双电机混联方案中，两台电机通常有一台被称为发电机，另一台被称为驱动电机。但实际上，它们的角色并不是固定的，它们都可以发电，也都能够驱动车辆前进。

　　实际上，目前世界上的几种较为先进的混合动力系统均采用了双电机混联方案，但是最终的性能表现还是各有千秋，这主要是由于发动机和动力分割装置的不同所导致的。

　　在混动系统中，虽然有动力电池组，但是电池组的容量很小而且不需要外置充电，所以归根结底所有的动力都来自于发动机。混动系统优化了发动机的工作状态，但是要想获得优秀的节油能力，最关键的还是发动机本身的热效率。雷克萨斯的选择是采用阿特金森循环发动机。

　　阿特金森循环发动机在热效率方面有着很大的优势，因此非常适合于混合动力系统。雷克萨斯智混动车型全部都采用了阿特金森循环发动机。

　　与常见的奥托循环发动机相比，阿特金森循环发动机在进入压缩冲程时，通过延迟关闭进气门，降低了活塞的实际压缩行程，令压缩行程小于膨胀行程，从而燃料的能量释放得更加充分，以达到更高的热效率和燃油经济性。阿特金森循环发动机存在低转扭矩差的问题，因此在燃油车当中没有得到广泛应用。但是在混合动力系统中，由于有驱动电机的协助，这个问题也就不复存在了。

　　通过对比可以看到，阿特金森循环发动机的圧缩行程要比普通的发动机小一些。燃料的能量可以充分释放，以达到更高的热效率和燃油经济性。

　　雷克萨斯的全系智混动车型都搭载了阿特金森循环自然吸气发动机，排量从1.8L到5.0L，在热效率方面都有着不俗的表现。

　　为了进一步提升发动机的热效率，雷克萨斯还在部分车型上应用了EGR废气再循环（Exhaust Gas Re-circulation）技术，可以把发动机排出的部分废气回送到进气歧管，并与新鲜混合气一起进入气缸再次燃烧，既能提高燃油经济性，又能降低氮氧化物NOx的排放。

　　把发动机与电机连接在一起的是动力分割装置，该装置决定了混动系统的平顺性。雷克萨斯采用的是以行星齿轮组为基础的动力分割装置

　　行星齿轮组的结构很巧妙，通过一个小小的部件，连接了发动机、电动机，以及驱动轴。

　　动力分割装置是混合动力系统里的核心。雷克萨斯所采用的单排行星齿轮组动力分割装置，比起其他厂商采用的离合器方案，在平顺性方面有优势，同时也避免了过热的风险。

　　单排行星齿轮组是一种相当简洁高效的动力分割装置。与竞争对手们大多采用的多个离合器来连接发动机和电机的方案相比，丰田的单排行星齿轮组方案在平顺性方面有一些优势，同时在各种工况之间切换也更快更顺畅，而且不会有过热的风险。

　　双电机混联系统和行星齿轮组构成的电子无级变速器，为雷克萨斯的混动系统提供了多种工作模式。通过灵活而快速地切换工作模式、调整电机的工作状态，发动机能够始终工作在高效率的转速区间，从而降低油耗。这其中的关键是能量控制单元（PCU），它是雷克萨斯全混动科技的大脑。

　　雷克萨斯及丰田在混合动力领域的经验无人能及，海量的数据确保了雷克萨斯的能量控制单元有着极为优秀的算法，这也是雷克萨斯相对于竞争对手们来说，优势最大的地方。

　　下面我们就以日常驾驶中常见的5种行驶状态为例，看看雷克萨斯全混动科技是如何通过切换工作模式，来提升燃油经济性的。

　　从静止开始加速，电动机使用电池提供的电力作为主要动力，电动机在低转速状态下提供最大扭矩，带来出色而宁静的加速表现。

　　此时车辆处于纯电模式，发动机并没有启动，动力来源全部是电动机。雷克萨斯智混动车型的电池容量并不大，但是其初衷本来就不是依靠外置充电，而是提升发动机工作的效率。在启动时，发动机的油耗很大，所以在以纯电模式启动之后，发动机再介入，可以降低油耗。

　　车辆低速行驶时，电动机是车辆的主要动力来源。同时，发动机会根据行驶的需要，适时地介入，协同电动机以高效节能的动力搭配前行。

　　此时发动机只是一个配角，它会根据车辆对动力的需求、电池的电量等因素适时启动，以最少的燃油消耗起到最大的作用。

　　发动机的全部动力输出与电动机同时工作，为汽车提供更充沛的动力，无间隙的平顺加速，与传统汽车截然不同。

　　在全力加速时，燃油经济性的重要性降低，发动机和电动机都全力输出。这并不是阿特金森循环发动机所擅长的情况，但是在两台电动机的帮助下，雷克萨斯智混动车型的表现并不会逊色于竞争对手。

　　在车辆减速或刹车时，汽车通常会损失的能量能够被系统回收、再生，这种再生使电动机转而成为发电机，将回收的动能转化为电能储存在电池中，为未来驾驶提供动力。

　　在城市路况中，车辆频繁减速、刹车，动能转化为轮胎、地面、刹车盘上的热能，被白白浪费掉了。但是有了雷克萨斯全混动科技，这些能量能够被有效回收、再利用，从而有效提升了燃油经济性。

　　发动机在正常行驶中发挥主导作用。其中大部分的发动机能量为汽车提供驱动力，而另一部分能量则用来发电从而驱动电动机，这使得发动机在低转速下工作，尽可能地降低噪声。

　　正常行驶状态说起来简单，实际上包含了N种工作状态。能量控制单元会实时监控发动机转速、负载、电池电量、车速、油门深度等数据，对电动机的工作状态进行调整，以确保发动机能够高效运行。

　　雷克萨斯全混动科技可支持前驱、后驱、四驱等所有驱动系统，并覆盖紧凑型轿车至中大型SUV等多款车型。在先进技术的支持下，雷克萨斯有着全球范围内最为齐全的混合动力车型。根据结构的不同，雷克萨斯的智混动车型可以大致分为4种。

　　横置前驱平台上的混动系统是最基础的版本，后3种结构都是在它的基础上演变而来的。这套混动系统的结构与丰田的THS混动系统基本一致，动力分割装置位于两台电机之间，它们三者共同构成ECVT电子无级变速箱，取代了传统变速箱。

　　新款的CT 200h刚刚在成都上市，它的起售价仅为22.9万元，是最亲民的智混动车型。

　　虽然是入门车型，但是CT 200h的混动系统丝毫不弱，阿特金森循环发动机、双电机混联、行星齿轮组这些核心元素一个不少。在全混动科技的支持下，CT 200h的综合油耗仅为4.6L/100km。

　　雷克萨斯NX) 300h作为一款SUV，时常要应对道路条件不好的情况，对四驱能力有一定的需求。所以，它搭载了一套具备四驱能力的混合动力系统。

　　与常见的四驱车型不同，在NX 300h的前后轴之间并没有传动轴，它的四驱是靠后轴处的电机实现的。所以雷克萨斯NX 300h的混动系统是在横置前驱系统的基础上，增加了一台后置电机。

　　雷克萨斯的全混动科技不仅适用于轿车，也同样适用于SUV车型。针对SUV车型，雷克萨斯特意开发了一套具备四驱能力的混合动力系统。最新的NX 300h车型就搭载这项混动科技。

　　NX 300h的混动系统大体上与ES 300h相同，但是它的后轴处还有一台电机，以实现全时电动四驱。

　　高端豪华车型普遍采用纵置后驱的布局，它们的混动系统与横置前驱平台上的完全无法通用。不过，混动系统的基本原理是一样的，在纵置后驱平台上，只是动力传输的路径发生了一些变化，在结构上依然是以2台电机和一组行星齿轮组为核心。

　　雷克萨斯GS 450h是一款中大型轿车，定位高端，它对动力有着更强的需求。为了提升动力表现，雷克萨斯在GS 450h的混动系统中串联了一台2挡减速器。

　　在中大型或者更高级别的豪华轿车领域，对动力、操控有着更高的需求，纵置后驱结构是绝对的主流。在这一领域，混动车型并不多见，只有雷克萨斯全混动科技独步天下，GS 450h就是代表车型。

　　纵置与横置布局的混动系统在结构上完全不同，不过它们的原理是一样的。GS 450h的混动系统依然是以2台电机和一组行星齿轮组为核心，并且串联了一台2挡减速器，以获得更好的动力表现。

　　4、全新纵置后驱平台的多级混合动力系统（代表车型LC 500h、 LS 500h）

　　LS 500h和LC 500h是雷克萨斯最新的顶级车型，基于全新的GA-L后驱平台开发，它们的混合动力系统也有了进一步的升级。在两台电机和行星齿轮组之后，串联了一台4挡自动变速箱，从而扩大了传动比范围，提升了动力表现。

　　LS 500h是目前雷克萨斯智混动车型当中的旗舰，它的混动科技也是最为先进的。

　　为了满足旗舰车型对动力、舒适性的苛刻需求，雷克萨斯研发了一套新的混动系统，把混动技术再次推向了一个新的高度。

　　与GS 450h的混动系统不同的是，LS 500h的混动系统中，在两台电机和行星齿轮组之后，串联了一台4挡自动变速箱，从而进一步扩大了传动比，提升了动力表现。

　　雷克萨斯全混合科技能够全面提升动力表现和燃油经济性，并且这项黑科技距离我们并不遥远。目前，在雷克萨斯的销量构成当中，智混动车型占到了30%以上，这一数字遥遥领先于竞争对手。截至2017年7月底，全球已有120万辆雷克萨斯智混动车型上路。

　　编辑点评：混合动力系统有无数种方案，但是它们背后的基本原则是一样的：使发动机工作在高效率的转速区间。雷克萨斯的全混动科技作为混合动力领域的一代宗师，完美诠释了这个基本原则。更令人钦佩的是，雷克萨斯将混动科技应用到了从小到大的多个平台，为混合动力的推广和普及做出了不可磨灭的贡献。铆钉水龙头螺杆泵三角阀