目录
- 1 混合动力协同驱动
- 2 原理
- 3 普锐斯平台世代
- 4 具有HSD技术的车辆清单
混合动力协同驱动
混合动力协同驱动 （HSD），也称为丰田混合动力系统II，是丰田汽车公司的商标名称，用于在丰田和雷克萨斯品牌的车辆中使用的混合动力汽车传动系统技术。首先介绍在普锐斯，该技术是在几个其他丰田和雷克萨斯车辆的选项和已被改编为的电驱动系统氢动力的未来，和用于插电式混合动力车的版本普锐斯。此前，丰田还将其HSD技术授权给了日产汽车，以用于其日产Altima Hybrid。其零件供应商Aisin Seiki Co.向其他汽车公司提供类似的混合动力变速器。
混合动力协同驱动技术生产出一种完全混合动力汽车，与大多数其他不能或被认为是轻度混合动力的品牌混合动力汽车相比，它只能使汽车在电动机上行驶。HSD还结合了电驱动装置和行星齿轮组，其性能与无级变速器相似。Synergy Drive是一种线控驱动系统，在发动机和发动机控制装置之间没有直接的机械连接：HSD汽车中的油门踏板/加速器和变速杆都仅向控制计算机发送电信号。
混合动力协同驱动是1997年至2003年丰田普锐斯使用的原始丰田混合动力系统（THS）的改进。第二代系统于2004年首次出现在经过重新设计的普锐斯（Prius）上。该名称因预期将在丰田品牌以外的车辆中使用而有所更改（雷克萨斯（Lexus）；雷克萨斯（Lexus）车辆中使用的HSD衍生系统被称为雷克萨斯混合动力（Lexus Hybrid Drive）），已实施。在2006年的凯美瑞（Camry）中使用，并最终在2010年的“第三代”普锐斯（Prius）和2012年的普锐斯（prius c）中实现。丰田混合动力系统旨在提高功率和效率，并改善“可扩展性”（适用于大型和小型车辆），其中ICE / MG1和MG2具有单独的减速路径，并组合为“化合物”与最终减速齿轮系和差速器相连的齿轮；在全轮驱动和后轮驱动雷克萨斯车型上推出。
原理
丰田的HSD系统取代普通齿轮传动与机电系统。一个内燃机（ICE）最有效的输送功率在小速度范围内，但车轮需要对车辆的全速度范围内被驱动。在常规汽车中，齿轮传动装置向车轮传递不同的离散发动机速度-扭矩功率要求。齿轮传动可以是带离合器的手动变速器，也可以是带变矩器的自动变速器，但两者都允许发动机和车轮以不同的速度旋转。驾驶员可以通过油门调节发动机传递的速度和扭矩变速箱将几乎所有可用动力机械地传输到以与发动机不同的转速旋转的车轮，其传动系数等于当前所选档位的传动比。但是，驾驶员可以选择的“齿轮”或传动比有限，通常为4到6。这种有限的齿轮比设置迫使发动机曲轴以ICE效率较低的速度旋转，即一升燃油产生的焦耳较少。可以通过限制任一转速表来评估不同车辆行驶和加速条件下的最佳发动机转速扭矩要求与实际速度相比的RPM速率或发动机噪音。当要求发动机在广泛的RPM范围内有效运行时，由于其与齿轮传动装置的耦合，制造商在提高发动机效率，可靠性或使用寿命以及减小发动机尺寸或重量方面的选择受到限制。这就是为什么与用于汽车或其他变速应用的发动机相比，用于发动机发电机的发动机通常更小、更高效、更可靠且寿命更长的原因。
但是，无级变速器允许驾驶员（或汽车计算机）有效地选择任何所需速度或功率所需的最佳传动比。变速器不限于固定的齿轮组。这种约束的缺乏使发动机能够以最佳（最有效）速度（RPM）运转。ICE的最有效速度（RPM）通常约为1500-2000 RPM，这是推动汽车所需的典型功率。每当需要动力来给电池充电或使汽车加速时，HSD车辆通常将以其最佳效率速度运转发动机，而在需要较少动力时将其完全关闭。
像CVT一样，HSD变速箱连续调节发动机和车轮之间的有效齿轮比，以维持发动机转速，同时车轮在加速过程中提高转速。这就是为什么丰田在需要为标准规格清单或法规目的对变速箱类型进行分类时将配备HSD的车辆描述为具有e-CVT（电子无级变速箱）的原因。
普锐斯平台世代
丰田混合动力系统/混合动力协同驱动器的设计自1997年最初在日本上市的丰田普锐斯以来已经有四代产品。动力总成具有相同的基本特征，但有许多重大改进。
示意图说明了两个电动发电机MG1和MG2，内燃机（ICE）和前轮之间通过行星式 “动力分配装置”元件的动力路径。内燃机与行星齿轮架相连，而不与任何单个齿轮相连。车轮连接到齿圈。
牵引电池的比容量已经持续不断地提高。最初的Prius使用收缩包装的1.2伏D型电池，所有后续的THS / HSD车辆都使用安装在托架中的定制7.2 V电池模块。
THS在最初的Prius世代中被称为Toyota Hybrid System，紧随其后的是2004年Prius的THS II，随后的版本称为Hybrid Synergy Drive。Toyota Hybrid System依靠电池组的电压：介于276和288 V之间。HybridSynergy Drive增加了一个DC-DC转换器，将电池的电势提高到500 V或更高。这样可以使用更小的电池组，以及更强大的电机。
具有HSD技术的车辆清单
以下是具有混合动力协同驱动和相关技术（丰田混合动力系统）的车辆清单；
- 丰田普锐斯
- 第1代：1997年12月至2003年10月
- 第2代：2003年10月至2010年末
- 第三代：2010年末至2015年末
- 第4代：2015年底至今
- 丰田Estima Hybrid
- 2001年6月至2005年12月
- 2006年6月–至今
- 丰田Alphard Hybrid
- 2003年7月– 2008年3月
- 2011年9月–至今
- 雷克萨斯RX 400h / Toyota Harrier Hybrid（2005年3月至今）
- 丰田汉兰达/克鲁格混合动力车
- 与THS I：2005年7月至2008年9月
- 使用THS II：2008年10月至今
- 雷克萨斯GS 450h（2006年3月至今）
- 丰田凯美瑞混合动力车（2006年5月至今）
- 雷克萨斯LS 600h / LS 600hL（2007年4月至今）
- Toyota Crown Majesta（2012年4月至今）
- 丰田皇冠（2008年4月至今）
- 丰田A-BAT（概念车）
- 日产Altima Hybrid（2007–2011）
- 雷克萨斯RX 450h（2009年至今）
- 丰田赛（2009年至今）
- 雷克萨斯HS 250h（2009年至今）
- 雷克萨斯CT 200h（2010年末至今）
- 丰田Auris（2010年7月至今）
- 丰田普锐斯c（2012年3月至今）
- 丰田Yaris混合动力车（2012年3月至今）
- 丰田普锐斯V（2012年至今）
- 雷克萨斯ES 300h（2012年至今）
- 丰田Avalon混合动力车（2012年底至今）
- 丰田卡罗拉Axio（2013年8月至今）
- Toyota Corolla Fielder（2013年8月至今）
- 雷克萨斯IS 300h（2013年至今）
- 雷克萨斯GS 300h（2013年至今）
- 丰田RAV4 Hybrid（2013年至今）
- 雷克萨斯NX 300h（2015年至今）
- 雷克萨斯RC 300h（2015年至今）
- 丰田C-HR（2016年至今）
- 雷克萨斯LC 500h（2018）
