行星輪混動
E-CVT（電子無級變速器）是一種專為混合動力汽車設計的動力分配系統，其核心原理是通過行星齒輪組和電機的協同工作，實現動力分流與無級變速。
一、核心結構與組成
E-CVT的核心部件包括 行星齒輪組 和 雙電機（發電機MG1、驅動電機MG2），部分系統還集成電控單元（ECU）和離合器：
- 行星齒輪組：
- 太陽輪：連接發電機MG1，負責調節轉速和發電。
- 行星架：連接發動機，輸入機械動力。
- 齒圈：連接驅動電機MG2和車輪，輸出動力。
- 雙電機：
- MG1：發電或驅動太陽輪，調節發動機轉速。
- MG2：直接驅動車輪或輔助動力。
- 電控系統：實時協調發動機、電機的工況，優化動力分配。
三個轉速關系：
齒圈驅動車輪，輸出動力
二、工作原理：動力分流與無級變速
E-CVT通過行星齒輪組的轉速耦合實現動力分流，而非傳統CVT的機械變速。其核心邏輯是 將發動機動力拆分為機械路徑和電驅路徑，通過電機調節實現轉速匹配：
- 動力分流模式：
- 機械路徑：發動機通過行星架直接驅動齒圈（部分動力傳遞至車輪）。
- 電驅路徑：發動機驅動太陽輪帶動MG1發電，電能供給MG2或電池，再由MG2驅動齒圈。
- 無級變速機制：
- 通過調節MG1的轉速，改變太陽輪與行星架的轉速差，從而間接控制齒圈（車輪）的轉速。
- 例如：車速增加時，MG1提升太陽輪轉速，使發動機保持高效區間（如2000rpm），無需傳統換擋動作。
三、典型工況下的動力流向
E-CVT根據不同駕駛場景動態調整動力分配：
- 純電模式（低速起步）：
- 動力路徑：電池→MG2→齒圈→車輪。
- 特點：發動機不工作，MG1空轉，零油耗且靜謐。
- 混動模式（中速加速）：
- 動力路徑：發動機→行星架→太陽輪→MG1發電→電池→MG2→齒圈。
- 特點：發動機與電機協同驅動，發動機始終工作在高效區間。
- 直驅模式（高速巡航）：
- 動力路徑：發動機→行星架→齒圈→車輪（機械直驅為主）。
- 特點：MG1調節轉速，避免發動機高負荷運轉。
- 能量回收模式（減速/制動）：
- 動力路徑：車輪→齒圈→MG2（反轉發電）→電池。
- 特點：動能轉化為電能，提升續航。
四、高速能耗分析
高速
在高速時，行星輪系統存在電功率循環，導致傳動效率下降，油耗增加。
在高速行駛時，為了維持行星輪的力矩平衡：
1、假設整車在高速時的需求扭矩在120Nm至240Nm之間，通過固定傳動比，可算出對應齒圈上的需求扭矩在30Nm至60Nm之間。
2、假設當發動機工作在2500rpm至3500rpm區間時，最優的輸出扭矩為90Nm左右。發動機在高速時作為整車的主要輸出，其扭矩為正。
通過公式，那么MG1的扭矩必定為負數，即MG1處于放電狀態，消耗電池包的能源。
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齒圈Tr驅動力如果大于車輛需求扭矩（發動機輸出到齒圈的扭矩一直大于齒圈的需求扭矩的話）此時MG2也是負扭矩，MG2處于發電狀態，發電為了維持系統扭矩平衡。
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（當然，也可能MG2是正扭矩，看工況，消耗電池包的能源）
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MG2直接驅動車輪或回收制動能量。當MG1反轉耗電、MG2發電時，電能會在MG1→電池→MG2之間循環，形成“功率環流”，導致路徑損耗（逆變器、電機效率損失疊加）
MG1反轉引起的電功率循環損失本質與MG1正轉時功率分流的機電路徑電氣損耗沒有區別，是同一回事。 -
當MG1正轉發電的時候，通過機電路徑傳遞的功率永遠小于等于發動機的總功率，也就是說此時機電路徑傳遞能量的損失是相對較小的。
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當MG1開始反轉耗電，MG2發電，因為行星齒輪的轉速耦合特性（若發動機（行星架）轉速固定，車輪轉速（齒圈）提高時，MG1（太陽輪）轉速必須反向增加以滿足轉速方程，導致其發電功率迅速上升），如果假設發動機轉速不變，隨著車輪轉速提高（通過發動機輸出的機械能需先由MG1轉化為電能，再通過MG2轉回機械能實現），MG1的發電量會迅速增大，很快會達到甚至超過發動機總輸出功率（因此當MG1發電功率接近發動機總功率時，系統效率急劇下降，甚至可能出現“發電量超過發動機輸出”的虛功現象（實際為能量循環而非凈輸出））。也就是說此時為了將發動機功率輸出到輪端，會有一個很大的功率在機電路徑循環，造成比較大的損耗。所以MG1反轉這種情況，實際當中應該是盡量避免的。
如何改進？
- 當車輪轉速變化時，通過調節發動機轉速減少MG1的反轉需求
- 僅在低速純電模式或急加速時短暫啟用MG1反轉（輔助驅動），其他時間通過算法避免該狀態。例如，中高速巡航時優先由發動機直接驅動，MG1正轉發電補充電池
- ?多模式切換?：如通過離合器鎖止行星齒輪部件，切斷功率環流路徑；DM-i則采用雙電機平行軸設計，減少行星齒輪的強制轉速耦合，導致了機械離合器的復雜性和磨損問題！
低速
在低速工況下，MG1為負扭矩，呈發電狀態。在需求高扭矩時，MG2會協助參與輸出動力。通過MG1和MG2的協調控制，使得發動機工作在最佳燃油區間。
平性軸系統
. 直驅模式+多擋位設計
平行軸混動常搭配多擋DHT（如2擋或3擋變速箱），通過擋位切換將發動機轉速控制在高效區間：
- 低速擋：高速急加速時放大扭矩，避免發動機超負荷；
- 高速擋：巡航時降低轉速（如120km/h時轉速僅2000rpm），減少摩擦損耗。
參考
https://zhuanlan.zhihu.com/p/91866693
