之前小星聊到雷克萨斯经历了2006年和2007年相继开发基于两级混动变速箱的GS450h和LS600h豪华车型。该技术逐渐成熟并演进。雷克萨斯十年磨一剑，开发基于多级混动变速箱并最终应用于2017年上市的后驱豪华轿跑LC500h。今天我们就来聊一聊雷克萨斯豪华混动轿跑的技术细节。
其核心混动技术仍然坚持输入动力分流的类型和额外两组行星齿轮组。不过额外两组行星齿轮组移后至输出轴，并加入了更多离合器与制动装置来组成多级换挡装置Series shift device。
↑雷克萨斯输入动力分流+多级混动变速箱能量走向示意图（来自SAE论文）
得益于多级混动变速箱的应用，LC500h虽然配备V6发动机，却有着优于V8发动机的加速特性。其奥秘就是多级混动变速箱带来的更多挡位适应更多工况。
↑雷克萨斯LC500h混动系统（来自雷克萨斯官网）
经过将两级减速机构Two-stage motor speed reduction device移后至输出轴并更新成多级换挡装置Multi stage shift device，发动机能够输出较前一代多达3.5倍的扭矩。同时动力电机的扭矩可以减少，从而降低动力电机的成本和体积。
↑雷克萨斯多级混动变速箱提高车速和扭矩性能（来自SAE论文）
其多级混动变速箱内部具体由输入轴Input shaft、发电机Generator、动力分流装置Power split device、动力电机Motor、机油泵Oil Pump和多级换挡装置shift device（液力控制系统Hydraulic control system、多级换挡装置输入轴shift device input和输出轴output）组成。
↑雷克萨斯多级混动变速箱细节（来自SAE论文）
新一代多级混动变速箱L310相较上一代两级混合动力变速箱L110，L310的第3档与L110性能表现类似，覆盖较多工况。但L310变速箱使用第1档和第2档增加了低速时的扭矩输出范围，并用第4档提升了高速时的性能。
↑雷克萨斯多级混动变速箱与上一代混动系统比较（来自SAE论文）
新一代多级混动变速箱，仍然坚持输入动力分流的类型和额外两组行星齿轮组。加入了2组离合器（C1和C2）与2组制动装置（B1和B2）来组成4个实际挡位的控制。并按照驾驶模式最高可在运动模式Sporty driving中模拟出10个挡位（红色曲线，与传统车型中10AT对应）。其模拟挡位和实际挡位的对应关系可见下表。而在温和平顺驾驶mild and smooth driving模式下，如蓝色曲线所示，仍可保持连续可变的速比。
↑雷克萨斯多级混动变速箱可模拟十档切换（来自SAE论文）
↑雷克萨斯多级混动变速箱挡位切换逻辑（来自SAE论文）
我们以实际挡位中的最低档（第1档）和最高档（第4档）举例。
在最低档低车速工况下，相较上一代L110两级混动变速箱红色虚线速比的限制，发动机和动力电机都受到发电机与车速限制，输出性能较低。
而新一代L310多级混动变速箱可通过换挡装置Shift device最低档提升车速与动力电机的转速差，从而提高发动机和动力电机的转速。保证在低车速下产生更大的扭矩。
↑雷克萨斯多级混动变速箱第一档速比说明（来自SAE论文）
在最高档高车速工况下，相较上一代L110两级混动变速箱红色虚线速比的限制，为维持发动机转速在最高转速限制以下，动力电机和发电机需要通过电力驱动路径Electrical path由动力电机发电驱动发电机朝反向旋转来降低发动机转速。传动效率较低
而新一代L310多级混动变速箱可通过换挡装置Shift device最高档降低车速与动力电机的转速差，从而在维持发动机转速不超过最高转速限制的前提下，保证发电机静止。提高传动效率并增加最高车速极限。
↑雷克萨斯多级混动变速箱第四档速比说明（来自SAE论文）
由于LC500h相应混动系统优异的性能，雷克萨斯将这套多级混动变速箱也应用到了最新一代的LS500h豪华车型中。
↑雷克萨斯LS500h（来自网络）
综上所述，雷克萨斯秉承丰田集团坚持的输入动力分流Input Split混动技术，针对豪华运动的特性进行改进。由于其累计销量高和起步早覆盖车型全面，因此雷克萨斯成为研究混动技术绕不开的话题。其推出的豪华轿跑多级后驱混动系统，由于其优异的性能使得LC500h和LS500h车型成为个性鲜明的高端新能源轿跑。
↑应用雷克萨斯混动技术的主力车型（来自雷克萨斯官网，从左至右GS450h、ES300h、LC500h、RX450h和NX300h）
参考文献与扩展阅读：
SAE论文 SAE 2017-01-1173 全新雷克萨斯轿跑车型多级混动系统开发Development of Multi Stage Hybrid System for New Lexus Coupe
SAE论文 SAE 2017-01-1157 多级混动变速箱噪音消减技术Rattling Noise Reduction Technology for Multi Stage Hybrid Transmission
SAE论文 SAE 2017-01-1156 多级混动变速箱开发Development of Multi Stage Hybrid Transmission
SAE论文 SAE 2017-01-1150 多级混动变速箱换挡控制系统开发Development of Shift Control System for Multi Stage Hybrid Transmission
SAE论文 SAE 2017-01-1098 多级混动变速箱概念及实现方法Concept and Approach of Multi Stage Hybrid Transmission
SAE论文 SAE 2007-01-4122 豪华四驱车型混动变速箱开发Hybrid Transmission Development for AWD Luxury Cars
SAE论文 SAE 2007-01-0296 高性能四驱车型混动系统开发Hybrid System Development for High-Performance All Wheel Drive Vehicle
SAE论文 SAE 2007-01-0271 用于高功率混动系统的动力控制单元Power Control Unit for High Power Hybrid System
SAE论文 SAE 2006-01-1341 混动车型电机发电机控制器组成Construction of Hybrid Vehicle Motor Generator ECU
SAE论文 SAE 2006-01-1339 后驱车型全新混动变速箱开发Development of a New Hybrid Transmission for RWD Car
SAE论文 SAE 2006-01-1338 高性能后驱车型混动系统开发Hybrid System Development for a High-Performance Rear Drive Vehicle
SAE论文 SAE 2005-01-0273 SUV车型混动系统开发Development of Hybrid System for SUV
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