丰田的混合动力普锐斯在1997年首次亮相,20世纪90年代末,当时全球变暖开始受到关注。首款量产车中的混合动力车凭借先进的THS(丰田混合动力系统),根据驾驶条件巧妙地使用发动机和电机,实现了28km/L的惊人燃油效率。
尽管关于世界上第一辆汽油动力汽车有多种理论,据说是由卡尔·本茨于1886年发明的,但早两年,即1884年,英国的托马斯·帕克创造了第一辆实用的汽油汽车。随着电动汽车的发明,因配备大容量电池而一度受到欢迎,但由于汽油动力汽车的快速发展,电动汽车的热潮逐渐减弱。此后,电动汽车的发展不断,直到2010年才终于重见天日。
另一方面,混合动力汽车有着悠久的历史,但在1899年,著名的保时捷博士(保时捷的创始人)创造了第一辆混合动力汽车——Lohner Porsche Mixte。 Mixte结合了汽油发动机和电动机,以提高燃油效率和性能,受到了一些富人的欢迎。
第一代普锐斯的起源是“G21项目”,该项目于1993年开始内部研究,旨在打造一款21世纪的汽车,其目标是实现普通汽油动力汽车两倍的燃油效率。选择混合动力作为实现这一目标的手段,或者更确切地说,得出的结论是混合动力是唯一的选择,并且开发继续进行。
普锐斯的原型车是在1995年的第31届东京车展上以概念车的形式展出,距离发布还有两年。是一款将直喷式D-4发动机与电动机和电容器结合在一起的混合动力车,是一个轻度混合动力系统。
由于这没有达到目标燃油效率,后来开发了 THS,结合了两个电机和一个动力分配机构,距离商业化仅用了两年时间。
普锐斯是一款四门轿车,与卡罗拉尺寸相同,轴距更长,以确保充足的内部空间,并且造型具有出色的空气阻力,以提高燃油效率。空气阻力系数为0.30,是轿车中最高的。
内饰也很先进,中央仪表盘很大,中央的显示屏可以显示音响和空调,以及发动机、电机和电池之间的能量流。普锐斯的燃油效率为28.0km/L,当时典型的4门轿车的燃油效率约为18公里/升,因此混合动力的效率是惊人的。
该车的标准价格为215万日元(约合10万元人民币),有点贵,但当时全球变暖是人们关注的焦点。特别是在美国,普锐斯成为环保汽车的象征,受到好莱坞明星的青睐,截至2000年5月累计销量已达37,000辆。
普锐斯的THS是一个串联/并联系统,由一台发动机、两台电动机/发电机和一个动力分配机构组成。
其特点是利用动力分配机构(行星齿轮机构),将发动机和电动机的输出有效地分配在车辆的驱动力和发电之间,利用有利于发挥低速扭矩的电动机和高速行驶的发动机,并且通过电动机或发动机、或者通过发动机和电动机的组合动力来行驶。
行星齿轮由中心太阳轮(与发电机连接)、其周围的小齿轮和行星架(与发动机连接)以及外周的齿圈(与电机驱动轴连接)组成。行星架随着发动机的驱动而旋转,通过小齿轮连接到太阳轮的发电机也旋转。同时,外齿圈也旋转,驱动轮胎。
电机除了作为驱动力外,还可以作为减速再生制动器,在减速时作为发电机再生制动能量。这种动力分配机制使发动机始终运行在高效、高负载的范围内,使发动机和电机能够使用最佳的输出组合。
搭载的发动机为1.5升直列4缸DOHC发动机,采用了新开发的阿特金森循环技术。与之组合的电机输出功率为30kW,发动机和电机组合的总扭矩达到40.5kgm。20世纪末,当人们开始呼吁节约能源和应对全球变暖时,第一款量产的混合动力汽车普锐斯作为减少二氧化碳排放的王牌出现。毫无疑问,这是一款将留在日本历史上、打开世界电气化时代之门的汽车。