我以前的帖子（包括今年5月份关于电电混合的帖子）里谈论的都是普锐斯在中低速行驶状态的工作模式。我认为，由于行星齿轮组的结构特点，汽油机和二号电机不在一个轴上，因此在中低速（75公里以下）行驶状态下，汽油机以机械方式直接与二号电机联合推进不是普锐斯的主要工作方式，一般以二号电机为主推电机，汽油机通过带动一号电机发电（单独或者联合动力电池）向二号电机供电。同时，我也认为，普锐斯在更高速度情况下的工作情况有待进一步观察，因为更高转速下，电动机的扭矩下降得很多，而汽油机在高转速下却渐入佳境。不久前，我试着通过TORQUEPRO软件和要SCREENSHOT（载图）软件，对高速行驶状态下的工作模式进行了观察。观察的结果是，普锐斯以中低速行驶和高速行驶时的工作状态完全不同。下面把观察和思考的结果和大家分享一下，欢迎讨论指正。

　　首先要明确，什么是普锐斯的高速行驶状态，高速行驶状态和中低速行驶状态的临界点在哪里。根据我反复试验并在TORQUEPRO上观察的结果，基本可以认定，普锐斯P2的高速和低速之间的临界点设计在时速82公里左右。虽然P3的发动机和电机与P2功率不同，但P3的行星齿轮组与P2相同，所以这个临界点即使有变化，差别也应该不太大。这个临界点与踩油门的力度有关。轻踩油门，均匀加速时，达到80公里时速就可以发生一号电机正反转的转换，重踩油门急加速时，由于发动机转速快，时速要到82公里以上，甚至更高的速度才会发生转换，其原因到后面再解释。也就是说，在临界点时速以下，行星齿轮组是这样转的：

　　即二号电机（MG2）工作在电动机模式，是主要推动力，负责推动普锐斯，一号电机（MG1）正转，工作在发电机模式（正转），发动机主要负责驱动一号电机发电，供二号电机使用并给动力电池充电。有截图为证：

　　在时速超过临界点以后，行星齿轮组是这样转的：

　　在时速超过临界点以后，一号电机（MG1）转为反向转动，变成电动机，与发动机共同推动普锐斯，二号电机（MG2）变成发电机，利用一号电机和发动机多余的扭矩发电，供一号电机使用并给动力电池充电。在高速状态下，发动机是主要推动力，一号电机是辅助推动力。有图为证：

　　更高的速度也是这样：

　　需要说明的重要区别是，在中低速状态下（临界点以下），如果你松开油门，一号电机也会反转，但那是空转，没有动力和扭矩输出；一旦你踩下油门，一号电机就转为正转，开始发电，二号电机仍是主推；而在高速状态下，无论你猛踩油门还是松开油门，一号电机始终保持反转，只是你踩油门时一号电机有扭矩输出，松开油门时一号电机没有扭矩输出而已。而二号电机则始终在发电。

　　关于普锐斯高速行驶的工况写到这里就结束，也可以过得去了，但我总是想要弄清的以下面几个为什么。

　　一是为什么一号电机会反转（是什么造成一号电机反转的）？

　　二是一号电机正反转转换过程中为什么没有产生机械冲击？

　　三是为什么高速行驶状态下采用发动机和一号电机共同推进方式？

　　以下是我对几个为什么的解读。　　

　　一、为什么一号电机会反转（是什么造成一号电机反转的）？　　

　　这个问题，我尝试用国外一位普锐斯一代车主达人十年前总结出来的一个关于行星齿轮组的运动规律的公式，也就是用数学模拟的方法来解决：

　　这个公式是：S＝C x 3.6 –R x 2.6

　　公式里的S＝SUN＝太阳轮，C＝CARRIER＝行星座，R＝RING＝齿圈　　

　　所以翻译过来就是：太阳轮转速＝行星座转速 x 3.6 －齿圈转速 x 2.6　　

　　由于一号电机（MG1）是直接装在太阳轮上的，因此太阳轮转速＝一号电机转速，发动机是直接装在行星座上的，因此行星座转速＝发动机转速，所以这个公式可以这样表示：

一号电机转速＝发动机转速 x 3.6 －齿圈转速 x 2.6　　

　　这个公式是否靠谱呢？我用从TORQUE PRO截图上获得的数据代入公式试算，结果很接近，考虑到TORQUE PRO里的公式可能与上述公式不同，计算结果接近就说明公式是靠谱的。由于篇幅的关系，这里省略了TORQUE　PRO与公式的比较过程。　　

　　之所以在没有在公式里把齿圈转速变成二号电机转速，是因为二号电机没有直接联在齿圈上，P2的二号电机与齿圈之间的齿比近似1（36/35），所以可以直接用二号电机转速代替齿圈转速，但P3的二号电机与齿圈之间的齿比是2.6363，所以如果要代替齿圈转速的话还要在公式里除以2.6363，也就是这样：　　

　　一号电机转速＝发动机转速 x 3.6 －二号电机转速 x 2.6/2.6363

　　　P3的车主如果感兴趣，可以试一试。

　国外那位达人的本意是用公式说明普锐斯一代的无级变速原理，但由于普锐斯一代、二代、三代、CT200，甚至混动凯美瑞的行星齿轮组始终没有什么变化，所以我认为，这个公式用于解读行星齿轮组的工作方式到现在也是适用的。　　

　　下面我们把具体数据代入公式，看看会发现什么：假定普锐斯冷车启动时，发动机的怠速大约是1350转，齿圈与二号电机和车轮相联，这时车子停在原地，齿圈转速为0。　　

　　把这些数字代入公式，得到一号电机转速＝1350x 3.6－0 x2.6＝4860　　

　　为了方便，我把更多的数据代入公式，用EXCEL来模拟行星齿轮组的工作情况。由于在P2中，齿圈的转速是二号电机转速的35/36，十分接近，下表直接用二号电机转速代替了齿圈转速。在P3中，二号电机的转速是齿圈的2.63倍，可以在EXCEL里的公式里再除以2.6363，然后再代替齿圈转速。

　　大家不必纠结于上面的具体数字，但第四列齿圈与行星座的转速比很重要。但从上表可以看出这样几个现象：　　

　　1、齿圈（二号电机）不转时，一号电机的相对转速最高。　　

　　2、齿圈（二号电机）一开始旋转，太阳轮（一号电机）的转速就开始下降；齿圈（二号电机）转得越快，太阳轮（一号电机）转得越慢。　　

　　3、普锐斯低速和高速工况的真正临界点是齿圈与行星座的转速比。当齿圈（二号电机）与行星座（发动机）之间的转速比小于1.3846时，太阳轮（一号电机）正转，等于1.3846时，太阳轮（一号电机）停转，大于1.3846时，太阳轮（一号电机）反转。无论车速是多少，这个转速比在加速和滑行时都会有机会达到。　　

　　4、如果用二号电机与发动机之间的转速比来表示，那么在普锐斯三代上，由于二号电机与齿圈之间的齿比关系是2.6363，可以计算出，当二号电机与发动机之间的转速比小于3.65（1.3846 x 2.6363）时，一号电机正转，等于3.65时，一号电机停转，大于3.65时，一号电机反转。　　

　　当齿圈（二号电机）和行星座（发动机）以几千转飞速正向旋转时，太阳轮（一号电机）却可能慢慢停下来，然后转入反转，真是一种奇特的现象。　　

　　由于太阳轮（一号电机）完全停转只是眨眼之间的现象，所以我至今没有办法获得截图，但下面这张截图已经比较接近停转了。总之，一号电机（太阳轮）的正反转变化是行星齿轮组的齿圈与行星座的转速比决定的。　　

　　二、一号电机正反转切换过程中为什么没有产生机械冲击？　　

　　如果明白了一号电机正反转变化的原理，这个问题就迎刃而解了。　　

　　在加速过程中，齿圈（二号电机）越转越快，而行星座（发动机）转速上升有限，所以随着车速的增加，太阳轮（一号电机）反而越转越慢，当达到82公里的临界点时速时，一号电机就开始反转了。这时，行车电脑指令把一号电机切换到电动机模式，并向一号电机供电，就形成了一号电机与发动机共同推动车子前进的状态。　　

　　在减速（滑行）时，无论在什么车速，松开了油门之后，但车子的惯性使齿圈转速下降缓慢，而发动机（行星座）转速下降却快于齿圈转速的下降。这种情形相当于提高了齿圈与行星座之间的转速比，于是太阳轮（一号电机）转速也下降，当齿圈与行星座之间的转速比高于1.3846时，太阳轮（一号电机）也开始反转。　　

　　在滑行过程中，一号电机已经反转，如果踩下油门，普锐斯由滑行转为加速，如果当时的滑行车速仍在临界点以上，则一号电机（太阳轮）只是继续反转；如果滑行时的车速已经低于临界点，踩下油门后，一号电机（太阳轮）会由反转变正转。但是，由于滑行时行星座（发动机）已经停转，齿圈与行星座之间的转速比为无限大（XXX：0）。现在要让发动机（行星座）重新启动加速，使齿圈与行星座之间的转速比从无限大降到1.3846以下，以形成太阳轮（一号电机）由反转变正转的条件，需要一定的时间，所以太阳轮（一号电机）仍然要经历反转－减速－停转－正转的过程，也就是说，太阳轮（一号电机）由反转到正转仍然是一个渐进的过程，不会有大的冲击。事实上，没有一个普锐斯车主反映过这种冲击。　　

　　总之，一号电机从正转到反转，或者从反转为转到正转，是一个渐进的过程，而不是一个突发事变，所以不会有任何冲击现象出现。一号电机正反转之间的变换正是行星齿轮组的无级变速功能的完美体现。

　　三、为什么高速行驶状态下采用发动机和一号电机共同推进方式？　　

　　个人认为，可能有以下几个原因：　　

　　1、在高速状态下，电动机扭矩小，而内燃机却渐入佳境，用高速性能比较好的一号电机配合，恰到好处。　　

　　2、一号电机反转可以稳定配合内燃机共同推动普锐斯。而中低速条件下二号电机与内燃机的配合是不稳定的（中低速条件只用二号电机实现无级变速已经够用了）。　　

　　3、在高速条件下，用二号电机吸收多余的扭矩发电，既可以控制车速，又可以获得比较好的经济性。在这种条件下，普锐斯的选择比较灵活：当动力电池时电量不足时，可以加大发动机的功率，从而使二号电机获得更多的能量用于发电；在动力电池电量充沛时，可以降低发动机功率，加大一号电机功率，减少二号电机发电，从而减少发电产生的阻力，获得更好的燃油经济性；在滑行时和制动时，二号电机发电效率和由此产生的制动力都高于一号电机。

　　通过前面的模拟可以看到，一号电机的转速是由齿圈和行星座的转速比决定的，在临界点1.3846以下，齿圈（二号电机）转得越快，一号电机转得越慢，普锐斯开得越快，一号电机发电越少。很多网站上把普锐斯的一号电机称为发电机，把二号电机称为电动机，这是对用户的误导。实际上，一号电机充当电动机的时间一点不比二号电机少，二号电机充当发电机的时间一点不比一号电机少。当你在高速公路上行驶的时候，二号电机发电的时间远多于当电动机的时间。而一号电机充当电动机的时间远多于二号电机。