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随着国家对排放要求的愈加严格,各大车企都加快了研发新能源车的步伐,尽管自主品牌车企还在憧憬着用纯电动车弯道超车,但那些老牌资本主义旗下的车企们似乎还是不慌不忙地部署着它们的战略。拿混合动力汽车来说,一直以来有这样一个段子:这世界上有两种混合动力,一种是丰田的,一种是其他的。还好,这世界很难有人能独领风骚数十年,从来都是你方唱罢我倒卖,如今本田放出了它们的雅阁SPORTHYBRID(锐·混动)版。这套本田的混动系统能否走出和丰田不一样的路呢?
其实早在今年初的本田FUNTEC TURBO+HYBRID技术体验营活动中,本田就正式发布了3款涡轮增压发动机和新一代混合动力系统,分别命名为SPORT TURBO(锐·T动)和SPORT HYBRID(锐·混动)。在第十代思域上我们见识了这款涡轮增压发动机的厉害,它几乎可以说是这个级别里效率最高的涡轮增压发动机了。那么同时发布的锐混动系统呢?这就要靠雅阁混动版来给我们答案了。顺带说一句,作为混动对手的丰田,给了本田这套系统极高的评价,原话意思大概是,“最低油耗的中型车宝座已经被本田雅阁夺走了,如果我们要想超越其表现,只能重新开发一套新的混合动力系统。”(根据官网数据,混动雅阁燃油消耗率为30km/L,158kW,混合动力凯美瑞燃油消耗率为23.4km/L,综合输出功率151kW)。还有什么比对手的评价更有说服力的呢?
既然说到混动系统,那么丰田就是一个绕不过去的话题,我们先说说丰田的思路。对于普通汽车来说,发动机输出动力然后经由变速箱梳理再传到轮胎上的,这套动力系统最大的问题在于不够高效,因为发动机最佳做功区间仅限于某种工况下,而由发动机全时驱动的普通汽车实际上能达到这种工况的情况并不多。因此丰田混动的思路是用电机辅助发动机,它用一套行星齿轮组取代了传统汽车的变速箱,将发动机、发电机和电动机三者的动力耦合起来,并根据不同的工况来实现最优效率的动力输出。应该说丰田这一套系统做得非常精细,以至于很长一段时间内其他车厂都没办法开发出和它思路完全不同的产品出来。
从原理来看,丰田这套系统可谓是复杂之极,不愧是混合动力系统世界里的龙头老大。因此本田在自己的混合动力系统(i-MMD)上做足了减法。尽管还是发动机、发电机和电动机的组合,本田的i-MMD系统和丰田的THS-Ⅱ系统相比,结构上有个本质性的差异,本田的i-MMD系统在工作时是在不断切换动力来源,而丰田的THS-Ⅱ则是在不断地调整各个动力来源的混合比例。i-MMD系统的优胜之处在于,系统中各个部件之间采用固定的齿比连接,不需要变速机构(变速机构往往使系统更复杂,而且增加重量),而且发动机可以直接驱动车辆前进,减少传动部件的能量损失,燃油效率更高,更省油。同时,i-MMD系统采用的大功率驱动电机拥有更强的动力输出,使整套系统的动力表现更出色,这也是称之为运动型混合动力系统的主要原因之一。i-MMD系统具有3种形式模式,分别为EV行驶模式、混动行驶模式、发动机行驶模式,接下来我们来看看工作原理是怎样的。
EV行驶模式
混合动系统的设计初衷就是为了省油,而EV电动模式下车辆就等同于电动车,发动机关闭不烧油。所以在驾驶混合动力车型时,很多人有尽量使用EV电动模式行驶的倾向,特别对于许多处女座用户来说,更有可能发展成为强迫症。在一定的条件下,这样的做法是合理的。电动模式的好处就是可以减少传动系统在驱动车辆前进时的动力损失,能够更高效更充分地利用能源。所以在本田的i-MMD系统中,EV行驶模式扮演着重要的角色,工作原理很简单,就是使用电池里存储的电量,驱动车辆前进。这里有一点很深关键,系统里的离合器断开,发动机处于闲置状态,与正在运作的部件毫无关系,不会造成任何能量损失。EV模式最高车速为120km/h,电池满电的话大约可以行驶2km(20~30km/h),说到底,这不是纯电动系统,EV模式的角色只是更充分利用剩余能量。制动或者减速的时候,车轮带动驱动电机转动(驱动电机和车辆的主被动关系反过来了,但电动机的转动方向不变),产生电能并存储到电池中。在EV模式中,驱动电机兼顾了发电机的角色,又是爹又是娘。在这种状态下,车辆等于传统的电动车,同时利用大功率电动机强劲的动力输出,实现了顺畅有力的加速感受。
发动机行驶模式
虽然电动模式是最省油的,但得想想车辆并非插电式的,唯一的能量来源就是汽油,归根到底还是要依靠发动机烧油提供能量。那么问题又回到原点了,到底怎样才能让发动机更省油?i-MMD系统拥有一台2.0L阿特金森循环发动机,大概2000rpm左右发动机的燃油效率是最高的,如果这时候发动机的输出功率正好也与驱动车辆前进所需要的功率相等,那这就是i-MMD系统理论上最省油的状态。现实中能够达到完美状态的几率并不高,所以发动机需要带着发电机一起转动,把多余的能量通过发电的方式存储到电池里。在发动机行驶模式中,发动机直接驱动车辆前进,发动机转速会随着车速相应提升。但这时候车辆状态相当于传统汽车的以最高挡位行驶,所以车速的变化不会导致发动机转速过高而偏离经济油耗区(车辆设定的极速为180km/h),发动机依然能够保持较为理想的燃油效率。
混动行驶模式
混动行驶模式主要出现在加速或者电池电量不足的情况下,后动发动机带动发电机产生电流,然后和来自电池的电流汇合,一共给电动机供电,提供更强的动力输出。如果是地板油状态,假设电池有足够电量,再加上来自发动机那个方向的电流,按理是最强的动力输出状态。i-MMD系统最大综合输出功率为158kW。但如果电池没电的话,那加速力度就要相应地打一些折扣了。本田的i-MMD系统有点曲线救国的意思,先发电然后再通过驅动电机驱动车车辆。混动模式可以让发动机保持2000转经济油耗区内发电,这样来用发动机最高效的工况发电从而降低油耗。同时驱动电机也有扭矩上的优势(驱动电机135kW/315N·m)。这样一拍即合,成为i-MMD的高效混动模式。 简单来说,丰田是靠行星齿轮组来调整发动机、发电机和电动机以实现最佳效率。而本田的混动系统仅需判断剩余电量SOC、当时车速、维持车速/加速需要的功率,并由此决定工作在哪个模式。可以说尽管结构差不多,但是这是完全两种不同的混动系统。本田这套化繁为简的系统最大的特色就是高效和扩展性。在这套系统中各个部件并没有耦合在一起,都是独立工作,两两连接的,因此能达到最大的效率。而丰田那套耦合系统会有一定的损耗,因为耦合的系统既要负责出力给轮胎还得负责充电,这也是复杂系统不可避免的问题。至于扩展性就更简单了,丰田的混动由于它的理念所在(发动机为主、电动为辅),因此很难扩展出其他形态。但本田这套系统就不一样了,它可以直接加大电池容量,就变身成为了一辆插电式混动汽车。想想如果能纯电行驶50公里的混动雅阁,该是多么值得期待啊。不管怎么说,丰田作为行业先驱,能做出这套混动系统是非常值得敬佩的。作为后来者的本田能走出自己的路也是很不容易的。下面咱来说说一些细节问题。
电池在哪里?
混动雅阁的动力电池为锂电池,是通过位于后备厢的鼓风机进行主动冷却的。在后排座椅靠背的两侧各有一个抽风口,乘员舱的空气会被抽进锂电池对内部电芯进行冷却,然后由位于后备厢内的通风口排出车外。混动雅阁的理电池采用风冷方式进行散热,电池管理系统会监控电池组内部的温度,根据温度高低实时调整风冷系统的冷却强度,保证理电池时刻工作在合适的工作温度。这與纯电动车所采用的电池温控措施有一定的区别。纯电动车由于没有发动机这个部件对锂电池充电,所以锂电池在低温使用环境下会产生“亏电”的现象。这是由于锂电池在低温下放电电流下降引起的。为削弱“亏电”现象,纯电动车会为电池设置更厚的保温层来隔绝电芯与外界环境进行热交换:保温好了,冷却也不能怠慢,纯电动车在行驶时,锂电池会频繁充放电并产生大量的热,此时就需要高效的冷却系统对锂电池进行降温,保证锂电池时刻处于合适的工作温度。相比起来,混动雅阁上的电池温控系统要比纯电动车上采用的要简单不少。
电控系统
混动雅阁除了采用电动空调压缩机、电动水泵、电动助力转向外,连制动系统都采用了电控液压制动助力系统。采用电动空调压缩机、电动水泵、电动助力转向主要是为了减轻发动机的负担。传统由曲轴皮带轮带动的空调压缩机、机械式水泵以及机械液压助力泵都会增加发动机的负载,消耗发动机的功率。而混动雅阁配置电控液压制动助力系统则有更多的考量。混动雅阁作为一款混合动力车型,由于纯电动模式的存在,发动机不是时刻处于运转状态的。这就使得车辆无法在进气歧管或者通过机械式真空泵为传统制动助力系统的真空助力器提供持续稳定的负压来实现发动机熄火状态下的制动助力功能。配置了电控制动助力泵后,混动雅阁上的发动机即使处于熄火状态,车辆仍然拥有制动助力功能,满足车辆的行驶安全性需求。即便该电控制动助力泵如果失效了就如同真空助力泵失效后的情况,虽然制动失去了助力,但驾驶员使劲踩制动踏板时,同样能通过液压传动在车轮上产生一定的制动力,这与传统液压制动系统是一样的,能够起到应急制动的作用。
纯电动模式下能用空调吗?
前文咱已经说过了,混动雅阁采用了电动压缩机,所以理论上能够在纯电动模式下,用锂电池供电实现制冷的。而锂电池的电量能够支撑电动压缩机工作多长时间是我们矣心的问题。同时,以纯电动方式制热的话,耗电量是非常大的,只有纯电动车才会考虑采用电动制热:混合动力车型一般都会后动发动机让冷却液温度上升,然后把升温后的冷却液通入乘员舱内的散热器从而让空调系统吹出热风,究竟混动雅阁的空调系统制热方式是怎样的呢?实际上在制冷时,雅阁是可以完全靠电池驱动空调的,只是时间不会太长,当电池电量降低到某个位置后发动机会后动给电池充电,然后发动机熄火由电池继续供电,并如此往复循环。而制暖就不行了,必须得后动发动机才行。其实这也正常,除非是纯电动车,否则正常情况下不会出现电加热的情况,毕竟不够高效。此外,混动雅阁在冷车后动的时候一定会后动发动机以让发动机冷却液达到一定温度。这除了是为空调制暖作准备外,更重要的是让发动机润滑油达到合适工作温度(降低粘度、提升流动性)以及让三元催化器尽快达到工作温度(降低排放)。
总的来说,本田这套系统是一套相当有诚意的混动系统,并且颠覆了以往混动就是温吞水的印象,在保持低油耗的同时还有一定的运动性。当然也不是说混动汽车什么都好,比如那连紧凑型车都不如的后备箱空间就是一大槽点,只是在目前的技术条件下实在是没办法克服电池体积带来的影响。除此之外还有高出普通车型一截的售价也是影响它普及的重要原因。但不管怎么说,未来的一种可能已经出现在我们面前,何不正面的看待它呢?
其实早在今年初的本田FUNTEC TURBO+HYBRID技术体验营活动中,本田就正式发布了3款涡轮增压发动机和新一代混合动力系统,分别命名为SPORT TURBO(锐·T动)和SPORT HYBRID(锐·混动)。在第十代思域上我们见识了这款涡轮增压发动机的厉害,它几乎可以说是这个级别里效率最高的涡轮增压发动机了。那么同时发布的锐混动系统呢?这就要靠雅阁混动版来给我们答案了。顺带说一句,作为混动对手的丰田,给了本田这套系统极高的评价,原话意思大概是,“最低油耗的中型车宝座已经被本田雅阁夺走了,如果我们要想超越其表现,只能重新开发一套新的混合动力系统。”(根据官网数据,混动雅阁燃油消耗率为30km/L,158kW,混合动力凯美瑞燃油消耗率为23.4km/L,综合输出功率151kW)。还有什么比对手的评价更有说服力的呢?
既然说到混动系统,那么丰田就是一个绕不过去的话题,我们先说说丰田的思路。对于普通汽车来说,发动机输出动力然后经由变速箱梳理再传到轮胎上的,这套动力系统最大的问题在于不够高效,因为发动机最佳做功区间仅限于某种工况下,而由发动机全时驱动的普通汽车实际上能达到这种工况的情况并不多。因此丰田混动的思路是用电机辅助发动机,它用一套行星齿轮组取代了传统汽车的变速箱,将发动机、发电机和电动机三者的动力耦合起来,并根据不同的工况来实现最优效率的动力输出。应该说丰田这一套系统做得非常精细,以至于很长一段时间内其他车厂都没办法开发出和它思路完全不同的产品出来。
从原理来看,丰田这套系统可谓是复杂之极,不愧是混合动力系统世界里的龙头老大。因此本田在自己的混合动力系统(i-MMD)上做足了减法。尽管还是发动机、发电机和电动机的组合,本田的i-MMD系统和丰田的THS-Ⅱ系统相比,结构上有个本质性的差异,本田的i-MMD系统在工作时是在不断切换动力来源,而丰田的THS-Ⅱ则是在不断地调整各个动力来源的混合比例。i-MMD系统的优胜之处在于,系统中各个部件之间采用固定的齿比连接,不需要变速机构(变速机构往往使系统更复杂,而且增加重量),而且发动机可以直接驱动车辆前进,减少传动部件的能量损失,燃油效率更高,更省油。同时,i-MMD系统采用的大功率驱动电机拥有更强的动力输出,使整套系统的动力表现更出色,这也是称之为运动型混合动力系统的主要原因之一。i-MMD系统具有3种形式模式,分别为EV行驶模式、混动行驶模式、发动机行驶模式,接下来我们来看看工作原理是怎样的。
EV行驶模式
混合动系统的设计初衷就是为了省油,而EV电动模式下车辆就等同于电动车,发动机关闭不烧油。所以在驾驶混合动力车型时,很多人有尽量使用EV电动模式行驶的倾向,特别对于许多处女座用户来说,更有可能发展成为强迫症。在一定的条件下,这样的做法是合理的。电动模式的好处就是可以减少传动系统在驱动车辆前进时的动力损失,能够更高效更充分地利用能源。所以在本田的i-MMD系统中,EV行驶模式扮演着重要的角色,工作原理很简单,就是使用电池里存储的电量,驱动车辆前进。这里有一点很深关键,系统里的离合器断开,发动机处于闲置状态,与正在运作的部件毫无关系,不会造成任何能量损失。EV模式最高车速为120km/h,电池满电的话大约可以行驶2km(20~30km/h),说到底,这不是纯电动系统,EV模式的角色只是更充分利用剩余能量。制动或者减速的时候,车轮带动驱动电机转动(驱动电机和车辆的主被动关系反过来了,但电动机的转动方向不变),产生电能并存储到电池中。在EV模式中,驱动电机兼顾了发电机的角色,又是爹又是娘。在这种状态下,车辆等于传统的电动车,同时利用大功率电动机强劲的动力输出,实现了顺畅有力的加速感受。
发动机行驶模式
虽然电动模式是最省油的,但得想想车辆并非插电式的,唯一的能量来源就是汽油,归根到底还是要依靠发动机烧油提供能量。那么问题又回到原点了,到底怎样才能让发动机更省油?i-MMD系统拥有一台2.0L阿特金森循环发动机,大概2000rpm左右发动机的燃油效率是最高的,如果这时候发动机的输出功率正好也与驱动车辆前进所需要的功率相等,那这就是i-MMD系统理论上最省油的状态。现实中能够达到完美状态的几率并不高,所以发动机需要带着发电机一起转动,把多余的能量通过发电的方式存储到电池里。在发动机行驶模式中,发动机直接驱动车辆前进,发动机转速会随着车速相应提升。但这时候车辆状态相当于传统汽车的以最高挡位行驶,所以车速的变化不会导致发动机转速过高而偏离经济油耗区(车辆设定的极速为180km/h),发动机依然能够保持较为理想的燃油效率。
混动行驶模式
混动行驶模式主要出现在加速或者电池电量不足的情况下,后动发动机带动发电机产生电流,然后和来自电池的电流汇合,一共给电动机供电,提供更强的动力输出。如果是地板油状态,假设电池有足够电量,再加上来自发动机那个方向的电流,按理是最强的动力输出状态。i-MMD系统最大综合输出功率为158kW。但如果电池没电的话,那加速力度就要相应地打一些折扣了。本田的i-MMD系统有点曲线救国的意思,先发电然后再通过驅动电机驱动车车辆。混动模式可以让发动机保持2000转经济油耗区内发电,这样来用发动机最高效的工况发电从而降低油耗。同时驱动电机也有扭矩上的优势(驱动电机135kW/315N·m)。这样一拍即合,成为i-MMD的高效混动模式。 简单来说,丰田是靠行星齿轮组来调整发动机、发电机和电动机以实现最佳效率。而本田的混动系统仅需判断剩余电量SOC、当时车速、维持车速/加速需要的功率,并由此决定工作在哪个模式。可以说尽管结构差不多,但是这是完全两种不同的混动系统。本田这套化繁为简的系统最大的特色就是高效和扩展性。在这套系统中各个部件并没有耦合在一起,都是独立工作,两两连接的,因此能达到最大的效率。而丰田那套耦合系统会有一定的损耗,因为耦合的系统既要负责出力给轮胎还得负责充电,这也是复杂系统不可避免的问题。至于扩展性就更简单了,丰田的混动由于它的理念所在(发动机为主、电动为辅),因此很难扩展出其他形态。但本田这套系统就不一样了,它可以直接加大电池容量,就变身成为了一辆插电式混动汽车。想想如果能纯电行驶50公里的混动雅阁,该是多么值得期待啊。不管怎么说,丰田作为行业先驱,能做出这套混动系统是非常值得敬佩的。作为后来者的本田能走出自己的路也是很不容易的。下面咱来说说一些细节问题。
电池在哪里?
混动雅阁的动力电池为锂电池,是通过位于后备厢的鼓风机进行主动冷却的。在后排座椅靠背的两侧各有一个抽风口,乘员舱的空气会被抽进锂电池对内部电芯进行冷却,然后由位于后备厢内的通风口排出车外。混动雅阁的理电池采用风冷方式进行散热,电池管理系统会监控电池组内部的温度,根据温度高低实时调整风冷系统的冷却强度,保证理电池时刻工作在合适的工作温度。这與纯电动车所采用的电池温控措施有一定的区别。纯电动车由于没有发动机这个部件对锂电池充电,所以锂电池在低温使用环境下会产生“亏电”的现象。这是由于锂电池在低温下放电电流下降引起的。为削弱“亏电”现象,纯电动车会为电池设置更厚的保温层来隔绝电芯与外界环境进行热交换:保温好了,冷却也不能怠慢,纯电动车在行驶时,锂电池会频繁充放电并产生大量的热,此时就需要高效的冷却系统对锂电池进行降温,保证锂电池时刻处于合适的工作温度。相比起来,混动雅阁上的电池温控系统要比纯电动车上采用的要简单不少。
电控系统
混动雅阁除了采用电动空调压缩机、电动水泵、电动助力转向外,连制动系统都采用了电控液压制动助力系统。采用电动空调压缩机、电动水泵、电动助力转向主要是为了减轻发动机的负担。传统由曲轴皮带轮带动的空调压缩机、机械式水泵以及机械液压助力泵都会增加发动机的负载,消耗发动机的功率。而混动雅阁配置电控液压制动助力系统则有更多的考量。混动雅阁作为一款混合动力车型,由于纯电动模式的存在,发动机不是时刻处于运转状态的。这就使得车辆无法在进气歧管或者通过机械式真空泵为传统制动助力系统的真空助力器提供持续稳定的负压来实现发动机熄火状态下的制动助力功能。配置了电控制动助力泵后,混动雅阁上的发动机即使处于熄火状态,车辆仍然拥有制动助力功能,满足车辆的行驶安全性需求。即便该电控制动助力泵如果失效了就如同真空助力泵失效后的情况,虽然制动失去了助力,但驾驶员使劲踩制动踏板时,同样能通过液压传动在车轮上产生一定的制动力,这与传统液压制动系统是一样的,能够起到应急制动的作用。
纯电动模式下能用空调吗?
前文咱已经说过了,混动雅阁采用了电动压缩机,所以理论上能够在纯电动模式下,用锂电池供电实现制冷的。而锂电池的电量能够支撑电动压缩机工作多长时间是我们矣心的问题。同时,以纯电动方式制热的话,耗电量是非常大的,只有纯电动车才会考虑采用电动制热:混合动力车型一般都会后动发动机让冷却液温度上升,然后把升温后的冷却液通入乘员舱内的散热器从而让空调系统吹出热风,究竟混动雅阁的空调系统制热方式是怎样的呢?实际上在制冷时,雅阁是可以完全靠电池驱动空调的,只是时间不会太长,当电池电量降低到某个位置后发动机会后动给电池充电,然后发动机熄火由电池继续供电,并如此往复循环。而制暖就不行了,必须得后动发动机才行。其实这也正常,除非是纯电动车,否则正常情况下不会出现电加热的情况,毕竟不够高效。此外,混动雅阁在冷车后动的时候一定会后动发动机以让发动机冷却液达到一定温度。这除了是为空调制暖作准备外,更重要的是让发动机润滑油达到合适工作温度(降低粘度、提升流动性)以及让三元催化器尽快达到工作温度(降低排放)。
总的来说,本田这套系统是一套相当有诚意的混动系统,并且颠覆了以往混动就是温吞水的印象,在保持低油耗的同时还有一定的运动性。当然也不是说混动汽车什么都好,比如那连紧凑型车都不如的后备箱空间就是一大槽点,只是在目前的技术条件下实在是没办法克服电池体积带来的影响。除此之外还有高出普通车型一截的售价也是影响它普及的重要原因。但不管怎么说,未来的一种可能已经出现在我们面前,何不正面的看待它呢?