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丰田/本田混动系统差异究竟在哪?

2017-01-11

新能源汽车新闻 2016年12期
关键词:阿特金动系统混动

丰田/本田混动系统差异究竟在哪?

撰文/N.E.S 张 凯

即使是对混动车型不了解的消费者,似乎也听说过这样一句话:世界上只有两种混动,一种是丰田混动,一种是其他混动。不过,随着本田雅阁混动车型在国内的推出,也随之加入到了国内风生水起的“B级混动车”大本营。可以说,本田混动与丰田混动的技术路径不尽相同,那么两者的差异究竟在哪?

早先,燃油汽车采用单一的发动机驱动,不过发动机只有在最佳工况下工作,才能达到最高的燃油效率。这种情况正如我们在高速公路上匀速行驶的油耗很低,但在拥堵路况的油耗就会随之升高一样。

为了提高燃油效率,便有了“混合动力”的思路,在拥堵路况下让发动机运转发电,然后用电机驱动汽车,就可以达到省油的目的,这便是本田系的串联混动。值得一提的是,丰田在设计混动产品的技术路线时,比本田想的更多,虽然串联混动可以在城市省油,但是到了高速行驶时,发动机先发电再驱动车辆,事倍功半反而让油耗增加。因此丰田系混动通过行星齿轮分配动力,合理的控制电机与发动机的动力匹配,巧妙地达到省油的目的。

丰田 THS:兼顾节能和平顺

丰田的混动系统——THS(TOYOTA Hybrid System),至今已经走过了19年,其以精巧的行星齿轮动力分配技术而闻名,其精髓不仅仅是动力分配技术,还在于高效率的阿特金森发动机。目前主流 THS 系统为第二代THS,即THS-II。这套系统由阿特金森循环发动机、永磁同步电机、发电机,高性能金属氢化物电池和功率控制单元组成。“阿特金森循环”发动机的最大特点是活塞的行程长,压缩比高,混合油气被点火爆发后,能够膨胀的体积非常大,将活塞推得距离更长,从而让燃油发挥更高的效率。这套系统的优点在于油门控制范围精细、动力输出更加线性,以及中后段加速更加迅速,能够在短时间内完成加速,不过,THS-II 的缺点在于无法分离内燃发动机和电动机的输出,使得适应路况的层面变得更窄。

用通俗易懂的话说,THS-II 是一台发动机带动两台电机。这两台电机中,一台负责发电,另一台负责驱动,输出的动力通过同一轴上的 E-CVT “变速箱”驱动前轮。在不需要发动机提供很高动力的时候,发动机的一部分动力会被用来发电并存储到电池当中,同时车辆减速及制动过程中的动能,也会被系统转换成为电能储存到电池中,实现能量回收。另外,存储在电池中的电能,在车辆行驶过程中作为驱动力得到充分利用,既降低油耗,又提升动力。因此,“电”在油电混合动力系统中实现了循环,从而使混合动力车在不充电的情况下,有“电”可用。

本田 i-MMD:节能但更偏向运动

相比于丰田的 THS-II 混动系统利用汽油机和电动机不同比例的混合来达到节油的目的,本田的 i-MMD 混动系统则利用发动机与电动机在不同模式间的切换来节油。

i-MMD的全称是 Intelligent Multi Mode Drive,即智能多模式驱动。一套 i-MMD 系统由阿特金森循环的汽油发动机、发电机、驱动电机、e-CVT变速箱、动力控制单元和锂电池组等部分组成。双电机为本田 i-MMD 系统传动系统的核心,其中驱动电机负责为前车轮输出动力,发电机负责将发动机以及动能回收系统得到的能量转化为电能为电池组充电。

i-MMD 系统一共有三种运作模式,第一种是 EV Drive(电动模式),由电池提供电力给电动机,进而驱动车辆。第二种是 Hybrid Drive(混动模式),只要油门到达一定深度,系统判断需要加速时,发动机就会启动。第三种是 Direct Engine Drive(发动机直接驱动),当时速超出一定范围,会由发动机直接驱动车辆。i-MMD系统的优势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,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。同时,i-MMD 系统采用的大功率驱动电机能够增加整套系统的动力表现。

根据记者对丰田系混动以及本田系混动的实际对比体验,采用 i-MMD 混动的本田系混动,因为副电机不能参与协同驱动,主电机功率较大,相对来说电机运转的声音要更加明显,而且在平顺性上与丰田系混动车型也存在一定差距。从技术角度来看,尽管这两套系统均使用了阿特金森循环自然吸气汽油发动机和双电机,但两车的混合动力系统在动力传递路径仍有着较大差异。另外,在混动系统的可靠性方面,丰田已经在全球售出了 800 万台混动车型,本田则还有很长的路要走。不过,我们很欣喜的看到,这两个技术路径不同的厂家都为节约能耗贡献出自己的力量。

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