豐田混動系統(tǒng)VS本田混動系統(tǒng) 節(jié)油效果差異如何?
豐田無疑是當前混合動力汽車界的霸主,無論從節(jié)油效果還是應用范圍以及銷量上來看,目前都還沒有一個廠家具有與其對抗的真正實力。在混動技術領域,豐田的老對手本田是比較突出的后起之秀,二者的混動系統(tǒng)及燃油經濟性有何差異?
在進入正題之前,我們先來簡單地介紹一下什么是油電混合動力。簡單地說就是汽油和電能混合起來作為動力來源,它們一起驅動的汽車就叫做混合動力汽車。按照結構來分的話有三種形式:并聯、混聯和串聯。
并聯:以發(fā)動機為主要動力,電動機作為輔助動力,大部分情況下電動機都無法獨立驅動車輛,代表車型本田飛度HYBRID、本田CR-Z、本田INSIGHT、別克君越eAssist。
混聯:發(fā)動機和電動機都能夠單獨驅動車輛,且在電動機驅動下車輛能夠行駛較長距離,節(jié)油效果突出,結構比較復雜,代表車型豐田普銳斯、凱美瑞·尊瑞、雷克薩斯CT200h)等。
串聯:發(fā)動機的輸出只是為了給電動機發(fā)電,驅動車輛只由電動機來單獨完成,代表車型雪佛蘭沃藍達。
輕混
電動機無法單獨驅動車輛,大多使用我們上面提到的并聯結構,車輛會配備自動啟停和能量回收系統(tǒng);電動機只是起到輔助作用
中混
電動機只是起到輔助作用,僅僅在特定情況下能夠單獨驅動汽車,也是并聯結構
重混
電動機和發(fā)動機都能夠單獨長距離驅動車輛,結構為混聯
混動系統(tǒng)其實還有另外一種分類方法,就是根據發(fā)動機和電動機的輸出比重來區(qū)分,電動機無法單獨驅動車輛的叫輕混,大多使用我們上面提到的并聯結構,車輛會配備自動啟停和能量回收系統(tǒng);電動機只是起到輔助作用,僅僅在特定情況下能夠單獨驅動汽車的混動叫中混,也是并聯結構;最后一種叫做重混,電動機和發(fā)動機都能夠單獨長距離驅動車輛,結構為混聯。
豐田THS-II混動系統(tǒng)
通過上面的介紹之后再來看豐田的這套THS-II混合動力系統(tǒng)就很好理解了,它就是一套混聯結構的重混,1997年當時的第一代產品就被應用于第一代普銳斯上,經過十多年的發(fā)展,目前已經成為全球使用范圍最廣、節(jié)油效果最佳的混動系統(tǒng)。
構成原件
豐田的THS-II系統(tǒng)包含了一臺阿特金森循環(huán)汽油發(fā)動機、一臺水冷發(fā)電機(內部稱為MG1)、一臺永磁交流同步電動機(MG2)、鎳氫電池組及動力分配控制單元,具體到普銳斯和凱美瑞·尊瑞上,配備的分別為1.8升5ZR-FXE和2.5升4AR-FXE阿特金森循環(huán)發(fā)動機。
阿特金森循環(huán):
具有高壓縮比、長膨脹行程的內燃機工作循環(huán),可將一部分發(fā)動機排出的高溫高熱廢氣導回燃燒室輔助燃燒,借此來提高發(fā)動機的燃油效率。
工作原理
汽油發(fā)動機的輸出一部分用于給發(fā)電機發(fā)電,從而給電池組充電,另一部分則直接用于驅動車輪,分配工作是由動力分配控制單元根據不同情況自由分配的,兩 臺電動機中的MG1主要用于發(fā)電,MG2則負責提供動力,不過在必要是兩臺發(fā)動機也可同時驅動車輛,MG1、MG2電動機以及發(fā)動機都是連接在一套輸出軸 上的,它們之間的動力分配也都是通過動力分配控制單元來完成。
通過凱美瑞·尊瑞中控屏幕上顯示的車輛動力流示意圖,我們能夠看到這套混動系統(tǒng)包含純電動機驅動、發(fā)動機單獨輸出并給電池組充電、發(fā)動機和電動機同時輸出、能量回收四種工作狀態(tài)。
1.純電動機驅動:在車輛起步或低速行駛時,如果電池組的電量能夠滿足行車需求,此時車輛僅依靠電力驅動,發(fā)動機不工作。
2.發(fā)動機單獨驅動并給電池組充電:當電池組電量過低時,發(fā)動機負責提供驅動力,并給電池組充電。
3.發(fā)動機和電動機同時輸出:當車輛急加速時,發(fā)動機和電動機同時為車輛提供驅動力。
4.能量回收:當車輛制動時,車輛將動能盡可能低轉化為電能并存儲于電池組中。
豐田的這套THS-II油電混合動力系統(tǒng)由于部件較多,所以整車的重量和體積都會有所增加,像混動版的凱美瑞就比汽油版車型重了差不多100公斤,優(yōu) 點是節(jié)油效果非常突出,越是擁堵路況越是能顯出它的優(yōu)勢,在車重增加之后的車輛加速能力以及油耗表現都更加出色,豐田這套THS-II混動系統(tǒng)的功力確實 值得佩服。
本田IMA混動系統(tǒng)
本田的IMA并聯式混動系統(tǒng)屬于典型的中混,相對于豐田的THS-II,它的結構要更加簡單,重量也更輕,更小的空間也更利于車輛的車身整體布局。不 過混合的程度卻不夠”徹底”,發(fā)動機只有在剎車和非常低速的巡航時才會停止工作,節(jié)油效果自然不如豐田的THS-II。這套系統(tǒng)早在1997年就已經面 世,目前已經發(fā)展到了第五代產品,整體設計思路一直變化不大。
構成原件:
i-VTEC汽油發(fā)動機、DC無刷電動機、CVT無級變速箱和IPU智能動力控制單元這四部分組成了本田的IMA混動系統(tǒng),IPU內包含動力單元、輔 助電機和鎳氫電池組。不過電池組的容量相對豐田THS-II中的要小很多,沒有能夠儲存大量電能的儲存裝置,電動機就不可能長距離驅動車輛,發(fā)動機肯定要 多”受累”了。
i-VTEC發(fā)動機:
本田的i-VTEC汽油發(fā)動機具有i-VTEC智能可變氣門正時系統(tǒng)、I-DSI智能雙火花塞順序點火系統(tǒng)以及VCM可變氣缸管理系統(tǒng),在行駛中能夠根據狀況完全關閉一個或者所有氣缸以達到節(jié)油目的。有了這些技術的幫忙再加上更加偏向節(jié)油的調校,這就是IMA系統(tǒng)中的汽油發(fā)動機,不過在結構上它與安裝在普通版車型上的本田發(fā)動機并沒有本質區(qū)別。
本田目前裝載在混動系統(tǒng)中的i-VTEC發(fā)動機主要有1.3升和1.5升兩種排量,由于電動機的尺寸很小所以和發(fā)動機以及變速箱一起布置在了發(fā)動機艙內,只有IPU控制單元放置在了車尾,以目前國內市場上的CR-Z為例,電動機最大功率只有10kW、峰值扭矩78Nm,這樣的輸出數值要想做到單獨驅動車輛確實有些為難。
工作原理:
汽油發(fā)動機作為絕對的主導動力來源,只有在低速巡航和制動時才停止工作,電動機則只是起到輔助作用,而且實現零排放的純電動行駛前提是i-VTEC的閉缸技術。具體的工作狀態(tài)有以下四種。
1.起步加速:發(fā)動機運轉的同時電動機也輔助輸出。2.低速行駛:發(fā)動機氣缸關閉,電動機單獨驅動車輛。3.高速行駛:發(fā)動機單獨驅動車輛,電動機不工作。4.制動:發(fā)動機停止工作,電動機將動能轉化為電能存儲于電池組中。
由于沒有配備大容量的電池組以及電動機的輸出數值較小,所以在構成上就注定了本田的這套IMA混動系統(tǒng)不可能有像豐田THS-II那樣的節(jié)油效果,不 過相對于普通的汽油版車型,它的油耗還是能低不少的。相對于豐田的強混,本田IMA的中混算是一種相對折中的辦法,同時更輕、更小、更簡單的結構也沒有給 車輛的布局帶來額外的麻煩。
比較之后,哪種更好?
從技術層面上來說,本田的IMA肯定不及豐田的THS-II先進,節(jié)油效果上中混更是不及重混那樣明顯,普及程度和市場表現也已經驗證了這一點,但是 本田的IMA也不能就此說成是一無是處,相對于普通版車型,它的節(jié)油效果還是相當可觀的,而且結構簡單的優(yōu)勢不僅更利于車輛的整體布局,成本上也更加親 民,只不過由于目前本田系列的混動車型還都是以進口形式引入國內,所以在價格上與豐田相比還沒有體現出應有的優(yōu)勢。
本田IMA/豐田THS-II混動系統(tǒng) 對比
以目前的技術來說,如果本田能夠盡快實現混動車型的國產,給國內消費者一個合理的價格,用更低的購車價格來抵消略遜一籌的燃油經濟性的話,消費者在它們之間要作出選擇,還真是要費一些腦筋的,畢竟大家最在乎的還是真正能夠落在自己身上的實惠。





