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本田混动只想惊艳HEV?你错了,它剑指的是PHEV

文/LocaR

新能源的涟漪在几年之间,发展成为江河波涛,流入时代的大潮,滚滚前进的巨浪早已为我们的未来出行指明方向,它的主旋律,毋庸置疑,便是电机与电流的热情碰撞。

◎FCEV燃料电池方案

HEV早已被证明其是现阶段新能源的最优解,但本田、丰田和通用作为HEV的三巨头,但受制于国内政策,HEV车型并没有获得相应的政策倾斜;MHEV的微混思路同样优秀,但从长远看,其也仅仅只能作为近几年的过渡方案罢了。

◎采用i-MMD技术的雅阁锐混动车型

我们来深度剖析一下丰田、通用和本田在HEV上的技术方案和实现手段

丰田THS:油电优先,创新的行星齿轮组

丰田的混动技术被命名为THS(Toyota Hybrid System),THS的历史可以追溯到1997年,其成熟、稳定且可靠的表现,让丰田在HEV的领域内也是独树一帜。

那么MG1和MG2如何协同发动机一起运作呢?丰田在THS技术上最引以为豪的,便是将发动机和这两台电机连接在一起的行星齿轮组结构了,也正是这套行星齿轮组,作为THS核心结构中的核心部件而存在。

在起步工况下,THS的逻辑自然是EV优先,发动机不启动,MG2带动外齿圈转动,MG1可以在MG2负载过高时介入,通过太阳轮传递至行星轮的补偿动力给外圈齿施加驱动力。当车速达到限定值或者加速踏板到kick down位置时,发动机才会启动。

在减速工况下,不必多说,MG1和MG2都会变成发电机,以储存电能;这还不止,为了保证时刻都有足够的电量以让MG1给行星齿轮施加反向力矩(没电的时候MG1无法启动,发动机便会因为没有行星齿轮的反向力矩来推动外圈齿轮),THS还有一套匀速的逻辑,在匀速状态下,ECU便会给MG2指令,使其成为发电机,给MG1供电,以形成MG1和发动机共同驱动车辆的状态。

THS通过对行星齿轮组特性和对齿轮齿数的巧妙设计,以及通过各种工况的判定,经由行车电脑计算,从而确定发动机在任何速度任何工况下的最佳转速,丰田THS省油的秘诀,就在于此。

丰田用一套行星齿轮组完成了对HEV的解读,并且设置了专利壁垒,但通用也发现了其存在的问题,那么如何优化THS?Voltec的答案是用上了两套离合器和两组行星齿轮来连接发动机和电机!多了一倍的行星齿轮组,且用上了两套离合器,如此大胆的创新,怕是也只有美国人才敢这么做了吧。

在通用Voltec系统中,1号行星齿轮组的外齿圈与发动机相连,1号行星齿轮组一端可以直接将动力输出至车轮,另一端经由1号离合器连接至功率相对较低的MG1。MG1和MG2分别连接在1号和2号行星齿轮的太阳轮上,动力的输出端均安置在行星齿轮托架上。2号离合器一端固定,一端与2号行星齿轮组连接,当两个离合器均锁止,则可以实现固定齿比的行驶模式。

在中低负荷工况下,发动机并不启动,通过1号离合器切断1号行星齿轮组的连接,MG1不启动,仅由MG2为车辆提供动力。

当车速进一步增加,车辆对动力的诉求进一步提升,发动机的动力会经由两组行星齿轮进行分流,一部分动力用于驱动车轮,另一部分动力则来到MG2,由MG2作为发电机去唤醒MG1,而MG1的动力在部分通过1号行星齿轮的行星架输出,另一部分扭矩经由2号行星齿轮的外齿圈进行放大后又来到MG2,进一步放大电流回到MG1,由此成为一个循环。提升动力的效果显而易见。

本田i-MMD的思路十分易于理解,i-MMD采用双电机非直连式混动结构。理论上,由发动机产生的机械能驱动MG1进行发电,再由MG1产生的电动带动MG2的运转,MG2与驱动桥相连,最终传递至驱动轮。

从宏观的角度理解,i-MMD更像是一套带有发动机直驱功能的增程式电驱系统。本田的i-MMD系统将让车辆拥有3种不同的驱动模式:纯电模式、混动模式、发动机直驱模式。

混动模式便是发动机和电机共同作用,适合高负载急加速的工况,此刻离合器依然将发动机和驱动端断开,发动机带动MG1发电,发动机在此刻的角色就是增程器。以十代雅阁混动版为例,2.0L自吸发动机有可以采用阿特金森循环,也能驾驭奥托循环,热效率高达40.6%!以这台发动机作为增程器,燃油经济性自然无需多言。同时混动雅阁上MG2电机有着135 kW的最大功率和315 N·m的最大扭矩,强劲的动力参数保证了车辆的性能实力。

E-CVT在电机驱动的时候,采用的是一个齿比,在发动机驱动的时候,采用的是另一个齿比。中低速工况,电机可以采用一个齿比应对,在高速发动机直驱的状态下,它采用的是高速小齿比以应对高速驾驶工况。而一旦速度下降导致扭矩不足,车载电脑会在适时让电机重新介入驱动。

理论上来讲,适用于高速工况发动机直驱的情况,相对比较狭窄,本田i-MMD系统,基本就是一套以EV优先的小电池REEV结构。

◎十代雅阁混动极限挑战一箱油(60L)跑2143.8km

不过在加速性能上,三者开始体现出了差距。雅阁混动车型的实测百公里加速成绩基本可以达到7.5秒以下,而凯美瑞混动的百公里加速都在8.5秒左右,君越30H的实测加速则基本在8.5秒开外了。在油耗表现相近的情况下,本田i-MMD再一次发挥了特长,兼顾性能与油耗,实在是让人惊喜。

◎采用插电THS的卡罗拉双擎E+

丰田的PHEV插混系统没有改动THS电池组以外的结构,它仅把原来的镍氢电池组从改为了锂电池组,其电池组的容量也从1.3kWh提高到了10.5kWh,从而实现55km的纯电续航里程。

◎采用插电Voltec的VELITE 5

通用在插电阶段,代表性的车型是别克VELITE 5。在油电阶段的Voltec系统,虽说基于THS的思路优化而来,但是从Voltec最终的运作结果导向看,它其实更像一套增程式结构。因此,在配上了18kW·h的三元锂离子电池组之后,别克VELITE 5就正式被定义为插电式增程混动汽车了。但同样困扰VELITE 5的便是Voltec先天性的复杂结构问题。在匹配上更大更重的电池组之后,Voltec的结构更为复杂,而将其复杂化的最大诱因,却还是政策上的各种倾斜罢了。

将雅阁混动i-MMD的小电池组换成大电池组,再加上充电口,插混的结构就出现了;进一步将电池组换的更大,去掉燃油机和发电机,纯电雅阁就出现了;将雅阁混动的发动机换成燃料电池,再去掉发电机MG1,雅阁混动就可以变成燃料电池车……

自始至终EV优先的理念加上超高度的延展性再换上插电结构后的i-MMD Plug-in(也叫SPORT HYBRID e+)表现出的实力自然是不言而喻。同样是基于HEV阶段的结构,本田为其换上了一块17kW·h的大容量电池,更多的电量为其提供相比i-MMD数十倍的车辆纯电行驶里程。

◎采用插混i-MMD的本田Clarity

相比较i-MMD的“EV主导,油辅佐”,i-MMD Plug-in真正做到了无限接近EV的PHEV技术,只要在电池组电量充足的情况下,i-MMD Plug-in完全依靠行驶用电机驱动车辆前进。

同时,得益于i-MMD先天性优秀的油电技术,即便在馈电状态,i-MMD Plug-in同样可以做到极低的油耗表现。

本田用i-MMD惊艳HEV领域,同时又用i-MMD Plug-in为PHEV作出了先进性的表率。最优秀的混动解,本田i-MMD实至名归。

明年进入国内,PHEV市场新的王者!

在本田的规划中,搭载i-MMD Plug-in系统的新车型将于2020年正式与中国消费者见面。之前受制于中国市场HEV无补贴政策的本田混动,终于还是在PHEV领域亮出了利剑。

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