使大型轎車實現(xiàn)30km/L最高燃效的雙馬達式混合動力系統(tǒng)
本田2013年6月開始銷售的大型混動轎車”雅閣混動版”的混合動力系統(tǒng)是一項技術(shù)革新,打破了傳統(tǒng)的單馬達式、雙馬達式技術(shù)的常識,雖然配備在大型車上,但卻實現(xiàn)了接近豐田”普銳斯”(32.4km/L)的燃效值。本田實現(xiàn)了新型雙馬達方式混合動力系統(tǒng)的實用化,在大型轎車中首次達到了30.0km/L的燃效值(JC08模式),實現(xiàn)了遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他車輛此前最高燃效(23.4km/L)的劃時代的性能。這不僅對日本的混合動力技術(shù)帶來了巨大沖擊,而且今后還有望廣泛應(yīng)用于插電式混合動力車,將未來的環(huán)保車開發(fā)向前推進了一大步。
在混合動力車中,豐田開發(fā)的”THS(Toyota Hybrid System)”雙馬達混動系統(tǒng)已經(jīng)廣泛普及。而本田此前一直采用的是名為”IMA(Integrated Motor Assist)”的單馬達混動系統(tǒng),這種方式存在的缺點是,馬達輸出功率小,靠馬達驅(qū)動行駛時的速度范圍小,提高燃效的效果比不上豐田。于是,本田在雅閣中開發(fā)出了馬達輸出功率為124kW(與發(fā)動機相當(dāng))的新型雙馬達方式的混動系統(tǒng)”i-MMD(intelligent Multi-Mode Drive)”。
這項技術(shù)實現(xiàn)了三種行駛模式,分別是僅由馬達驅(qū)動的模式、讓發(fā)動機轉(zhuǎn)動帶動發(fā)電機發(fā)電并依靠馬達行駛的串聯(lián)混合動力模式、用發(fā)動機的動力直接驅(qū)動車輪的發(fā)動機模式。發(fā)動機的效率一般在車輛起步、加速及低速行駛時較低,而在高速穩(wěn)定行駛時較高。因此,該技術(shù)在低中速區(qū)積極使用馬達,提高了像純電動汽車一樣依靠馬達行駛的比例,在高速區(qū)則將發(fā)動機動力直接傳遞給車輪。
比如,可在車速為60km/h時進行控制,讓只依靠馬達行駛和利用串聯(lián)混合動力行駛的時間比例達到1:1。由于僅靠馬達行駛時不使用汽油,所以可大幅提高燃效。當(dāng)車速提高到100km/h以上時,便利用發(fā)動機的驅(qū)動力行駛。此時,如果行駛負(fù)荷較大,就用馬達來輔助,負(fù)荷較小時則利用發(fā)電機來充電,并將電力儲存起來。如果配備的電池的電量增加,在高速行駛時也可以讓發(fā)動機停轉(zhuǎn),而只依靠馬達行駛。車速為100km/h時,依靠馬達行駛的比例和依靠發(fā)動機行駛的比例為1:2。
要大幅超過以前的最高燃效,必須提高所有部分的效率,包括發(fā)動機的熱效率、高電壓系統(tǒng)(馬達、逆變器、電池)的效率、減速時的再生能量的回收率。發(fā)動機方面,通過采用阿特金森循環(huán)、EGR(尾氣再循環(huán))冷卻器、電動可變氣門正時機構(gòu)、電動空調(diào)壓縮機、電動水泵等技術(shù),使熱效率達到了現(xiàn)有發(fā)動機中的最高值38.9%。
另外,高電壓系統(tǒng)也全部重新設(shè)計,降低了僅靠馬達行駛時的損失,使效率達到了一流水平。而且,還通過新開發(fā)的再生協(xié)調(diào)制動器,高效回收減速時的能量并將其轉(zhuǎn)化為電力,也為提高燃效作出了貢獻。