豐田混動(dòng)系統(tǒng)VS本田混動(dòng)系統(tǒng) 節(jié)油效果差異如何?
豐田無(wú)疑是當(dāng)前混合動(dòng)力汽車(chē)界的霸主,無(wú)論從節(jié)油效果還是應(yīng)用范圍以及銷量上來(lái)看,目前都還沒(méi)有一個(gè)廠家具有與其對(duì)抗的真正實(shí)力。在混動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域,豐田的老對(duì)手本田是比較突出的后起之秀,二者的混動(dòng)系統(tǒng)及燃油經(jīng)濟(jì)性有何差異?
在進(jìn)入正題之前,我們先來(lái)簡(jiǎn)單地介紹一下什么是油電混合動(dòng)力。簡(jiǎn)單地說(shuō)就是汽油和電能混合起來(lái)作為動(dòng)力來(lái)源,它們一起驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)就叫做混合動(dòng)力汽車(chē)。按照結(jié)構(gòu)來(lái)分的話有三種形式:并聯(lián)、混聯(lián)和串聯(lián)。
并聯(lián):以發(fā)動(dòng)機(jī)為主要?jiǎng)恿?,電?dòng)機(jī)作為輔助動(dòng)力,大部分情況下電動(dòng)機(jī)都無(wú)法獨(dú)立驅(qū)動(dòng)車(chē)輛,代表車(chē)型本田飛度HYBRID、本田CR-Z、本田INSIGHT、別克君越eAssist。
混聯(lián):發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)都能夠單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛,且在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)下車(chē)輛能夠行駛較長(zhǎng)距離,節(jié)油效果突出,結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,代表車(chē)型豐田普銳斯、凱美瑞·尊瑞、雷克薩斯CT200h)等。
串聯(lián):發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出只是為了給電動(dòng)機(jī)發(fā)電,驅(qū)動(dòng)車(chē)輛只由電動(dòng)機(jī)來(lái)單獨(dú)完成,代表車(chē)型雪佛蘭沃藍(lán)達(dá)。
輕混
電動(dòng)機(jī)無(wú)法單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛,大多使用我們上面提到的并聯(lián)結(jié)構(gòu),車(chē)輛會(huì)配備自動(dòng)啟停和能量回收系統(tǒng);電動(dòng)機(jī)只是起到輔助作用
中混
電動(dòng)機(jī)只是起到輔助作用,僅僅在特定情況下能夠單獨(dú)驅(qū)動(dòng)汽車(chē),也是并聯(lián)結(jié)構(gòu)
重混
電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)都能夠單獨(dú)長(zhǎng)距離驅(qū)動(dòng)車(chē)輛,結(jié)構(gòu)為混聯(lián)
混動(dòng)系統(tǒng)其實(shí)還有另外一種分類方法,就是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的輸出比重來(lái)區(qū)分,電動(dòng)機(jī)無(wú)法單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的叫輕混,大多使用我們上面提到的并聯(lián)結(jié)構(gòu),車(chē)輛會(huì)配備自動(dòng)啟停和能量回收系統(tǒng);電動(dòng)機(jī)只是起到輔助作用,僅僅在特定情況下能夠單獨(dú)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的混動(dòng)叫中混,也是并聯(lián)結(jié)構(gòu);最后一種叫做重混,電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)都能夠單獨(dú)長(zhǎng)距離驅(qū)動(dòng)車(chē)輛,結(jié)構(gòu)為混聯(lián)。
豐田THS-II混動(dòng)系統(tǒng)
通過(guò)上面的介紹之后再來(lái)看豐田的這套THS-II混合動(dòng)力系統(tǒng)就很好理解了,它就是一套混聯(lián)結(jié)構(gòu)的重混,1997年當(dāng)時(shí)的第一代產(chǎn)品就被應(yīng)用于第一代普銳斯上,經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展,目前已經(jīng)成為全球使用范圍最廣、節(jié)油效果最佳的混動(dòng)系統(tǒng)。
構(gòu)成原件
豐田的THS-II系統(tǒng)包含了一臺(tái)阿特金森循環(huán)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、一臺(tái)水冷發(fā)電機(jī)(內(nèi)部稱為MG1)、一臺(tái)永磁交流同步電動(dòng)機(jī)(MG2)、鎳氫電池組及動(dòng)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(dòng)機(jī)。
阿特金森循環(huán):
具有高壓縮比、長(zhǎng)膨脹行程的內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán),可將一部分發(fā)動(dòng)機(jī)排出的高溫高熱廢氣導(dǎo)回燃燒室輔助燃燒,借此來(lái)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油效率。
工作原理
汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出一部分用于給發(fā)電機(jī)發(fā)電,從而給電池組充電,另一部分則直接用于驅(qū)動(dòng)車(chē)輪,分配工作是由動(dòng)力分配控制單元根據(jù)不同情況自由分配的,兩 臺(tái)電動(dòng)機(jī)中的MG1主要用于發(fā)電,MG2則負(fù)責(zé)提供動(dòng)力,不過(guò)在必要是兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)也可同時(shí)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛,MG1、MG2電動(dòng)機(jī)以及發(fā)動(dòng)機(jī)都是連接在一套輸出軸 上的,它們之間的動(dòng)力分配也都是通過(guò)動(dòng)力分配控制單元來(lái)完成。
通過(guò)凱美瑞·尊瑞中控屏幕上顯示的車(chē)輛動(dòng)力流示意圖,我們能夠看到這套混動(dòng)系統(tǒng)包含純電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)輸出并給電池組充電、發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)同時(shí)輸出、能量回收四種工作狀態(tài)。
1.純電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng):在車(chē)輛起步或低速行駛時(shí),如果電池組的電量能夠滿足行車(chē)需求,此時(shí)車(chē)輛僅依靠電力驅(qū)動(dòng),發(fā)動(dòng)機(jī)不工作。
2.發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)并給電池組充電:當(dāng)電池組電量過(guò)低時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)責(zé)提供驅(qū)動(dòng)力,并給電池組充電。
3.發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)同時(shí)輸出:當(dāng)車(chē)輛急加速時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)同時(shí)為車(chē)輛提供驅(qū)動(dòng)力。
4.能量回收:當(dāng)車(chē)輛制動(dòng)時(shí),車(chē)輛將動(dòng)能盡可能低轉(zhuǎn)化為電能并存儲(chǔ)于電池組中。
豐田的這套THS-II油電混合動(dòng)力系統(tǒng)由于部件較多,所以整車(chē)的重量和體積都會(huì)有所增加,像混動(dòng)版的凱美瑞就比汽油版車(chē)型重了差不多100公斤,優(yōu) 點(diǎn)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(shì),在車(chē)重增加之后的車(chē)輛加速能力以及油耗表現(xiàn)都更加出色,豐田這套THS-II混動(dòng)系統(tǒng)的功力確實(shí) 值得佩服。
本田IMA混動(dòng)系統(tǒng)
本田的IMA并聯(lián)式混動(dòng)系統(tǒng)屬于典型的中混,相對(duì)于豐田的THS-II,它的結(jié)構(gòu)要更加簡(jiǎn)單,重量也更輕,更小的空間也更利于車(chē)輛的車(chē)身整體布局。不 過(guò)混合的程度卻不夠”徹底”,發(fā)動(dòng)機(jī)只有在剎車(chē)和非常低速的巡航時(shí)才會(huì)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(jīng)面 世,目前已經(jīng)發(fā)展到了第五代產(chǎn)品,整體設(shè)計(jì)思路一直變化不大。
構(gòu)成原件:
i-VTEC汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、DC無(wú)刷電動(dòng)機(jī)、CVT無(wú)級(jí)變速箱和IPU智能動(dòng)力控制單元這四部分組成了本田的IMA混動(dòng)系統(tǒng),IPU內(nèi)包含動(dòng)力單元、輔 助電機(jī)和鎳氫電池組。不過(guò)電池組的容量相對(duì)豐田THS-II中的要小很多,沒(méi)有能夠儲(chǔ)存大量電能的儲(chǔ)存裝置,電動(dòng)機(jī)就不可能長(zhǎng)距離驅(qū)動(dòng)車(chē)輛,發(fā)動(dòng)機(jī)肯定要 多”受累”了。
i-VTEC發(fā)動(dòng)機(jī):
本田的i-VTEC汽油發(fā)動(dòng)機(jī)具有i-VTEC智能可變氣門(mén)正時(shí)系統(tǒng)、I-DSI智能雙火花塞順序點(diǎn)火系統(tǒng)以及VCM可變氣缸管理系統(tǒng),在行駛中能夠根據(jù)狀況完全關(guān)閉一個(gè)或者所有氣缸以達(dá)到節(jié)油目的。有了這些技術(shù)的幫忙再加上更加偏向節(jié)油的調(diào)校,這就是IMA系統(tǒng)中的汽油發(fā)動(dòng)機(jī),不過(guò)在結(jié)構(gòu)上它與安裝在普通版車(chē)型上的本田發(fā)動(dòng)機(jī)并沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別。
本田目前裝載在混動(dòng)系統(tǒng)中的i-VTEC發(fā)動(dòng)機(jī)主要有1.3升和1.5升兩種排量,由于電動(dòng)機(jī)的尺寸很小所以和發(fā)動(dòng)機(jī)以及變速箱一起布置在了發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi),只有IPU控制單元放置在了車(chē)尾,以目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的CR-Z為例,電動(dòng)機(jī)最大功率只有10kW、峰值扭矩78Nm,這樣的輸出數(shù)值要想做到單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛確實(shí)有些為難。
工作原理:
汽油發(fā)動(dòng)機(jī)作為絕對(duì)的主導(dǎo)動(dòng)力來(lái)源,只有在低速巡航和制動(dòng)時(shí)才停止工作,電動(dòng)機(jī)則只是起到輔助作用,而且實(shí)現(xiàn)零排放的純電動(dòng)行駛前提是i-VTEC的閉缸技術(shù)。具體的工作狀態(tài)有以下四種。
1.起步加速:發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)電動(dòng)機(jī)也輔助輸出。2.低速行駛:發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸關(guān)閉,電動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛。3.高速行駛:發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛,電動(dòng)機(jī)不工作。4.制動(dòng):發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作,電動(dòng)機(jī)將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)于電池組中。
由于沒(méi)有配備大容量的電池組以及電動(dòng)機(jī)的輸出數(shù)值較小,所以在構(gòu)成上就注定了本田的這套IMA混動(dòng)系統(tǒng)不可能有像豐田THS-II那樣的節(jié)油效果,不 過(guò)相對(duì)于普通的汽油版車(chē)型,它的油耗還是能低不少的。相對(duì)于豐田的強(qiáng)混,本田IMA的中混算是一種相對(duì)折中的辦法,同時(shí)更輕、更小、更簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)也沒(méi)有給 車(chē)輛的布局帶來(lái)額外的麻煩。
比較之后,哪種更好?
從技術(shù)層面上來(lái)說(shuō),本田的IMA肯定不及豐田的THS-II先進(jìn),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(chǎng)表現(xiàn)也已經(jīng)驗(yàn)證了這一點(diǎn),但是 本田的IMA也不能就此說(shuō)成是一無(wú)是處,相對(duì)于普通版車(chē)型,它的節(jié)油效果還是相當(dāng)可觀的,而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)不僅更利于車(chē)輛的整體布局,成本上也更加親 民,只不過(guò)由于目前本田系列的混動(dòng)車(chē)型還都是以進(jìn)口形式引入國(guó)內(nèi),所以在價(jià)格上與豐田相比還沒(méi)有體現(xiàn)出應(yīng)有的優(yōu)勢(shì)。
本田IMA/豐田THS-II混動(dòng)系統(tǒng) 對(duì)比
以目前的技術(shù)來(lái)說(shuō),如果本田能夠盡快實(shí)現(xiàn)混動(dòng)車(chē)型的國(guó)產(chǎn),給國(guó)內(nèi)消費(fèi)者一個(gè)合理的價(jià)格,用更低的購(gòu)車(chē)價(jià)格來(lái)抵消略遜一籌的燃油經(jīng)濟(jì)性的話,消費(fèi)者在它們之間要作出選擇,還真是要費(fèi)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(shí)惠。