◆新征程:無(wú)限接近純電動(dòng)的插電系統(tǒng)
HEV車型由于電池和電機(jī)功率的限制,純電續(xù)航里程有限,因此為了更好的適應(yīng)市場(chǎng)的發(fā)展,純電續(xù)航里程更長(zhǎng)的插電式混動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。本田技研所在去年廣州車展發(fā)布了相關(guān)信息,這次在廣州進(jìn)行了更詳細(xì)的說(shuō)明。
同時(shí)插電版本在此基礎(chǔ)上為PCU(動(dòng)力控制單元)配置上了優(yōu)化系統(tǒng)電壓的VCU(電壓控制單元),同時(shí)加上高功率大容量電池和充電器。
下面我從電機(jī)開(kāi)始進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。i-MMD插電式混動(dòng)同樣采用了雙電機(jī)的形式,這兩個(gè)電機(jī)的類型也和普通的iMMD一樣,一部是驅(qū)動(dòng)用、一部是發(fā)電用,其中發(fā)電用的電機(jī)和現(xiàn)款雅閣(參數(shù)|詢價(jià))混動(dòng)上的發(fā)電用電機(jī)是一樣,而驅(qū)動(dòng)電機(jī)由于需要更大的功率和扭矩,因此相比普通的i-MMD系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)會(huì)變得更強(qiáng)大。
驅(qū)動(dòng)電機(jī)的制造方式也進(jìn)行了改變,由往圓形繞組方式變?yōu)榉叫尉圈,這使得電機(jī)總體積中線圈的占比從原來(lái)的48%上升到60%,而電機(jī)總體實(shí)現(xiàn)了23%的小型化,功率密度比以往(相比現(xiàn)款混動(dòng)雅閣)提高到1.4倍,扭矩密度提高到1.3倍。電機(jī)功率上升必然需要更好的冷卻,i-MMD插電式混動(dòng)版本在電機(jī)散熱方面采用了雙油泵的設(shè)計(jì),一個(gè)小油泵+一個(gè)大油泵,小油泵為發(fā)電機(jī)服務(wù),大油泵為驅(qū)動(dòng)電機(jī)服務(wù)。
相當(dāng)于系統(tǒng)總體的電壓和電流都發(fā)生了改變,因此需要對(duì)PCU整體進(jìn)行改變?偟膩(lái)說(shuō)i-MMD插電式混動(dòng)在PCU方面的改變很多,也很有創(chuàng)新性,其中最重要的是VCU(電壓控制單元)的創(chuàng)新和改進(jìn)。
VCU功率提高了,才能讓各個(gè)電動(dòng)化組件運(yùn)行的更高效,同時(shí)本田制定了純電模式下最高時(shí)速160km/h的目標(biāo),這需要擴(kuò)大純電驅(qū)動(dòng)模式下的使用范圍,這些都需要VCU的支持,因此如何提高VCU功率成了本田工程師考慮的首要問(wèn)題。
本田工程師們首先想到的是對(duì)整個(gè)元器件回路進(jìn)行改進(jìn),過(guò)去的耦合電感采用了一相的設(shè)計(jì),通過(guò)增加回路是可以增大功率的,但這種方式也有一個(gè)問(wèn)題,就是產(chǎn)生磁泄露,這樣會(huì)對(duì)整個(gè)組件上的其他單元產(chǎn)生干擾,可能會(huì)造成電子功能出現(xiàn)誤判,因此本田的工程師對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改變。
通過(guò)把一相變兩相的方式,提高整體功率,同時(shí)將兩個(gè)線圈的內(nèi)部設(shè)計(jì)成T型的結(jié)構(gòu),通電后,漏磁既可以進(jìn)行抵消,這樣就解決了在一個(gè)組件上布置更多傳感器而不受影響的問(wèn)題,同時(shí)還能繼續(xù)保持組件保持小型化。
通過(guò)最終的努力,i-MMD插電式混動(dòng)版VCU的功率相比現(xiàn)款雅閣混動(dòng)提高了3.3倍,并保證了硬件部分可以大多數(shù)和雅閣混動(dòng)進(jìn)行通用,包括控制單元的硬件等,當(dāng)然,因?yàn)樵黾恿艘幌嚯娐罚訴CU部分發(fā)生了改變,不過(guò)總體來(lái)說(shuō)還是可以有效控制成本,達(dá)到綜合的平衡。
接著我們來(lái)看電池和動(dòng)力單元的相關(guān)信息。插電式混動(dòng)系統(tǒng)為了得到相比混動(dòng)車型更長(zhǎng)的續(xù)航里程,同時(shí)會(huì)使用更多的電池組,電池組的增加必將影響空間布置。
有了大容量電池,熱管理系統(tǒng)就變得尤為重要。動(dòng)力電池的工作和壽命手溫度影響極大,優(yōu)秀的熱管理系統(tǒng)可以大幅度提升電池的使用壽命。本田i-MMD插電式混動(dòng)系統(tǒng)在這方面也下了不少功夫,主要的改變?cè)趦蓚(gè)方面,首先是將電池模塊由風(fēng)冷改為水冷,其次是在整個(gè)水冷系統(tǒng)中加入了三通閥的設(shè)計(jì)。
風(fēng)冷變水冷就不必多說(shuō)了,主要聊聊三通閥使用后的冷卻方式的改變。這種改變主要集中在駕駛和充電時(shí)。
通過(guò)這種設(shè)計(jì),水冷系統(tǒng)可以有效的冷卻電池和高壓電池組件,同時(shí)通過(guò)切換回路,可以提升電池的耐久性。
小結(jié),以上就是本田i-MMD插電式混動(dòng)系統(tǒng)的所有改進(jìn),我用下面的表格再進(jìn)行更清晰的表述,供大家參考。
本田i-MMD插電式混動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)匯總(Clarity PHEV) | |
組件 | 特點(diǎn) |
雙電機(jī) | 繞組方式改變,小型化明顯,功率提升1.4倍(驅(qū)動(dòng)電機(jī)) |
PCU(動(dòng)力控制單元) | 電壓控制單元功率提升,滿足日常純電動(dòng)行駛 |
IPU(動(dòng)力單元) | 電池總?cè)萘繛?7kWh,平鋪設(shè)計(jì)降低重心,不占空間 |
電池?zé)峁芾硐到y(tǒng) | 水冷設(shè)計(jì),通過(guò)三通閥得到兩種溫控邏輯 |
除此之外,小型化依然是i-MMD插電式混動(dòng)系統(tǒng)的重要議題,比如電機(jī)的設(shè)計(jì)、PCU等等很多組件的改變其核心都是為了高效率和小型化。
那么和豐田的THS相比,同樣是HEV改PHEV,兩者有什么特點(diǎn)呢?我們先從豐田說(shuō)起。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上豐田的PHEV車型是雷凌雙擎E+(還有姊妹車卡羅拉雙擎),這臺(tái)車的混動(dòng)系統(tǒng)是由THS第三代系統(tǒng)改進(jìn)而來(lái)。
從布局上看,插電版本的THS(第三代)和傳統(tǒng)的THS系統(tǒng)沒(méi)有太多改變,包括電池布置、電機(jī)布置等,而大容量電池的使用其實(shí)對(duì)后軸及后備廂空間有一定影響。即使是第四代THS系統(tǒng)仍然沒(méi)有對(duì)布局進(jìn)行大的改變,和本田的插混布局相比,顯然有一定差距。
然后我們看動(dòng)力輸出方面。為了保證PHEV車型更多的動(dòng)力輸出,第三代THS在動(dòng)力分配行星齒輪組基礎(chǔ)上增加了一組減速行星齒輪組,降低了MG1(發(fā)電的電機(jī))和MG2(驅(qū)動(dòng)的電機(jī))的轉(zhuǎn)速差,從而可以讓車輛在純電模式下以更高的車速行駛。同時(shí)將第二代的鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)改為齒輪傳動(dòng),增加了傳動(dòng)效率。從結(jié)果上看,這種組件的改變確實(shí)可以得到一個(gè)不錯(cuò)的純電動(dòng)力輸出,在純電動(dòng)情況可以達(dá)到125km/h,可以滿足日常使用。不過(guò)和本田iMMD的插電混動(dòng)相比,其改動(dòng)的組件確實(shí)更多,同時(shí)最終的輸出也確實(shí)略遜一籌(本田插混純電下的速度為160km/h)。
至于第四代THS,它對(duì)整個(gè)動(dòng)力分配行星齒輪組進(jìn)行了結(jié)構(gòu)上的改變,從同軸變成了異軸,這樣使整個(gè)組件變得更小,同時(shí)因?yàn)楫愝S的布置,電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力可以直接通過(guò)齒輪傳輸,而不需要經(jīng)過(guò)負(fù)載的行星組,提高了傳遞效率。所以從動(dòng)力輸出形式上看,第四代THS和本田iMMD的插電混動(dòng)各有特色。
總得來(lái)說(shuō),豐田THS最早研發(fā)理念更偏向HEV,其發(fā)動(dòng)機(jī)為主力而電機(jī)部分為輔助,同時(shí)有一套復(fù)雜的行星齒輪組,如果將HEV變成PHEV,更高的電動(dòng)機(jī)功率輸出以及調(diào)速范圍就會(huì)成為限制,而本田iMMD從研發(fā)之初就看重電動(dòng)機(jī)的作用,發(fā)動(dòng)機(jī)更像是一臺(tái)增程器,因此從HEV變成PHEV更簡(jiǎn)單,只需要對(duì)動(dòng)力輸出組件和控制及動(dòng)力單元進(jìn)行改進(jìn)即可,整體零部件通用率會(huì)更高。
注:本次技術(shù)交流發(fā)動(dòng)機(jī)部分的技術(shù)未進(jìn)行討論,所以文章內(nèi)沒(méi)有提及,但確定的信息是將采用1.5L自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)。
◆體驗(yàn)篇:簡(jiǎn)單聊聊i-MMD插電式混動(dòng)系統(tǒng)的駕駛感受
上面說(shuō)到的都是i-MMD插電式混動(dòng)系統(tǒng)的理論知識(shí),那么這套系統(tǒng)在實(shí)際使用中是怎樣的呢?我之前簡(jiǎn)單的體驗(yàn)了Clarity PHEV,通過(guò)試駕過(guò)程,跟大家簡(jiǎn)單聊聊i-MMD插電式混動(dòng)系統(tǒng)的駕駛模式。
首先有一點(diǎn)可以肯定,這套系統(tǒng)絕大多數(shù)都是一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的車子,其EV模式相當(dāng)廣泛。一般來(lái)說(shuō),如果正常城市通勤,即使深踩油門,發(fā)動(dòng)機(jī)也不介入。
只有在高速下的巡航時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)才會(huì)直接對(duì)車輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng),日本工程師坦言發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)的情況比較少,大多數(shù)還是處于混動(dòng)模式,在混動(dòng)模式下,以Clarity PHEV為例,它的續(xù)航里程可以達(dá)到超過(guò)800km(JC08工況),和普通燃油車沒(méi)有任何區(qū)別,甚至還更加出色。
編輯點(diǎn)評(píng):隨著排放政策日益嚴(yán)峻,混動(dòng)車型逐漸成為向EV車型過(guò)渡過(guò)程中的重要力量,而插電式混動(dòng)車型更因?yàn)檩^長(zhǎng)的純電行駛里程和燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的介入保持了較高的實(shí)用性。本田在iMMD上升級(jí)而來(lái)的插電系統(tǒng)既保留了iMMD一貫小型化的優(yōu)良傳統(tǒng),同時(shí)通過(guò)電動(dòng)總成升級(jí)和更換了大容量電池,純電動(dòng)行駛里程也有了很大提升,讓日常行駛基本達(dá)到了純電動(dòng)化,相信iMMD的插電版本將會(huì)有一個(gè)非常出色的油耗表現(xiàn)。至于系統(tǒng)的穩(wěn)定性方面,以iMMD為基礎(chǔ)的插電版本還是很讓人信服的,而在車型搭配方面,我認(rèn)為明年可能首先在雅閣上搭載,然后再進(jìn)行多車型的推廣,能否有一個(gè)漂亮的表現(xiàn),我們拭目以待吧!(圖/文 汽車之家 冷曉陽(yáng))
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