◆新征程:無限接近純電動的插電系統(tǒng)
HEV車型由于電池和電機功率的限制,純電續(xù)航里程有限,因此為了更好的適應(yīng)市場的發(fā)展,純電續(xù)航里程更長的插電式混動系統(tǒng)應(yīng)運而生。本田技研所在去年廣州車展發(fā)布了相關(guān)信息,這次在廣州進行了更詳細的說明。
同時插電版本在此基礎(chǔ)上為PCU(動力控制單元)配置上了優(yōu)化系統(tǒng)電壓的VCU(電壓控制單元),同時加上高功率大容量電池和充電器。
下面我從電機開始進行詳細說明。i-MMD插電式混動同樣采用了雙電機的形式,這兩個電機的類型也和普通的iMMD一樣,一部是驅(qū)動用、一部是發(fā)電用,其中發(fā)電用的電機和現(xiàn)款雅閣(參數(shù)|詢價)混動上的發(fā)電用電機是一樣,而驅(qū)動電機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)動電機會變得更強大。
驅(qū)動電機的制造方式也進行了改變,由往圓形繞組方式變?yōu)榉叫尉圈,這使得電機總體積中線圈的占比從原來的48%上升到60%,而電機總體實現(xiàn)了23%的小型化,功率密度比以往(相比現(xiàn)款混動雅閣)提高到1.4倍,扭矩密度提高到1.3倍。電機功率上升必然需要更好的冷卻,i-MMD插電式混動版本在電機散熱方面采用了雙油泵的設(shè)計,一個小油泵+一個大油泵,小油泵為發(fā)電機服務(wù),大油泵為驅(qū)動電機服務(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PCU整體進行改變?偟膩碚fi-MMD插電式混動在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。
VCU功率提高了,才能讓各個電動化組件運行的更高效,同時本田制定了純電模式下最高時速160km/h的目標(biāo),這需要擴大純電驅(qū)動模式下的使用范圍,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題。
本田工程師們首先想到的是對整個元器件回路進行改進,過去的耦合電感采用了一相的設(shè)計,通過增加回路是可以增大功率的,但這種方式也有一個問題,就是產(chǎn)生磁泄露,這樣會對整個組件上的其他單元產(chǎn)生干擾,可能會造成電子功能出現(xiàn)誤判,因此本田的工程師對整體結(jié)構(gòu)進行了改變。
通過把一相變兩相的方式,提高整體功率,同時將兩個線圈的內(nèi)部設(shè)計成T型的結(jié)構(gòu),通電后,漏磁既可以進行抵消,這樣就解決了在一個組件上布置更多傳感器而不受影響的問題,同時還能繼續(xù)保持組件保持小型化。
通過最終的努力,i-MMD插電式混動版VCU的功率相比現(xiàn)款雅閣混動提高了3.3倍,并保證了硬件部分可以大多數(shù)和雅閣混動進行通用,包括控制單元的硬件等,當(dāng)然,因為增加了一相電路,所以VCU部分發(fā)生了改變,不過總體來說還是可以有效控制成本,達到綜合的平衡。
接著我們來看電池和動力單元的相關(guān)信息。插電式混動系統(tǒng)為了得到相比混動車型更長的續(xù)航里程,同時會使用更多的電池組,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插電式混動系統(tǒng)在這方面也下了不少功夫,主要的改變在兩個方面,首先是將電池模塊由風(fēng)冷改為水冷,其次是在整個水冷系統(tǒng)中加入了三通閥的設(shè)計。
風(fēng)冷變水冷就不必多說了,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。
通過這種設(shè)計,水冷系統(tǒng)可以有效的冷卻電池和高壓電池組件,同時通過切換回路,可以提升電池的耐久性。
小結(jié),以上就是本田i-MMD插電式混動系統(tǒng)的所有改進,我用下面的表格再進行更清晰的表述,供大家參考。
本田i-MMD插電式混動系統(tǒng)特點匯總(Clarity PHEV) | |
組件 | 特點 |
雙電機 | 繞組方式改變,小型化明顯,功率提升1.4倍(驅(qū)動電機) |
PCU(動力控制單元) | 電壓控制單元功率提升,滿足日常純電動行駛 |
IPU(動力單元) | 電池總?cè)萘繛?7kWh,平鋪設(shè)計降低重心,不占空間 |
電池?zé)峁芾硐到y(tǒng) | 水冷設(shè)計,通過三通閥得到兩種溫控邏輯 |
除此之外,小型化依然是i-MMD插電式混動系統(tǒng)的重要議題,比如電機的設(shè)計、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,兩者有什么特點呢?我們先從豐田說起。目前國內(nèi)市場上豐田的PHEV車型是雷凌雙擎E+(還有姊妹車卡羅拉雙擎),這臺車的混動系統(tǒng)是由THS第三代系統(tǒng)改進而來。
從布局上看,插電版本的THS(第三代)和傳統(tǒng)的THS系統(tǒng)沒有太多改變,包括電池布置、電機布置等,而大容量電池的使用其實對后軸及后備廂空間有一定影響。即使是第四代THS系統(tǒng)仍然沒有對布局進行大的改變,和本田的插混布局相比,顯然有一定差距。
然后我們看動力輸出方面。為了保證PHEV車型更多的動力輸出,第三代THS在動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)和MG2(驅(qū)動的電機)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。同時將第二代的鏈?zhǔn)絺鲃痈臑辇X輪傳動,增加了傳動效率。從結(jié)果上看,這種組件的改變確實可以得到一個不錯的純電動力輸出,在純電動情況可以達到125km/h,可以滿足日常使用。不過和本田iMMD的插電混動相比,其改動的組件確實更多,同時最終的輸出也確實略遜一籌(本田插混純電下的速度為160km/h)。
至于第四代THS,它對整個動力分配行星齒輪組進行了結(jié)構(gòu)上的改變,從同軸變成了異軸,這樣使整個組件變得更小,同時因為異軸的布置,電動機的動力可以直接通過齒輪傳輸,而不需要經(jīng)過負載的行星組,提高了傳遞效率。所以從動力輸出形式上看,第四代THS和本田iMMD的插電混動各有特色。
總得來說,豐田THS最早研發(fā)理念更偏向HEV,其發(fā)動機為主力而電機部分為輔助,同時有一套復(fù)雜的行星齒輪組,如果將HEV變成PHEV,更高的電動機功率輸出以及調(diào)速范圍就會成為限制,而本田iMMD從研發(fā)之初就看重電動機的作用,發(fā)動機更像是一臺增程器,因此從HEV變成PHEV更簡單,只需要對動力輸出組件和控制及動力單元進行改進即可,整體零部件通用率會更高。
注:本次技術(shù)交流發(fā)動機部分的技術(shù)未進行討論,所以文章內(nèi)沒有提及,但確定的信息是將采用1.5L自然吸氣發(fā)動機。
◆體驗篇:簡單聊聊i-MMD插電式混動系統(tǒng)的駕駛感受
上面說到的都是i-MMD插電式混動系統(tǒng)的理論知識,那么這套系統(tǒng)在實際使用中是怎樣的呢?我之前簡單的體驗了Clarity PHEV,通過試駕過程,跟大家簡單聊聊i-MMD插電式混動系統(tǒng)的駕駛模式。
首先有一點可以肯定,這套系統(tǒng)絕大多數(shù)都是一臺電動機驅(qū)動的車子,其EV模式相當(dāng)廣泛。一般來說,如果正常城市通勤,即使深踩油門,發(fā)動機也不介入。
只有在高速下的巡航時,發(fā)動機才會直接對車輪進行驅(qū)動,日本工程師坦言發(fā)動機直驅(qū)的情況比較少,大多數(shù)還是處于混動模式,在混動模式下,以Clarity PHEV為例,它的續(xù)航里程可以達到超過800km(JC08工況),和普通燃油車沒有任何區(qū)別,甚至還更加出色。
編輯點評:隨著排放政策日益嚴峻,混動車型逐漸成為向EV車型過渡過程中的重要力量,而插電式混動車型更因為較長的純電行駛里程和燃油發(fā)動機的介入保持了較高的實用性。本田在iMMD上升級而來的插電系統(tǒng)既保留了iMMD一貫小型化的優(yōu)良傳統(tǒng),同時通過電動總成升級和更換了大容量電池,純電動行駛里程也有了很大提升,讓日常行駛基本達到了純電動化,相信iMMD的插電版本將會有一個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,我認為明年可能首先在雅閣上搭載,然后再進行多車型的推廣,能否有一個漂亮的表現(xiàn),我們拭目以待吧!(圖/文 汽車之家 冷曉陽)
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