一直以来,石油是日本比较稀缺的一个资源,因此混合动力技术是他们这么多年来致力研发的一项课题。这段时间丰田新一代(第四代,以下简称新一代普锐斯)的普锐斯已经初露端倪,据说将在明年上市,这和本田混合动力版雅阁的上市时间大致一样。那么趁着这个时间点,我们来分析一下这两大品牌的混合动力技术,看看他们各有什么样的特色。
前不久我们刚刚实际驾驶过了本田北美版混动雅阁,对于他们这款专门为中型车研发的混动系统——i-MMD系统做了全面的了解。再它之前,丰田的THS II已经历经数代产品的磨合,做到了相当成熟的地步,经典代表之作便是大家熟知的普锐斯,后来有了混动版凯美瑞,如今应用车型已经扩展到了卡罗拉、雷凌的车身上。
首先我们来详细的了解本田i-MMD系统的概念以及工作原理。
本田最新的SPORT HYBRID系统分为三种,包括i-DCD系统、i-MMD系统、SPORT HYBRID SH-AWD系统。其中i-MMD系统为最适合中型车使用的双电机混合动力系统,全球最高效率的运动型混合动力系统。
i-MMD全称是Intelligent Multi Mode Drive,即智能多模式驱动。从直观看,它与i-DCD(本田混动的入门款技术,适用于小型车上)最大的区别是多了一个电机,但事实上它们二者之间是有着本质区别的。严格的说,i-MMD与目前全球主流的混动技术都不一样,而与沃蓝达、秦这些车的插电式混动更为相似。这种做法,在i-MMD之前,的确是未曾出现过的。
搭载i-MMD技术的本田雅阁混合动力车型,是以电动机运行为主的混动结构。从结构的名称看,i-MMD有着两个电机,搭配的是电动CVT,还有发动机离合器,一副复杂到家的样子。而且从多数人的眼中看来,插电式混动貌似要比普通混动更加“高大上”,所以i-MMD也容易给人技术深奥的错觉。而事实上,i-MMD的工作原理,要比常规混动简单得多。
i-MMD系统一共三种运作模式,第一种EV Drive(电动模式),由电池提供提供电力给电动机进而驱动车辆。要能进入EV Drive的条件,仪表盘显示的电池的储电量必须在三格以上。
第二种Hybrid Drive(混动模式,最关键),只要油门到达一定深度,系统判断需要加速时,发动机就会启动,但却并非像传统混动那样将发动机和电动机动力“混合”起来。发动机此时的角色是“发电机”——它完全不参与驱动,而只是负责带动发电电机发电,然后将电力提供给驱动电机用以驱动车轮,并将富余电能用于电池充电??梢钥闯?,这与插电式混动的原理是一致的。但第三种却与插电式混动不同。
第三种Direct Engine Drive(发动机直接驱动),高速状态下(一般需超过70 km/h),由于电动机不擅长高转速运转,且耗电量很大,而雅阁Hybird所搭载的2.0 L阿特金森发动机较适合高转速运行,所以在高巡航(或加速)时,会由发动机直接驱动车辆。
如果通俗易懂的说,即电机是电机,发动机是发动机,彼此并没有太多的交叉,这显然要比叠加式的设计更简单。另外还要说一下这个“牛叉”的电动CVT变速箱。
所谓的电动CVT其实根本就不存在。亦或者说,i-MMD根本就没有严格意义上的变速器。电机驱动的时候,采用的是一个齿比,然后发动机驱动的时候,采用的是另一个齿比,两个齿比都是相对固定的。在中低速状态下,驱动全部由电机完成,单一传动比足以胜任。而对于发动机,则只提供了一个高速小齿比(相当于没有常规的一二三四挡,而是只有一个最高挡)以应对高速驾驶工况。此时如果因为速度降低导致发动机扭力不足时,系统会自动让电机跟进,无形中实现了动力从低速到高速各个范围段的无缝连接,达到了“电控CVT”的效果。
综上所述,虽然是款2.0L的雅阁,但一定会很省油的对不对,那么丰田又是怎么样来完成高效的动力、以及省油这两个矛盾的事情呢。
与本田i-MMD系统对应的是丰田THS系统,THS全称是Toyota Hybrid System,中文意思为油电混合双擎动力系统(本田:双电机混合动力系统)。THS最早被用于1997年10月发布的第一代普锐斯上,如今THS已经是第二代了,用于这套系统的车型现在有全新凯美瑞、第三代普锐斯。据悉,还将会有今年即将上市的雷凌、卡罗拉,以及明年上市的新一代普锐斯。
丰田宣称油电混合双擎动力系统,是目前世界上普及率最高的混合动力系统。它不仅能节省燃料及减少尾气排放,而且能够在必要的时候提供强劲的动力。丰田油电混合动力系统(THS)为混合动力系统设立了一个全新的标准。油电混合双擎动力系统的发动机工作原理与传统汽油车相同,也需要消耗汽油。其特别之处在于,它将两个不同的动力源(发动机+电动机)结合起来。根据混合动力系统构成的不同可以将混合动力车分为三种。
没错,这是几年前丰田官网上的官方解释。本田在若干年后的今天,把这个概念加上了自己的改良之后,诠释的更加淋漓尽致了。
THS II在当年之所以被认为最牛,其实关键也是在于它那个独特的ECVT。从名称看,也属于电控CVT,但结构和原理与i-MMD的电控CVT截然不同。
THS II的这个ECVT是有实打实结构的,但它又与传统变速器不同。它不是通过齿轮组切换齿比来实现传动比变化的,而是仅通过一个行星齿轮组,再结合一个辅助电机的搭配,来实现传动比的无级可调。
这种结构最大的妙处就在于混动——它是真正把发动机动力和电机动力巧妙的混合在了一起,以最大化的实现有效利用发动机的最佳工况。以传统混动的角度看,迄今为止的确还没有一个厂家的技术超越THS II。这也是丰田在混动领域一直“牛叉”的主要原因。
在发动机的排量上,丰田与本田不同的是,丰田有1.5L、1.8L、2.5L三款阿特金森循环发动机,而本田只有2.0L一款发动机。新一代的普锐斯将搭载一套经过升级的1.8升发动机和一台体积更小的电动机组合的混合动力系统上市。电池组将从现在的镍氢电池替换为更先进的锂离子电池,不仅重量更轻、更高效,而且所占空间也更小。
由于新一代普锐斯使用的是丰田TNGA新全球底盘架构(Toyota New Global Architecture),新平台不仅会让车重减轻20%,而且车型重心更低,操控会更加出色。所以它的性能表现和燃油经济性表现都更加值得期待,丰田的目标是将燃油经济性至少提升10%。
PK结果:
我们可以看出,丰田将来的新车依然搭载的是THS II混动系统,而车身的平台却是全新升级的,也就是说,丰田要超越本田的燃油经济性,不从混动系统上做文章了,转而把重心放在了车上减重上。说THS II的ECVT精妙也好,说丰田的专利保护也罢,总归这么多年来,那么多厂商研发了那么多种的混动,但综合性能(包括动力、节能和性价比等各方面)能挑战THS II还未曾出现过。i-MMD有可能是头一个。
i-MMD之所以能做到,一个最重要的原因就是跳出了常规混动的思维,而将目光更多放在“电驱动”上。即它大幅增加了电机的功率,并且将电机作为日常驾驶的主驱动单元,而不是像THS II那样电机只是辅助驱动。
反观THS II,虽然它配的电机看上去功率不小,而且给出的参数合并功率也挺大,但由于这种合并并不像纯电驱动那么纯粹,再加上所搭配的电池容量有限,在很多需要频繁加速场合,THS II往往表现得并不如想象中给力。当然,它在燃油经济性方面的表现还是相当出色的,但综合起来还是没有超越i-MMD——以日本官网混动雅阁和混动凯美瑞的油耗数据看,前者仍略强于后者(雅阁是30公里/L,凯美瑞是25公里/L)。
既然i-MMD的原理并不复杂,效果又这么好,为何之前没有人这么弄呢?这里面有多重因素。一个是大功率电机技术的进步。在过去要把两个这么大功率的电机集成在传动系统中并不容易。另一个是这种做法需要更大的电机(而且是俩)和更大的电池,在过去操作的话成本会吃不消(即使现在,在日本混动雅阁还是要比混动凯美瑞贵)。总之,纯电动技术的飞速发展,对促成i-MMD技术的应用影响很大。
到底哪家强?如果不考虑成本问题,我会更倾向于选择i-MMD,它同样很省油,而开起来的感觉却要比THS II爽得多。但成本差异是的确存在的,因此就目前而言二者之间会形成不相伯仲的态势。这已经很难得了,至少可以让THS II不再那么“独孤求败”。更难得的是,由于i-MMD原理并不复杂,伴随纯电动技术的进一步发展成本还会呈下降趋势。它如果挑战成功,必然会有更多的效仿者跟进,并引发混动技术的大会战。这对于丰田来说肯定感觉不爽,但对于全球混动技术的进步和普及来说,则绝对是大大的好消息。