既生瑜,何生亮?
作為混合動力的代表,豐田THS目前能夠排得上號的對手,或許在大多數(shù)人眼中只有一個——那就是號稱有著更高能效表現(xiàn)的本田i-MMD。各路媒體對它的吹捧程度,一點也不比豐田的THS低。甚至于,據(jù)說連豐田的工程師,都在公開的場合稱贊它的實力的確超越了凱美瑞雙擎上的THS-II(對于該消息來源有待考證)。但是它真的是完美無缺的嗎?在試駕過十代雅閣的混動版之后,我對i-MMD系統(tǒng)做了一些功課,算是大致了解了它的一些設計思路。這次就先和大家分享一些個人的看法。
一個夸張的比喻:如果把豐田的THS-II比作擅長以柔克剛的武當太極,那么本田的i-MMD就更像是精于長橋硬馬的少林沖拳。
雖然THS-II和i-MMD兩者都可以歸類于PS(功率分流型)的重度混合動力系統(tǒng),但是從結(jié)構(gòu)上來看,相比THS-II精巧而相對復雜的行星齒輪組,i-MMD直接通過減速齒輪組、離合器整合的方式顯得更加“簡單粗暴”,更接近于一個串、并聯(lián)系統(tǒng)的簡單組合。
▲豐田THS系統(tǒng)大致原理圖
▲本田i-MMD系統(tǒng)大致原理圖,圖片出自知乎用戶@魚非魚
從大致的原理上來看,THS和i-MMD兩者的基礎思路,都是把電驅(qū)動系統(tǒng)作為中低負荷下的主要驅(qū)動源,并且將電池組作為能量的“蓄水池”,通過發(fā)電機、電動機進行“削峰填谷”一般的操作,以規(guī)避傳統(tǒng)汽油機能效最低下的低速、大負載等工況。同時通過阿特金森循環(huán),把汽油機的壓縮比極大提高,讓燃效盡可能發(fā)揮到極限。它同樣能實現(xiàn)電動機驅(qū)動、發(fā)動機帶動充電、發(fā)動機直驅(qū)、制動能量回收等日常工況。不過,在看似差不多的思路下,本田隱藏了一些更多的企圖。
由于發(fā)電機、電動機之間沒有像THS的行星齒輪組那樣的機械耦合機制,所以發(fā)動機、電動機、發(fā)電機之間的工作協(xié)調(diào),完全是通過控制系統(tǒng)來“指揮”的。其中電動機除了作為主要的驅(qū)動源頭之外,還肩負著制動能量回收的重任。
雖然從原理上看,i-MMD所需要做的控制層面的工作會更紛繁復雜一些,但是發(fā)動機、發(fā)電機、電動機之間不必要的相互牽制也會減少。譬如電動機直驅(qū)和發(fā)動機直驅(qū)的時候,理論上可以實現(xiàn)比THS更少的無效負載。當然,更多地依賴離合器來控制動力流,理論上帶來的頓挫感也會更多、更明顯一些。
▲以本田CR-V混動版為例,i-MMD系統(tǒng)的三種不同驅(qū)動模式
我們再往里挖掘一下。如果仔細觀察上圖右側(cè)的驅(qū)動模式對比圖,你就會發(fā)現(xiàn),混動模式(Hybird Drive)下,發(fā)動機基本都是以串聯(lián)模式工作,并沒有直接參與驅(qū)動車輛,只充當驅(qū)動發(fā)電機的角色,而不像THS那樣,發(fā)動機和電動機可以通過行星齒輪組“糅合”兩股不同的動力流輸出。我們再以八代凱美瑞混動和十代雅閣混動為例,看看兩個系統(tǒng)的部分關鍵參數(shù)對比。
可以看得出,雖然兩者的系統(tǒng)標稱綜合功率相差無幾,但是i-MMD的電動機驅(qū)動功率明顯要大得多,甚至占據(jù)了絕大部分的比例。
事實上,從原理的角度來看,i-MMD與其說是混動系統(tǒng),倒不如說是一臺帶有發(fā)動機直驅(qū)功能的增程式電驅(qū)系統(tǒng)。
受制于內(nèi)部減速齒輪組的速比限制,系統(tǒng)里的那臺阿特金森發(fā)動機直接參與驅(qū)動車輪的工況空間非常窄,大多數(shù)時候都只需要充當一個增程器的角色,所以它不但功率需求低很多,而且可以在更長的時間以最理想的工況運行。以十代雅閣混動版為例,其中的2.0L自吸發(fā)動機僅有146馬力,熱效率卻高達40.6%。更低的功率、更高的熱效率,也自然對應著更低的油耗——可以說,這就是i-MMD系統(tǒng)能夠在燃油經(jīng)濟性上勝出的關鍵。
除了高效之外,i-MMD還有著很好的擴展性。除了加大電池容量變成插電式混動系統(tǒng)(PHEV)之外,它還可以通過取消發(fā)動機的直驅(qū)模式,使發(fā)動機、發(fā)電機、電動機之間只剩下串聯(lián)狀態(tài),從而變成單純的增程式電驅(qū)動系統(tǒng)(REEV)。此時發(fā)動機的功率需求可以進一步降低,從而進一步壓制油耗。
▲主攻北美、日本市場的本田Clarity,發(fā)動機進一步“縮水”成僅有105馬力的1.5L自吸機,電池擴容為17kWh,混動模式下從十代雅閣混動的折合5.0L/100km降至4.2L/100km(EPA工況)、最大續(xù)航達531km(EPA工況),發(fā)動機直驅(qū)基本淪為雞肋
而它相較于THS的弱點,到此也基本水落石出了:
首先,由于整套系統(tǒng)更多地依賴于電機驅(qū)動,發(fā)動機參與直接驅(qū)動的動態(tài)特性會更加接近于電動車,中低速強大,而高速表現(xiàn)相對更羸弱一些;
其次,由于系統(tǒng)的電動機功率需求更大,而且采用了更加激進的鋰離子電池,所以電驅(qū)部分的成本自然也更高?;蛟S你可以從各大汽車網(wǎng)站上兩臺混動車的配置對比發(fā)現(xiàn)一些倪端;
還有一點就是,鋰離子電池在安全性、穩(wěn)定性上,和豐田THS采用的鎳氫電池也有一定的差距。以雅閣上的i-MMD系統(tǒng)為例,電池容量僅有1.3kWh,充放電的頻率會非常高,對于長久工作下電池的衰竭會是一大考驗。
考慮到豐田的THS誕生更早,至今在銷量上已經(jīng)建立起了很大的優(yōu)勢,成熟度自然不可同日而語,而本田的i-MMD相對起步更晚一些,至今還在更前期一點的普及階段,安全可靠性、成熟度等方面的口碑還是有待考究的。
文|韋陀
圖|網(wǎng)絡
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