白小姐一句中特 【原创】 作者:任泽宇 2019-01-30 19:35
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  小编此前已经为大家简单科普了丰田混动系统,相关知识点忘了的同学们赶快点击链接去复习!!!(汽车混动系统解析 混动分两种 丰田和其他)。那么小编今天继续为大家解析汽车混动系统,这次为大家带来的日本的另一田“本田”。

第十代雅阁锐·混动
第十代雅阁锐·混动

  作为全球知名的买发动机送汽车的摩托车厂商,本田在发动机上的造诣令人称赞,但在混动系统上,本田却先天弱了丰田一头。丰田作为混动系统的先行者,掌握着大量核心专利,这使其他汽车厂商陷入了两难境地,要么向丰田缴纳大笔专利费,比如福特,要么下苦工研发新技术,而我们的“技术宅”本田同学,毅然决然选择了后者。

  既然丰田的专利不能用,那么我们的本田同学只能从自己的优势下手,发挥自己在发动机领域的优势,争取在混动领域实现弯道超车。于是本田选择了双电机非直连式混结构,这一结构在混动结构中属于比较简单的,但是请不要小看这一结构,因为结构越简单、技术方案越优秀、技术含量也越高。

本田混动系统(图片来自网络)
本田混动系统(图片来自网络)

  虽然结构简单,但是本田需要把混动系统的稳定性、可靠性达到非常高的程度,才能在功能性和成本上达到双赢,于是本田开始了漫长的研发之路。本田的混动系统结合了自身发动机优势,将阿特金森(Atkinson)循环发动机、E-CVT、智能动力单元IPU和动力控制单元PCU等部件组合在一起,构建了本田i-MMD系统。

  在i-MMD系统中,发动机并不直接连接驱动装置驱动车轮,而是选择为一号电机发电,产生电能为高效蓄电池充电并为二号电机提供电能。二号电机直接驱动车轮,这中间电能代替机械能成为能量传递的介质。

本田混动系统(图片来自网络)
本田混动系统(图片来自网络)

  我们拿第十代雅阁锐·混动为例,其搭载了2.0L阿特金森循环DOHC i-VTEC发动机。最高功率达到107kW/6200rpm。最大扭矩达到175N·m/3500rpm。阿特金森循环发动机可以说是目前非常适合混动系统的一款发动机。

  其特点是提高了效率,但降低了功率密度,其缺点是在低转速时效率低、扭力较差。在混动系统上,低转速工况下,混动汽车由电动机驱动汽车,完美的避开了阿特金森循环发动机缺点,并能够让发动机在高效状态下持续运行。

本田混动系统(图片来自网络)
本田混动系统(图片来自网络)

  那么本田i-MMD系统是怎么工作呢?大致可分为以下几种工况。首先就是纯电机驱动,也就是我们俗称的EV模式。当高压锂电池电量正常时,汽车起步初期低速前进或是倒车行驶时,均采用电动机驱动模式,也是这一工况下本田混动汽车唯一的动力来源。

EV模式
EV模式

  在汽车前进一段时间后,本田i-MMD混动汽车高压锂电池组的电池电量低于阈值时,就会自动启动发动机。这个时候汽车发动机启动,为发电机提供动力,再由发电机产生的电能为电动机提供动力源,电动机带动车轮向前运动。

混动模式
混动模式

  在混动模式工况下,如果发电机发电量充足,那么发电机多余的电能将储存在高压锂电池中;当发电机发电量不足时,高压锂电池将为其补充电能。但是我们要考虑一点,就是高压锂电池的容量非常小,仅可以应对短时间的激烈驾驶。面对长时间的激烈驾驶,电池组来不及充电,就会使动力水平产生一定程度的下滑。

  当本田i-MMD混动汽车在高速上匀速行驶时,改为发动机直接驱动车轮,这时候高压锂电池和两个电动机都不参与工作。由于i-MMD系统并没有变速箱,发动机单独驱动模式下,发动机通过固定的减速比来驱动车轮,这时就相当于常规汽车的最高档。通常汽车车速60km/h及更高时速的运行工况下,就会切换到这一模式。

发动机直接驱动车轮
发动机直接驱动车轮

  混动汽车与传统汽油车不同的地方在于,混动汽车能够进行动力回收。当汽车向前滑行或踩下刹车时,车轮倒拖驱动电机转动,PCU通过驱动电机控制器及逆变器等控制驱动电机发电,并向高压锂电池充电,从而实现部分能量回收,还能起到减速制动的效果。

  由于电池自身特性,经过长时间的放置后电池中的电量就会逐渐流失,这时如果想要重新发动汽车,就需要先对高压锂电池进行空载充电。将档位调至P档,踩住加速踏板10秒以上,然后启动发动机,就会为高压锂电池进行充电。

PCU
PCU

  本田为了实现各工况之间完美的切换,除了为其配备出色的硬件基础外,也离不开优秀的调教。PCU是混合动力系统的控制核心之一,PCU通过控制电动机控制单元、电动机转子位置传感器、逆变器、相位电流传感器实现对驱动电机和发电机的矢量控制。

  其中电动机控制单元实现了电机直流/交流相互转换、变频,实现对电动机驱动和电动机发电等功能的控制。此外还具有过流、过压、过载保护等功能。当电动机控制单元与发动机控制单元联动后,起到协调发动机和其他部件的作用。

  通过上面的解析,我们能够了解到,本田的研发思路非常清晰,那就是让发动机尽可能避开低效率区,使发动机一直保持在高效率区,从而达到省油的目的。虽然说起来简单,但是由于当年阿特金森循环发动机并不成熟,使得发动机的节油效果并不明显。电机功率小重量大,既不能减轻重量,驾驶体验也不理想。

第十代雅阁锐·混动配置参数
第十代雅阁锐·混动配置参数

  现在本田雅阁采用第三代i-MMD双电机混合动力系统,其中驱动电动机最大转矩为315 N·m、最高工作转速13 000 r/min、额定功率为67.5 kW、额定转矩为100 N·m、额定电压700 V、绝缘等级为200、防护等级为IP55。实现了高达158KW的系统输出最大功率。通过i-MMD系统智能切换行驶模式,大幅降低油耗,实现4.0L/100km综合工况油耗,让燃油经济再次提高。

  最后我们将两田进行对比,就能发现丰田更趋向于“油为主,电为辅”,本田更趋向于“电为主,油为辅”的动力输出方式。因此本田更多时候的表现更像是一台电动车,在拥有混动车所有优点的同时还能兼具出色的运动性能。当然缺点还是有的,由于本田取消了离合器,使得i-MMD无法像行星齿轮一样做到不同模式的无缝切换,会造成动力上的冲击和间隙,以及锂电池的耐用性和安全性仍存在质疑。但不得不承认,“技术宅”本田在混动道路上走出了一条属于自己的道路。

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