[汽車之家 技術(shù)] 在今年本田舉辦的全球媒體大會上,本田展示了多項新技術(shù),其中混合動力系統(tǒng)占據(jù)了主導(dǎo)地位,而混合動力系統(tǒng)的推廣應(yīng)用也催生了其周邊附屬新技術(shù)的誕生。另外,我還感受到了正處于復(fù)活階段的全新NSX的氣息,無論是研發(fā)團隊還是車迷,我們都十分期待它的再現(xiàn),而在會場上,全新NSX所采用的核心技術(shù)也被展示出來。
● 本田IMA混合動力系統(tǒng)特點:以發(fā)動機為主、結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、布局緊湊
本田IMA混合動力系統(tǒng)中IMA的英文全稱為Integrated Motor Assist,在1997年首次面世,并廣泛運用在Insight、思域、雅閣(第七代)、飛度以及CR-Z等車型上,截止到目前本田IMA混合動力系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展至第5代產(chǎn)品,但基本設(shè)計思路與理念還是一脈相承的,就是以發(fā)動機提供動力為主,電機作為輔助動力的混動機構(gòu),特點就是結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單、重量輕、布局緊湊。
『左:CR-Z 右:混合動力版飛度』
『左:Insight 右:混合動力版雅閣(第七代)』
本田IMA混合動力系統(tǒng)主要由發(fā)動機、電動機、CVT變速箱以及IPU智能動力單元這四個部分組成。其中,發(fā)動機方面目前主銷混動系統(tǒng)的發(fā)動機基本以1.3L和1.5L這兩款自然吸氣四缸發(fā)動機為主,曾經(jīng)也有過3.0L V6發(fā)動機+144V電機的組合用于混合動力版雅閣車型。電動機則是以三相超薄型直流無刷電機作為動力輔助裝置,安裝在發(fā)動機與CVT變速箱的中間。
無論是1.3L還是1.5L直列四缸自然吸氣汽油發(fā)動機都擁有了眾多本田看家發(fā)動機技術(shù),諸如i-VTEC智能可變氣門正時系統(tǒng)、I-DSI智能雙火花塞順序點火系統(tǒng)以及VCM可變氣缸管理系統(tǒng)。只是針對裝備車型與市場定位不同,發(fā)動機動力調(diào)校以及VCM可變氣缸管理系統(tǒng)的工作方式會有所變化。
發(fā)動機具有智能可變氣門正時、升程控制系統(tǒng),可根據(jù)車輛行駛狀況對氣門開啟時間、升程進行控制,甚至完全關(guān)閉某一氣缸的進排氣氣門,從而實現(xiàn)閉缸。其中裝備在CR-Z車型上的1.5L發(fā)動機,當(dāng)車輛低速巡航行駛時能關(guān)閉一個氣缸的供油與進排氣,其余三個氣缸正常工作,相對降低能耗和排放。而在混合動力版飛度與Insight車型上的1.3L發(fā)動機,當(dāng)車輛低速巡航行駛時,可以自動停止所有氣缸的供油與進氣,實現(xiàn)真正意義上的閉缸與零排放。
視頻中描述了本田IMA混合動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及不同工況下的控制邏輯。
不過本田IMA系統(tǒng)實現(xiàn)純電動行駛的前提是閉缸技術(shù),而且發(fā)動機曲軸與電機是連在一起的,當(dāng)車輛以純電動狀態(tài)行駛時,發(fā)動機雖然停止供油但氣缸與曲軸仍保持運轉(zhuǎn),或多或少會消耗電能。而豐田、日產(chǎn)等品牌的混合動力系統(tǒng)以純電動行駛時,會通過行星齒輪或離合器將發(fā)動機與電動機的連接“中斷”,對電能的消耗更少,技術(shù)比本田通過VCM可變氣缸管理系統(tǒng)所實現(xiàn)的閉缸更為先進。
至于變速箱,則沒有什么值得太多介紹的,目前市面上能見到的大部分混合動力車型都采用了CVT變速箱,優(yōu)點除了可以讓“換擋”更為平順之外,更關(guān)鍵的是相比于傳統(tǒng)自動變速箱,CVT更容易與發(fā)動機、電動機相匹配,從而提高傳動效率。
此外,還有一個英文全稱為Intelligent Power Unit的IPU智能動力單元,它被布置在車體后部的備胎下方。
● 混合動力系統(tǒng)按“混合比例“來分共有四類,本田IMA系統(tǒng)屬于中度混合動力
目前市面上的混合動力中“混合比例”來看可分為四類,分別為:微混合動力(簡稱微混,后以此類推)、輕度混合動力(簡稱:輕混)、中度混合動力(簡稱中混)與重度混合動力(重混)這四大類,其中微混主要是擁有發(fā)動機啟停技術(shù)、而輕混在微混的基礎(chǔ)上增加了制動能量回收功能,一般來說,這種模式下電機所提供的功率占車輛總功率的比重較低,目前國內(nèi)能見到的諸如混合動力版榮威750、奔馳S400L Hybrid等車型都是屬于輕混的類型。
至于中混,基本技術(shù)與輕混類似,但電能可以與發(fā)動機協(xié)作驅(qū)動車輛,并在一定條件下可實現(xiàn)純電力行駛,目前本田IMA混合動力系統(tǒng)就屬于這一類。至于重混,代表車型為豐田普銳斯、雷克薩斯CT200h、RX450h等,這類車型最大的特點是可實現(xiàn)較長距離的純電動行駛(大約3-5公里),電機占據(jù)整車功率輸出的比重較高。
本田IMA系統(tǒng)屬于中度混合系統(tǒng)的行列,雖然從技術(shù)層面來看可能不及采用重度混合動力系統(tǒng)的豐田系列車型那么先進,也無法實現(xiàn)相對較長距離的純電動行駛,但好處在于本田IMA系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單、緊湊,制造成本相對較低,對車內(nèi)空間占用較少而且對整車重量影響不大。
五種動力模式:低速時可實現(xiàn)全電力驅(qū)動
本田IMA混合動力系統(tǒng)一共有5種工況模式,其中車輛在起步加速階段、急加速以及高速行駛階段發(fā)動機與電動機共同出力,可以提升車輛的動力性能。當(dāng)車輛低速行駛時,發(fā)動機氣缸關(guān)閉,車輛能進行全電力驅(qū)動,但速度不能高于約40公里/小時。當(dāng)車輛在普通加速階段,完全由發(fā)動機驅(qū)動,電動機退出工作,并用發(fā)動機的動能進行充電。
當(dāng)車輛減速制動時,發(fā)動機停止工作,車輛進行能量回收,為電池組充電。當(dāng)車輛怠速時,發(fā)動機也會自動停止工作,從而降低油耗,當(dāng)然,此時車輛的空調(diào)系統(tǒng)也將不會提供冷氣,而只是送風(fēng)。
● i-DCD智能雙離合驅(qū)動系統(tǒng)以及i-MMD智能多模式驅(qū)動系統(tǒng)
其它混合動力系統(tǒng)在工況的控制邏輯上與IMA系統(tǒng)基本相同,而下面要提到的i-DCD智能雙離合驅(qū)動系統(tǒng)以及i-MMD智能多模式驅(qū)動系統(tǒng),它們之間在結(jié)構(gòu)上有著本質(zhì)的不同。
i-DCD智能雙離合驅(qū)動系統(tǒng)
i-DCD智能雙離合驅(qū)動系統(tǒng)包括了一臺1.5升阿特金森循環(huán)發(fā)動機以及一臺集成了電動機的7擋雙離合變速箱。眾所周知,相比之下,阿特金森循環(huán)發(fā)動機在燃油經(jīng)濟性方面的表現(xiàn)具有一定優(yōu)勢,不過,阿特金森循環(huán)在低轉(zhuǎn)速以及高轉(zhuǎn)速區(qū)域內(nèi)的表現(xiàn)并不好,工程師利用i-VTEC可變氣門升程技術(shù)來彌補這一缺陷。
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