i-MMD VS THS II,霸主之争?

丰田和本田的混合动力发展之路,丰田一开始就凭Prius轻松地坐上混合动力霸主的宝座,而本田却显得一路坎坷,直到SPORT HYBRID系列的诞生,本田大有急起直追之势。现在丰田和本田都有十分先进的混合动力技术,而这也是本期向大家介绍的内容。

i-MMD VS THS II,霸主之争?

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简单却好使——本田i-MMD

本田i-MMD混合动力系统在结构上并不复杂,最新的第三代系统主要由阿特金森循环的DOHC i-VTEC发动机、发电与驱动双电机、连接发动机的离合器、PCU动力控制单元和内含高功率锂离子电池组和DC/DC转换器的IPU智能动力单元这五大部分组成。与第二代系统相比,结构基本一致,主要是整体性能的提升和优化。

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没有复杂的行星齿轮,i-MMD靠的就是一个发动机、一个离合器和两台电机,根据工况在电机驱动、混合驱动和发动机驱动3种驱动模式之间自由切换:

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在起步或低速行驶时,发动机关闭、离合器断开,以电动机独立驱动车轮,但由于电池容量较小,纯电续航里程只有几公里。当制动或减速时,电机将回收电能并给电池充电,像雅阁锐·混动方向盘后的拨片并不是用来换挡,而是调节动能回收的力度。

需要加速或中速行驶时,发动机启动但离合器依然断开,进入类似增程式电动车的串联混合动力状态,即混合驱动模式。此时,发动机负责带动发电机给驱动电机提供动力,而不参与驱动车轮,富余电量将会储藏到电池中。

高速巡航时,离合器结合齿比固定的减速器,发动机直接驱动车轮。严格来说,本田i-MMD系统没有传统意义上的变速箱!

要么由电机直接驱动、要么由发动机直接驱动,充分发挥发动机与电机各自的性能和优势,省却行星齿轮这个复杂的机构,便是本田i-MMD混合动力系统的巧妙之处。

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第十代雅阁锐·混动搭载的便是第三代i-MMD,沿用上一代的2.0L阿特金森循环发动机的缸体,改用流量更大的EGR废气循环阀并优化整个进气通道,再将压缩比提升到13.5:1,使最大热效率提高到40.6%。同时,内含锂离子电池组的IPU动力单元的体积减小32%,能够塞进后排座椅下方,无需再占用行李箱的空间。

顺便一提,第三代系统电机所用的钕磁铁已不再含有重稀土元素,对于稀土资源稀缺的日本车企来说具有十分重要的意义!

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殊途同归——丰田THS-II

从THS进化到THS-II,丰田没有改变系统的整体结构,而是在PCU动力控制单元中加入升压电路,并改用高能量密度的镍氢电池,令202V的电池组可向电机输出500V电压,为大功率电机提供足够的能量,使电机的性能比第一代提升1.5倍。而性能更强的电机在提高混合动力车油门响应速度以及运行平稳性的同时,也让丰田的混合动力系统具备纯电动行驶能力,虽然也只有几公里。

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此外,还有来自TNGA架构的全新高热效率发动机,以及用平衡轴齿轮减速器或者共轴行星齿轮替换驱动电机的链条减速器。升压电路、行星齿轮功率分流器、MG1发电机、MG2驱动电机、发动机以及PCU动力控制单元,这就是第二代THS系统的主要部件!

尽管不同工作模式下的动力分配路径各有不同,但发动机、电动机和行星齿轮却始终连在一起,中间并没有离合器能把发动机从中分离出去。这意味着以纯电动模式行驶时,发动机无法真正停转,只能靠两台电机同时反向运转来“抵消”相应的机械运转,导致在纯电动模式下性能受限。

值得一提的是,在推出THS-II混合动力系统的同时,丰田还把EV纯电动车、HV混合动力车、PHV插电式混合动力车、FCV燃料电池车等新能源车都归入“Hybrid Synergy Drive”子品牌名下,并以Prius的混合动力系统作为基础内核。

因此,每当Prius换代或升级动力系统,丰田就会声称发布新一代HSD混合动力系统。但实际上,HSD并没有取代THS,第八代凯美瑞所用的混合动力系统还是THS-II,只是有部分资料在介绍丰田的混合动力系统时用过类似“THS-III”的命名而已。无论官方口径怎样变化,THS混合动力系统的基本结构却从未变过:一组行星齿轮连接着一台发动机与两台电机!

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相比上一代凯美瑞用的混合动力系统,新一代在布局上有所变化,比如把原来同轴连接的两个电机改成异轴连接;换用封装尺寸更小的镍氢电池后,电池可以从行李箱移到后排座椅下方,释放出更多的行李厢空间(和新一代雅阁锐·混动的默契之处);PCU动力控制单元等模块也全都经过轻量化处理……反正整套混合动力系统比以往更小巧。

在工作模式方面,第八代凯美瑞双擎只有纯电与混合驱动两种模式,但在混合驱动模式中可根据经济巡航、强力加速、减速制动等驾驶需求,采用不同的动力分配模式。简单来讲,在经济巡航时,车辆主要靠发动机驱动,并用MG1发电机收集多余能量为电池充电,而MG2驱动电机只在必要时辅助发动机驱动车辆;在强力加速时,发动机与MG2驱动电机共同驱动车辆,并由电池组为MG2提供足够的能量。

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谁胜谁负?

就目前来看,尽管本田i-MMD与丰田THS都是一台发动机配两台电机的混合动力系统,但二者却有本质的不同。本田的i-MMD混合动力系统胜在结构简单,并且可以让发动机脱离驱动回路,从而充分发挥电机的性能,但这也意味着,它需要性能强大又稳定的电机和高能量密度的电池组。

丰田THS混合动力系统的发动机虽然始终都要参与驱动车轮的工作,以至于浪费少许能量,但丰田凭借多年的调校经验让整套系统得以流畅运转,并且对电机与电池的性能也没有苛刻的要求。

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可以说,这两套混合动力系统一时之间还很难分出胜负,当然,未来可不好说!毕竟只要纯电动动力系统一天没有成为主流,汽车厂商就会继续挖掘混合动力系统的潜力──不光是本田i-MMD与丰田THS会这样,所有混合动力系统均是如此!


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