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混合动力
电动车是一种有发动机和电机两种动力源的汽车。通过使用电机来补充发动机的低效部分,大大提高了燃油效率。丰田汽车公司是世界上第一家推出混合动力车量产的公司。随着1997年普锐斯的上市,混合动力汽车不仅在日本,而且在全世界都非常受欢迎。
然而,是本田在普锐斯之后推出了混合动力汽车,普锐斯的竞争对手本田思域于1999年发布。从第一代本田思域开始,本田的混动系统就走了一条与丰田不同的道路,一直走自己的系统配置,直到今天。让我们回顾一下这样一个早期的本田混动系统,看看现在的系统的演变。
本田最早的混合动力车本田思域的混合动力系统被称为“本田IMA系统”,其结构与丰田引以为傲的THS()明显不同。
IMA的正式名称是“本田集成电机辅助系统”,属于并联混合动力系统。丰田的THS是一个系统,它有两个电机,一个发电电机和一个牵引电机,并通过行星齿轮装置将发动机与这些电机连接起来。通过这套系统,你可以在发电、电机驱动和发动机驱动之间灵活切换,实现高燃油效率。
20年来,丰田一直在不断改进和采用这一系统,除了THS,很少有其他公司采用这一系统。然而,本田的IMA,顾名思义,是一个使用电动机来辅助发动机的系统。在IMA,主要的驱动力是发动机。当发动机扭矩不足以增加发动机扭矩时,电机运行。这样,在加速过程中,发动机转速可以保持适中,从而有助于提高燃油效率。
因为IMA只需要一个电机,所以结构简单,成本优势高,可以做到小巧轻便。与THS不同,IMA需要变速箱,但它也可以与手动挡汽车结合使用。它易于在现有的电力系统上进行修改和安装,并且不需要像THS那样的特殊系统。该电机也可用作发动机起动机。通过取消现有的启动电机,增加怠速停止系统,可以有效提高燃油效率。
一旦引入IMA,它在成本和燃油效率方面与THS相比具有许多优势和竞争力。另一方面,随着模式的增多,IMA和THS的差异和劣势也越来越明显。虽然THS可以单独使用电动机,但IMA不能单独使用电动机,因为发动机和电动机是直接相连的。
所以,虽然THS可以通过扩大电机的工作范围来提高燃油效率,但IMA在结构上做不到,THS在燃油效率上更有优势的情况也在逐渐增多。上一代IMA只允许在低速范围内进行有限的电机驱动,但基本结构的差异仍然是个问题。
另外,虽然THS可以在发动机停止的时候安静的运行,但是IMA的运行声音和普通汽油车是一样的,因为发动机一直在运转。丰田的混动车是其安静的吸引力之一,但本田在这一点上的不足也是销量上的劣势。
但是简洁、小巧、轻便的优点并没有改变。本田的单电机混合动力车今天依然存在。此外,本田正在开发一种混合动力系统,这种系统强调燃油效率。
目前,本田有三种不同的混合动力系统,每种系统的安装和使用都是正确的。
1.运动混合i-DCD系统
I-DCD系统是紧凑型轿车的混合动力系统,是IMA系统的直接继承者。正式命名为“本田运动混动智能双离合驱动”是这套系统的一大特色。
与IMA一样,i-DCD系统由单个电机组成,但主要区别在于发动机和电机可以通过离合器分开。结果,仅电动机可以用于驱动,并且可以执行完全的EV驱动。通过这种结构,i-DCD在电动汽车驾驶中实现了高燃油效率和安静,使其成为一个高效的系统。
另一个特点是将组合变速箱改为自动变速箱,称为DCT (powershift),取消了传统的at和MT,DCT是一种带有MT自动换挡机构的变速箱,在燃油效率和动力传递效率上均优于之前的at。常用于汽油车,但结合强大的混合动力系统,是本田独有的。
IMA发生器也有传输效率低的问题,但是DCT也可以改善这一点。I-DCD搭载在本田的小型车级别,也充分发挥了IMA的成本优势。
I-MMD系统在发动机和动力轴之间装有两种电机,但与THS不同的是,它不是由行星齿轮装置连接,只有一个通用的减速机构。这是因为i-MMD使用的电机和发动机与传统的混合动力汽车不同。在中低速范围内,车辆只靠电机行驶。
在此期间,只有电机与动力轴相连,因此电机可以直接控制转数,而无需变速器。发动机主要是在电机运转时与发电电机连接,利用发动机的动力发电,并将动力传递给驱动电机。再生制动是提高混合动力汽车效率的关键。其他时间动力不足时,由发动机动力产生,牵引电机单独产生行驶所需的动力。
所以搭载i-MMD系统的混动车驾驶体验和电动车差不多,扭矩加速感是丰田混动车不具备的吸引力。而i-MMD的设计在高速行驶区间主要依靠发动机,通过切换系统中的离合器来完成切换。
通过将发动机的驾驶场景限制在高速范围内,所需的减速器只用于高速旋转,不需要变速器。因此,由于省略了复杂的传动系统,结构紧凑简单,又由于不需要行星齿轮装置,所以比THS性价比高。I-MMD在燃油效率方面具有与THS相同的性能,并被部署在强调燃油效率的车辆上。
SH-AWD系统是AWD的混合动力系统(全轮驱动),它是三者的结合
电机的系统。正式名称是“运动混动超处理全轮驱动”。SH-AWD本身就是第一个建立在汽油动力汽车上的技术,它的特点是可以自由控制前后轮和后轮左右驱动力的系统,不需要中央差速器。汽油车的优点是采用电磁离合器和液压系统控制,根据路况分配驱动力,通过改变左右驱动轮的扭矩来提高转弯性能。SH-AWD将这一特性集成到混合动力系统中,在后轮上安装左右独立的驱动电机,而不是电磁离合器。
发动机和变速箱之间还有驱动电机和发电电机,构成了一个将三个电机合二为一的系统。发动机那侧的电机,和上面说的i-DCD系统一样,现在是V6发动机和DCT变速箱相结合的系统。SH-AWD仅安装在有限数量的本田车型上,用于需要高驾驶性能的车型。特别是NSX,本田最好的跑车,采用了这个系统。
本田在国际上被视为和日本厂商一样的高可靠厂商,但却因混合动力车召回事件而闻名。上述i-DCD系统混合动力汽车经常出现问题,代表车型飞度混合动力汽车已被召回7次。
最大的原因是i-DCD采用的DCT,大部分召回集中在这个DCT的控制和离合关系上。事实上,这种被称为DCT的变速器经常给其他厂商带来麻烦,而且由于大众等海外厂商的积极采用,它也有频繁召回的历史。DCT是通过两个电磁离合器自动控制MT换挡的系统。但是,如果在操作过程中频繁换档,离合器将会负载过重,容易出现故障。
虽然欧洲没有那么多问题,但在中国的道路环境下,DCT的负荷比预想的要高,厂家频繁召回。本田走了同样的路,导致了i-DCD的召回。I-DCD混合动力系统本身并没有被召回,并且出现了几个与发动机相关的问题,其中大部分是由于变速箱的问题。事实上,i-DCD的前身IMA并没有采用DCT,也没有频繁的召回。
另外,除了i-DCD以外的i-MMD系统都没有这样的召回,i-DCD混合DCT的组合才是问题的根源。如今i-DCD通过多次召回提高了可靠性,但结构性弱点依然存在,不得不说可靠性低于其他系统。本田在引入这些新技术后往往会频繁召回,i-DCD可以说是其中之一。
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