丰田本田日产比亚迪等国内外主流企业混合动力技术解密
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随着全球对环境保护及能源利用的重视,很多国家已经开始表达意向甚至给出时间表禁止纯燃油汽车的销售;电动汽车由于电池的瓶颈,普及和盈利还需要很大突破,混合动力系统会在未来的汽车销售中占据很大的比例,因此混合动力关键技术也得到新能源汽车专家关注点之一。
结合目前市场需求及丰田普锐斯/本田/ / 日产的成功案例 ,加之自动变速器尚待大规模产业化检验,很多企业也开始研发自己的混合动力系统或增程式系统,并大量布局新能源混合动力系统。
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一家丰田
4月3日日本丰田汽车宣布,无偿开放混合动力汽车技术专利,一直以来,在汽车圈都有这样一句话,“世界上有两种混动,一种是丰田混动,一种是其他混动”。
毫无疑问,丰田在混动系统上有很高的造诣,丰田THS系统都被认为是最完美的混动方案。
丰田的混动技术是最早实用化的混合动力技术,在1997年就推出了第一代普锐斯PRIUS(最早的混合动力车)。
THS系统
丰田的混动系统THS(英文简称),至今已经有20年历史。如今丰田混动系统已经进化到第四代的THS-Ⅱ(国内常称为THS-IV),旗下的混动车(普锐斯、凯美瑞、雷凌、雷克萨斯)均都使用这套系统。另外,丰田e-cvt混动的变速箱技术授权给通用和福特使用(如君越混动、蒙迪欧混动搭载的就是这款技术。)
E- CVT
丰田混动系统THS的核心组件是一套E-CVT的行星齿轮变速箱。说到E-CVT,大家肯定想知道它与cvt有何不同?
E-CVT(中间有横杠) 与ECVT(没有横杠)不是一回事。'ECVT'是一款由日本富士重工与荷兰VDT公司共同开发的电控机械式无级变速器,与'CVT'并无本质区别。
内部机构:e-cvt内部结构没有cvt内部的椎盘和传动钢带这些部件,而存在着像at变速箱内部的行星齿轮机构。
运行工作:E-CVT要承担两种动力的传递,即汽油发动机所产生的动力以及电动机所产生的动力。
一汽通用轻型商用汽车有限公司优势:实现无顿挫无级变速,不用离合器,简化了变速箱。劣势:非常致命,维持档位时候要消耗电能,持续的消耗电能,虽然可以通过另外一个电机充电。
那么e-cvt与cvt有何相同之处?
E-CVT和CVT都能够让发动机和车轮之间的总传动比始终保持在连续且线性的变化,而且它们给驾驶员的感官感觉也是非常相近的,车辆无论是加速还是减速,都感觉不到明显的'换挡'过程,有着平顺的驾驶体验。
对于丰田无偿开放混合动力汽车技术专利这件事,小编的看法是,纯电动技术近乎发疯般的扩张,让混动逐渐被边缘化,对混动向来中意,甚至一意孤行在人潮中显得有点叛逆的丰田,怎么能放得下它那颗混动梦。
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所以开放混动专利,吸引和自己一样“志同道合”的朋友,来尽量扩张逐渐“被萎靡”的混动市场,来榨取混动技术的任何一滴价值。
和大众等德系车企的抗衡、对混动边缘化的不甘心和挽救,包括借此实现自身纯电技术的推进,都囊括在丰田的“野心”二字里面。
开放专利后,是否会对丰田自身形成威胁?至于未来丰田混合技术走向哪里,让我们拭目以待!
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二家本田
丰田作为混动系统的先行者,掌握着大量核心专利,使得汽车厂商陷入两难境地,要么向丰田缴纳大笔专利费(如福特),要么下苦工研发新技术,而'技术宅'本田,毅然选择后者。
为了在混动领域实现弯道超车,本田从自己的优势(发动机领域)下手。于是选择双电机非直连式混机构,经过漫长研发,本田的i-MMD混动系统出炉了。
i- MMD
本田i-MMD混动系统的构成是通过阿特金森循环发动机、E-CVT、智能动力单元IPU和动力控制单元PCU等组合在一起。
本田iMMD混动系统有何优势?下面我们举个例子。
以第十代雅阁锐.混动为例,其搭载了2.0L阿特森循环DOHC i-VTEC发动机。最高最高功率达到107kW/6200rpm。最大扭矩达到175N·m/3500rpm。
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优点:油耗低,比丰田THS(如混动凯美瑞)降低0.5~1L/100km; 动力表现优秀,在0-100加速性能在8秒左右,比2.4的燃油车还有快。缺点:在低转速时效率低、扭矩较差。
目前本田的混动技术可以分为三种:
i-DCD:主要搭载在小型车上的单电机混动系统,例如日版的飞度混动;
i-MMD:主要搭载在中型车上的双电机混动系统,例如国内的雅阁混动;
SH-AWD:主要搭载在大型车或跑车上的三电机混动系统,例如讴歌 NSX。
那么两田的混动技术有何不同?
两田比较,发现丰田趋向于'油为主,电为辅',而本田更趋向于'电为主,油为辅'的动力输出方式。那么问题来了,两者谁的技术能笑到最后? 
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三家日产
丰田、本田等知名车企推出混合动力汽车后,日产也不甘落后。2016年12月发布了NOTE e-POWER系统(只能加油的纯电动汽车),这是一款对小型车'NOTE'进行局部改良,配备了混合动力技术'e-POWER'的车型。在上市一个月内,没有政策优惠的情况下,收到超过两万台订单,在两个月击败普锐斯,占据日本汽车销量榜榜首。
日产NOTE e-POWER混动系统
NOTE e-POWER 采用串联混动, 1.2升的三缸汽油发动机只作为发电机,并不驱动轮胎,轮胎纯粹由电动机驱动。(简而言之,这是一台不能充电,但自带发电机的纯电动汽车)。目前在国内仅有一款在售的混动力车型(楼兰混合动力版)。
与同为并联的本田IMA相比,日产这套系统的发动机与电机之间加了一个离合器,在纯电动/制动回馈时可以控制离合器分离一避免倒托发动机,效率更高。
但离合器带来了离合器分离/结合时的抖动问题、频繁StartStop时的离合器过热问题、离合器分离/结合时的动力输出延迟等技术问题,待到何时有解决方案?
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四家通用
上面我们有提到,通用的油电混动系统来自于丰田技术,与THS结构类似,只有在一些细微差别。具体到车型上,别克君越30H混动版和雪佛兰迈锐宝XH混动版。它们的混动系统是由一台94kw的1.8L自然吸气发动机(不是阿特金森循环发动机)和一台114kw电动机构成,加上1.5kwh容量的锂电池组。
别克君越30H