M 本田i-MMD混动动力技术解析

▌本田官方表示,2016年即将在中国投放三款混合动力车型,这很有可能让本田这套混合动力系统成为接下来很长一段...



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▌本田官方表示,2016年即将在中国投放三款混合动力车型,这很有可能让本田这套混合动力系统成为接下来很长一段时间本田粉丝热衷讨论的话题。本田i-MMD混动系统和丰田“双擎”有什么区别?

◤ 在混合动力车逐渐开始发展的早期,众多车厂都开发过多种类型的混合动力系统,比如今日在混合动力车型方面最为人熟知的丰田,早期就曾有THS以及其正统后继THS-II系统、以及作为轻混合动力系统的THS-M和THS-C系统,但在很早之前,后两者就被废弃,不再于乘用车上使用(但在日野自动车开发的商用车上还有类似系统使用)。



相比丰田自动车为首的其他车厂,本田技研工业倒是显得特立独行。很早时候(准确的说是在丰田初代普锐斯仅仅发表两年之后的1999年),本田就发表了初代车型的Insight,随之发表的还有此车率先采用的被称为“IMA”(Honda Integrated Motor Assist System)的轻混合动力系统。
▼ 搭载IMA混合动力系统的本田Insight


就像丰田在近年来(于乘用车领域)完全放弃了节能能力一般的THS-M和THS-C一样,本田的IMA作为同样节能性一般的轻混合动力系统,也被本田断然放弃。但不同于丰田、通用、三菱这三位同样拥有优秀的混合动力系统的车厂,基本只大力发展一种类型的混合动力系统的情况,本田于2012年年末对外正式发表新一代混合动力系统“SPORT HYBRID”之时,一口气对外发表了三种新的混合动力系统:

SPORT HYBRID i-DCD系统(使用一颗电动机)

SPORT HYBRID i-MMD系统(使用两颗电动机)

SPORT HYBRID SH-AWD系统(使用三颗电动机)

SPORT HYBRID i-DCD(为行文方便,下文中大多数情况下将简称为“i-DCD”)混合动力系统运用于飞度HYBRID、缤智HYBRID、GRACE HYBRID、SHUTTLE HYBRID、杰德HYBRID这五款车型,其中除去杰德HYBRID为Compact(紧凑级)级别之外,其他均为Subcompact(轻紧凑级)级别。
飞度HYBRID
GRACE HYBRID
缤智HYBRID
杰德HYBRID
SHUTTLE HYBRID


SPORT HYBRID i-MMD(为行文方便,下文中大多数情况下将简称为“i-MMD”)混合动力系统则被运用于雅阁HYBRID、雅阁PLUG-IN HYBRID和奥德赛HYBRID(2015年度东京国际车展初发表,2016年2月上旬日本市场贩卖预定)三款车,均为Mid-size(中级)级别。
雅阁HYBRID
奥德赛HYBRID


SPORT HYBRID SH-AWD则是旗舰车种的专属品,只被运用于本田LEGEND/讴歌RLX HYBRID、以及NSX这两款车型之上。作为能为车辆的行驶性能带来绝大提高,但成本和复杂度都达到了空前水平的混合动力系统,这一系统并无推广于非旗舰车种的计划。
▼ 本田LEGEND
▼ 讴歌NSX


在未来数年内,SPORT HYBRID i-DCD混合动力系统的适用范围基本不会再行扩展,而拥有现时下量产车型所使用的混合动力系统中最高效率水平的SPORT HYBRID i-MMD混合动力系统,则会成为本田混合动力系统中的真正中流砥柱。

*特别说明:本文中关于i-MMD系统的构造、细节等方面均以现款雅阁HYBRID为准,今年下半年将于我国市场现身的车型则为MMC后的车型,具体细节将有众多不同之处。

◤ 以美国仕样雅阁HYBRID搭载的i-MMD系统来说,这套系统的驱动装置主要由LFA1型2.0L直列四缸自然吸气发动机(日本仕样车为LFA型)和作为驱动电机的MF8型交流同步电动机、发电机、PCU、布置于后轴附近的锂离子二次电池组等部品组成。





而与大家相对更熟悉的丰田THS-II混合动力系统相比较而言,虽然都采用了两台电动机,但本田i-MMD混合动力系统采用了更简洁的串联式构造,而非混联式构造。

具体来说,本田i-MMD混合动力系统具有三种运作模式:1,EV Drive Mode,亦即纯电动驱动模式;2,Hybrid Drive Mode,亦即混合动力驱动模式;3,Engine Drive Mode,亦即发动机驱动模式。其中,前两种模式下,均由电动机驱动车辆,也就是说,哪怕在第二种模式,亦即混合动力驱动模式下,发动机也只是通过运转来驱动发电机,为驱动电机供电(当然,如果需要更大的电能,此时电池组也会同时对驱动电机供电)。
EV Drive Mode、Hybrid Drive Mode、Engine Drive Mode,三种模式动力输出示意图。


这也是本田i-MMD系统与丰田THS-II混合动力系统最大的区别,前者在绝大多数工况下,驱动车轮的都是电动机,少数工况下,亦即发动机可以发挥其最大的效率的情况下,则直接通过离合器断开电动机,使用发动机通过减速齿轮组直接驱动车轮;而后者,无论任何工况下,都采用发动机和电动机始终通过作为动力分配机构(Power Split Device)的行星齿轮组互相连接,共同驱动车轮的运转方式,就算是在发动机或者电动机一者“停止工作”之时,也会因无法断开连接,而被另一者带动空转。
▼ 下面两部视频可以更直观的看出丰田和本田两种混合动力系统的工作差异。




另外,还有一点区别,因为构造上的不同,本田i-MMD系统中的驱动电机和发电机,角色始终不可互换,而丰田THS-II系统中的两颗电机,亦即丰田自动车称之为MOTOR 1(大多数工况下作为发电机使用)和MOTOR 2(大多数工况下作为驱动电机使用)的两颗电动机,在一些工况下,其角色会发生逆转,亦即会出现MOTOR 1作为驱动电机而MOTOR 2作为发电机的情况。



也就是说,本田i-MMD混合动力系统的根本诉求在于让电动机与发动机各自在其最擅长的领域工作,最大程度上的发挥其优势和效率。当然,这种设计,某种程度上也带来了标定方面的困难:驱动电机驱动车轮和发动机驱动车轮之间的互相切换瞬间,很容易造成顿挫。但显然,本田对这方面的困难进行了良好的克服,实际上,除了极为少见的情况下,搭载i-MMD混合动力系统的雅阁HYBRID,其动力输出的平顺性更胜于搭载丰田THS-II混合动力系统的车型(后文详述)。

◤ 与丰田THS-II混合动力系统相比,搭载i-MMD混合动力系统的车型需要动力更强大的电动机,同时,对发动机的热效率和功率输出要求也较高,但对扭矩输出要求并不高。因此,雅阁HYBRID所使用的MF8型电动机的动力输出达到了最大功率169ps/3857-8000rpm和最大扭矩307Nm/0-3857rpm的水平,不仅相较之同级的凯美瑞HYBRID所搭载的丰田2JM型电动机(143ps最大功率和270Nm最大扭矩)输出更大,甚至压倒了作为更高级车种的皇冠ATHLETE HYBRID/ROYAL HYBRID、皇冠MAJESTA四轮驱动版本、雷克萨斯IS300h、GS300h搭载的丰田1KM型电动机(143ps最大功率和300Nm最大扭矩)。
▼ 皇冠ATHLETE HYBRID


而作为【曾经】的全球量产汽油发动机当中热效率最高之一的本田LFA/LFA1型2.0L直列四缸发动机(具备电动VTC机构,可在行驶中实时进行阿特金森循环和奥拓循环的切换),其最大热效率高达惊人的39%的水平,其动力输出则为最大功率143ps/6200rpm、最大扭矩165Nm/3500-6000rpm。
▼ 2015年12月发表的丰田第四代普锐斯所搭载的改良型2ZR-FXE型发动机,其最大热效率可达40%,略微超越了本田的LFA/LFB型发动机的39%。




和绝大多数的重混类型的混合动力系统一样,本田i-MMD系统当中也不存在真正意义上的变速箱,同时,其传动机构比起使用复杂的行星齿轮组构造的丰田THS-II系统也要更为轻盈和简洁:雅阁HYBRID的传动方式为1,发动机→一级减速机(减速比:0.803,也就是说发动机的一级减速机实际上为增速)→最终减速机(减速比:3.421)→驱动轮;2,驱动电机→一级减速机(减速比2.450)→最终减速机(减速比:3.421)→驱动轮。



由于高出力电动机可以覆盖绝大多数工况,因此,本田技研方面将这款车在“Hybrid Drive Mode”和“EV Drive Mode”下的油门反应称之为“至今为止未曾体验过的优秀油门反应”,作为一家从来不以胡说八道为业的企业,他们确实所言非虚。

▌拉线式油门一般的畅快感

◤ 开门见山一点,雅阁HYBRID的动力水平基本上处于第九代雅阁的2.4L车型(CVT变速箱版本)和3.5L车型(好吧,我国内地市场没3.5L车型,就连我国台湾市场也没有…)的中间,其0-60MPH(约合0-96KM/H)加速时间约7.0秒,0-1/4英里加速则可在15.7秒内完成,这一成绩基本上类似于美国仕样车的雅阁SPORT(2.4L排量)的6MT车型——雅阁HYBRID的0-60MPH加速略慢一点,0-1/4英里加速则略快一点。



但是,她有显而易见的一点优势:得益于高出力驱动电机的使用,雅阁HYBRID具有雅阁3.5L车型甚至都不具备的优秀响应性,驾驶她简直就像是在加速过去年代里那些使用拉线式油门的V6发动机车型一般,甚至有过之而无不及,只要踩下油门,电动机会立刻反应,毫无电子式节气门通常都有的拖泥带水的感觉。



而且,不同于丰田凯美瑞HYBRID或者雷克萨斯ES300h哪怕是长时间高速巡航的状态,雅阁HYBRID也更不容易给人那种昏昏欲睡的感觉。也许她称不上驾驶起来很有趣,但绝对不是那种无聊类型的车。



得益于Blue Energy提供的专用型高容量的锂离子二次电池组的使用,在保证电池的使用寿命的同时,雅阁HYBRID也可以使用电池的总容量的较大比例。具体来讲,这一比例为电池总容量的50%前后,并且几乎永不满充满放,相比起丰田自动车使用镍氢电池组的众多车型,为了保证寿命只能使用电池组总容量的40%(准确的说是40%到80%的部分,电池在正常情况下永不满充满放),其EV模式下的行驶里程会有一定提高。



但是考虑到总的能耗和电池组寿命,和其他任何头脑理智的车厂所制造的混合动力车一样,雅阁HYBRID并不会长期处于“EV Drive Mode”下,那台效率极高的LFA1型发动机就会适时启动为电池组进行充电。


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