挑戰(zhàn)豐田!本田開發(fā)出“追求效率”的新型混合動力系統(tǒng)
能以技術實力正面挑戰(zhàn)“普銳斯”的混合動力系統(tǒng)似將問世。本田于2010年12月宣布將開始電動車輛的驗證實驗,并公開了計劃2012年實用化的插電式混合動力車(PHEV)和電動汽車(EV)的試制車型。
值得關注的是PHEV(圖1)。本田對混合動力系統(tǒng)采用了驅動再生用和發(fā)電用兩個馬達的串并聯方式注1)。這是與普銳斯相同的方式,雖然復雜但效率高,容易實現高燃效。此前中型車用串并聯系統(tǒng)事實上實現量產的只有豐田汽車一家,其在混合動力車(HEV)開發(fā)上占有絕對優(yōu)勢的根源就在于這一系統(tǒng)注2)。
注1) 本田一直在開發(fā)面向“飛度”等小型車的單馬達式簡單混合動力系統(tǒng)“IMA”。不過,IMA的馬達較小,只有10kW,不適合中~大型車。此次開發(fā)的系統(tǒng)以中~大型車為對象。
注2) 通用汽車的大型HEV“Tahoe”和中型PHEV“Volt”一般認為是串并聯方式。不過,Volt目前只在部分地區(qū)少量銷售。
圖1:瞄準推行HEV的本田的PHEV
本田開發(fā)出了混合動力系統(tǒng)采用雙馬達的PHEV試制車。馬達有驅動再生用馬達和發(fā)電用馬達,并排設置在阿特金森循環(huán)發(fā)動機旁邊?;A車輛采用的是中~大型轎車“Inspire”(在美國是“ACCORD”)。這種構造比較容易改成HEV。
對此,本田決定發(fā)起挑戰(zhàn)。本田提出了不同于豐田汽車的發(fā)動機和馬達可獨立控制的構造。負責開發(fā)的本田技術研究所汽車RD中心主任研究員櫛田孝隆表示:“我們制作了效率最高的系統(tǒng)”,顯示了本田“超越豐田”的自信。
以獨立驅動實現自由控制
本田未公布使發(fā)動機和兩個馬達完全分離措施的詳情,只說在發(fā)動機旁邊并排放置兩個馬達但不直接相連,未使用變速箱和行星齒輪。由此可實現單憑馬達的EV行駛及單憑發(fā)動機的行駛、以發(fā)動機和馬達共同行駛和發(fā)電用馬達為電池充電等“各種驅動形態(tài)的自由控制”(櫛田)。由此推斷似乎構建了使用離合器等分離措施的構造。
豐田汽車的“THS Ⅱ”雖是目前完成度最高的混合動力系統(tǒng),但其可悲之處在于無法獨立控制發(fā)動機和兩個馬達。因為其三個動力源與行星齒輪的三個齒輪直接相連。比如,高速巡航時,即使只使用發(fā)動機效率就很高時,但馬達還是聯動運行。這是效率降低的一大原因。
本田的系統(tǒng)在“發(fā)動機效率高時,可以只使用發(fā)動機”(櫛田)等方面可以說更為出色。發(fā)動機使用的是排量2.0L的阿特金森循環(huán)*,與功率高達120kW的驅動再生用馬達和估計約100kW的發(fā)電用馬達配套使用。
*阿特金森循環(huán):使膨脹比大于壓縮比,從而改善了熱效率的內燃機構造。輸出功率雖減小,但在HEV中用馬達補充。
此次的試制車是PHEV,因此配備了能從車外充電的功能,其構成如果去除該充電部件減小電池容量,“基本上可以直接用于HEV”(本田代表董事社長伊東孝紳)。發(fā)動機及馬達等在HEV上使用的部件配備在車輛前部,充電相關部件等配備在后部的行李艙附近。去掉后部的部件,就變成了HEV。
鋰離子充電電池方面,將容量6kWh的電池組設置在了行李艙內。電池單元使用的是本田與GS湯淺公司的合資公司Blue Energy制造的電池。
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