卧榻之侧有本田,丰田混动技术是如何被逆袭的?

技术 发布于:2018-11-08 18:24:49

“这个世界上,只有两种混动技术,一种是丰田,还有一种是其他”。

这句话当然不是我说的,估计是衍生自整个行业过去20年间被丰田混动技术支配的恐惧。

本田和丰田的混动系统到底有什么不同?

丰田也没手软,出门右转就拿下了20年的专利保护期,大杀四方,混动车型销量超过1200万台,真是拿着望远镜也看不到身后有人在追;

直到这位不信命的本田君,凭借自身的不懈努力,勤学苦练,总算是逼平了身位,赢得了众人的喝彩,毕竟一招吃尽20年的好日子任谁都看不下去了。

本田和丰田的混动系统到底有什么不同?

一边是天赋异禀的丰田THS II行星齿轮机构的双电机直连混动系统,一边是稳扎稳打甚至有后来居上之势的本田i-MMD双电机非直连混动系统。

自此,混动技术哪家强的争论就再也没停过了。

第一回:行星齿轮组夺先机 双电机系统有巧劲

作为这个星球上诞生最早、结构最精妙、销量最广的混动技术,丰田THS系统的行星齿轮机构犹如刚出场就会使降龙十八掌+擒龙功的乔峰,出场就是满级,完全没有给其他玩家学(作)习(弊)的机会。

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第八代凯美瑞混动

再看本田就苦逼多了,抄丰田吧那是万万不能的,苦思冥想搞出了了一套非等功率的电传动逻辑,并且在发动机高速区间通过离合器能够与输出端直连,以此克服了电传动的低效区间。

同时日复一日的精进每一个部件、环节。就像是出场晚了半本书的虚竹,开窍之前在少林寺挑了23年的粪,一路打怪升级,经过一番磨炼i-MMD混动系统才算是功德圆满。

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第十代雅阁锐·混动

来看结构,二者就显露出了差异,例如全新第八代凯美瑞包括一台新2.5L的直列四缸发动机、一套最新的THS II电子无级变速器(也就是E-CVT)、一组镍氢混合动力电池组、以及能量控制单元(PCU)。

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再看雅阁,使用2.0L阿特金森循环自然吸气发动机+双电机的系统驱动车辆、前部放置PCU,电池组依然位于后部,但是雅阁则使用了锂电池,在电池的选用角度来说,丰田更加传统和看重循环寿命,而本田则更注重同等容量下的体积表现。

本田和丰田的混动系统到底有什么不同?

这下也明了了,最核心的差异就在E-CVT无级变速器以及双电机(电CVT)结构上了。

小结一下:本田i-MMD系统比较简单粗暴,没有丰田THS II的行星齿轮机构那样复杂,发动机既可以直接通过离合器驱动车轮,也可以通过电机输出,而丰田的THS II发动机只能通过复杂的行星齿轮组来输出。

第二回:富二代天生据奇功 技术宅漫漫长征路

作为混动系统的动力源头,发动机自身的素质是不能落下的。

第八代凯美瑞采用的是全新的2.5L自然吸气发动机,热效率高达41%,有多高?这是目前量产车型热效率最高的发动机了。

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全新的2.5L阿特金森循环发动机通过强化滚流、改善喷油雾化形状后的双喷射、减少排气冷却机械运转等各类能量损失、各部件全变电子化等多管齐下;提升了热效率、降低了油耗,同时也实现了高动力输出。最大功率131kW,最大扭矩221N·M(3600-5200rpm)。

而本田的新款2.0L阿特金森发动机也有不少改进,提升了EGR阀的流量、气门也采用了镜面抛光、最高热效率值和范围都获得了提升,最终斩获了40.6%的热效率,最大功率107kW,最大扭矩175N·m(3500rpm),热效率仅次于丰田2.5L混动发动机。

本田和丰田的混动系统到底有什么不同?

所以只看发动机的话,凯美瑞混动和雅阁混动都拥有市售发动机所罕见的宽阈热效率表现,说是神仙打架也不为过。

那索性就进入最核心的混动系统比较,差异更加凸显,依然先看丰田的。

丰田THS II混动系统最大的特点就是车辆速度本身不决定发动机转速,车辆负载也不决定发动机转矩,只要车在动,那么动力一定要通过行星齿轮机构的的两台电机再输出。

本田和丰田的混动系统到底有什么不同?

本田和丰田的混动系统到底有什么不同?

行星齿轮组的妙处就在于无论是行驶条件还是蓄电池的电量处于何种状态,均可以根据当前的工况得出最佳的发动机转速,进而和MG1配合之下永远处于最经济的工作区间。

当低速启动后,我们通过电池组驱动MG2进而带动MG1,发动机不介入的话MG1最高能达到10000rpm左右,此时如果再有更高的动力需求,就会启动发动机。所以每当我们在低速这种发动机的低效工作区间,总是会优先利用电能来驱动,直到达到发动机的高效区间时发动机就会启动。如果说在低速时用光了电量不足以驱动车辆,发动机也会启动。

本田和丰田的混动系统到底有什么不同?

更妙的是,丰田THS II混动系统在这些工况中都能为利用发动机输出的过剩能量为电池充电,假如MG2获得的动力已经满足当前的行驶需求,此时MG1获得的一部分动力就不用辅助输出了,这部分能量将被储存到电池内,一点儿也不浪费。另外刹车时也能完成动能回收,通过车轮反拖MG2反转来为电池充电。

可见丰田THS II混动系统异常复杂,既实现了“无级变速”,还能够能量回收,只有在高速(也就是发动机最高效的工况)下,由于多转换了一道步骤且处于电传动的相对低效区间,可能会产生一定的能力损失。

再来看看雅阁的话,就会觉得简单明了许多。

卧榻之侧有本田,领先20年的丰田混动是如何被逆袭的?

本田和丰田的混动系统到底有什么不同?

雅阁混动的i-MMD结构就好理解太多了,中低速的时候,驱动完全由电机完成。一台电机用来发电,一台用来驱动车辆,达到类似于增程式的效果。高速工况时发动机可以通过离合器将动力直接输出到车轮,因此我们认为在高速巡航时i-MMD系统的理论效率更直接。

本田和丰田的混动系统到底有什么不同?

雅阁混动用电明显更勤快、范围更广,一般处于“没电就充,有电就多用电”这种状态,同时受制于结构,本田i-MMD系统的能量回收也主要通过制动、滑行时车轮带动电机来完成充电。

第三回:打榜实测互有胜负  后来居上前景可期

从理论上看,丰田THS II系统在应对复杂工况时更有针对性、更灵活,而本田i-MMD系统也不遑多让,采用了更简洁的结构,高速工况输出更加直接。

那么,放到实际测试当中又如何呢?不妨对照一下此前完成的凯美瑞混动、雅阁混当打榜成绩比一比高低。

本田和丰田的混动系统到底有什么不同?

从实际得分结果来看,两者相差也在毫厘之间,雅阁混动以2分的微弱优势拔得头筹,且两者均位于目前打榜排名的前排位置。

至于两者的差距,主要体现在凯美以4.2L/100km的油耗胜于雅阁的4.7L/100km(并非同一路况下测试,参考价值有限,雅阁在大电机的加持下加速成绩有优势、更换为不含重稀土的磁铁电机后,不到20万的起售价性价比又更为突出,因此得分相近甚至是有所反超也在情理之中了。

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第四回:两强相遇棋逢对手  若论高下双雄罢兵

就像乔峰后期并没有和虚竹打过架,我不能证明完全体的虚竹是否能击败乔峰,毕竟乔峰实战经验强悍(丰田销量霸主),而虚竹的实战经验稍逊(i-MMD有待大规模验证)。两套系统过于宏观,互有利弊。不能说i-MMD已经完成了对THS II的反超,只能说丰田混动技术已经遇到了实力相当,甚至在诸多细节更加可圈可点的对手。

就实际体验来看,凯美瑞混动拿来正常通勤似乎更容易得到更低的油耗,而雅阁混动则拥有更敏锐的动力响应以及性价比,也足够赢得大伙儿的青睐。

虽然丰田混动与本田混动在结构设计上有所殊途,但是在压榨内燃机工作在经济区间、配合电机削峰填谷来达到节能减排的目的,无疑是同归了。

这最终的结果,更像是英雄所见略同。

(皆电 宗泽)

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宗泽

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