系统发动机-4、高效率化的电气系统:本田i-MMD混动技术在运行过程中-巨潮资讯网站

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                                GRF代表正式辞职

                                從我們的實測結果來看,無論空調處於開啟還是關閉狀態,INSPIRE和CR-V的「銳·混動」車型,在0-60km/h加速測試中,用時均小於自身的純燃油車型。不僅如此,0-100km/h與0-120km/h加速測試中,INSPIRE銳·混動用時也小於純燃油版,只是CR-V銳·混動的加速用時稍多於純燃油車型,究其原因,與CR-V銳·混動較純燃油車型,整車重量增加了83kg,以及測試車個體差異不無關係。

                                當然,這依舊佐證了本田i-MMD混動系統低速加速階段能夠「更快」,同時根據18米繞樁和麋鹿測試結果來看,INSPIRE和CR-V混動版本的「終速」均高於自身的純燃油車型,除了電動機具備更積極的油門響應外,整套系統對優化車身前後配重做出的貢獻更為重要。

                                在該細分市場中,最具代表性的當屬東風本田INSPIRE和CR-V的銳·混動車型,及其搭載的本田第三代i-MMD混動系統。除了相比純燃油版油耗更低外,駕乘體驗的升級,也是該混動系統為INSPIRE和CR-V兩款產品增色的地方。

                                此外,在測試過程中我們發現,東風本田「銳·混動」車型純電驅動的最高時速可達120km/h,而混動車型不僅裝備有可實現4級調節的能量回收裝置,且當電機驅動或處於動能回收狀態時,離合器都會解耦,以減少機械摩擦,避免效率損失。

                                e、伴隨電池功率、能量密度、冷卻效率的提升,以及輔助部件的小型化和輕量化設計,智能動力單元(IPU)體積與重量相比上一代分別降低了11%和6%。

                                c、驅動電機採用方形銅線與更高繞組密度,功率、扭矩分別較上代提升了11kW和8Nm,達到了135kW+315Nm,而體積和重量比上一代降低了23%;

                                加速超車:發動機維持開啟狀態,同時電機也加入驅動工作,兩者協力實現中高速超車,電池電量下降。

                                結構與第三代的進化點先來了解一下本田第三代本田i-MMD混動系統的結構吧,簡單的說,該系統由支持阿特金森和奧托雙循環切換的2.0L發動機、兩台電動機和一個直連模式離合器組成。作為本田i-MMD混動系統的核心,多平行軸綜合傳動裝置讓該系統擁有多種動力輸出模式,雖然沒有傳統變速箱中的液力變矩器等組件,但其設計思路與常規CVT變速箱較為相似,所以也被稱為e-CVT。

                                從測試結果來看,在各種工況下無論空調是否開啟,混合動力車型的油耗水平均低於燃油車,綜合平均節油率33.44%,最高節油率達到了驚人的58.53%。特別是能夠分別模擬城市環路和城區擁堵、反覆起停工況的「三環」和「紅綠燈」測試路段,實測結果顯示,在開空調且車輛處於頻繁起/停交替的過程中,本田i-MMD混動系統在低速採用電動機輸出的邏輯,對提升車輛燃油經濟性立竿見影。

                                反觀本田i-MMD混動系統,由於不存在齒輪切換的過程,其在平順性方面具有和CVT一樣的先天優勢。重點在於,從該系統的設計結構來看,唯一可能帶來頓挫感的地方,在於和發動機直連的離合器。當發生模式切換時,如純電動模式切換為混合驅動模式,發動機就需要介入工作,離合器從斷開變為閉合,協調不好便會帶來較大的扭矩衝擊。

                                不過在測試中我們發現,本田通過對電機、發動機和離合器的的精準控制,實現了頓挫的最小化。結合實際駕駛感受,發動機啟動和介入帶來的振動難以察覺,甚至比常見的發動機怠速啟/停裝置都要更勝一籌。

                                a、應用鏡面/充鈉氣門和高流量EGR閥等技術,減少熱損失且EGR通道內壓力損失降低了70%;

                                此外,2.0L發動機可輸出107kW最大功率和175Nm峰值扭矩,驅動電機的功率和扭矩分別達到了135kW和315Nm,系統綜合輸出功率為158kW,充足的動力儲備也是銳·混動車型動態表現更佳的基石。

                                在如今的電氣化浪潮下,各大車企爭相推出「觸電」或純電動產品,不過結合消費者用車場景,無論是PHEV還是EV車型,都存在對充電設施的依賴或里程焦慮,而在節能減排的大背景下,既迎合發展趨勢,也強調用戶體驗的便是油電混合動力車型。

                                1、切斷機械連接:發動機和車軸沒有機械地連接在一起,從而實現發動機工作點對功率需求的「解放」;

                                4、高效率化的電氣系統:本田i-MMD混動技術在運行過程中,電氣系統始終貫穿,東風本田對電機、控制器、逆變器、電池的一系列零部件進行了高效優化,才能最終實現良好的燃油經濟性;

                                制動階段:發動機停止工作,電機通過能量回收補充電能,儲備為下次使用。

                                車雲小結:就技術層面而言,較之行業內其他車企推出的油電混合動力系統,本田i-MMD混動系統從研發到迭代升級,均聚焦高效、輕量化等方面,加之自身結構更加簡單的優勢,從省油到 「更快」、「更順」兼收並蓄的綜合實力進階,獨到的研發思路不僅讓本田,更讓東風本田旗下的「銳·混動」車型成為了同級技術標杆。

                                起步加速:本田i-MMD 混動系統選擇了效率較高、反應迅捷的純電驅動模式,由於匹配了最大315Nm 的驅動電機,只要電池電量足夠,整車便可以實現優秀的加速性能。

                                5、智能的能量管理策略:正如前文所述,面對實際工況的複雜多變,從起步、巡航到制動過程中,能量管理策略能夠從容地應付各種情況。

                                「順」在哪?本田i-MMD混動系統對駕乘體驗的升級還體現在混動系統的傳動平順性方面,為了擴大發動機工作範圍,傳統汽車通常會匹配可進行不同齒比切換的變速箱(比如AT或DCT),而變速箱擋位越低,發動機扭矩放大比例越高,齒輪切換過程中的頓挫感就越明顯,從而影響了駕駛的平順性。雖然近幾年部分車企會選擇CVT無級變速箱,以優化整車燃油經濟性和平順性表現,但採用皮帶和錐形齒輪結構的CVT,能夠承受的最大扭矩是有限的。

                                最拿手的「更遠」作為全球知名的油電混合動力系統,搶眼的燃油經濟性表現,無疑是本田i-MMD混動系統的殺手鐧,也正是因為更低的油耗,才能讓車輛走的更遠。

                                即便是以「六環」為代表的高速工況下,得益於電池電量充足時,車輛可進入純電動模式,本田i-MMD混動系統能夠適時減少發動機直驅的時間,從而進一步削減燃油消耗,同時INSPIRE銳·混動更是在測試中突破了綜合油耗4L大關,至於SUV相比轎車油耗略高的原因,則體現在車身重量與風阻係數等方面。

                                b、2.0L發動機壓縮比提升至13.5,並藉助鑄鐵缸套、曲軸頸微拋光、曲軸軸心線偏置和活塞裙優化等技術升級,該發動機熱效率提升至40.6%,燃油經濟性較上代提升了10%;

                                至於體驗升級如何表現,經過一番測試,我認為可概括為更快、更順、更遠三個維度。

                                與內燃機相反,電動機自身的最大扭矩特性能夠從0轉速開始將峰值扭矩和盤托出,即進入「恆扭矩段」,所以更適合起步與低速加速階段發力,而伴隨轉速提升,拐點之後,扭矩會有所下滑,也就是說進入了「恆功率段」,因而高速工況下依靠發動機或者「齊上陣」反而更加經濟。

                                聚焦測試數據,為了更好地反映加速度數據的離散化程度,及加速度的波動情況,我們在數據中分別引入了標準差與平均值的比值——變異係數,以及加加速度(衝擊度)的最大值和平均值作為平順性量化值標。

                                可見,根據工況與駕駛員需求的不同,發動機和電動機在交替工作之餘,本田i-MMD混動系統還能夠「伺機」為鋰電池組充電,並將電池電量維持在30-70%之間,以保證系統有足夠的電能驅動車輛。

                                中高速巡航:發動機驅動整車行駛,並給電池補充電量,以彌補加速超車中的電能損失;電量充足之後,切換到純電模式。兩者循環往複,保證整車低油耗。

                                之所以採用該邏輯的深層原因在於,內燃機(發動機)與電動機分別用自己的輸出特性。比如,發動機並非在全轉速範圍內都可實現最經濟輸出,相反在城市或擁堵路況下的低轉速以及轉速波動的工況下,內燃機的效率很難做到最優,所以起步、低速加速等階段,選用汽油機擔任「補能」設備反而更加高效。

                                低中速巡航:在電池電量充足的情況下,本田i-MMD混動系統會選擇純電巡航;當電池電量消耗到一定程度后,發動機啟動,一方面驅動整車行駛,另一方面給電池補充電量。

                                2、最佳BSFC曲線:發動機的最優有效燃油消耗率(汽車制動油耗率)曲線,英文簡寫為BSFC 最優曲線。混合動力汽車通過跟隨這條曲線,實現工作區域的最優化;

                                如何做到更快?在小編看來,本田i-MMD混動系統智能化的動力輸出模式,以及對發動機和電動機自身特性的巧妙結合,無疑是該系統實現「更快」的關鍵因素。

                                值得一提的是,如今出現在INSPIRE和CR-V上的「本田i-MMD混動系統」,已是該混動系統的第三代產品,相比前兩代,本田對該系統的整體優化,更是實際表現升維的關鍵,其中包含:

                                d、動力控制單元(PCU)通過降低半導體的功率損耗,高度集成化等技術,體積與重量較前作分別降低了23%和28%;

                                當然,技術的背後,折射出的是優化體驗、提升可靠性的研發思路,也是本田i-MMD混動系統對本田及東風本田用戶思維的展現,由此說來,這套油電混合動力系統還真不止省油那麼簡單。

                                也就是說,第三代本田i-MMD混動系統不僅是當前眾多油電混合動力系統中的佼佼者,更是本田技術進步的集大成者。重點在於,專註于提升效率、簡化結構的本田i-MMD混動系統,在實現降低油耗、優化體驗的同時,對系統可靠性的強化,也可視為本田與東風本田從用戶角度出發的思考方式。

                                3、發動機適時關閉:在低速行駛、停車怠速、定速巡航、剎車制動的部分階段,通過關閉發動機節約燃油,同時發電機可以起到良好的發動機啟動輔助作用,確保發動機的及時快速開啟;

                                從上圖來看,面對日常駕駛的不同工況,發動機和電動機會在不同時機「獨當一面」或「全力衝刺」,其能量管理策略的邏輯如下:

                                如圖所示,在20%和50%油門開度加速測試中,INSPIRE和CR-V混動車型的變異係數和加加速度值均小於對應的燃油版車型,不過在100%油門開度加速測試中,混合動力車型的「變異係數」更高,也就是說,急加速狀態下本田i-MMD混動系統會產生一定的「衝擊感」,好在正常行駛時,其自身平順性表現也超過了搭載CVT變速箱的傳統車型。

                                可以說,本田i-MMD混動系統之所以展現出過人的平順性表現,是簡化結構減少可能出現的「衝擊源」、機械與電的精妙配合、嚴苛調校等多方面因素共同作用的結果,其背後,反襯出本田出色的動力系統開發經驗。

                                需要說明的是,區別於豐田THS系統,本田i-MMD混動系統採用多片離合器代替了前者的行星齒輪組,得益於更加簡單的結構,從理論上說本田i-MMD混動系統的傳動效率較THS更高。

                                除了上文提及的本田i-MMD混動系統演變到第三代,其內部輕量化、小型化程度以及效率都進一步提升之外,該系統結構本身還具備如下特點:

                                今日关键词:隋文静韩聪夺冠