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使大型轎車實現30km/L最高燃效的雙馬達式混合動力系統

日經技術在線

  本田2013年6月開始銷售的大型混動轎車”雅閣混動版”的混合動力系統是一項技術革新,打破了傳統的單馬達式、雙馬達式技術的常識,雖然配備在大型車上,但卻實現了接近豐田”普銳斯”(32.4km/L)的燃效值。本田實現了新型雙馬達方式混合動力系統的實用化,在大型轎車中首次達到了30.0km/L的燃效值(JC08模式),實現了遠遠超過其他車輛此前最高燃效(23.4km/L)的劃時代的性能。這不僅對日本的混合動力技術帶來了巨大沖擊,而且今后還有望廣泛應用于插電式混合動力車,將未來的環保車開發向前推進了一大步。

  在混合動力車中,豐田開發的”THS(Toyota Hybrid System)”雙馬達混動系統已經廣泛普及。而本田此前一直采用的是名為”IMA(Integrated Motor Assist)”的單馬達混動系統,這種方式存在的缺點是,馬達輸出功率小,靠馬達驅動行駛時的速度范圍小,提高燃效的效果比不上豐田。于是,本田在雅閣中開發出了馬達輸出功率為124kW(與發動機相當)的新型雙馬達方式的混動系統”i-MMD(intelligent Multi-Mode Drive)”。

  這項技術實現了三種行駛模式,分別是僅由馬達驅動的模式、讓發動機轉動帶動發電機發電并依靠馬達行駛的串聯混合動力模式、用發動機的動力直接驅動車輪的發動機模式。發動機的效率一般在車輛起步、加速及低速行駛時較低,而在高速穩定行駛時較高。因此,該技術在低中速區積極使用馬達,提高了像純電動汽車一樣依靠馬達行駛的比例,在高速區則將發動機動力直接傳遞給車輪。

  比如,可在車速為60km/h時進行控制,讓只依靠馬達行駛和利用串聯混合動力行駛的時間比例達到1:1。由于僅靠馬達行駛時不使用汽油,所以可大幅提高燃效。當車速提高到100km/h以上時,便利用發動機的驅動力行駛。此時,如果行駛負荷較大,就用馬達來輔助,負荷較小時則利用發電機來充電,并將電力儲存起來。如果配備的電池的電量增加,在高速行駛時也可以讓發動機停轉,而只依靠馬達行駛。車速為100km/h時,依靠馬達行駛的比例和依靠發動機行駛的比例為1:2。

  要大幅超過以前的最高燃效,必須提高所有部分的效率,包括發動機的熱效率、高電壓系統(馬達、逆變器、電池)的效率、減速時的再生能量的回收率。發動機方面,通過采用阿特金森循環、EGR(尾氣再循環)冷卻器、電動可變氣門正時機構、電動空調壓縮機、電動水泵等技術,使熱效率達到了現有發動機中的最高值38.9%。

  另外,高電壓系統也全部重新設計,降低了僅靠馬達行駛時的損失,使效率達到了一流水平。而且,還通過新開發的再生協調制動器,高效回收減速時的能量并將其轉化為電力,也為提高燃效作出了貢獻。

來源:日經技術在線

本文地址:http://m.155ck.com/news/jishu/23059

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