黑科技!

我很早之前出於興趣也研究過本田的混動,研究了很多關於本田混動技術的SAE PAPER,看完之後心裡是很服氣佩服的。

一句話總結我的感受就是,本田混動是黑科技,節油效果不輸豐田混動的效果下,仍能保持動力數據。


本田的混動是一個特立獨行的存在。日本的混動技術是做得最好的,但兩田走的是兩種不同的路線,豐田的THS-toyota hybrid system以巧妙的設計聞名,而本田的混動SPORT HYBRID則是沿著黑科技天賦樹點技能,堪稱大力出奇蹟。這一點從命名就能看出點味道。

談混動的話繞不開豐田的,豐田的混動的巧妙設計點在與功率分流機構(power split ,這個是一個行星齒輪機構,發動機(engine)與power split的行星座(planetary carrier)連接,power split的齒圈接電機(motor)輸出軸,太陽輪連另一個發電電機(generator)。使用Power Split的設計的特點更容易實現平順和舒適性的。

本田的混動是避開了豐田的設計,延續了發動機喜歡琢磨黑科技的特質,開闢出強調性能和動力的混動系統路徑。

強調動力和性能的本田節油效果怎樣呢,有人總結了一些數據做了統計[1]。

柱狀圖部分黃色部分就是混動系統降低的油耗,Honda的車型上了混動系統之後,油耗下降了40%的,最終油耗和豐田混動的旗鼓相當。真的不可謂是大力出奇蹟。

至於動力表現如何,大家可以自行查一下混動雅閣和混動凱美瑞兩個車的動力表現。你會感嘆本田混動這麼一個黑科技,怎麼這麼低調呢?


Honda的混動系統是什麼樣的存在呢?

本田的混動技術都帶有SPORT HYBRID的名號,分為i-DCD,i-MMD和SH-AWD。其中I-DCD的系統包含DCT變速器和一個電機;i-MMD是雙電機混動系統;SH-AWD則是三電機系統,強調操控和四驅。

i-MMD系統大家聽說過最多的,也是本田引以為傲的系統。本田陸續將它用在Accord、Inspire、CR-V這些標杆車型上之後。這個系統在開發之處就考慮了支持PHEV的,如下圖虛線部分是預留了PHEV車型的設計。

i-MMD系統是有一整套動力總成系統、電池系統及相關控制器等外圍系統組成的。核心部分包括阿特金森循環的發動機(Atkinson cycle engine)、E-CVT,命名為IPU(Intelligent Power Unit)的電池系統,以及核心的控制單元PCU(power control unit)。PHEV車型的話還有相應的電池和線纜部分。

與豐田混動系統的核心在於功率分流裝置不同,本田i-MMD混動系統的核心在於雙電機系統。從下圖的示意圖可以看出,本田的混動系統理解起來沒有那麼燒腦。發動機的輸出軸分了兩路出來,一路直接和發電機連接、另一側通過一個離合器(clutch)與電機的輸出軸連接並接到輪端。

這樣的混動系統是工作的呢?如下圖所示,其中虛線表示電力的傳輸,實線表示扭矩的傳遞)

在EV模式下,只有電機輸出動力。PCU控制電機使用電池輸出動力。(動力沿著左圖綠色線部分)

在Hybrid混動模式下,發動機帶動發動機發電產生電力,根據工況,發電機產生的電力可以用於驅動電機輸出動力,或充入電池內。(中圖紅色部分)

而在發動機驅動模式下,離合器閉合,發動機產生的動力可以根據需要分配用於驅動車輪和充電。(右圖藍色部分)

實現這些功能的關鍵在於PCU單元,PCU單元可以根據實際的駕駛工況實時命令控制電機(motor)、發電機(generator)、發動機(engine)、電池系統(battery)的工作狀態來實現最優的性能和效率。如下圖中的在不同車速下的Hybrid drive模式下的兩個不同模式:充電(charge)和助力(assist)模式,這兩種模式的電機、發電機、發動機都在運作,而區別在於電池系統是充電還是放電,這是由PCU根據工況自己判斷並自動控制實現的。

要實現這樣的功能,PCU和IPU是協同控制的。控制策略非常複雜,這裡不詳細展開闡述了。


那麼問題來了

本田的混動系統是如何做到不輸於豐田混動的節油效果的?

很多人想不到的是,混動系統節油的關鍵點之一——首先有一款合適的發動機,

另外一個關鍵點是控制策略。

下面這個萬有特性圖很多人見過,它出自於一篇SAE paper。它表達的是本田混動實現的Honda發動機運轉更省油的效果。

紅色越深的部分是發動機越經濟的區域,縱坐標是扭矩輸出、橫坐標是發動機轉速。Honda的i-MMD混動系統通過PCU根據實際工況控制電機和電池系統的運作狀態,實現了發動機工況點往更節油的粉色點偏轉。比如右側淺藍的工況點,轉速高,扭矩需求大,這時通過電機輸出一部分動力,從而使發動機少輸出一點動力,這樣發動機就可以運作在更節油的轉速低一點、扭矩低一點的粉色區域。同理反之,如左下的淺藍色點,當需求動力偏小時,可以讓發電機工作增加負荷,從而使工況點偏移到燃油經濟性更好的區域。

對於電機的效率也是使用類似的原理的。根據實際動力輸出需求通過調整電機的工作電壓實現效率的優化。

i-MMD的另一項提升效率的策略是叫「間歇式運行」,這個詞是我照他們的技術文檔直譯的,英文叫「intermittent operation」。這個是什麼意思呢?就是在車輛巡航時,系統會在EV模式與Hybrid模式或發動機驅動模式之間間歇轉換。

當需求輸出功率小於15kW時,採取間歇運轉的模式比單純使用Hybrid模式的節油效果提升50%。這時混動模式發的電會被儲存在電池中,在間歇到EV模式時會消耗掉這部分電量。


更低調的本田PHEV

前面說過,本田的混動系統在開發當初就保留了PHEV的設計的。但由於一直沒有引入國內,所以大家瞭解也不多。本田的PHEV使用「SPORT HYBRID e+」命名,估計首先會引入在Clarity車型上。

PHEV比HEV多了高功率大容量電池和充電器,以及優化系統電壓的VCU(voltage control unit)。增加了這些配置之後,可以使EV模式的續航里程增加,同時能讓配套的發動機可以downsize,比如由2.0L的發動機降到1.5L。

從本田發表的SAE 論文展示的技術細節來看,引入國內的CLARITY優化了電機的體積和功率密度,續航里程也比較可怕,在日本的測試循環JC08下(這個要比NEDC複雜)綜合續航里程到800km

同時這個車的佈置來來,考慮了乘坐空間以及降到中心的設計。

低油耗的混動+本田黑科技動力表現+長續航+大空間,這樣的設計,我也很心動和期待。

參考文獻:

  1. Fuel- efficiency technology trend assessment for LDVs in China: Hybrids and electrification. ICCT WORIKING PAPER 2018-19
  2. Development of Intelligent Power Unit for 2018 Model Year Accord Hybrid. SAE PAPER 2019-01-0592
  3. Development of Electric Powertrain for CLARITY PLUG-IN HYBRID. SAE PAPER 2018-01-0415
  4. Development of Electric Powertrain for New Model Hybrid Sports Utility Vehicle. SAE PAPER 2017-01-1158
  5. Development of Electric Drive System for New Model Super Sports Hybrid Vehicle. SAE PAPER 2016-01-1685

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成熟啊。本田還是最早推出燃料電池的。在加州都開買了。

在美國有一個汽車對比的網站。本田的混動和豐田的混動動可靠性是不相上下的。

在油耗表現上本田也比豐田好。技術宅就是技術宅。幾乎所有混動專利都被豐田註冊了。很多汽車廠商都是按豐田的思路來。本田還能繞著豐田的混動走。牛。

運動性能也很牛

本田也不是剛剛開始搞混動。很多年前就搞。但是沒能和豐田一樣搞得那麼厲害。

歡迎指正。我玻璃心,別噴。


不成熟最開始豐田推普銳斯的時候本田就推過思域混動版的和其競爭,因為開發時間比較倉促,車型不成熟性能差導致銷量極差,後期還因為電池有問題導致消費者惡評如潮,本田因為車型銷量太少解決起來又太費勁索性就不管這批車了,這款車弄得本田裡子面子都沒了,直接影響了後續的混動車型開發計劃。最近本田似乎覺得自己的技術沒問題了又重新推混動車型了,但還沒經過市場考驗。想買混動車型建議買豐田的。
在我看來應該不成熟,因為我的就是,最後賣了,你是準備買那個技術的車嗎?
單從技術來講,技術本身不是特別翻複雜的結構,機械部分應該問題不會太大,但是本田確實還沒經歷過市場的考驗,單從這方面考慮,確實不如豐田,比較豐田以及積累了很多代混動技術了PS:其實本田也有好幾種混動技術,不知道題主問的是哪一種


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