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使大型轿车实现30km/L最高燃效的双马达式混合动力系统

日经技术在线

  本田2013年6月开始销售的大型混动轿车”雅阁混动版”的混合动力系统是一项技术革新,打破了传统的单马达式、双马达式技术的常识,虽然配备在大型车上,但却实现了接近丰田”普锐斯”(32.4km/L)的燃效值。本田实现了新型双马达方式混合动力系统的实用化,在大型轿车中首次达到了30.0km/L的燃效值(JC08模式),实现了远远超过其他车辆此前最高燃效(23.4km/L)的划时代的性能。这不仅对日本的混合动力技术带来了巨大冲击,而且今后还有望广泛应用于插电式混合动力车,将未来的环保车开发向前推进了一大步。

  在混合动力车中,丰田开发的”THS(Toyota Hybrid System)”双马达混动系统已经广泛普及。而本田此前一直采用的是名为”IMA(Integrated Motor Assist)”的单马达混动系统,这种方式存在的缺点是,马达输出功率小,靠马达驱动行驶时的速度范围小,提高燃效的效果比不上丰田。于是,本田在雅阁中开发出了马达输出功率为124kW(与发动机相当)的新型双马达方式的混动系统”i-MMD(intelligent Multi-Mode Drive)”。

  这项技术实现了三种行驶模式,分别是仅由马达驱动的模式、让发动机转动带动发电机发电并依靠马达行驶的串联混合动力模式、用发动机的动力直接驱动车轮的发动机模式。发动机的效率一般在车辆起步、加速及低速行驶时较低,而在高速稳定行驶时较高。因此,该技术在低中速区积极使用马达,提高了像纯电动汽车一样依靠马达行驶的比例,在高速区则将发动机动力直接传递给车轮。

  比如,可在车速为60km/h时进行控制,让只依靠马达行驶和利用串联混合动力行驶的时间比例达到1:1。由于仅靠马达行驶时不使用汽油,所以可大幅提高燃效。当车速提高到100km/h以上时,便利用发动机的驱动力行驶。此时,如果行驶负荷较大,就用马达来辅助,负荷较小时则利用发电机来充电,并将电力储存起来。如果配备的电池的电量增加,在高速行驶时也可以让发动机停转,而只依靠马达行驶。车速为100km/h时,依靠马达行驶的比例和依靠发动机行驶的比例为1:2。

  要大幅超过以前的最高燃效,必须提高所有部分的效率,包括发动机的热效率、高电压系统(马达、逆变器、电池)的效率、减速时的再生能量的回收率。发动机方面,通过采用阿特金森循环、EGR(尾气再循环)冷却器、电动可变气门正时机构、电动空调压缩机、电动水泵等技术,使热效率达到了现有发动机中的最高值38.9%。

  另外,高电压系统也全部重新设计,降低了仅靠马达行驶时的损失,使效率达到了一流水平。而且,还通过新开发的再生协调制动器,高效回收减速时的能量并将其转化为电力,也为提高燃效作出了贡献。

来源:日经技术在线

本文地址:https://www.d1ev.com/news/jishu/23059

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