究竟有何不同 豐田/本田混動系統解析

2020-12-03 電子產品世界

在目前的新能源車型市場上,做混動車型資歷最老的當屬豐田了。在普銳斯上市之后豐田進行了3次升級將其打造成了一款在量產車型中的新星。當下的第三代普銳斯配備了一臺1.8L發動機,外加一臺60kW的電機組成了一套較為成熟且效率理想的混合動力系統,當然這套系統也成為了現時混動車型的標杆,我們看到的普銳斯、雷克薩斯的CT200甚至凱美瑞、ES300h都基於這套混合動力系統,後兩者無非是加大了汽油機的排量而已規格大同小異。

就在豐田普銳斯、CT200h引領混動時代大行其道時,本田CR-Z的上市瞬間讓豐田頭上的光環暗淡了不少,因為搭配著全新輕量化且更高效率IMA混動系統的CR-Z讓豐田看到了在混動市場上的對手。

汽車界自從有了豐田與本田這對冤家便一直就沒有安寧,在新能源車型上必然也不會例外,豐田的混合動力系統以及本田IMA看似都是汽油機結合電機來輸出動力減少油耗,但是其內在卻並非相同,其實豐田混合動力也有自己的名字為THS系統只是我們不常說到,因此今天我們就深入淺出來了解一下THS和IMA看看誰的系統更加優秀。

三種類別 混合動力也不同

提到混合動力我們來時先來了解一下它,大家可能認為混和動力都一樣沒有差別,其實混合動力系統分為三大類:串聯、並聯和混聯。這三種混合方式在結構上存在著差異,並且產生的動力效率也完全不相同。

混合動力類別:串聯

串聯的形式很簡單消耗燃油的發動機只充當一臺發電機的角色,它的運轉只為供給車輛行駛所需的電能。這種混動模式截止到目前並沒有任何量產車型使用,因此暫且不談。

混合動力類別:並聯

並聯式混合動力的兩個系統既可以同時協調工作,也可以各自單獨工作驅動汽車。換句話說就是汽油機和電機都可以作為動力來源,但是發動機作為主要動力來源,電機僅僅為輔助動力來源不能實現純電形式。本田的IMA就是採用了並聯的混合動力系統。

混合動力類別:混聯

混聯式混合動力系統是在發動機系統和電機驅動系統各有一套機械變速機構,兩套機構或通過齒輪系,或採用行星輪式結構結合在一起,從而綜合調節內燃機與電動機之間的轉速關係,因此這樣的設計可以實現發動機與電機都可作為車輛動力來源,低速時可靠純電動行駛。豐田以及雷克薩斯車型上的混合動力系統大多屬於這種模式。

混聯!豐田THS系統解析

豐田的THS混聯式混合動力系統實現了發動機與電機雙路動力來源,並且可以單一動力源驅動車輛,因此豐田在中國打出了雙擎動力這一口號,雙擎動力這一次也詮釋了混聯式混合動力系統的特點,但是自古魚和熊掌不可兼得,在THS完成了單一或同時驅動車輛的同時,他付出的代價是複雜系統結構、累加的組件重量以及額外成本。

豐田的THS結構圖

上圖是豐田的THS結構圖,圖中左邊的紅框的內是傳動的汽油機,中間的紅框內是發電機,最右邊的是電動機,在混聯式混合動力系統中這三樣必不可少,汽油機的作用是用來驅動車輛行駛以及驅動發電機為電池充電,而發電機是一個將動力轉換成電能的設備它並不能產生任何能量,電動機則是消耗電能來實現車輛的驅動。而這些設備都要通過大量的行星齒輪組進行連接。

實際在車輛行駛中工作流程是汽油機將動力傳給發電機,然後發電機會轉化成電力,此時能量控制單元檢測駕駛者踩油門的深度,以及車輛的行駛模式來決定轉化後的電力傳給電動機進行驅動還是儲存到電池中。

豐田採用的混聯模式混合動力系統,在電力驅動和汽油燃料驅動配比控制上,完全由能量控制單元進行計算分配,保證配比的精準並且可調整到最佳的混合動力比,以便達到節約電能減少油耗的目的,但是實現電動機和汽油機、單一驅動和動力混聯卻需要大量複雜的行星齒輪組進行組合連接(圖中藍色的是行星齒輪組)。

關於行星齒輪組

行星齒輪機構是豐田THS混動系統中的重要一環,發電機、電動機 以及發動機輸出軸都要被連接到行星齒輪機構的太陽輪、齒圈和行星架上,動力分配就是通過能量控制單元控制電機進行合理分配的。

小結:

豐田THS混動系統優點:同時實現三種行駛模式(純電、純汽油機、混合驅動 ),能量控

制單元控制實現動力的合理分配。

豐田THS混動系統缺點:整體結構複雜、多機械單元導致體積較大、增加發動機整體質量。

豐田採用的混聯式動力系統確實在功能實現了純電驅動、純汽油機驅動以及兩種方式同時驅動,但是其複雜程度也比較高。為了實現純電行駛,混聯驅動THS配備了兩臺電機以及行星齒輪,在發動機艙空間上已經佔去大半,相信豐田已經盡力縮減了系統佔用的空間,因此我們看到在量產混動車型中,發動機艙的結構十分緊湊。

簡單且輕量化本田並聯式IMA混動解析

如果用最為簡單的話表述IMA系統,那就是簡單輕量化,且體積小,相比豐田的THS系統IMA會顯得輕巧得多。如果大家現在保持懷疑態度,那麼看完下面的解析相信大家就會改變最初的想法。

本田IMA混動系統結構圖

本田IMA混動系統結構圖中黑色的部分為電動機,其餘部分為傳統的汽油機,IMA整體混動系統只有兩個模塊結構非常非常簡單!

本田的IMA系統是汽油機搭載一個超薄型輕量化電機,實現了並聯式的混合動力系統,後部的電池通過單股高壓線和電機相連,實現電力傳輸。並且將電控單元整合在後部電池中以便節省空間。

IMA超薄型電機

為了減輕發動機的質量以及佔用空間,本田只採用了一個電機模塊來實現電能的回收以及驅動力,在汽油機高速工作時電機將動能轉化成電能儲存在後面的蓄電池中,而在低速時電池將電力在傳給電機實現電能驅動。因此IMA所搭載的超薄型電機不僅是一臺電動機也是一臺發電機,從而實現了電動單元的一體化。

另外IMA在電機與汽油機的連接部分沒有再加載任何介質採用了直連模式。因此省去了大量的傳動齒輪節省空間減輕重量。一般來說這樣的並聯設置會讓混動系統失去純電行駛的能力。但是本田為了應對這一問題為了採用全新的歇缸技術,在低速模式時IMA系統會讓汽油機氣門關閉停止供油,只有曲軸和電動機聯動實現了類似純電的行駛方式。

小結:

本田IMA混動系統優點:整體輕量化設計、結構簡單,能量控制單元可更高效實現混動分配。

本田IMA混動系統缺點:純電行駛時曲軸和電動機必須聯動勢必會浪費一部分電量,純電行

駛裡程較短。

本田IMA系統在結構和重量方面做了不少的努力,相比豐田THS系統大幅度降低的了系統的複雜程度以及重量,所以它才能塞入CR-那嬌小的身軀來打造跑車的風格,雖然在純電行駛裡程方面有所縮短,但是IMA的優勢讓它在油耗方面也有著不錯的表現。

各具優勢 動力數據對比

看過豐田THS和本田IMA兩款混合動力系統的結構細節,想必大家在心裡或多或少已經有了自己的評判,但最終我們還是來看看實際的數據吧,這才是體現發動機設計優劣的最直觀的體現。

單純從兩款混動發動機的參數來看,豐田THS混動系統採用的1.8L排量汽油機足足比IMA高出了300CC但是在功率和扭力上僅僅做到了和對手持平。好在其電機部分挽回了不少顏面,207的扭矩比本田IMA搭載的超薄型電機高出一倍多,這也凸顯了豐田THS系統配備獨立電機的優勢。但是綜合數據部分本田IMA憑藉著良好的混合效率直追豐田THS。看到這裡相信兩款混動系統的性能在大家心裡已經非常明朗了。

不得不說的CR-Z和CT200h

看完了純機械性能我們順便談談基於這兩款發動機的代表性車型——CR-Z和CT200h。這兩款車型其實都富含運動色彩,因此被拿來對比也在情理之中,雖然我們手中沒有確切的數據表明本田IMA混動系統的重量要輕於豐田THS,但是從整體重量來看CR-Z要比CT200h輕了不少,百公裡加速時間也要快一些。但是在油耗方面從目前各個方面的測試結果來看,兩者基本保持一致。

關於變速箱

雖然兩款車型都採用了CVT變速箱,但是卻大不相同,本田IMA系統憑藉自身結構簡單小巧的優勢搭配了一套能模擬7檔的獨立CVT變速箱,對於豐田的THS來說雙電機的設計已經佔據的了發動機艙的大部分空間,若想在加入獨立的CVT模塊並非易事,因此在THS行星齒輪設計之初豐田就將變速器的功能附之於上,直接在內部實現了無級變速。

我們從CT200h中控臺的檔位來看就能加明了了,由於豐田的行星齒在設計之初就已經決定了HTS系統的檔位設定,因此我們看到CT200h的ECVT有四個固定的檔位R(倒車擋)、N(空擋)、D(行車擋)、B(發動機制動檔)。

反觀本田的IMA系統由於其無刷薄型電動機精簡的結構因此有一定空間來搭配獨立的變速系統,所以我們看到目前市售的CR-Z搭配了7速CVT變速箱並且配備了換檔撥片。其實CR-Z有CVT和6擋手動兩種選擇只是後者不會進入國內,但相信有不少愛車人士更希望買到MT的CR-Z。

說點題外話——藍驅

大眾藍驅,全稱「藍驅技術系列」,是大眾在09年提出的概念,大眾的藍驅致技術力於降低汽車的油耗和排放,打造環保行汽車。最初展示的車型有高爾夫和朗逸,並且實現了高爾夫「藍驅」車型綜合油耗為 5.6 升/百公裡,朗逸「藍驅」概念車的綜合油耗為5.8升/百公裡的優秀表現。

時至今日大眾再次挑戰內燃機油耗的極限,即將推出的第七代高爾夫藍驅版採用的1.6L TDI柴油發動機,將油耗低至驚人的3.2L/100km,二氧化碳排量將低於100g/km。這一成績足以挑戰所有家用型內燃機以及混動車型的油耗底線。不過從側面來看這個數值可能預示著燃油時代的終結。

汽車的發展已經有不少年頭了,內燃機的發展時至今日已經完全成熟了,為了壓榨每一滴燃油的效率廠商的研發與設計們已經使盡了渾身的解數,研發出來的新技術再也不能像以前那樣大幅度節省燃油了,因此混動系統、甚至純電動車型孕育而生,雖然我們目前看到的混動系統還沒有達到完美的效果,但是其表現還是令我們滿意的,相信像豐田以及本田這樣激進廠商的驅使下,混動車型在未來肯定會完美實現它節能減排的初衷,我們也會拭目以待。

相關焦點

  • 豐田混動VS本田混動?誰更好?
    混合動力系統,雖然在國內不被歸類為新能源,但實際上其使用體驗以及技術含量絲毫不低,尤其是豐田的THS以及本田的IMMD,在近幾年來受到了不少消費者的追捧。今天,我們就來詳細講講豐田以及本田的混合動力系統,並給出一些購買建議。
  • 混動系統的「後浪」,本田immd混動真的已經超越豐田混動了嗎?
    在汽車界有這樣一句話,「世界上只有兩種混動,一種是豐田混動,另外一種是其他」,但是現在,這句話可能要換一下了,世界上有三種混動,一種是本田混動,一種是豐田混動,另外一種是其他。本田混動作為後起之秀,已經在燃油經濟性、駕駛感受、生產成本上趕上並且超過豐田混動了,真是長江後浪推前浪啊。
  • 這是一篇技術流文章,本田IMMD混動技術相比豐田混動如何?
    本田第三代IMMD技術,擁有混動(Hybrid)、純電(EV)、發動機三種動力模式,這三種動力模式分別應用在不同的工況下,三種模式無縫切換,兼顧動力、平順性以及。這麼說大家可能不清楚,這不就是本田CRV的那套混動系統嗎?有什麼特別的嗎?它與豐田的混動技術有什麼區別呢?
  • 更接近純電動的插電式混動 解析本田插電式混動系統
    而對於本田來說,因為有備受海內外好評、甚至被公認將和豐田那套縱橫江湖幾十年的THS分庭抗禮的i-mmd油電混動系統,做出一套像樣的PHEV也僅是時間問題,很巧的是,它的名稱也和豐田插電式混合動力有些類似,豐田叫雙擎E+而它叫SPORT HYBRID e+。
  • 混動技術哪家強 本田i-MMD VS豐田THS II
    [搜狐汽車 技術解析] 一直以來,石油是日本比較稀缺的一個資源,因此混合動力技術是他們這麼多年來致力研發的一項課題。這段時間豐田新一代(第四代,以下簡稱新一代普銳斯)的普銳斯已經初露端倪,據說將在明年上市,這和本田混合動力版雅閣的上市時間大致一樣。
  • 豐田混動好還是本田混動好,哪個更耐用,節油
    豐田THS混合系統最大的特點是「混」清晰,行星齒輪混合系統幾乎是市場平順性最好的混合系統,目前最成熟,應用最廣,是世界上最古老的混合系統,行星齒輪組做動力分流最不可思議的地方是可以將發動機的動力同時分配給傳動系統和發動機,當然發動機和電動機的動力也可以同時合併驅動車輪,由於行星齒輪組的特性,整個動力分流過程非常順暢
  • 本田混動和純電都用鋰電池,為啥豐田混動卻用鎳氫電池?
    雅閣混動的鋰離子電池和凱美瑞混動版的鎳氫電池有什麼區別?哪個性能更穩定、更耐用?就從鎳氫電池只有豐田混動一家在使用,而電動汽車幾乎清一色選擇鋰電池就可以看出兩者的差別了。豐田本田混動哪家強?理解了兩種電池的特點,我們就能理解為什麼豐田和本田選擇了兩種動力電池。而對於豐田而言,其大部分時間都是由發動機驅動車輛,電機只是起到輔助作用,因此對電池的要求更低,所以成本更低的鎳氫電池自然就是它的首選,而且豐田混動研發的那時候鋰電池的價格較高。
  • 技術解讀:長城檸檬混動DHT真能撼動豐田/本田的地位嗎?
    檸檬混動DHT的核心工作原理,就是使發動機工作在最高效率點,或者將發動機的效率發揮到最大,從而達成整體效能最優。不同場景下的切換將檸檬混動DHT的工作模式展開,會發現其實它和本田的i-MMD混動系統有些類似。尤其在串聯模式下,發動機即便啟動也僅是參與發電,直接為動力電機提供電力,而不是直接參與驅動車輪。
  • 豐田混動和本田混動到底哪家好?開完就知道
    豐田混動和本田混動在業內一直都很有名氣,那麼兩個領域之間到底哪個更好呢?這次我們請來了豐田榮放RAV4混動版和本田CR-V混動版的車主來試駕體驗,看到這兩款車的第一印象就是尺寸差不多,但榮放RAV4的外形讓它看起來非常幹練靈活,而CR-V則顯得更加臃腫豪華,從車身尺寸上看,兩車各有優勢,RAV4榮放是軸距優勢,CR-V是車長優勢,整體上沒有太明顯的區別。
  • 本田CR-V銳·混動e+對比豐田威蘭達 PHEV高性能版
    易車原創 11月20日,2020年廣州車展正式開幕,廣汽豐田品牌推出了在中國市場第二款插電式混合動力車型——威蘭達 高性能版。而北京車展東風本田也推出了CR-V插電混動車型,究竟兩款車會有什麼不同的設計和動力系統呢?
  • 雅閣混動的鋰離子電池,和凱美瑞混動版的鎳氫電池,有什麼區別?
    本田混動的結構、設計,導致它必須使用鋰電池,這不是穩定、不穩定的問題,而是必須用鋰電池,只有用了鋰電池、才能保證這套系統的可行性;豐田混動的結構及設計,同樣使得它只配備鎳氫電池即是最優解,鎳氫電池的優勢、恰恰是THS的需求,這樣一來THS系統自然而然的就會採用鎳氫電池!
  • 豐田THS混動PK本田iMMD,技術成熟還性能出眾,到底值不值得買?
    日益嚴格的環保法規,讓各大車企各顯神通,小排量三缸渦輪、強混、輕混、插電混動、純電車型百花齊放,若問起非插電混合動力,你能想到哪些車企?作為混合動力的代表,豐田THS和本田iMMD絕對排得上號。通過這篇文章,小編就來和大家分享一下「兩田」的混動技術。
  • 本田混動只想驚豔HEV?你錯了,它劍指的是PHEV!
    插電混動和插電式增程混動應當是當前中國國內新能源發展的最佳選擇了,這也是本田、豐田、通用即便在HEV領域所向披靡,但依然還向插電領域堅定進軍的重要原因了。本田的i-MMD系統將讓車輛擁有3種不同的驅動模式:純電模式、混動模式、發動機直驅模式。
  • 本田第三代iMMD技術究竟有多強?網友:豐田也要禮讓三分
    在混動領域上,一直是豐田一家獨大,憑藉著一手出色的THS技術,讓其他汽車廠商不得不服,直到作為技術狂人的本田推出了自己的iMMD技術,才讓廣大車迷認識到原來除了豐田之外,本田的混動技術也是有著可取之處的。
  • 本田雅閣混動採用鋰電池,壽命如何?為什麼要採用鋰電池?
    十代雅閣混動採用的是本田第三代IMMD混動系統,相對比第二代IMMD混動系統電池的改變就是體積縮小32%,容量沒有改變。本田的油電混動系統採用的是鋰離子電池,九個電芯串聯組成一個單元,八個單元再次串聯後組成高壓電池組,電池組電壓為259.2v,容量為1.3kwh。而提到油電混動汽車,不得不提到豐田。旗下的油電混動汽車銷量已經過1千萬輛,經得住市場考驗,是一款成熟車型。說到電池,豐田混動採用的是鎳氫電池,大家能想到就是鎳氫電池壽命長。
  • 淺析|本田第三代i-MMD系統,探尋混動雅閣省油的武功秘籍
    題記剛看了一篇混動版雅閣的油耗評測文章,評測下來綜合百公裡油耗只有5.5L,對於雅閣這樣一輛中型車來說確實非常省油,也為車主後續用車節省了一筆不小的油費。那麼,混動雅閣到底修煉了啥武功秘籍,能有如此內力呢?今天就和大家一起來探尋混動雅閣省油的武功秘籍!
  • 豐田rav4油電混動有哪些優缺點?值得購買嗎?老司機做了分析!
    現階段如果買混動目前一共有以下幾個選擇:1、插電混動:Plug-in hybrid electric vehicle,簡稱PHEV,簡單的說就是在原有的燃油車上再安裝一個鋰電池,通過鋰電池帶動電動機驅動汽車,有電時用電、沒電時用油,日常行駛時可以發電(特定模式),急加速時用電機輔助,這種插電混動綜合了純電動汽車(EV)和混合動力汽車(HEV)的優點,目前國內很多車型包括
  • 本田和豐田的混動車,電池壞了維修得花多少錢?車主亮出維修單!
    本田和豐田的混動車,電池壞了維修得花多少錢?車主亮出維修單!因為油價和國6排放標準即將實施的情況,導致新能源汽車越來越受國人喜歡。但很多人卻考慮到現在新能源汽車依舊存在很多問題,不敢輕易購買,反而把目光慢慢的轉向了油電混動的車型上,覺得油電混動車型才是現在最值得購買的。但很多準車主在購買油電混動版車型時顯得比較猶豫,因為新能源汽車電瓶出現故障,更換一次的價格甚至都能購買一款五菱宏光,如果是油電混動版的車子出現這樣的狀況,更換一次大概需要花費多少錢呢?
  • 本田第三代混動不如第二代?這樣發展下去,很可能再次出現機油增多!
    本田的混合動力技術厲害在哪裡?先不說其原理及構成,就單避開豐田的混動專利、且能拿出一套自主的系統、完善後進而被用戶認可這一點就是很多品牌都難以企及的。本田也因為它的i-MMD迎來了品牌「第二春」,從「買發動機送車」過渡到了「買混動系統送車」,再現了和豐田平分秋色的局面。
  • 本田第三代混動不如第二代?這樣發展下去,免不了又會機油增多!
    本田混合動力技術的強項是什麼?首先不說它的原理和構成,只說豐田的混動專利,並能拿出一套自主系統,完善後再由用戶認可這一點,是許多品牌難以企及的。豐田還因為i-MMD推出了品牌「二春」,從「購買引擎送車」轉變為「購買混動系統送車」,重現了與豐田的平分。