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本田i-mmd混動是插混嗎

科技 更新时间:2024-07-21 01:06:37

我在之前的專欄當中介紹過,應用了快二十年的豐田THS的結構和性能特點,本期來為大家解讀日系混合動力的後起之秀“本田i-MMD混合動力系統”。

其實要說本田的混動是後起之秀,并不确切。因為本田早在i-MMD之前就已經開始大規模量産混動技術,隻是那些車型很少銷售到中國市場來。豐田的混動之所以比本田更為知名,是因為當年一汽豐田曾經引進過第一代普銳斯進行國産,後來廣汽豐田引進過混動版的凱美瑞,所以用戶更加容易接觸到豐田的混動産品。

本田在i-MMD之前的混動技術,幾乎是跟豐田同步發展的,隻是采用的技術路線完全不同。之前的專欄我介紹過,豐田的THS采用的是行星齒輪分流方式,實現把發動機和發電機的動力整合到一起。而本田在早期,采用是現在歐洲車廠普遍使用的P2電機模式。我在之前介紹比亞迪DM混動架構的時候介紹過關于電機的布置位置。所謂P2電機,指的是在變速箱前端布置了一台電機,數字2代表電機位置。這種電機的布置方式既适合前置前驅的小型車平台,又适合前置後驅、前置四驅的中大型車平台。當年的奧迪Q7混動版,以及奧迪在2012年之後推出的一系列e-tron混動車型都是采用的這種混動方式,其技術根源實際上是來自本田。

本田i-mmd混動是插混嗎(日系混動的進化版)1

▲本田早期采用單個P2電機布置的IMA混動系統,目前多用于小型車。

早期的本田混動,采用P2電機的布局使得其布置靈活性非常高。這意味着,無論是日系主打的前置前驅小車平台還是歐洲車企的豪華車平台都能很容易采用這套系統。除了需要在變速箱前端布置一個電機之外,再增加一套電池包和電控系統就輕松實現了混動車型的升級。對原有燃油車平台的動力系統布局要進行太大調整。

由于電機布置在發動機之後、變速箱前端,所以電機與發動機變速箱同軸,并且采用了同軸轉矩耦合的方式。加速時,電機可以與發動機的扭矩疊加使用,而且隻需斷開發動機的連接,就能實現純電行駛,并且電機的動力可以通過變速箱的換擋實現多級調速,更大程度的發揮電機效能。所以在那個時代,本田與豐田走了完全兩個不同的技術路線。本田這種簡單粗暴的轉矩耦合模式受到各大歐洲車企的歡迎,這種技術路線的普及面比豐田複雜的THS要廣泛得多。

但是時至今日,由于P2電機性能的局限性,本田僅把這種第一代技術應用在小型車上,到了A級以上的車型就開始全面使用第二代技術,也就是今天要為大家介紹的i-MMD技術。與第一代技術相比,i-MMD混動最大的區别就是淘汰了傳統的變速箱。設計思路與豐田的THS相似,通過電機與發動機的協同工作實現所謂的e-CVT無級變速模式。

本田i-mmd混動是插混嗎(日系混動的進化版)2

如上圖,i-MMD由一個發電機、一個電動機以及一個多片離合器組成。發電機與電動機同軸安裝,通過空心軸将動力分别與發動機或輸出軸耦合。

發電機與發動機剛性耦合,無法分離。電動機與輸出軸剛性耦合無法分離,但是電動機與發動機之間通過一個多片離合器控制通斷。從上圖可以看出,本田的i-MMD系統無論是發動機與發電機之間,還是電動機與發動機,輸出軸之間都為轉矩耦合方式。這與豐田的轉速耦合截然不同。轉矩耦合要求兩組動力或多組動力必須同步運轉,也就是說轉速必須成一定比例關系。

本田i-MMD的電動機與輸出軸完全同步運轉,剛性連接,這一點與豐田的THS類似,但電動機與發動機之間僅由一個離合器控制通斷。這就意味着,如果電動機與發動機需要混聯輸出時,離合器接通,那麼電動機和發動機之間必須保持一定的轉速比例關系,通過這種轉矩耦合方式将兩者的扭矩疊加用于加速。

本田i-mmd混動是插混嗎(日系混動的進化版)3

▲采用雙電機(電動機 發電機)架構的i-MMD混動系統,可以實現多種模式混聯驅動。

發電機與發動機之間也為轉矩耦合的方式剛性連接,所以隻要發動機運轉,發電機就必須跟着一起旋轉,并且轉速與發動機成固定比例。這樣設計的好處,是可以實現發動機與電動機的混聯模式,也可以實現隻靠電動機純電驅動的模式,也可以實現完全使用燃油發動機驅動模式。

當采用純電模式時,隻需斷開離合器,發動機的動力就無法傳遞給車輪。但此時發動機既可以熄火,讓電動機完全使用電池儲存的電能,也可以繼續運轉,帶動發動機為電動機提供電力或者為電池充電。所以,既能實現僅依靠電池供電的純電驅動,也可以實現增程(串聯)模式驅動。

當離合器結合之後,發動機和電動機以及發電機三者都剛性耦合(轉矩耦合)在一起,此時發電機可以在PCU的控制下轉換成電動機參與混聯驅動。也就是說可以實現兩台電機與一台發動機的動力疊加,實現最強的加速性能。而當SOC值過低時,又可實現僅僅發動機與電動機的混聯驅動,發電機繼續為系統提供電力。

本田i-mmd混動是插混嗎(日系混動的進化版)4

▲本田i-MMD在不同工況下的多種混動策略

所以,本田通過簡單粗暴的轉矩耦合策略,讓這套i-MMD系統實現了比豐田THS更多種的驅動模式。并且,由于離合器可以斷開與發動機和發電機的連接,在純電驅動模式下,不會像豐田THS那樣,速度過快會導緻發電機超速運轉。如果說,豐田的THS的設計初衷是考慮如何讓一台燃油車更省油,那麼,本田的i-MMD系統,在設計理念上則是颠覆性的,我們可以把它首先理解為一款電動車,既可以純電行駛也可以增程混動的電動車,然後加入燃油發動機是為了在高速工況下降低電耗,發揮燃油發動機高速效率更高的特性。我在之前的專欄介紹過,豐田THS要想升級成符合國家要求的插電混動車,必須在電動機的位置增加一套單向離合器,否則無法實現超過60公裡的純電行駛時速。而本田的這套系統,幾乎不需要任何結構性的改動,就可以輕松實現純電動車或插電混動車的升級。

本田i-mmd混動是插混嗎(日系混動的進化版)5

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