究竟有何不同 豐田/本田混動系統(tǒng)解析

在目前的新能源車型市場上，做混動車型資歷最老的當(dāng)屬豐田了。在普銳斯上市之后豐田進(jìn)行了3次升級將其打造成了一款在量產(chǎn)車型中的新星。當(dāng)下的第三代普銳斯配備了一臺1.8L發(fā)動機(jī)，外加一臺60kW的電機(jī)組成了一套較為成熟且效率理想的混合動力系統(tǒng)，當(dāng)然這套系統(tǒng)也成為了現(xiàn)時混動車型的標(biāo)桿，我們看到的普銳斯、雷克薩斯的CT200甚至凱美瑞、ES300h都基于這套混合動力系統(tǒng)，后兩者無非是加大了汽油機(jī)的排量而已規(guī)格大同小異。

就在豐田普銳斯、CT200h引領(lǐng)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(huán)暗淡了不少，因?yàn)榇钆渲螺p量化且更高效率IMA混動系統(tǒng)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(tǒng)以及本田IMA看似都是汽油機(jī)結(jié)合電機(jī)來輸出動力減少油耗，但是其內(nèi)在卻并非相同，其實(shí)豐田混合動力也有自己的名字為THS系統(tǒng)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(tǒng)更加優(yōu)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(rèn)為混和動力都一樣沒有差別，其實(shí)混合動力系統(tǒng)分為三大類：串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)。這三種混合方式在結(jié)構(gòu)上存在著差異，并且產(chǎn)生的動力效率也完全不相同。

混合動力類別：串聯(lián)

串聯(lián)的形式很簡單消耗燃油的發(fā)動機(jī)只充當(dāng)一臺發(fā)電機(jī)的角色，它的運(yùn)轉(zhuǎn)只為供給車輛行駛所需的電能。這種混動模式截止到目前并沒有任何量產(chǎn)車型使用，因此暫且不談。

混合動力類別：并聯(lián)

并聯(lián)式混合動力的兩個系統(tǒng)既可以同時協(xié)調(diào)工作，也可以各自單獨(dú)工作驅(qū)動汽車。換句話說就是汽油機(jī)和電機(jī)都可以作為動力來源，但是發(fā)動機(jī)作為主要動力來源，電機(jī)僅僅為輔助動力來源不能實(shí)現(xiàn)純電形式。本田的IMA就是采用了并聯(lián)的混合動力系統(tǒng)。

混合動力類別：混聯(lián)

混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)是在發(fā)動機(jī)系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)各有一套機(jī)械變速機(jī)構(gòu)，兩套機(jī)構(gòu)或通過齒輪系，或采用行星輪式結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起，從而綜合調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)與電動機(jī)之間的轉(zhuǎn)速關(guān)系，因此這樣的設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)與電機(jī)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(tǒng)大多屬于這種模式。

混聯(lián)！豐田THS系統(tǒng)解析

豐田的THS混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了發(fā)動機(jī)與電機(jī)雙路動力來源，并且可以單一動力源驅(qū)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(lián)式混合動力系統(tǒng)的特點(diǎn)，但是自古魚和熊掌不可兼得，在THS完成了單一或同時驅(qū)動車輛的同時，他付出的代價是復(fù)雜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、累加的組件重量以及額外成本。

豐田的THS結(jié)構(gòu)圖

上圖是豐田的THS結(jié)構(gòu)圖，圖中左邊的紅框的內(nèi)是傳動的汽油機(jī)，中間的紅框內(nèi)是發(fā)電機(jī)，最右邊的是電動機(jī)，在混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)中這三樣必不可少，汽油機(jī)的作用是用來驅(qū)動車輛行駛以及驅(qū)動發(fā)電機(jī)為電池充電，而發(fā)電機(jī)是一個將動力轉(zhuǎn)換成電能的設(shè)備它并不能產(chǎn)生任何能量，電動機(jī)則是消耗電能來實(shí)現(xiàn)車輛的驅(qū)動。而這些設(shè)備都要通過大量的行星齒輪組進(jìn)行連接。

實(shí)際在車輛行駛中工作流程是汽油機(jī)將動力傳給發(fā)電機(jī)，然后發(fā)電機(jī)會轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化后的電力傳給電動機(jī)進(jìn)行驅(qū)動還是儲存到電池中。

豐田采用的混聯(lián)模式混合動力系統(tǒng)，在電力驅(qū)動和汽油燃料驅(qū)動配比控制上，完全由能量控制單元進(jìn)行計(jì)算分配，保證配比的精準(zhǔn)并且可調(diào)整到最佳的混合動力比，以便達(dá)到節(jié)約電能減少油耗的目的，但是實(shí)現(xiàn)電動機(jī)和汽油機(jī)、單一驅(qū)動和動力混聯(lián)卻需要大量復(fù)雜的行星齒輪組進(jìn)行組合連接（圖中藍(lán)色的是行星齒輪組）。

關(guān)于行星齒輪組

行星齒輪機(jī)構(gòu)是豐田THS混動系統(tǒng)中的重要一環(huán)，發(fā)電機(jī)、電動機(jī) 以及發(fā)動機(jī)輸出軸都要被連接到行星齒輪機(jī)構(gòu)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(jī)進(jìn)行合理分配的。

小結(jié)：

豐田THS混動系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：同時實(shí)現(xiàn)三種行駛模式（純電、純汽油機(jī)、混合驅(qū)動 ），能量控

制單元控制實(shí)現(xiàn)動力的合理分配。

豐田THS混動系統(tǒng)缺點(diǎn)：整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜、多機(jī)械單元導(dǎo)致體積較大、增加發(fā)動機(jī)整體質(zhì)量。

豐田采用的混聯(lián)式動力系統(tǒng)確實(shí)在功能實(shí)現(xiàn)了純電驅(qū)動、純汽油機(jī)驅(qū)動以及兩種方式同時驅(qū)動，但是其復(fù)雜程度也比較高。為了實(shí)現(xiàn)純電行駛，混聯(lián)驅(qū)動THS配備了兩臺電機(jī)以及行星齒輪，在發(fā)動機(jī)艙空間上已經(jīng)占去大半，相信豐田已經(jīng)盡力縮減了系統(tǒng)占用的空間，因此我們看到在量產(chǎn)混動車型中，發(fā)動機(jī)艙的結(jié)構(gòu)十分緊湊。

簡單且輕量化本田并聯(lián)式IMA混動解析

如果用最為簡單的話表述IMA系統(tǒng)，那就是簡單輕量化，且體積小，相比豐田的THS系統(tǒng)IMA會顯得輕巧得多。如果大家現(xiàn)在保持懷疑態(tài)度，那么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(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

本田IMA混動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中黑色的部分為電動機(jī)，其余部分為傳統(tǒng)的汽油機(jī)，IMA整體混動系統(tǒng)只有兩個模塊結(jié)構(gòu)非常非常簡單！

本田的IMA系統(tǒng)是汽油機(jī)搭載一個超薄型輕量化電機(jī)，實(shí)現(xiàn)了并聯(lián)式的混合動力系統(tǒng)，后部的電池通過單股高壓線和電機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)電力傳輸。并且將電控單元整合在后部電池中以便節(jié)省空間。

IMA超薄型電機(jī)

為了減輕發(fā)動機(jī)的質(zhì)量以及占用空間，本田只采用了一個電機(jī)模塊來實(shí)現(xiàn)電能的回收以及驅(qū)動力，在汽油機(jī)高速工作時電機(jī)將動能轉(zhuǎn)化成電能儲存在后面的蓄電池中，而在低速時電池將電力在傳給電機(jī)實(shí)現(xiàn)電能驅(qū)動。因此IMA所搭載的超薄型電機(jī)不僅是一臺電動機(jī)也是一臺發(fā)電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)了電動單元的一體化。

另外IMA在電機(jī)與汽油機(jī)的連接部分沒有再加載任何介質(zhì)采用了直連模式。因此省去了大量的傳動齒輪節(jié)省空間減輕重量。一般來說這樣的并聯(lián)設(shè)置會讓混動系統(tǒng)失去純電行駛的能力。但是本田為了應(yīng)對這一問題為了采用全新的歇缸技術(shù)，在低速模式時IMA系統(tǒng)會讓汽油機(jī)氣門關(guān)閉停止供油，只有曲軸和電動機(jī)聯(lián)動實(shí)現(xiàn)了類似純電的行駛方式。

小結(jié)：

本田IMA混動系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：整體輕量化設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)簡單，能量控制單元可更高效實(shí)現(xiàn)混動分配。

本田IMA混動系統(tǒng)缺點(diǎn)：純電行駛時曲軸和電動機(jī)必須聯(lián)動勢必會浪費(fèi)一部分電量，純電行

駛里程較短。

本田IMA系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)和重量方面做了不少的努力，相比豐田THS系統(tǒng)大幅度降低的了系統(tǒng)的復(fù)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(fēng)格，雖然在純電行駛里程方面有所縮短，但是IMA的優(yōu)勢讓它在油耗方面也有著不錯的表現(xiàn)。

各具優(yōu)勢 動力數(shù)據(jù)對比

看過豐田THS和本田IMA兩款混合動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，想必大家在心里或多或少已經(jīng)有了自己的評判，但最終我們還是來看看實(shí)際的數(shù)據(jù)吧，這才是體現(xiàn)發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)優(yōu)劣的最直觀的體現(xiàn)。

單純從兩款混動發(fā)動機(jī)的參數(shù)來看，豐田THS混動系統(tǒng)采用的1.8L排量汽油機(jī)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(jī)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(jī)高出一倍多，這也凸顯了豐田THS系統(tǒng)配備獨(dú)立電機(jī)的優(yōu)勢。但是綜合數(shù)據(jù)部分本田IMA憑借著良好的混合效率直追豐田THS。看到這里相信兩款混動系統(tǒng)的性能在大家心里已經(jīng)非常明朗了。

不得不說的CR-Z和CT200h

看完了純機(jī)械性能我們順便談?wù)劵谶@兩款發(fā)動機(jī)的代表性車型——CR-Z和CT200h。這兩款車型其實(shí)都富含運(yùn)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(shù)據(jù)表明本田IMA混動系統(tǒng)的重量要輕于豐田THS，但是從整體重量來看CR-Z要比CT200h輕了不少，百公里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(jié)果來看，兩者基本保持一致。

關(guān)于變速箱

雖然兩款車型都采用了CVT變速箱，但是卻大不相同，本田IMA系統(tǒng)憑借自身結(jié)構(gòu)簡單小巧的優(yōu)勢搭配了一套能模擬7檔的獨(dú)立CVT變速箱，對于豐田的THS來說雙電機(jī)的設(shè)計(jì)已經(jīng)占據(jù)的了發(fā)動機(jī)艙的大部分空間，若想在加入獨(dú)立的CVT模塊并非易事，因此在THS行星齒輪設(shè)計(jì)之初豐田就將變速器的功能附之于上，直接在內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了無級變速。

我們從CT200h中控臺的檔位來看就能加明了了，由于豐田的行星齒在設(shè)計(jì)之初就已經(jīng)決定了HTS系統(tǒng)的檔位設(shè)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(fā)動機(jī)制動檔）。

反觀本田的IMA系統(tǒng)由于其無刷薄型電動機(jī)精簡的結(jié)構(gòu)因此有一定空間來搭配獨(dú)立的變速系統(tǒng)，所以我們看到目前市售的CR-Z搭配了7速CVT變速箱并且配備了換檔撥片。其實(shí)CR-Z有CVT和6擋手動兩種選擇只是后者不會進(jìn)入國內(nèi)，但相信有不少愛車人士更希望買到MT的CR-Z。

說點(diǎn)題外話——藍(lán)驅(qū)

大眾藍(lán)驅(qū)，全稱“藍(lán)驅(qū)技術(shù)系列”，是大眾在09年提出的概念，大眾的藍(lán)驅(qū)致技術(shù)力于降低汽車的油耗和排放，打造環(huán)保行汽車。最初展示的車型有高爾夫和朗逸，并且實(shí)現(xiàn)了高爾夫“藍(lán)驅(qū)”車型綜合油耗為 5.6 升/百公里，朗逸“藍(lán)驅(qū)”概念車的綜合油耗為5.8升/百公里的優(yōu)秀表現(xiàn)。

時至今日大眾再次挑戰(zhàn)內(nèi)燃機(jī)油耗的極限，即將推出的第七代高爾夫藍(lán)驅(qū)版采用的1.6L TDI柴油發(fā)動機(jī)，將油耗低至驚人的3.2L/100km，二氧化碳排量將低于100g/km。這一成績足以挑戰(zhàn)所有家用型內(nèi)燃機(jī)以及混動車型的油耗底線。不過從側(cè)面來看這個數(shù)值可能預(yù)示著燃油時代的終結(jié)。

汽車的發(fā)展已經(jīng)有不少年頭了，內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展時至今日已經(jīng)完全成熟了，為了壓榨每一滴燃油的效率廠商的研發(fā)與設(shè)計(jì)們已經(jīng)使盡了渾身的解數(shù)，研發(fā)出來的新技術(shù)再也不能像以前那樣大幅度節(jié)省燃油了，因此混動系統(tǒng)、甚至純電動車型孕育而生，雖然我們目前看到的混動系統(tǒng)還沒有達(dá)到完美的效果，但是其表現(xiàn)還是令我們滿意的，相信像豐田以及本田這樣激進(jìn)廠商的驅(qū)使下，混動車型在未來肯定會完美實(shí)現(xiàn)它節(jié)能減排的初衷，我們也會拭目以待。