現(xiàn)如今,混合動力汽車作為純電動汽車代替內(nèi)燃機汽車的重要過渡產(chǎn)品,深受消費者的喜愛。之所以會這樣,是因為它相較于傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車擁有更好的燃油經(jīng)濟性和續(xù)航里程,并且自從雷凌和卡羅拉雙擎上市以來,混動汽車的售價就被進一步拉低,更加符合消費者的接受水準,突破了價格壁壘,混動車型的優(yōu)勢就更加明顯。
而談起混合動力技術(shù)就不得不提一家日本汽車制造商-豐田。作為全球最大的汽車公司之一,豐田在混合動力領(lǐng)域已經(jīng)有著超過40年的技術(shù)積累,而這些技術(shù)的最好體現(xiàn)就是一款廣為人知的混動車型-普銳斯。此次紐約車展,豐田發(fā)布了普銳斯最新衍生型號Prime,該車最大亮點在于搭載了一套插電式混合動力系統(tǒng)來強化行駛里程,所以我們今天就來談?wù)勂珍J斯Prime到底是“何方神圣”。
普銳斯Prime以第四代普銳斯為原型,基于TNGA平臺打造。在外觀設(shè)計上Prime相較于四代更加激進,也更加符合年輕人的審美眼光。其前臉造型甚至有些豐田氫動力汽車Mirai的影子,怪不得許多人都在說“豐田真的是越來越不像豐田了”,這是有一定道理的。而整車的流線型設(shè)計特別是尾部造型,都是經(jīng)過空氣動力學優(yōu)化之后的杰作。橫向貫穿尾部的大燈科幻感十足,并且在夜晚點亮后,效果一定會令人驚嘆。
內(nèi)飾方面,中控區(qū)域的變化最為明顯,參考特斯拉Model S的11.6英寸大尺寸液晶顯示屏,集成了空調(diào)、導航等一系列功能。同時該車還具有一個新的顯示界面,可以顯示出燃油消耗,預(yù)計充電時間,電量剩余等信息。
除此之外,豐田為了顯示出普銳斯Prime的“與眾不同”,在這款車型上硬是塞入了各式各樣的高科技。抬頭顯示、無線充電、安全系統(tǒng)組合(包含自動剎車、行人檢測、車道保持、自適應(yīng)巡航。主動照明等主動安全裝置)等配置無一缺席,唯一有什么不太合適的地方,估計就是這臺車的售價了,畢竟這些配置還是擁有不菲價值的。
手機無線充電等科技配置無一缺席,就是售價可能會有些高昂。
一切的開始還得從THS-Ⅱ說起
不過今天我們要講的重點并不是這些,而是普銳斯Prime身上的這套插電式混合動力系統(tǒng)。從第三代開始,豐田為了進一步降低排放,增加續(xù)航里程,插電式混合動力系統(tǒng)開始出現(xiàn)在普銳斯車型之上,此次最新的普銳斯Prime可以直接看做是第四代普銳斯的插電混動版本。
那這套插電混動系統(tǒng)和油電混動系統(tǒng)究竟有何不同呢?其實最簡單的區(qū)別就是在傳統(tǒng)充電方式的基礎(chǔ)上增加了更為直接的外接電源充電。所以想要了解這套系統(tǒng),我們還得從世界上最為復雜的混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)THS-Ⅱ說起。
THS-Ⅱ這套系統(tǒng)簡單來說,既是串聯(lián)結(jié)構(gòu),也是并聯(lián)結(jié)構(gòu),通過整合兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢,令整套系統(tǒng)可以達到最高的工作效率。其最大優(yōu)點是:在低速時,發(fā)動機可以切斷同車輪的聯(lián)系,讓電動機直接驅(qū)動車輛前進。而高速時,系統(tǒng)可以直接驅(qū)動車輪,進一步降低能量轉(zhuǎn)化而帶來的效率損失。并且發(fā)動機既然可以在部分時段不驅(qū)動車輪前進,那就意味著發(fā)動機可以進一步調(diào)整進氣結(jié)構(gòu),優(yōu)化工作效率,這就是所謂的阿特金森循環(huán)。
那這套系統(tǒng)就沒有缺點么?不,這套系統(tǒng)最大的缺點就在于過于復雜,并且在混動模式下,發(fā)動機并不能時刻運轉(zhuǎn)在最高效率區(qū)間。這也就是為什么只有豐田和雷克薩斯使用這種混動系統(tǒng)的主要原因。
那這套系統(tǒng)是如何針對發(fā)動機動力進行有效分配的呢?豐田在這一點上做的非常巧妙,它通過一個機械行星齒輪組就做到了這些。這套行星齒輪組在設(shè)計上類似于AT或CVT變速箱中的行星齒輪架,但功能卻完全不同。它的中心部分由一個圍繞固定軸旋轉(zhuǎn)的齒輪構(gòu)成,名曰太陽輪。在太陽輪周圍還有三個圍繞它進行轉(zhuǎn)動的小型齒輪,叫做行星輪。這些小型齒輪字如其名,不僅能夠進行自轉(zhuǎn),還可以通過行星架固定實現(xiàn)圍繞太陽輪的公轉(zhuǎn)。而最外層就是圍繞行星輪轉(zhuǎn)動的外齒圈。這樣的組合就構(gòu)成了三種不同路徑的動力傳遞方式,并且可以實現(xiàn)動力的合成、分解以及改變傳動比的功能。
可能通過文字大家還不是特別理解,沒關(guān)系,我們可以通過動畫來進一步了解一下。
1.行星齒輪架不轉(zhuǎn)動,相當于發(fā)動機不參與,車輪帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動發(fā)電。這就實現(xiàn)了動能回收的功能。
2.中間的太陽輪不轉(zhuǎn)動,相當于發(fā)動機所有動力都將用于驅(qū)動車輪前進。
3.外齒圈不轉(zhuǎn)動,相當于車輛靜止,發(fā)動機運轉(zhuǎn)驅(qū)動發(fā)電機轉(zhuǎn)動,為電池充電。
這樣一來,三條動力線路同時轉(zhuǎn)動,就可以實現(xiàn)發(fā)動機動力的分配功能了。不過,想要精準控制動力傳遞,就需要計算能力強大的電子元件和精密算法進行了,這也就是這套系統(tǒng)最為復雜的地方。不過值得欣慰的是豐田并沒有把這套系統(tǒng)制造的過于龐大,就連雷克薩斯CT 200h這樣的小車都可以搭載THS-Ⅱ衍生出的LHD混動系統(tǒng),足以說明豐田技術(shù)實力的強大。
“經(jīng)濟基礎(chǔ)決定上層建筑”,有了這樣的油電混動基礎(chǔ),普銳斯Prime的插電系統(tǒng)又有何改進之處呢?那最為明顯的變化莫過于電池組了,Prime相對于上一代采用了能量密度更高的鋰離子電池,其電池容量擴大到了8.8kWh,達到了上一代的兩倍之多,并且體積還縮小了6%。更高的電池容量意味著更好的EV行駛里程,大約35km的純電續(xù)航可以滿足相當一部分上班族的通勤需要(當然北京的另說),并且在家用240V電源下,新車5.5小時就可將電池充滿,充電效率還是相當可觀的。
不過,普銳斯Prime最大的看點還是它那百公里1.9L的油耗。根據(jù)官方數(shù)據(jù),Prime燃油效率已經(jīng)達到了120MPGe之多,換算下來就是百公里綜合油耗1.9L。在對比2017款沃藍達的106MPGe和2016款寶馬i3的117MPGe之后,普銳斯Prime還是小有優(yōu)勢的。并且依據(jù)豐田的傳統(tǒng),這個理論數(shù)據(jù)還是相當具有可靠性。之所以會出現(xiàn)如此低的油耗水平,依舊離不開電池組的幫助,可別小看了這35km的純電續(xù)航里程,對于汽油機來講這不算什么,但對于插電混動車型來說,它可以有效拉低綜合油耗、降低排放。并且這套系統(tǒng)的工作邏輯是優(yōu)先使用電能,Prime只憑借“雙電機驅(qū)動系統(tǒng)”就能將車速提至大約135km/h,充分體現(xiàn)出電動機的高效優(yōu)勢。在配合最高熱效率達到40%的1.8L發(fā)動機,這就是這套系統(tǒng)為何如此高效的根本原因所在?;靹咏馕?/p>
編輯點評:從1997年上市以來,普銳斯的成功有目共睹,在前輩們的“光環(huán)”下,Prime在國外市場也一定能取得一個不錯的成績。不過,以普銳斯在國內(nèi)的發(fā)展情況,未來就算Prime會引入國內(nèi),其認可度依舊會比較低,主要原因還是因為高昂的售價和充電設(shè)施的不完善。國人在購車時,第一要素還是性價比,在油價持續(xù)走低的情況下,Prime并無優(yōu)勢,并且相對于普通車型來講,后期費用還是要高出許多。并且插電式混合動力車對于充電站等配套設(shè)施有一定要求,現(xiàn)如今我國對于充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)還處于起步階段,在電力補充上并不方便,這也會成為影響普銳斯Prime未來在國內(nèi)銷量的一個主要因素。不過光從技術(shù)角度來看的話,普銳斯Prime是一款非常優(yōu)秀的插電式混合動力車型,值得消費者考慮。
(審核編輯: 滄海一土)
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