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財經 | 產業動態

不只環保,油電混合車的加速性能超越汽油車

不只環保,油電混合車的加速性能超越汽油車
(來源:日經技術在線)
撰文者:大西 孝弘
日經科技報 2013.06.17

顛覆混合動力車「只是燃效好」老黃歷的新車將於6月競相登場。本田、速霸陸通過改進系統,使混合動力車的行駛性能超過了汽油車。在環保車霸權之爭愈演愈烈之際,各公司將以「行駛」性能為賣點,爭取在全世界擴大占有率。

本田社長伊東孝紳於5月16日宣佈,該公司將重返世界最高水準的F1車賽。對於其中的緣由,伊東介紹說,「這是為了把在賽車領域累積的技術延伸到量產車上。」

本田將首先在環保車的代表選手—混合動力車上實現這一理念。即將於6月21日上市的「雅哥混合動力車」出自曾經開發F1賽車引擎的技術人員之手,他們參與開發的F1賽車一直服役到了2008年。本田之所以起用賽車人才,是為了打造出燃效性能好,而且「行駛」性能登峰造極的新型混合動力車。

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本田還未公開雅哥混合動力車的外觀。圖為在美國上市的雅哥插電式混合動力車

負責開發引擎和馬達等動力傳動系統的是第5技術開發室室長長谷川祐介。在2002年~2008年期間,長谷川一直從事F1引擎的開發等工作,曾經跑遍了全世界的各大賽道。按照長谷川的說法,「在F1開發中培育的行駛數據分析方法全部運用到了系統開發之中。」

這一次,包括雅哥使用的系統在內,本田開發出了3種混合動力系統。這些系統將依次在2013年內上市的新車中配備。

日本企業的混合動力車技術在全世界一直領先,豐田充當著領頭羊的角色。以豐田的「普銳斯」為代表,迄今為止,混合動力車重點宣傳的一直是「燃效好」。而本田把此次開發的混合動力系統命名為了「混合動力跑車」。在此之前,本田也生產混合動力車,但銷量屈居豐田之後,在市場上並不起眼。這一次,該公司打算把行駛性能作為武器,爭取後來居上。

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本田之前為小型車「Insight」等配備的混合動力系統叫做「IMA」。這種系統結構簡單,只配備1台馬達,用來輔助引擎。該公司開發IMA的目的,是希望在改善燃效的同時,把與汽油車之間的成本差距壓縮到最小限度,在成本競爭力上戰勝豐田普銳斯,借此贏得市場。

本田這次新開發的系統的特點是更加依賴電動。在低轉速下即可產生強勁的扭矩,充分發揮馬達響應油門操作比引擎更加靈敏的特性,實現了機動靈活的行駛表現。

過去的混合動力車那種「行駛沉穩」的印象似乎一掃而空。系統按照配備的馬達數量的不同,分成3種類型。

加速與發電各用一台馬達

其中,率先上市的是雅哥混合動力車配備的「i-MMD」。i-MMD配備了2台馬達,一台用於加速,一台用於發電。

其特點是加速時只使用加速馬達,不依靠引擎的動力。在此期間,引擎驅動另1台發電馬達,把馬達產生的電能供應給行駛馬達。剩餘的電能則儲存到電池中。與引擎加速相比,加速性能、節能性能均高出一籌。

而且,雅哥混合動力車還採用了能夠以更高的效率在減速時再生能量的電動伺服剎車器。再加上高效率的阿特金森循環引擎的助力,燃效一舉飆升至每升30km。超過了與其針鋒相對的豐田「Camry」混合動力車。

「SH-AWD」是總共配備3台馬達的頂級系統。按照預定,該系統將在高檔車品牌「謳歌」的RLX中配備,於2013年下半年在北美上市。

該系統除了加速之外,還為實現快速轉彎下足了工夫。

SH-AWD的結構獨特,前方安裝1台馬達驅動兩個前輪,後方安裝2台馬達,分別驅動左右後輪。系統控制著後輪2台馬達的轉速,當駕駛員在高速行駛下打方向盤時,外輪的驅動力加大,超過內輪,即使強大的離心力作用在車輛上,也可以流暢地完成轉彎動作。

回顧開發的歷程,長谷川室長表示,「調整兩輪馬達的驅動方式非常困難」。如果像開一般汽車那樣打方向盤,在某些設定下,車子有可能轉向過猛。因此,為了讓駕駛員能夠既不感到不適又能盡情享受行駛的樂趣,該公司反覆進行細微調整,經歷了多次失敗。

另一類系統與以前的混合動力車一樣,只設置了1台馬達。但二者的原理卻截然不同。在以前的系統中,引擎與馬達保持直連,在加速時,馬達提供輔助性動力。而在新系統中,通過擴大切斷引擎、只使用馬達行駛的區域,行駛性能與提高燃效得到了兼顧。該系統預定在2013年上市的小型車「飛度」中配備。

再來看速霸陸。該公司自主開發系統,準備憑藉6月推出的「速霸陸XV混合動力車」涉足混合動力車領域。該車注重的同樣是行駛性能。

速霸陸社長吉永泰之強調「XV混合動力車」的行駛

降低重心,彎道表現穩定

速霸陸社長吉永泰之介紹說,這款新型車的特點在於「讓馬達替代了渦輪」。最近,以德國福斯(VW)為代表,通過降低引擎排量改善燃效、配備渦輪增壓器彌補動力性能的車型越來越多。

然而,渦輪需要壓縮廢氣並且噴射,構造十分複雜,從踩下油門到表現出效果,必然會出現延時。而使用電動馬達替代渦輪可以提高對於油門的反應速度,在低轉速下穩定發生大馬力。不僅延時少,而且加速性能好。

這一次,為了進一步提升加速性能,富士重還使用了一種名為「變矩器」的裝置。這種裝置有可能導致燃效惡化,因此,在使用1台馬達的混合動力系統中很少採用。然而,為了達到強化加速性能的目的,該公司下定了決心,哪怕犧牲一定的燃效也要採用。引擎橫置的普通汽車安裝變矩器比較困難,好在該公司採用的是縱置引擎,設計比較便於安裝。

速霸陸的測定結果顯示,在時速40km下,當油門踏板踩下大約4分之1的時候,0.5秒之內的加速快於其他同等級的汽油車。

速霸陸的著力點不只是加速性能。該公司還通過改進設計,降低汽車的重心,大幅提高了轉彎時的穩定性。

混合動力車需要搭載電池等大量重物,存在重心容易偏高的課題。重心一高,在轉彎時車體就容易搖晃,難以保持行駛穩定。XV混合動力車的重心距離地面585mm,是極少數低於600mm的SUV(多功能休旅車)。速霸陸技術本部副本部長前田聰說:「我們不放過每一個1mm、2mm,對電池的配備方法等進行了推敲」。

因為是第一次開發混合動力車,該公司為了彌補經驗上的不足,向資本合作夥伴、混合動力車開發的老前輩——豐田尋求了幫助。

在此次開發中,速霸陸實施了全體總動員,派遣技術人員頻繁到豐田的研究所請教,學習提高可靠性的技術經驗,也為行駛性能賦予了自己的味道。讓普通的辦公室職員在公司的測試道路上試駕,向其徵求對於行駛的感想和意見。最終開發出了這款具有速霸陸特色、追求行駛性能的混合動力車。

課題是開拓歐洲和中國市場

在全球範圍內,有助於壓縮燃料成本、遏制二氧化碳排放的環保車的競爭愈演愈烈。現在,日本和美國以混合動力車為主,歐洲的主流則是柴油車和渦輪增壓車,兩大陣營為擴大勢力展開了激戰。在世界最大的汽車市場中國,混合動力車基本還未得到普及。對於混合動力車陣營而言,開拓中國市場已經成為了今後的一大課題。

如果在燃效好的基礎上,還能把行駛性能作為賣點,就有希望向包括歐洲在內的廣泛客戶層推銷。其實,豐田也推出了加速性能好的混合動力車,除此之外,還有德國寶馬的「ActiveHybrid 3」、德國奧迪的大型轎車「A8」混合動力車等,歐洲企業全都把行駛性能當成了一個賣點。

燃效當然也決定著汽車的競爭力。然而,汽車的魅力並不僅在於此。能夠激發出混合動力車多大的潛力——在環保車的霸權爭奪戰中,這或許將成為左右日本企業未來發展的關鍵。(記者:大西 孝弘,《日經商務週刊》)

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