兼顧燃油經(jīng)濟(jì)性與加速性能的雙電機(jī)混合動力系統(tǒng)

【日】 島田裕央 樋口成智 仁木學(xué) 田中正志 細(xì)田正晴

0 前言

當(dāng)今，對減少CO2排放量等環(huán)境保護(hù)方面的要求已極為迫切。全球范圍內(nèi)的排放法規(guī)也日趨收緊，對于汽車行業(yè)而言，這已成為相當(dāng)緊迫的課題。對此，各汽車制造商提出的根本性對策之一是推廣電動車或燃料電池車等零排放車輛。不過，在目前情況下，出于降低成本和確保續(xù)航里程等方面的技術(shù)課題尚未完全解決，以及相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)展緩慢等原因，上述新型汽車暫時還無法完全替代傳統(tǒng)的汽車。因此，作為更為實(shí)際的應(yīng)對措施，混合動力車和插電式混合動力車的應(yīng)用范圍正在不斷擴(kuò)大。鑒于這一現(xiàn)狀，本田技術(shù)研究所的研究人員開發(fā)了雙電機(jī)混合動力系統(tǒng)，相比傳統(tǒng)的單電機(jī)混合動力系統(tǒng)，新系統(tǒng)的效率得到大幅提升。

1 開發(fā)目標(biāo)

研究人員嘗試?yán)酶咻敵龉β实碾妱訖C(jī)，采用以串聯(lián)式混合動力為基礎(chǔ)的具有高電氣傳動比的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)勁的車輛加速性能，以及優(yōu)異的燃油經(jīng)濟(jì)性。并且，通過提高各結(jié)構(gòu)裝置（發(fā)動機(jī)、電動機(jī)、發(fā)電機(jī)、逆變器、蓄電池等）的效率，改善發(fā)電及電氣傳動效率，進(jìn)而提高整個系統(tǒng)的效率。同時，采用與發(fā)動機(jī)直接連接的離合器，可靈活切換機(jī)械傳動模式與電氣傳動模式，在所有的運(yùn)行狀態(tài)下均可實(shí)現(xiàn)高效率的運(yùn)轉(zhuǎn)。

2 應(yīng)用的技術(shù)

圖1示出了雙電機(jī)混合動力系統(tǒng)的框架圖，圖2示出了動力傳動系統(tǒng)的概要結(jié)構(gòu)。采用內(nèi)置離合器的電動無級變速器（CVT），離合器直接連接2個電動機(jī)與發(fā)動機(jī)，以串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)為基礎(chǔ)，能實(shí)現(xiàn)3種運(yùn)行模式，即電動車驅(qū)動模式、混合動力驅(qū)動模式和發(fā)動機(jī)驅(qū)動模式（圖3）。基于系統(tǒng)效率的最佳狀態(tài)，以最佳的定時切換上述運(yùn)行模式，從而高水平地兼顧車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性與動力性能。此外，還采用專用的大容量蓄電池和車載充電器，不僅可作為基本系統(tǒng)運(yùn)行，還可作為插電式混合動力系統(tǒng)運(yùn)行。圖4示出了配裝于實(shí)際車輛的系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)。

3 開發(fā)成果

相比傳統(tǒng)的單電機(jī)混合動力系統(tǒng)，新開發(fā)的雙電機(jī)混合動力系統(tǒng)效率提高了30%，并且能達(dá)到普通汽油車2倍以上的燃油經(jīng)濟(jì)性，同時，由于采用了從起步瞬間就可輸出最大扭矩的電動機(jī)，實(shí)現(xiàn)了順暢而強(qiáng)勁的車輛加速性能。在實(shí)際的應(yīng)用中，新系統(tǒng)配裝于日本市場上的大型廂式客車后，其燃油耗達(dá)到了與 K-car小型車（660mL）相同的水平（30km／L，JC-08工況）。

此外，插電式混合動力系統(tǒng)配裝于日本市場的大型廂式客車后，實(shí)現(xiàn)了JC-08工況下綜合燃油耗70.4km／L、電力消耗9.26km／（kW·h）、電動車驅(qū)動行駛里程37.6km的性能。圖5為成品車輛與參比車輛的燃油耗性能及加速性能對比結(jié)果。

4 結(jié)語

本田技術(shù)研究所的研究人員新開發(fā)了具有高電氣傳動比的雙電機(jī)混合動力系統(tǒng)，配裝這一新系統(tǒng)的車輛能實(shí)現(xiàn)大幅超過傳統(tǒng)車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性，并且具備只有電動車才有的順暢、強(qiáng)勁的加速性能。新系統(tǒng)自2013年起開始配裝于北美及日本市場上的混合動力車及插電式混合動力車。