現如今,混合動力汽車作為純電動汽車代替內燃機汽車的重要過渡產品,深受消費者的喜愛。之所以會這樣,是因為它相較于傳統內燃機汽車擁有更好的燃油經濟性和續航里程,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,混動車型的優勢就更加明顯。
而談起混合動力技術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,豐田在混合動力領域已經有著超過40年的技術積累,而這些技術的最好體現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來強化行駛里程,所以我們今天就來談談普銳斯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。而整車的流線型設計特別是尾部造型,都是經過空氣動力學優化之后的杰作。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。
內飾方面,中控區域的變化最為明顯,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、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、安全系統組合(包含自動剎車、行人檢測、車道保持、自適應巡航。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。從第三代開始,豐田為了進一步降低排放,增加續航里程,插電式混合動力系統開始出現在普銳斯車型之上,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和油電混動系統究竟有何不同呢?其實最簡單的區別就是在傳統充電方式的基礎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,我們還得從世界上最為復雜的混聯式混合動力系統THS-Ⅱ說起。
THS-Ⅱ這套系統簡單來說,既是串聯結構,也是并聯結構,通過整合兩種結構的優勢,令整套系統可以達到最高的工作效率。其最大優點是:在低速時,發動機可以切斷同車輪的聯系,讓電動機直接驅動車輛前進。而高速時,系統可以直接驅動車輪,進一步降低能量轉化而帶來的效率損失。并且發動機既然可以在部分時段不驅動車輪前進,那就意味著發動機可以進一步調整進氣結構,優化工作效率,這就是所謂的阿特金森循環。
那這套系統就沒有缺點么?不,這套系統最大的缺點就在于過于復雜,并且在混動模式下,發動機并不能時刻運轉在最高效率區間。這也就是為什么只有豐田和雷克薩斯使用這種混動系統的主要原因。
那這套系統是如何針對發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的齒輪構成,名曰太陽輪。在太陽輪周圍還有三個圍繞它進行轉動的小型齒輪,叫做行星輪。這些小型齒輪字如其名,不僅能夠進行自轉,還可以通過行星架固定實現圍繞太陽輪的公轉。而最外層就是圍繞行星輪轉動的外齒圈。這樣的組合就構成了三種不同路徑的動力傳遞方式,并且可以實現動力的合成、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.行星齒輪架不轉動,相當于發動機不參與,車輪帶動發電機轉動發電。這就實現了動能回收的功能。
2.中間的太陽輪不轉動,相當于發動機所有動力都將用于驅動車輪前進。
3.外齒圈不轉動,相當于車輛靜止,發動機運轉驅動發電機轉動,為電池充電。
這樣一來,三條動力線路同時轉動,就可以實現發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,足以說明豐田技術實力的強大。
“經濟基礎決定上層建筑”,有了這樣的油電混動基礎,普銳斯Prime的插電系統又有何改進之處呢?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。根據官方數據,Prime燃油效率已經達到了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還是小有優勢的。并且依據豐田的傳統,這個理論數據還是相當具有可靠性。之所以會出現如此低的油耗水平,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。并且這套系統的工作邏輯是優先使用電能,Prime只憑借“雙電機驅動系統”就能將車速提至大約135km/h,充分體現出電動機的高效優勢。在配合最高熱效率達到40%的1.8L發動機,這就是這套系統為何如此高效的根本原因所在。混動解析
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”下,Prime在國外市場也一定能取得一個不錯的成績。不過,以普銳斯在國內的發展情況,未來就算Prime會引入國內,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,在油價持續走低的情況下,Prime并無優勢,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施有一定要求,現如今我國對于充電基礎設施的建設還處于起步階段,在電力補充上并不方便,這也會成為影響普銳斯Prime未來在國內銷量的一個主要因素。不過光從技術角度來看的話,普銳斯Prime是一款非常優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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