究竟有何不同 豐田/本田混動(dòng)系統解析

在目前的新能源車(chē)型市場(chǎng)上，做混動(dòng)車(chē)型資歷最老的當屬豐田了。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(chē)型中的新星。當下的第三代普銳斯配備了一臺1.8L發(fā)動(dòng)機，外加一臺60kW的電機組成了一套較為成熟且效率理想的混合動(dòng)力系統，當然這套系統也成為了現時(shí)混動(dòng)車(chē)型的標桿，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(dòng)力系統，后兩者無(wú)非是加大了汽油機的排量而已規格大同小異。

就在豐田普銳斯、CT200h引領(lǐng)混動(dòng)時(shí)代大行其道時(shí)，本田CR-Z的上市瞬間讓豐田頭上的光環(huán)暗淡了不少，因為搭配著(zhù)全新輕量化且更高效率IMA混動(dòng)系統的CR-Z讓豐田看到了在混動(dòng)市場(chǎng)上的對手。

汽車(chē)界自從有了豐田與本田這對冤家便一直就沒(méi)有安寧，在新能源車(chē)型上必然也不會(huì )例外，豐田的混合動(dòng)力系統以及本田IMA看似都是汽油機結合電機來(lái)輸出動(dòng)力減少油耗，但是其內在卻并非相同，其實(shí)豐田混合動(dòng)力也有自己的名字為T(mén)HS系統只是我們不常說(shuō)到，因此今天我們就深入淺出來(lái)了解一下THS和IMA看看誰(shuí)的系統更加優(yōu)秀。

三種類(lèi)別 混合動(dòng)力也不同

提到混合動(dòng)力我們來(lái)時(shí)先來(lái)了解一下它，大家可能認為混和動(dòng)力都一樣沒(méi)有差別，其實(shí)混合動(dòng)力系統分為三大類(lèi)：串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)。這三種混合方式在結構上存在著(zhù)差異，并且產(chǎn)生的動(dòng)力效率也完全不相同。

混合動(dòng)力類(lèi)別：串聯(lián)

串聯(lián)的形式很簡(jiǎn)單消耗燃油的發(fā)動(dòng)機只充當一臺發(fā)電機的角色，它的運轉只為供給車(chē)輛行駛所需的電能。這種混動(dòng)模式截止到目前并沒(méi)有任何量產(chǎn)車(chē)型使用，因此暫且不談。

混合動(dòng)力類(lèi)別：并聯(lián)

并聯(lián)式混合動(dòng)力的兩個(gè)系統既可以同時(shí)協(xié)調工作，也可以各自單獨工作驅動(dòng)汽車(chē)。換句話(huà)說(shuō)就是汽油機和電機都可以作為動(dòng)力來(lái)源，但是發(fā)動(dòng)機作為主要動(dòng)力來(lái)源，電機僅僅為輔助動(dòng)力來(lái)源不能實(shí)現純電形式。本田的IMA就是采用了并聯(lián)的混合動(dòng)力系統。

混合動(dòng)力類(lèi)別：混聯(lián)

混聯(lián)式混合動(dòng)力系統是在發(fā)動(dòng)機系統和電機驅動(dòng)系統各有一套機械變速機構，兩套機構或通過(guò)齒輪系，或采用行星輪式結構結合在一起，從而綜合調節內燃機與電動(dòng)機之間的轉速關(guān)系，因此這樣的設計可以實(shí)現發(fā)動(dòng)機與電機都可作為車(chē)輛動(dòng)力來(lái)源，低速時(shí)可靠純電動(dòng)行駛。豐田以及雷克薩斯車(chē)型上的混合動(dòng)力系統大多屬于這種模式。

混聯(lián)！豐田THS系統解析

豐田的THS混聯(lián)式混合動(dòng)力系統實(shí)現了發(fā)動(dòng)機與電機雙路動(dòng)力來(lái)源，并且可以單一動(dòng)力源驅動(dòng)車(chē)輛，因此豐田在中國打出了雙擎動(dòng)力這一口號，雙擎動(dòng)力這一次也詮釋了混聯(lián)式混合動(dòng)力系統的特點(diǎn)，但是自古魚(yú)和熊掌不可兼得，在THS完成了單一或同時(shí)驅動(dòng)車(chē)輛的同時(shí)，他付出的代價(jià)是復雜系統結構、累加的組件重量以及額外成本。

豐田的THS結構圖

上圖是豐田的THS結構圖，圖中左邊的紅框的內是傳動(dòng)的汽油機，中間的紅框內是發(fā)電機，最右邊的是電動(dòng)機，在混聯(lián)式混合動(dòng)力系統中這三樣必不可少，汽油機的作用是用來(lái)驅動(dòng)車(chē)輛行駛以及驅動(dòng)發(fā)電機為電池充電，而發(fā)電機是一個(gè)將動(dòng)力轉換成電能的設備它并不能產(chǎn)生任何能量，電動(dòng)機則是消耗電能來(lái)實(shí)現車(chē)輛的驅動(dòng)。而這些設備都要通過(guò)大量的行星齒輪組進(jìn)行連接。

實(shí)際在車(chē)輛行駛中工作流程是汽油機將動(dòng)力傳給發(fā)電機，然后發(fā)電機會(huì )轉化成電力，此時(shí)能量控制單元檢測駕駛者踩油門(mén)的深度，以及車(chē)輛的行駛模式來(lái)決定轉化后的電力傳給電動(dòng)機進(jìn)行驅動(dòng)還是儲存到電池中。

豐田采用的混聯(lián)模式混合動(dòng)力系統，在電力驅動(dòng)和汽油燃料驅動(dòng)配比控制上，完全由能量控制單元進(jìn)行計算分配，保證配比的精準并且可調整到最佳的混合動(dòng)力比，以便達到節約電能減少油耗的目的，但是實(shí)現電動(dòng)機和汽油機、單一驅動(dòng)和動(dòng)力混聯(lián)卻需要大量復雜的行星齒輪組進(jìn)行組合連接（圖中藍色的是行星齒輪組）。

關(guān)于行星齒輪組

行星齒輪機構是豐田THS混動(dòng)系統中的重要一環(huán)，發(fā)電機、電動(dòng)機 以及發(fā)動(dòng)機輸出軸都要被連接到行星齒輪機構的太陽(yáng)輪、齒圈和行星架上，動(dòng)力分配就是通過(guò)能量控制單元控制電機進(jìn)行合理分配的。

小結：

豐田THS混動(dòng)系統優(yōu)點(diǎn)：同時(shí)實(shí)現三種行駛模式（純電、純汽油機、混合驅動(dòng) ），能量控

制單元控制實(shí)現動(dòng)力的合理分配。

豐田THS混動(dòng)系統缺點(diǎn)：整體結構復雜、多機械單元導致體積較大、增加發(fā)動(dòng)機整體質(zhì)量。

豐田采用的混聯(lián)式動(dòng)力系統確實(shí)在功能實(shí)現了純電驅動(dòng)、純汽油機驅動(dòng)以及兩種方式同時(shí)驅動(dòng)，但是其復雜程度也比較高。為了實(shí)現純電行駛，混聯(lián)驅動(dòng)THS配備了兩臺電機以及行星齒輪，在發(fā)動(dòng)機艙空間上已經(jīng)占去大半，相信豐田已經(jīng)盡力縮減了系統占用的空間，因此我們看到在量產(chǎn)混動(dòng)車(chē)型中，發(fā)動(dòng)機艙的結構十分緊湊。

簡(jiǎn)單且輕量化本田并聯(lián)式IMA混動(dòng)解析

如果用最為簡(jiǎn)單的話(huà)表述IMA系統，那就是簡(jiǎn)單輕量化，且體積小，相比豐田的THS系統IMA會(huì )顯得輕巧得多。如果大家現在保持懷疑態(tài)度，那么看完下面的解析相信大家就會(huì )改變最初的想法。

本田IMA混動(dòng)系統結構圖

本田IMA混動(dòng)系統結構圖中黑色的部分為電動(dòng)機，其余部分為傳統的汽油機，IMA整體混動(dòng)系統只有兩個(gè)模塊結構非常非常簡(jiǎn)單！

本田的IMA系統是汽油機搭載一個(gè)超薄型輕量化電機，實(shí)現了并聯(lián)式的混合動(dòng)力系統，后部的電池通過(guò)單股高壓線(xiàn)和電機相連，實(shí)現電力傳輸。并且將電控單元整合在后部電池中以便節省空間。

IMA超薄型電機

為了減輕發(fā)動(dòng)機的質(zhì)量以及占用空間，本田只采用了一個(gè)電機模塊來(lái)實(shí)現電能的回收以及驅動(dòng)力，在汽油機高速工作時(shí)電機將動(dòng)能轉化成電能儲存在后面的蓄電池中，而在低速時(shí)電池將電力在傳給電機實(shí)現電能驅動(dòng)。因此IMA所搭載的超薄型電機不僅是一臺電動(dòng)機也是一臺發(fā)電機，從而實(shí)現了電動(dòng)單元的一體化。

另外IMA在電機與汽油機的連接部分沒(méi)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(dòng)齒輪節省空間減輕重量。一般來(lái)說(shuō)這樣的并聯(lián)設置會(huì )讓混動(dòng)系統失去純電行駛的能力。但是本田為了應對這一問(wèn)題為了采用全新的歇缸技術(shù)，在低速模式時(shí)IMA系統會(huì )讓汽油機氣門(mén)關(guān)閉停止供油，只有曲軸和電動(dòng)機聯(lián)動(dòng)實(shí)現了類(lèi)似純電的行駛方式。

小結：

本田IMA混動(dòng)系統優(yōu)點(diǎn)：整體輕量化設計、結構簡(jiǎn)單，能量控制單元可更高效實(shí)現混動(dòng)分配。

本田IMA混動(dòng)系統缺點(diǎn)：純電行駛時(shí)曲軸和電動(dòng)機必須聯(lián)動(dòng)勢必會(huì )浪費一部分電量，純電行

駛里程較短。

本田IMA系統在結構和重量方面做了不少的努力，相比豐田THS系統大幅度降低的了系統的復雜程度以及重量，所以它才能塞入CR-那嬌小的身軀來(lái)打造跑車(chē)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(zhù)不錯的表現。

各具優(yōu)勢 動(dòng)力數據對比

看過(guò)豐田THS和本田IMA兩款混合動(dòng)力系統的結構細節，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(lái)看看實(shí)際的數據吧，這才是體現發(fā)動(dòng)機設計優(yōu)劣的最直觀(guān)的體現。

單純從兩款混動(dòng)發(fā)動(dòng)機的參數來(lái)看，豐田THS混動(dòng)系統采用的1.8L排量汽油機足足比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搭載的超薄型電機高出一倍多，這也凸顯了豐田THS系統配備獨立電機的優(yōu)勢。但是綜合數據部分本田IMA憑借著(zhù)良好的混合效率直追豐田THS?？吹竭@里相信兩款混動(dòng)系統的性能在大家心里已經(jīng)非常明朗了。

不得不說(shuō)的CR-Z和CT200h

看完了純機械性能我們順便談?wù)劵谶@兩款發(fā)動(dòng)機的代表性車(chē)型——CR-Z和CT200h。這兩款車(chē)型其實(shí)都富含運動(dòng)色彩，因此被拿來(lái)對比也在情理之中，雖然我們手中沒(méi)有確切的數據表明本田IMA混動(dòng)系統的重量要輕于豐田THS，但是從整體重量來(lái)看CR-Z要比CT200h輕了不少，百公里加速時(shí)間也要快一些。但是在油耗方面從目前各個(gè)方面的測試結果來(lái)看，兩者基本保持一致。

關(guān)于變速箱

雖然兩款車(chē)型都采用了CVT變速箱，但是卻大不相同，本田IMA系統憑借自身結構簡(jiǎn)單小巧的優(yōu)勢搭配了一套能模擬7檔的獨立CVT變速箱，對于豐田的THS來(lái)說(shuō)雙電機的設計已經(jīng)占據的了發(fā)動(dòng)機艙的大部分空間，若想在加入獨立的CVT模塊并非易事，因此在THS行星齒輪設計之初豐田就將變速器的功能附之于上，直接在內部實(shí)現了無(wú)級變速。

我們從CT200h中控臺的檔位來(lái)看就能加明了了，由于豐田的行星齒在設計之初就已經(jīng)決定了HTS系統的檔位設定，因此我們看到CT200h的ECVT有四個(gè)固定的檔位R（倒車(chē)擋）、N（空擋）、D（行車(chē)擋）、B（發(fā)動(dòng)機制動(dòng)檔）。

反觀(guān)本田的IMA系統由于其無(wú)刷薄型電動(dòng)機精簡(jiǎn)的結構因此有一定空間來(lái)搭配獨立的變速系統，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(dòng)兩種選擇只是后者不會(huì )進(jìn)入國內，但相信有不少愛(ài)車(chē)人士更希望買(mǎi)到MT的CR-Z。

說(shuō)點(diǎn)題外話(huà)——藍驅

大眾藍驅?zhuān)Q(chēng)“藍驅技術(shù)系列”，是大眾在09年提出的概念，大眾的藍驅致技術(shù)力于降低汽車(chē)的油耗和排放，打造環(huán)保行汽車(chē)。最初展示的車(chē)型有高爾夫和朗逸，并且實(shí)現了高爾夫“藍驅”車(chē)型綜合油耗為 5.6 升/百公里，朗逸“藍驅”概念車(chē)的綜合油耗為5.8升/百公里的優(yōu)秀表現。

時(shí)至今日大眾再次挑戰內燃機油耗的極限，即將推出的第七代高爾夫藍驅版采用的1.6L TDI柴油發(fā)動(dòng)機，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(jì)足以挑戰所有家用型內燃機以及混動(dòng)車(chē)型的油耗底線(xiàn)。不過(guò)從側面來(lái)看這個(gè)數值可能預示著(zhù)燃油時(shí)代的終結。

汽車(chē)的發(fā)展已經(jīng)有不少年頭了，內燃機的發(fā)展時(shí)至今日已經(jīng)完全成熟了，為了壓榨每一滴燃油的效率廠(chǎng)商的研發(fā)與設計們已經(jīng)使盡了渾身的解數，研發(fā)出來(lái)的新技術(shù)再也不能像以前那樣大幅度節省燃油了，因此混動(dòng)系統、甚至純電動(dòng)車(chē)型孕育而生，雖然我們目前看到的混動(dòng)系統還沒(méi)有達到完美的效果，但是其表現還是令我們滿(mǎn)意的，相信像豐田以及本田這樣激進(jìn)廠(chǎng)商的驅使下，混動(dòng)車(chē)型在未來(lái)肯定會(huì )完美實(shí)現它節能減排的初衷，我們也會(huì )拭目以待。