一文辨明本田i-MMD与丰田THS的优劣差别

既生瑜,何生亮?

作为混合动力的代表,丰田THS目前能够排得上号的对手,或许在大多数人眼中只有一个——那就是号称有着更高能效表现的本田i-MMD。各路媒体对它的吹捧程度,一点也不比丰田的THS低。甚至于,据说连丰田的工程师,都在公开的场合称赞它的实力的确超越了凯美瑞双擎上的THS-II(对于该消息来源有待考证)。但是它真的是完美无缺的吗?在试驾过十代雅阁的混动版之后,我对i-MMD系统做了一些功课,算是大致了解了它的一些设计思路。这次就先和大家分享一些个人的看法。

一个夸张的比喻:如果把丰田的THS-II比作擅长以柔克刚的武当太极,那么本田的i-MMD就更像是精于长桥硬马的少林冲拳。

虽然THS-II和i-MMD两者都可以归类于PS(功率分流型)的重度混合动力系统,但是从结构上来看,相比THS-II精巧而相对复杂的行星齿轮组,i-MMD直接通过减速齿轮组、离合器整合的方式显得更加“简单粗暴”,更接近于一个串、并联系统的简单组合。

丰田THS系统大致原理图

本田i-MMD系统大致原理图,图片出自知乎用户@鱼非鱼

从大致的原理上来看,THS和i-MMD两者的基础思路,都是把电驱动系统作为中低负荷下的主要驱动源,并且将电池组作为能量的“蓄水池”,通过发电机、电动机进行“削峰填谷”一般的操作,以规避传统汽油机能效最低下的低速、大负载等工况。同时通过阿特金森循环,把汽油机的压缩比极大提高,让燃效尽可能发挥到极限。它同样能实现电动机驱动、发动机带动充电、发动机直驱、制动能量回收等日常工况。不过,在看似差不多的思路下,本田隐藏了一些更多的企图。

由于发电机、电动机之间没有像THS的行星齿轮组那样的机械耦合机制,所以发动机、电动机、发电机之间的工作协调,完全是通过控制系统来“指挥”的。其中电动机除了作为主要的驱动源头之外,还肩负着制动能量回收的重任。

虽然从原理上看,i-MMD所需要做的控制层面的工作会更纷繁复杂一些,但是发动机、发电机、电动机之间不必要的相互牵制也会减少。譬如电动机直驱和发动机直驱的时候,理论上可以实现比THS更少的无效负载。当然,更多地依赖离合器来控制动力流,理论上带来的顿挫感也会更多、更明显一些。

以本田CR-V混动版为例,i-MMD系统的三种不同驱动模式

我们再往里挖掘一下。如果仔细观察上图右侧的驱动模式对比图,你就会发现,混动模式(Hybird Drive)下,发动机基本都是以串联模式工作,并没有直接参与驱动车辆,只充当驱动发电机的角色,而不像THS那样,发动机和电动机可以通过行星齿轮组“糅合”两股不同的动力流输出。我们再以八代凯美瑞混动和十代雅阁混动为例,看看两个系统的部分关键参数对比。

可以看得出,虽然两者的系统标称综合功率相差无几,但是i-MMD的电动机驱动功率明显要大得多,甚至占据了绝大部分的比例。

事实上,从原理的角度来看,i-MMD与其说是混动系统,倒不如说是一台带有发动机直驱功能的增程式电驱系统。

受制于内部减速齿轮组的速比限制,系统里的那台阿特金森发动机直接参与驱动车轮的工况空间非常窄,大多数时候都只需要充当一个增程器的角色,所以它不但功率需求低很多,而且可以在更长的时间以最理想的工况运行。以十代雅阁混动版为例,其中的2.0L自吸发动机仅有146马力,热效率却高达40.6%。更低的功率、更高的热效率,也自然对应着更低的油耗——可以说,这就是i-MMD系统能够在燃油经济性上胜出的关键。

除了高效之外,i-MMD还有着很好的扩展性。除了加大电池容量变成插电式混动系统(PHEV)之外,它还可以通过取消发动机的直驱模式,使发动机、发电机、电动机之间只剩下串联状态,从而变成单纯的增程式电驱动系统(REEV)。此时发动机的功率需求可以进一步降低,从而进一步压制油耗。

主攻北美、日本市场的本田Clarity,发动机进一步“缩水”成仅有105马力的1.5L自吸机,电池扩容为17kWh,混动模式下从十代雅阁混动的折合5.0L/100km降至4.2L/100km(EPA工况)、最大续航达531km(EPA工况),发动机直驱基本沦为鸡肋

而它相较于THS的弱点,到此也基本水落石出了:

首先,由于整套系统更多地依赖于电机驱动,发动机参与直接驱动的动态特性会更加接近于电动车,中低速强大,而高速表现相对更羸弱一些;

其次,由于系统的电动机功率需求更大,而且采用了更加激进的锂离子电池,所以电驱部分的成本自然也更高。或许你可以从各大汽车网站上两台混动车的配置对比发现一些倪端;

还有一点就是,锂离子电池在安全性、稳定性上,和丰田THS采用的镍氢电池也有一定的差距。以雅阁上的i-MMD系统为例,电池容量仅有1.3kWh,充放电的频率会非常高,对于长久工作下电池的衰竭会是一大考验。

考虑到丰田的THS诞生更早,至今在销量上已经建立起了很大的优势,成熟度自然不可同日而语,而本田的i-MMD相对起步更晚一些,至今还在更前期一点的普及阶段,安全可靠性、成熟度等方面的口碑还是有待考究的。

文|韦陀

图|网络

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