坊间一直传闻,世界上有两种混动系统,一种是丰田混动,一种是其他混动。随着时代的发展,部分整车厂也提出混动方案,虽然在部分指标上有优势,但是综合性能依然无法挑战丰田混动的地位。近期,我机缘巧合下深度体验了广汽丰田威兰达(图片|配置|询价)的混动车型,摸清了它的特点。作为动力总成研发领域人员,本文以中立客观的角度介绍这款车的混动系统,给潜在消费者参考。
1 丰田混动特点
从混动的架构来说,目前世界上有三种混动形式:串联、并联、混联。最出名的是丰田、本田(比亚迪)、日产的混动系统,其中丰田THS和本田i-MMD是混联式,日产e-POWER是串联式。日产e-POWER串联式结构更加简单,在中低速城市工况中机械损失低,燃油经济性更好;但由于发动机无法参与直接驱动做工,因此系统的最高功率取决于电机功率或者发动机的充电功率;且高速巡航上传动效率没有混联式高,高速工况燃油经济性会下滑。而本田在日产基础上多了一套多片离合器,实现了发动机直驱模式,从而在高速巡航工况下有优势。丰田THS是一种特别的混动技术,可以说是完全意义的混联式,相比其他品牌的混动系统,丰田混动在性能、油耗、平顺性和可靠性上都有优势。

图1 代表性的混动架构
2 威兰达混动技术解析
威兰达混动采用的丰田TNGA架构下A25B发动机,2.5L L4发动机,采用了大范围阿特金森循环,压缩比提高至14:1,采用歧管喷射,最大功率131kW,最大扭矩221Nm,真实有效热效率为41%。
威兰达混动系统有两种规格,两驱和四驱。两驱版采用了前电机,功率为88kW,扭矩202Nm,系统综合功率为160kW,工信部油耗4.6L/100km。四驱版采用了前+后电机,后电机有40kW,121Nm,系统综合功率达到163kW,工信部油耗5.0L/100km。

图2 威兰达混动系统参数(数据来自SAE paper)
与传统内燃机不同,混动系统最核心的思想就是让发动机维持在高效的稳态工况,让电机承担加减速等瞬态工况,从而实现良好的油耗表现。我画了一个简易的示意图供大家参考。

图3 发动机稳态工况,电机瞬态工况,都维持在高效区间
为了让油耗更低,一方面基础发动机的热效率要绝对高,比如威兰达这款2.5L发动机,通过全域阿特金森循环实现了41%的热效率;一方面行车大脑和传动系统耦合率要高,需要使车辆在不同工况下都让发动机处于高效区间,丰田是通过特色技术行星齿机构替代了很多品牌使用的多片式离合器,来实现发动机电动机动力的接通与断开。威兰达使用的THS II系统采用了新一代平行轴HEV结构,动力分配依然使用高耦合率的行星齿轮架构实现顺滑的动力分配,减速机构中采用平行轴齿轮替代一套行星齿轮,从而降低了约20%的机械损失。

图4 THS的进化
从账面参数判断,该混动依然是以发动机为主,电机为辅,这种架构虽然在中低负荷的驾驶直接感不如纯电机加速,但是行星齿轮结构能够实时调整发动机与电机的负荷配比,可以让发动机在任何工况下都处于高效区间,在法规油耗中表现不明显,实际复杂工况下的油耗表现比较优异(尤其是高速巡航)。我判断驾驶体验油耗、平顺性和可靠性应该不错。

图5 威兰达混动架构图
3 油耗表现
我开了大概180km,回了一趟老家,涵盖了城市、高速、郊区等综合工况,油耗5.1L/100km(路况较好)。这款车型实际油耗和工信部油耗接近,无论在高速还是城市,油耗基本差不多,最低工况油耗是40km/h到60km/h之间,巡航油耗可以达到4L/100km以下,在高速上受到风噪的影响,油耗相比燃油车优势不大,100km/h巡航4.7L/100km,120km/h巡航油耗5.2L/100km,城市走走停停大概5.5L/100km。可以说相当省油。

图6 威兰达混动实际油耗(巡航工况)
4 驾驶感受
混动车型在驾驶方面能够带来独特的体验,尤其在平顺性和响应性上,是混动的优势之一,通过我的驾驶,也确实感受到不一样的地方。传统MT、AT、DCT、CVT变速箱要不在变工况下或多或少有一定顿挫,要不就是响应性不尽如人意,鱼与熊掌不可兼得,想把这两个维度都做好很难。而混动车型由于结构的先天优势,在系统的高耦合率下,可以协调动力响应和平顺,基本做到了一踩就有、随踩随有的境界。比如在城市走走停停,传统燃油车动力响应有迟滞,油门不跟脚,但是混动车型油门响应很积极,通过电机配合发动机,输出比较直接,极大提高了实际驾驶感受,而这种感受的提升并不能通过参数显现。此外,混动车型在自动启停、怠速停车、车库挪车等工况下,可以充分依靠电机和电池性能,相比燃油车在实际体验能给予极大的提升。
总体而言,我觉得混动动力总成带来的体验高级感,就值得多付出的价格成本了。这里也强烈建议大家去试驾下混动车型,感受下区别。

图7 丰田行星齿轮式驱动
5 用车成本
对于混动车型来说,用车成本是混动的极大优势之一。综合油耗能比同等动力的车型百公里少2个油,一万公里油钱能省1350元,考虑到二手残值,基本开10万公里能收回成本。
在维护保养上,混动车型不需要特殊保养,其保养周期甚至比传统内燃机时间更长,威兰达混动保养和燃油版类似,大家担心的电池提供8年16万公里质保,日常使用并不需要做什么额外保养。
6 小结
此车从朋友那边借了2天,进行了一些测评,个人觉得相比威兰达的燃油版,混动版能够带来更低的油耗、更畅快的驾驶体验,更值得入手。
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