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【750w一小时几度电】纯电 插电 增程 犹如“一拖三”的本田SPORT HYBRID e+

如今的汽车产业好像正站在一个十字路口的前方,三条岔路口分别是“纯电、插电、增程”,虽然这三类被统称为“新能源车”,但相互之间无论是技术路径,还是场景都有着相当大的差别。一干车企和众多消费者也在争吵纷纷,都在选择合适自己的方向。但有句话说的好:“只有小孩子才做选择,成年人全都要”!到底是什么样的“成年人”能喊出这么霸气的口号?不妨来了解一下本田的SPORT HYBRID e +技术。

什么是SPORT HYBRID e+

看到“SPORT HYBRID e+ ”这个名字,很多人都会觉得眼熟,这不是本田前段时间“本吹”们摇旗呐喊的“SPORT HYBRID”么?什么时候后面又多了个“e+ ”?不错,就是这个e+让本田的这项技术变成了“一拖三”的“通吃”技术平台。

我相信其他媒体在写这个内容的时候,此刻应该已经po上各种技术截图和机械爆炸图了,然后各种能量和效率传递路径解释一顿猛操作。写到兴奋得满脸冒红光,但看文章的人却云里雾里。所以,我决定换一个方法,尝试用大家能理解,也是目前大家所熟知的一些现状,利用“纯电、插电、增程”三种形式来解读。也是力求为大家解释得更通透些,难免在描述上会有不算特别严谨的部分,但绝不会有原则性错误。

还要说明一点,今天这篇文章是关于本田SPORT HYBRID e +技术的解析和介绍,具体举例的车型是用本田本土运来的Clarity右舵版本。关于具体的驾驶感描述只是为了验证和说明SPORT HYBRID e+ 技术在是车上的应用,真正和消费者有关的,也就是装配SPORT HYBRID e+ 技术的国产车型应该会在明年上市销售。本田官方“打死也不说”是那款车,但是从“路边社”打听到的“小道消息”,以及参考与Clarity车型相似的车型开发难度,再加上本田品牌在中国销量最好的几款车型,我大胆地不负责任地推测,很有可能是广汽本田的“雅阁”。

在开启SPORT HYBRID e+技术讨论之前,我们先大致了解一下使用这一技术的车型在不同状态下的情况,在大致了解不同工作时候的车辆状态,就可以更清楚的知道这个技术再在不同场景下的实际表现了。

如果说到低速、中速和高速的感觉比较模糊,需要对速度和车辆状态有更清晰的认识,那么官方这张带行车速度区间的示意图,可能会满足各位的需求。请将下图结合上面这个表格来看,基本上你就会比较明确的了解SPORT HYBRID e +的三种驱动行驶模式及互相之间的逻辑关系了。

纯电时的SPORT HYBRID e+

首先要聊的就是纯电状态,这也是目前中国市场上争论最大的一个部分。诚然,这两年充电桩等基础设施建设,在国内的各个地区发展得如火如荼。类似北京这样的一线城市在公共充电桩覆盖方面,已经几乎做到了全面覆盖的程度。你可以下载【电动生活APP】来看,密密麻麻的公共充电桩图片已经排满了城市的地图。

不仅是公共充电桩,购买新能源车的车主还会免费获赠一个私人充电桩。除了大家常规理解的在拥有产权的私人停车位上安装之外,租用、共用的停车位也安装有大量私人充电桩。甚至在很多连正规停车位都没有的老旧小区,众多新能源车主也发扬“互帮互助”的精神,安装一到两个私人充电桩,然后互相之间协调充电时间,并平摊电费。因此,纯电动汽车在类似北京这样的一线城市,充电难已经得到了很大的环节。

相对来说,纯电动车相比燃油车以及混动车来说,拥有一些很难被超越的优势,包括没有汽油发动机工作而换来极佳的NVH静音低噪,私桩充电的使用成本仅是燃油车的十分之一,就算是公共充电桩充电的成本也要低于燃油车的使用成本。而且电驱动状态下起步时充沛的动力感,以及平顺的提速,也是任何燃油车都无法比拟的。所以,使用纯电驱动方式,是一款车在城市内通勤使用的最佳选择。

我们先来了解一下目前SPORT HYBRID e+技术下的纯电模式概况。首先是电池部分,一般纯电动车都叫电池包或电池PACK,本田将其定名为“IPU”也就是Intelligent Power Unit的简写。

关于电池组最关键的两个数据:一个是电池容量,一个是工作时的电池功率。第一个电池容量好理解,就是能存多少度电,而第二个电池功率又作何解释?本质上讲可以理解为放电倍率,通俗来说就是电池在对外放电时能做到瞬间多大功率。如果用形象的比喻就是一个烧水壶,电池容量就是这个电池能装多少水,而电池功率就是这个壶的出水嘴有多粗。

或许对于非插电的HYBRD混合动力车来说,电池功率并不太重要,因为驱动电机本身所需要的功率并不高,此时你可以想象一壶烧开的水要冲泡一小杯茶,壶小嘴细也足以应付得来;但如果是一台可以长距离纯电行驶,同时具备纯电最高时速达160公里/小时的车型,那么电池功率就变得非常重要,此时就相当于要用一壶烧得滚烫的开水退猪毛,必须水多且出水猛,此刻就必须是一个大容量的水壶,而且出水嘴要尽可能粗。

本田用在雅阁HYBRID不插电混动车型上的i-MMD已经具备了一定的纯电行驶能力。但是为了进一步满足插电混动系统的要求,让车辆能够达到更长的纯电续航里程、更高的纯电行驶速度,SPORT HYBRID e+将电池组的电量进一步增容到了17度电,同时电池功率进一步增加到之前雅阁非插混的1.4倍。

为了适应更长纯电续航里程,以及更高的纯电行驶时速,新电池包的容量是之前非插混车型的4倍为17度电,同时电池功率是之前非插混车型的1.4倍。

看到这里,你会不会想:既然电池比之前要大了,那么会不会让原先已经被侵占呈拮据状态的行李舱空间,变得更加捉襟见肘了?看过如下几张照片后,你可能就会放心了。

首先我们来看一下当做示范的车型--本田Clarity,这是一辆在日本本土销售的右舵车,装配了SPORT HYBRID e+系统。

我们再转头来看这个1∶1尺寸的本田Clarity车型背板,下面红色区域是这个17度电池的实物。可以看到电池位于车辆底盘下方,所有凸起的部分都在前、后排座椅下方,基本没有侵占行李舱空间。

从Clarity实车照片来看,后排座放倒后与行李舱直接打通,虽然部分车身结构造成行李舱空间不够规整,但至少没有了以前后排座椅背后堆电池的窘况。

而从车辆底盘看过去,电池位于车辆底盘中央部分,与整个底盘保持平整,并无凸出部分。汽油发动机的排气管、三元及消音包走底盘右侧区域,与电池包没有干涉,整体布局安全、合理。

这是电池包的解刨图,看到的只是电池包的左侧部分(右一半藏在展板后面)。电池包内有14个电池模组,模组内是松下提供的VDA2硬壳电芯。整个电池包不含冷却水的净重为172公斤,冷却水大约重5公斤。

说到电池包内有5公斤左右的冷却液负责帮助电池做温度控制,通过照片可以看到液体专用的管路通过密封接口进入电池壳体内部。

冷却液通过管路进入很薄的一个带有水道的铝合金薄板当中(图中浅红色区域),而电池模组则通过树脂与铝合金薄板紧密贴合,这样通过铝合金薄板作为中介,传递电池模组与冷却液之间的温度。

而且用来循环的水路也不是傻傻的“一根筋”,而是通过EWV三通阀,在行驶的状态下给400W电池、150W的DC-DC以及非工作状态的CHG充电机降温;而在充电的状态下,通过EWV三通阀向最需要降温的750W CHG充电机提供降温。

当然,针对所有部分的温控是实时的,如果出现温度超过预设值,那么三通阀也会进行相应的调整,给需要进行温度干预的设备提供必要的冷却液循环。说完冷却液,我们来看一下电池接口。

电池接口位于电池组的前部中央位置,上面是低压接口,下面的是高压接口。由于12V低电压的DC-DC总成被集成在电池包内部,因此12V低压部分也直接从动力电池包中接出。

装配SPORT HYBRID e+系统的本田Clarity,按照日本JC08的验证法,纯电的工况续航为114.6公里;按照WLTC标准,纯电工况续航为101公里。

如此看来,平均百公里电耗在15度左右就能达到这个水准,因此给出的纯电续航数据还是比较合理的。

除了电池的容量和功率有所提升之外,PCU动力控制单元也有了长足的长进。

这是新一代PCU动力控制单元的拆分结构及技术示意图。我们可以看到整体单元小型化,同时通过提升电压控制单元VCU(电压控制单元)的功率,各个电动化组件之间的运转更加高效。比之前PHEV技术相比,功率密度增长了2.8倍,而VCU的持续功率提高了3.3倍。

而达到这一结果的重要原因之一,是POWER MODULE采用了全新的磁耦合电感。

如果你对这些技术细节不感兴趣,那么你只需要知道结果就可以了:之前本田PHEV车型的纯电模式最高车速止步于120公里/小时,而新技术下的纯电模式最高车速,能一直上探到160公里/小时,并且可以保持持续高速行驶。对于传统的PHEV车型来说,这几乎是不可思议的事情。而对于本田的POWER HYBRID e+技术来说,已经将不可思议变为实际。

可以说,此刻这台车几乎就是一台完完全全的纯电动EV车型,一台续航里程100多公里,且最高时速可达160公里/小时的纯电动车。

插电时的SPORT HYBRID e+

由于拥有一块更大一点的电池,而且拥有更长的纯电续航里程,因此车辆对充电的速度和充电方式就有更多、更高的要求。相比大多数只有慢充接口的PHEV插电混动车型,本田的SPORT HYBRID e+拥有直流快充和交流慢充两个接口,所以在充电方面无限接近与一台EV纯电动车型。也正是由于双接口的充电方式可以最大限度满足车辆再充电方面的多种需求,因此采用SPORT HYBRID e+的车型平日城市通勤时,基本都可以当做是一台纯电车型来使用。

本田Clarity车型有用快、慢两个充电接口,其中直流快充接口位于车辆右后翼子板上。由于此车从日本本土运抵中国做展示,因此充电接口为日本国内的标准。

本田Clarity交流慢充接口位于车辆左前翼子板上,盖板外面有一个PLIG-IN代表插电的身份。

既然是拥有汽油发动机的车辆,那么加油口也是必不可少的了,加油口位于车辆左后翼子板。

既然这台车既有燃油发动机,又有驱动电机,那么我们来关注一下这两个动力源的具体情况。

或许你已经在别的媒体上看到了同样关于这次技术讲解会的内容,而且大概率你会从别的媒体上看到关于2.0L排量阿特金森发动机的各种介绍。但是请各位注意,在我这里恐怕会稍微修正一下。

在活动现场的展板上,使用的是国产雅阁第三代i-MMD的示意图,因此标注的发动机也是升级之后的2.0L阿特金森循环发动机。

并且现场展示的模型,也是2.0L的发动机版本。

毕竟是在中国本土做技术展示,费用是中国这边出,当然要推广目前在中国市场上销售的车型产品以及作为销售主力所采用的技术。但是停在外面那辆使用SPORT HYBRID e+技术的,从日本本土拉来的本田Clarity,所以采用的其实是一个1.5L的燃油发动机,而不是国产本田混动产品常见的2.0L发动机。当然,从这里我们也能看出一些端倪,未来进入中国之后,SPORT HYBRID e+会不会升级使用2.0L的汽油发动机?是否会在今后的某个时间段,正式推出以目前国产车型搭载的第三代i-MMD技术配套的新SPORT HYBRID e+?这些真的说不定哦!

图为本田Clarity车型的发动机舱,红色区域为1.5L 阿特金森DOHC i-VTEC发动机;蓝色区域则是PCU动力控制单元;驱动电机位于PCU动力控制单元下方,照片里无法直接看到。

由于实车的驱动电机被遮挡,无法直视,所以我用2.0L发动机的展具为大家展示一下驱动电机的大致本尊相貌,也就是照片中浅蓝色标识的区域。

这是上图中匹配2.0L发动机的电机拆解图,其中有两点非常值得留意:一个是设计人员将驱动用电机和发电用电机分开设置,两套定、转子。简单来说就是各司其职、互不拖累,达到更适应EV纯电动车的模式;另一个非常重要的点,就是电机内部定子的结构发生了巨大的变化。

本田的设计人员将电机内部的定子结构做了相当大的改进,以前是选择传统的圆形线材,以缠绕方式成组并插入电机定子壁;而新的分短线圈定子结构,抛弃传统的铜绕线方式,而改成类似“发卡”的矩形剖面铜线,制件成型后纵轴方向插入定子壁,“发卡”的顶部扭转弯曲,而“发卡”的底部则与定子底部进行熔接。

看不懂?没关系,我来举例给你。吃过麦当劳的薯条么?一根根薯条都是四方的棍状,你可以把这当成是“发卡”型。你想一下,同样大小的薯条盒,是四方棍状的薯条密度大,还是把薯条削成一根根类似火腿肠一样圆棍棍的密度大?放到电机上来说谁的密度大,在同样体积下的电机能量密度就大。说白了就是电机体积不变,但更有劲儿、功率更高、扭矩更大。这也是为何新版本的SPORT HYBRID e+纯电时速提高到了160公里/小时。

用这个乐高版的薯条模型来做示范会更形象。

说了半天原理和结构,下面我们来看看实际表现如何。离开展板,我们来到车边上,将这台采用SPORT HYBRID e+技术的本田Clarity车型的动力数据列举出来:

燃油发动机:1.5L阿特金森 DOHC i-VTEC汽油发动机,最大功率77kW/5,500rpm,最大扭矩134N.m/5,000rpm。

驱动电机:永磁同步电机,最大功率135kW/5,000-6,000rpm,最大扭矩315N.m/0-2,000rpm。

从数据上看,无论是功率还是扭矩,以及最佳转速区间,驱动电机都已经无情的碾压了燃油发动机。所以本田Clarity说是一台无限趋近于电动车的混动车,真的一点儿都不为过。

至于大家最关注的油耗表现,按照日本JC80的标准,百公里油耗为3.571L;按照WLTC标准测试,百公里油耗为4.132L。当然,如果你是满电出发,车辆使用EV纯电动行驶的话,至少前100公里内油耗值为“0”。

增程时的SPORT HYBRID e+

虽然这个技术被叫做插电混动,但是从混动的原理和状态来看,本田的这个插电更像是一台增程式车型。为什么这么说?请听我细细道来。

所谓的PHEV插电混动,基本原理是通过充电枪为车辆的动力电池充电。拔枪走车之后,通过电机消耗电池的电量提供驱动力,当电池电量消耗殆尽或车辆需要瞬间提供更大动力(类似超车或上陡坡)的时候,燃油发动机启动工作,通过变速器等传动方式将驱动力直接输出给车轮。一旦电池电量彻底耗尽或低于安全电量后,则燃油发动机承担起全部的驱动工作。因此很多人说,传统的PHEV车型,相当于花一台车的钱,买到两台车的感受。电池电量充足的时候,车辆是一种表现;而当电池电量匮竭的时候,车辆又是另外一种表现。

而本田SPORT HYBRID e+则不然,基于第二代i-MMD研发的SPORT HYBRID e+在技术状态上,更像是一台增程式车型。同样在电池电量充沛的时候,使用纯电驱动。当电池电量较低的时候,汽油发动机同样开始运转,但与传统PHEV最大的不同点,是汽油发动机此时并不直接参与驱动,而是当做一个发电机来使用。通过汽油发动机发电供给驱动电机,车辆继续以纯电EV的方式行进。

只有当电池完全匮乏,并且需要持续高速行驶的时候,发动机才会通过e-CVT将汽油发动机的动力传递给车轮。而且需要强调的一点,这个e-CVT其实是一个“不存在”的变速器,与那种钢带传动的无级变速器CVT完全不是一码事。SPORT HYBRID e+的初衷就是无限接近EV纯电动,因此车辆的主要驱动都是由电机完成。因此再电机驱动的时候,采用的是一个固定的齿轮比;当电池耗电至增程模式启动后,由于仍然是纯电驱动方式,驱动全部由电机完成,单一传动比足以胜任。

只有当电量低又需要大功率动力输出的时候,燃油发动机需要直接输出动力给车轮的时候,利用阿特金森发动机的特性,工程师只设计了一个高速小齿轮比(你可以想象为没有1/2/3/4/5档,只有一个6挡最高档的变速器)以应对高速行车。如果车辆此时降速,或低扭不足时(可以看做手动挡车降速后没有手动降档,仍挂在高挡位上)车辆会让驱动电机弥补低档的不足。由于低档位对电池的放电功率需求不大,并且发动机也会持续发电,因此电机完成这个工作也是没有任何问题的。由此,整个系统从低速到高速各个范围段都实现了无缝连接,达到了“e-CVT”的效果。

照片中标红的区域,就是上文中提到过的e-CVT,也就是那“神奇”的几个齿轮,不仅扛起了两个动力源的无缝匹配,同时还负担起平顺行车质感的重责大任。

说起增程式,由于前段时间的理想ONE,以及国产金康SERES的SF5都采用的是纯增程式技术,因此也引起了一定范围内的探讨。其中我印象最深的就是“脱裤子放屁多此一举”理论,认为烧油发电驱动没意义。

如果仅看外表,增程式的确会给有些人留下“多此一举”的印象,你直接用发动机烧油就完了呗,干嘛烧油发电再用电驱动呢?长篇大论不用讲,各位关注一下我上面标注的燃油发动机与驱动电机的功率和扭矩数据。懒得往上翻的话,我就再贴一次:

从数据上是不是稍微能看明白些了?就算是换成那台2.0L的发动机,数据也无非是最大功率107kW,最大扭矩175N.m,仍然低于电机很多。更何况电机驱动的平顺性、比拟大排量自吸的提速感、低能耗等诸多优点,是燃油发动机根本无法实现的。

简单来说,汽油发动机如果当做发电机使用,再由电机驱动车轮,相比由汽油发动机直接驱动车轮要划算得多。可以用更小的能耗,换来多得多的功率和扭矩,这也就是烧油发电再驱动车辆的意义所在。不仅是汽车,各位看到很多的火车也是用的类似技术,通过内燃机发电,然后使用电机推动整列火车前进。如果直接用燃油机推动,恐怕要减挂不少火车车厢了。

留意i-MMD的代目差

这里要提示一下,目前SPORT HYBRID e+虽然是本田最新的技术但是是在二代i-MMD上拓展的,并非目前国内本田两个合资厂已经投产的不插电混动的第三代i-MMD技术。目前以第三代i-MMD技术为基础的SPORT HYBRID e+技术正在研发当中。所以,其实可以把插电与非插电两条路线,看做是一个“半错位”的发展进程就对了。

正是“纯电、插电、增程”三种形式,让本田的SPORT HYBRID e+拥有更多的可能性,而这恰恰是本田SPORT HYBRID e+技术的最大优势。也正是在这个场景下,充分证实了“SPORT HYBRID e+”这个名称的来历和正确性。之前说过增程式的运行原理,相当于车辆时刻保持电机驱动,也就保持了非常棒的电机驱动特性。就算电池没电,启动发动机运转也只是当做一个发电的发电机,电机的动力输出丝毫没有损失。这就是“SPORT”一词的来历,时刻保持车辆的运动性能而无需被动力系统的变化而分神。至于HYBRID则是混合动力的意思,说明一旦在电量匮乏的时候需要强劲的动力输出,那么发动机除了起到发电机的作用之外,还可以通过电动CVT将动力在发动机高转速区间内,几乎无损地传递给车轮,也就是混合动力;至于“e+”就是我刚才说的,拥有两个外接充电接口,一快一慢,让车辆更无线贴近一台EV纯电动车的状态。同时,也正是这两个充电口的存在,成为SPORT HYBRID e+ 与SPORT HYBRID 最大的不同。

总结

活动当天还安排了一些短暂的试驾体验,包括在封闭的赛车场内体验本田Clarity,以及驾驶国产广汽本田及东风本田的系列不插电混动车辆,在广州三水的国道及高速路上进行驾车体验。毕竟今天我们的主题是技术讲解而不是试驾体验,同时本田Clarity确认不可能引进国内销售,更不可能国产,因此我就不打算在这里写什么试驾体验或报告了。毕竟除了动力系统之外、车辆的调校、取向、静音、舒适等诸多因素,更会影响到驾驶员对一款车的评价。所以,我今天这篇文章的重点还是落在本田的SPORT HYBRID e+的技术评价上吧。

这样一款只在日本本土销售的右舵车,你让我一个面对中国读者的媒体评价个啥?

如果单纯以技术视角来看本田的SPORT HYBRID e +,可以说这个技术系统真的很强,“混的很好”。解决了纯电的续航里程局限;解决了PHEV传统插混车型不同电量的情况下,状态“判若两车”的尴尬;解决了单纯增程式车型不适合长距离高速行驶的短板。可以说是眼下汽车由传统燃油车,向多动力驱动方式转型的最理想选择之一。如果不考虑“牌照限制、限行限购”等外界政策因素,可能是最符合当下消费者“动力、经济、环保”都要有的大而全购车心态,简直就是神奇的“万金油”在汽车界的化身。

但是有没有问题?鸡蛋里挑骨头的说:可能会有。其实说不上是“问题”,但至少是个“悬念”。虽然已“无限趋近于EV纯电动”来形容这个技术系统,但是毕竟里面有燃油机的存在,普通消费者可能意识不到,但是对于汽车专业人士来讲,EV纯电动与这种更像是增程式的插混车是完完全全的两条研发路径。当你没有完全舍弃燃油发动机的时候,就很难做到真正用纯电动的思维去考虑一台车的整体架构。类似于“油改电”思路,你改的再完美、再完善,其本质仍然是一台具备“燃油发动机”基础的车型,很多固定的思维和架构是不可能规避掉的。

在我和日本专程来到现场做技术支持的日方专家沟通的时候,就能感受到这种“味道”。“把这个拿下去就是XXX,把那个加上来就是XXX”,“如果客户需要,我们就可以把XXX拿掉,变成XXX”等等话术频繁出现。如果从好的方面来看,一个技术平台研发出来,可以适应更多的市场需求,并且能够用最低的成本、最快的效率得到成品,这是很多车企追求的目标,本田至少在SPORT HRBRID e+系统上实现了,而且做得还很不错;但从另一个角度来说,由于要考虑燃油机及辅助系统的存在,让纯电EV车型压缩机械功能区域,释放更多空间给乘员舱、三电系统更合理地布局、更多在纯电基础上实现的功能和设计,就都与使用这套系统的车型无缘了,何况还有更多更深层次的差异。就好比“万金油”虽然治病但很难去病根儿,说的就是这个道理。

综上所述,虽然我个人表达了一些对“悬念”的担忧,但还是那句话“单纯以技术视角来看本田的SPORT HYBRID e +,可以说这个技术系统真的很强,“混的很好””。至少在消费者购车层面来说,目前并没有什么“问题”或“不妥”。商业的交给商业,研发的就让研发去操心吧。

关于作者: luda

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