本田混聯式“雅閣混合動力車”實現世界最高能量效率

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JC08模式下的燃效為30km/L——本田於6月21日上市的新款“雅閣混合動力車型”實現了這一與輕型車相當的燃效，該車長4915×寬1850×高1465mm，是一款名副其實的“車身尺寸寬大的高級轎車”。

圖1：新款“雅閣混合動力車型” 雖然是高級轎車，但JC08模式燃效為30km/L，實現了與輕型車相當的低燃耗。

一般來說，車身尺寸越大，行駛所需的能量就越多，燃效也就越低。能夠排除這種車身尺寸的影響進行比較的，是能量效率（單位體積燃料擁有的能量×燃效/單位距離行駛必需的能量）。本田調查稱，新款雅閣混動車型的能量效率為世界最高，“達到了35％以上，接近40％”（截至2013年5月）。

從車名也能看出來，雅閣混動車型具備發動機和馬達兩個動力源。目前，混合動力系統分“串聯式”、“並聯式”和“混聯式”三種，新款雅閣混動車型採用了第三種方式。

發動機可在馬達行駛時發電，也可直接用於行駛

混聯式是把串聯和並聯這兩種方式結合在一起的方式。由於物理結構比較復雜，下面依次來解釋。

圖2：串聯式混動系統與並聯式混動系統的區別 圖中分別是串聯式混動系統和並聯式混動系統的結構示意圖。實線箭頭表示機械動力的傳輸，虛線表示電力的傳輸。紅色箭頭表示行駛時的能量傳輸，綠色箭頭表示減速能量再生時的能量傳輸。PCU為動力控制單元。

首先來看串聯方式（圖2-a），簡單來說就是用發動機驅動發電機來為電池充電，然后利用其電力，通過馬達驅動車輪。特點是，發動機專用於發電，除馬達外還配備了發電機。馬達也用於減速時的能量再生。

由於發動機專用於發電，所以這種方式的優點是能使發動機在高效區（轉數和扭矩）運轉。不過，由於在所有區域都用馬達行駛，因此不但需要高功率馬達，而且在低效區也必須使用馬達。發動機運轉產生的能量必須用發電機轉換成電能后才能用作驅動馬達的能量，因此，如果發電機和馬達的效率差，能量損失就會增加。由於使用高功率、即大尺寸的馬達，可以獲得無需變速箱的優點，但在車身尺寸較小的汽車中，如何在有限的空間內配備混合動力系統則又成為一個課題。

而在並聯式系統（圖2-b）中，馬達和發動機都用於驅動車輪，發動機並不專用於發電，一般不另外配備發電機。減速時的能量再生以及不用馬達行駛時的發電都是將馬達作為發電機使用。發動機提供的動力一般要通過變速箱傳遞給車輪。

通常，發動機在極低轉速區時其節流閥基本處於關閉狀態，因此向氣缸內吸入混合氣體時的阻力變大，導致效率降低。而且，轉數達不到一定程度，就無法實現大扭矩。而在高轉速區，即使能實現一定程度的扭矩，但摩擦損失增大，也會導致效率降低。此外，馬達雖然在極低轉速區就能實現高扭矩，但轉數超過一定程度后，隨著轉數的增加，扭矩會逐漸降低。

並聯式混動系統有兩個優點，第一，通過將馬達和發動機都用於車輪驅動，可以彌補上面提到的扭矩不足的缺點。第二，通過優化馬達和發動機的扭矩分配，可提高效率。換言之，就是無需為了改善燃效而犧牲高動力行駛。

混連方式就是將串聯方式和並聯方式組合在一起（圖3）。

圖3：混連式系統的結構示意圖 實線箭頭表示機械動力的傳輸，虛線表示電力的傳輸。紅色箭頭表示行駛時的能量傳輸，綠色箭頭表示減速能量再生時的能量傳輸。PCU為動力控制單元。

混連方式與串聯方式一樣，除馬達外還配備了發電機（或者兼作馬達的發電機），可以一邊用發動機發電，一邊將所發電力用於馬達行駛。另外，還能像並聯方式那樣，直接用發動機驅動車輪，讓馬達和發動機相互彌補扭矩不足的缺點來行駛。

也就是說，混連式系統不僅具備串聯方式可保持發動機在高效狀態運轉的優點，而且還具備並聯方式無需犧牲高動力行駛的優點。採用混連式混動系統的車輛除了新款雅閣混動車型以外，還有豐田的混合動力車“普銳斯”和“Aqua”，以及三菱的插電式混合動力車“歐藍德PHEV”等。