Hybrid油電混合動力大觀(中)
AUTONET記者:Vincent(02/03/2012星期五)
接續上一篇的話題,本篇將要述說混聯式Hybrid系統,無庸置疑,目前僅有TOYOTA、VW Group、M-BEZN、BMW等少數大規模汽車集團擁有此技術,然而目前價格最平易近人的混聯式Hybrid車款,無疑就是TOYOTA Prius,其重要科技不只在Hybrid系統,其引擎設計更具有與眾不同的獨特性。

Prius在變速箱內安裝兩只電動馬達,再加上Atkinson循環引擎的助力,以及0.25Cd超低風阻外觀,平均油耗達到優異的26.3km/L水準。
話說HONDA CR-Z是一輛「開不出電能感」的運動型Hybrid掀背車,然而HONDA也是針對並聯式Hybrid系統,走出一條節能+性能「中先偏右」的獨特風格,然而Prius則是一輛走左派溫和路線的油電混合動力車,在述說科相關技之前,首先來探討一下何謂混聯式Hybrid(即Full Hybrid系統)。基本上,並聯式架構雖然是引擎與馬達一同將扭力輸出至變速箱,但是在馬達並無法單獨驅動車輛前進達數公里,還是要靠引擎的功率輸出才能正常行駛,混聯式設計則不然,在靜止狀態,Prius可以切換成純電能模式行駛,引擎完全不需要啟動,可以當作純電動車使用,進出室內停車場完全不會排放廢氣,光此優勢就打死並聯式設計!

再者,CR-Z的並聯式設計,馬達與引擎之間沒有變速或離合機構,引擎轉速就是馬達轉速,混聯式設計則不然,馬達與引擎之間不會相互牽制,轉速可以不同步引擎轉速愈高功率愈大,馬達則是以低轉速、大扭力見長,混聯式設計可以發揮兩者的最佳運轉功效,因此在節能方面,並聯式設計始終不是混聯式的對手。然而混聯式設計結構極為複雜,研發單位必須具備獨立研發多檔位自排變速箱的能力,此外還要精通馬達等相關科技,此外再加上高昂的製造成本,因此目前混聯式Hybrid車款相當稀少。

Prius以傳統自排行星齒輪變速箱為基礎,在齒輪組上巧妙地配置大小兩顆電動馬達,小馬達負責啟動引擎與發電,大馬達負責功率輸出與回收減速時的動能(同樣具備發電機功能),變速箱可說是Prius的科技核心。然而在引擎部分,Prius可說是暗藏玄機!一般的汽油引擎都採用「Otto循環」設計,就是基本的進氣→壓縮→點火膨脹→排氣等四個循環,曲軸必須旋轉兩圈才能完成(720度),然而Prius則是採用「Atkinson循環」,運轉方面也是按照上述四個步驟,但是曲軸只要旋轉一圈(360度)即可完成四個行程。此外,在壓縮過程中,藉由進氣端氣門延遲關閉設計,將燃燒室中部分燃油氣體「擠回」進氣歧管,製造膨脹比大於壓縮比的特性,保有高壓縮比+長衝程活塞的特性,加上稀薄燃燒技術的運用,有效提升燃燒效率,但是又不會產生擾人的爆震問題,因此Prius並未藉助缸內直噴科技,已將壓縮比調高為13:1,缸徑×衝程=80.5×88.3mm,引擎運轉效率相當優異。

然而Atkinson循環引擎毫無缺點?答案當然是否定的,否則市售引擎早就全面拋棄Otto循環設計,事實上,Atkinson循環引擎結構不但複雜,且不適合高轉速運作,亦不適合增壓架構等大扭力輸出,僅適合用在Hybrid動力,配合馬達的扭力輸出,以中、低轉速運行,排氣量雖然達到1.8L,比CR-Z還大,但是引擎最大馬力僅有100hp,相當於1.6L引擎。論性能,CR-Z比Prius更富有駕馭樂趣,並非TOYOTA不想在加速方面多所著墨,而是受到結構上的限制。

然而Prius平均油耗表現達到26.3km/L(經濟部能源局實測數據),目前是台灣節能車型第一把交椅,比CR-Z的21km/L更為優異。雖然說Prius破百萬的價格,如果平日行駛里程不夠長,就經濟方面來看依然不划算,然而接單價台幣87萬元的Prius c就具有高度競爭力,油耗表現更勝Prius!因此不論是Prius或是月銷售破百輛的CT200h,在Hybrid節能車型上都只是個開端,未來TOYOTA勢必會將此科技下放到更小的車上,再加上Plug-in的應用,達到真正符合經濟效益的環保車,挾帶混聯式Hybrid+ Atkinson循環引擎科技,面對歐洲的柴油動力Hybrid車型也毫無懼色!

Prius c以台幣87萬元接單價切入國內市場,價格相當具有競爭力,對於經常與車為伍的業務從業人員而言,無疑是生意上的一大幫手。
Prius c排氣量比Prius更小,節能功效更為優異,加上更低廉的價格,上市後的銷售成績引人注目。
Hybrid關鍵科技除了引擎與馬達間的匹配問題外,電池的發展也是重點,待日後加以詳述。

 
 
02/03/2012新聞
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