以百公里油耗低于2.5升的日產(chǎn)串聯(lián)混合動(dòng)力已經(jīng)問世，便引起汽車行業(yè)的廣泛關(guān)注與震動(dòng)。中國電動(dòng)汽車百人會(huì)執(zhí)行副理事長歐陽明高在題為《新能源汽車技術(shù)路線、進(jìn)展的評(píng)估與展望》報(bào)告中特別提醒大家：“以串聯(lián)構(gòu)型為基礎(chǔ)的電動(dòng)汽車，受各種因素影響，沒有得到很好的發(fā)展。我要提醒大家注意，2016年11月日產(chǎn)推出一個(gè)串聯(lián)混合動(dòng)力車型，油耗低于豐田混合動(dòng)力，上市當(dāng)月成為日本汽車月銷售冠軍。打破了日產(chǎn)三十幾年來沒有品牌進(jìn)入月銷售冠軍的情況，很值得我們關(guān)注”。
1、日產(chǎn)新型串聯(lián)混合動(dòng)力汽車概要
圖2 搭載1.2升排量的發(fā)動(dòng)機(jī)
2、日產(chǎn)串聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)成
日產(chǎn)串聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)主要由1.2升排量汽油機(jī)、發(fā)電機(jī)兼電動(dòng)機(jī)、智能雙離合器、變速器、逆變器、動(dòng)力電池構(gòu)成(圖3)。
圖3 日產(chǎn)串聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)成
3、日產(chǎn)串聯(lián)混合動(dòng)力工作原理解說
日產(chǎn)串聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)采用了“智能雙離合器控制”。系統(tǒng)搭載發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)各一臺(tái)；在發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)之間、變速器與傳動(dòng)軸之間各裝載了一個(gè)離合器。
從圖3可以看出，在發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)之間裝有離合器1；后驅(qū)動(dòng)橋與變速器之間裝有離合器2。因?yàn)殡姍C(jī)是只裝載了一臺(tái)，所以既可以作為電動(dòng)機(jī)直接輸出驅(qū)動(dòng)車輛行駛的動(dòng)力；也可以作為發(fā)電機(jī)發(fā)電，用于回收減速制動(dòng)能量；或者在發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)下發(fā)電，為車載儲(chǔ)能電池補(bǔ)充電量。
如果在行駛中電機(jī)需要進(jìn)入充電模式時(shí)，則驅(qū)動(dòng)所需動(dòng)力完全由發(fā)動(dòng)機(jī)通過變速器直接驅(qū)動(dòng)。當(dāng)然，電機(jī)純電驅(qū)動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)+電機(jī)輔助驅(qū)動(dòng)兩種模式同樣可以酌情自由切換。
總之，這兩種功能不可以同時(shí)起作用。如果作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出動(dòng)力時(shí)，其發(fā)電功能自動(dòng)終止；而作為發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)，則輸出的是電能而非驅(qū)動(dòng)力。二者在系統(tǒng)的控制下交替發(fā)揮作用。
其中，兩個(gè)智能離合器發(fā)揮著極其重要的能量管理功能，這也是其高效運(yùn)行和高水平節(jié)油之奧秘之所在。
日產(chǎn)新一代串聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)，在日本JC08工況下(圖4)燃料消耗量極近40 km /L。這種驚人的技術(shù)突破和低耗油水平，立即引起世界各國的廣泛關(guān)注。
圖4 日本JC08標(biāo)準(zhǔn)工況
目前，在國內(nèi)推廣串聯(lián)混合動(dòng)力技術(shù)最成熟的產(chǎn)品莫過于北京永續(xù)采用的西門子(中國)的ELFA系統(tǒng)(圖5)。在商用車領(lǐng)域的應(yīng)用成果是：節(jié)油率大50%以上。
圖5 西門子(中國)的ELFA串聯(lián)増程式系統(tǒng)
4、重溫豐田普銳斯THSⅡ系統(tǒng)
豐田普銳斯采用的THSⅡ系統(tǒng)，是在發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加了一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和一個(gè)發(fā)電機(jī)(圖6)。運(yùn)行中，發(fā)電機(jī)具備充電和為驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供電力的功能。同時(shí)可以作為發(fā)動(dòng)機(jī)的輔助動(dòng)力支持汽車在各種工況下的運(yùn)行。
圖6 豐田普銳斯THSⅡ系統(tǒng)
對照圖6，豐田普銳斯THSⅡ系統(tǒng)的工作原理可以簡單描述為：
(1)汽車起動(dòng)工況僅由驅(qū)動(dòng)電機(jī)完成；
(2)汽車正常運(yùn)行工況下有電機(jī)純電驅(qū)動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)+電機(jī)驅(qū)動(dòng)兩種模式交替完成；
(3)汽車進(jìn)入減速工況時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)入發(fā)電模式；
(4)停車時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)具有自動(dòng)熄火功能。
其特點(diǎn)是，驅(qū)動(dòng)電機(jī)不僅在汽車起步時(shí)發(fā)揮純電驅(qū)動(dòng)作用，而且在汽車行駛時(shí)也可以作為輔助動(dòng)力助推車輛運(yùn)行。發(fā)動(dòng)機(jī)在高速、加速、爬坡等大功率區(qū)域工況下，有足夠的驅(qū)動(dòng)力推動(dòng)汽車自如運(yùn)行。因?yàn)槠噭?dòng)力不僅來自發(fā)動(dòng)機(jī)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的助推作用同樣功不可沒。兩種動(dòng)力的由動(dòng)力分配器實(shí)時(shí)組合和交替輸出動(dòng)力，使整車節(jié)能、減排水平發(fā)揮到了極致。
動(dòng)力電池及其能量管理系統(tǒng)，不僅可以保證電量不足時(shí)由發(fā)電機(jī)發(fā)電補(bǔ)充電能；還能確保為汽車減速的能量回收也有足夠的空間。如此，既不用擔(dān)心電力不足，也不用憂慮能量回收存儲(chǔ)空間不足。
上述技術(shù)決定了豐田HSⅡ是迄今批量上市汽車中，能量利用效率最為卓越的混合動(dòng)力系統(tǒng)。豐田普銳斯在日本JC08工況下燃料消耗量為32.6 km /L。這種驚人的低耗油水平已經(jīng)為世界各國的用戶普遍接受，使該車型占全球混合動(dòng)力汽車市場份額超過3/4。
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