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大家都是混合動力,你怎么這么省油?第八代豐田凱美瑞雙擎

最近我們借到了一臺 2019 款的豐田凱美瑞雙擎,但在停車場中看到這臺車后,我很難把凱美瑞雙擎這個名字和我看到的這臺車對應起來,印象中的凱美瑞不應該是一臺黑色,略顯油膩但特別舒服、省油的車嗎?

第八代豐田凱美瑞雙擎

第八代豐田凱美瑞雙擎

第八代豐田凱美瑞雙擎

第八代豐田凱美瑞雙擎

第八代豐田凱美瑞雙擎

看看眼前這臺凱美瑞,棱角分明的前臉,豐富且鋒利的車身線條,單邊雙出的排氣,黑色的小鴨尾,雙色的多幅輪轂,黑紅撞色的車漆,還有黑紅雙拼的內飾。

每一個元素似乎都在表達著運動、年輕和活力,尤其是這個在陽光下比紅唇還鮮艷的紅色車漆,足以讓一個 20 出頭的年輕人心動一番。

平復了心情之后,仔細想了想,我是來探尋豐田混動系統省油秘密的啊,看看車尾的 HYBRID 的標識,看看車內代表環保的藍色啟動按鍵,看看帶著 CHG 字樣的儀表,嗯,沒錯我要找的是你。

第八代豐田凱美瑞雙擎

第八代豐田凱美瑞雙擎

豐田凱美瑞雙擎上搭載的這套混動技術(THS:Toyota Hybrid System)最早可以追溯到 1997 年第一代普銳斯車型上,至今已有超過 20 年的歷史,雖然這 20 年豐田一直在更新優化這套系統,但我依舊好奇,披著運動外衣的第八代凱美瑞雙擎省油嗎?這 20 年就沒有更好的系統能夠接替 THS 嗎?廉頗老矣尚能飯否?

第八代豐田凱美瑞雙擎

實測之后,我打消了這個念頭,這臺基于 TNGA 架構的第八代凱美瑞雙擎高速油耗為 5.2 L/100 km,市區油耗為 6.0 L/100 km,非常優秀。

這里多說兩句,本次油耗測試分別在高速和市區路況下各跑了 100 km 左右,并于測試前后在加油站將油量加至跳槍,通過加進去的油量計算百公里油耗,全程空調 22 ℃ 2 檔風。

最后得出兩個結論:第一,凱美瑞混動是一臺非常省油的車型;第二,凱美瑞的表顯油耗與實際油耗幾乎一樣(高速表顯 5.2 L/100 km,市區表顯 5.8 L/100 km)。

只是,每次加油工作人員看我的眼神都有點奇怪……

現在說回這套混動系統,凱美瑞雙擎上這套混動系統由一臺代號 A25B 的 2.5 升自然吸氣發動機、兩個電機和一塊位于后座下方的鎳氫電池組成。

第八代豐田凱美瑞雙擎

這臺 2.5 升自然吸氣發動的動力參數平平無奇,最大功率 131 kW,最大扭矩 221 N·m,但燃燒效率卻達到了驚人的 41%,而且只用加 92 號汽油即可。

用于驅動車輛的電機峰值功率 88 kW,峰值扭矩 202 N·m,系統最大輸出功率 160 kW,配合儲存電能的鎳氫電池容量為 221 Ah,容量不大,而且無法通過外界電源補充電能。

第八代豐田凱美瑞雙擎

從硬件組成上來看,這套 THS 系統與國內大多數插電混動車型沒有什么區別,都是一臺發動機,一塊電池組,兩個電機組成,但在平順性和經濟性上卻領先了不止一個身位,核心原因有兩點。

第一點:更合理的硬件布局。

目前國內大多數插電混動車型,均采用 P0+P4 的電機布局,所謂 P0+P4 就是一個與發動機皮帶輪相連的啟動/發電一體式電機配合一個位于后軸的獨立電機,發動機和電機的工作相對獨立。

而 THS 系統打掉了變速箱,通過一套行星齒輪組把兩個電機和發動機的動力組合在了一起,實現了電機和發動機協同驅動。

第八代豐田凱美瑞雙擎

從這一點上看,很難直接判斷哪一種會更省油,核心還是在運行邏輯,但是硬件布局是運行邏輯的基礎。

第二點:更合理的運行邏輯。

在說運行邏輯之前,我想先明確一下混動的意義,因為在日常行駛過程中發動機并不是完全處在恒定的轉速區間,而發動機的高效運轉區間非常有限,過低或過高的轉速都是不利于發動機燃油經濟性的。

說回人話就是,發動機在怠速、起步以及急加速的工況下,燃油經濟性相對較差,所以混動車型希望用電機代替這些工況,從而讓發動機一直處在高效地運轉期間,達到提高燃油經濟性的目的。

但很多插電混動車型大多是為了「混動」而混動,并沒有實現更高質量的互補,只能在電池有電的狀態得到一個不錯的動力表現和不錯的油耗,但在電池沒電的狀態下,發動機除了需要帶動車輛本身,還需要拖著數十公斤或是上百公斤的電驅動結構,所以電池沒電的狀態下很難得到一個好看的油耗成績。

而豐田這套 THS 系統,通過發動機和電動機的協同工作,達到了提高燃油經濟性的目的。

關于行星齒輪如何運轉的細節就不細講了,大家記住四點,第一,豐田管這玩意兒叫 E-CVT,但和傳統意義上的 CVT 變速箱沒有一毛錢關系;第二,因為行星齒輪組的存在,兩個電機和發動機的運轉是時刻關聯的;第三,因為是時刻關聯的,所以不存在動力銜接時的轉速差問題,所以行駛過程中電機和發動機的相互切換非常平順;第四,駕駛者只管開就行了,不用管到底是用油還是用電,當然系統也沒給駕駛者選擇的權利,PCU(Power Control Unit)都幫你決定好了。

接下來重點介紹一下各種工況下這套系統是如何協同工作的:

起步階段:這臺車只要電池組有足夠的電量都會采用純電起步,避免發動機介入,等車速達到 20 – 30 km/h 后發動機才介入工作。

第八代豐田凱美瑞雙擎

大多數情況下,電池電量都是足夠驅動車輛完成起步的,但是如果長時間停留原地且帶著空調的話很快就會把電池組內的電量消耗到較低的水平,這個時候發動機會主動介入,并將轉速揚到 1000 轉出頭,一方面提供現有用電需求,一方面為電池組補能,這個工況下和大多數燃油車怠速的工況沒有太大區別,只是轉速更高。

第八代豐田凱美瑞雙擎

第八代豐田凱美瑞雙擎

這個時候起步,發動機會將一部分動力用于驅動車輛,一部分動力用于給電池充電。

第八代豐田凱美瑞雙擎

正常行駛階段:完成起步,車速達到 20 - 30 km/h 以上后,電池的放電能力以及電機的功率就很難滿足駕駛者對動力的需求了,所以發動機會主動介入,并維持在一個高效的轉速,如果這個時候發動機的負載較輕,發動機功率過剩,PCU 會將一部分動力用于驅動車輛,一部分用于發電,儲存到電池組中。

第八代豐田凱美瑞雙擎

如果負載較重,發動機轉速及輸出功率不變,不夠的功率由電機補充。

第八代豐田凱美瑞雙擎

當然如果有過高的動力請求,PCU 也會迅速拉高發動機轉速,發動機和電機同時出力,滿足駕駛者的動力需求。

高速工況下也是如此,維持在恒定轉速,根據路況及駕駛者對動力的需求,動態調節發動機和電機的出力比例。

第八代豐田凱美瑞雙擎

第八代豐田凱美瑞雙擎

第八代豐田凱美瑞雙擎

滑行/減速工況:滑行及減速工況下發動機是停機狀態,以最大化節省不必要的燃油消耗。

滑行狀態下,儀表的能量流顯示是在動能回收的,但是整體的減速度非常小,儀表上的指針也只是輕微偏向 CHG,駕駛者不會有明顯的感覺。

第八代豐田凱美瑞雙擎

這么輕微減速度,可以回收的動能當然也是微乎其微的,豐田把大部分動能回收的功率和剎車踏板結合在了一起,隨著剎車踩踏幅度的增加,動能回收的功率也逐漸增大,對于不習慣動能回收的駕駛者來說,這樣的設計可以在保留原有駕駛體驗的同時回收動能。

第八代豐田凱美瑞雙擎

此外凱美瑞 50 km/h 以上才能開啟的 ACC 自適應續航也是和動能回收相結合的。

總結一下 THS 系統的邏輯,首先通過較大的電池組提供短時間內空調等車內電器設備的用電需求,避免發動機出現原地怠速的不經濟工況;其次通過電動機和電池組,代替發動機完成起步動作;日常行駛的過程中 PCU 會巧妙的控制發動機和電動機的出力,盡量將發動機轉速維持在高效區間,多余的功率或是不夠的功率由電動機消化或補充。

實現這一切的最大功臣就是這個聰明的 PCU 和結構巧妙的行星齒輪。

第八代豐田凱美瑞雙擎

說完了這臺車的混動系統,最后再簡單提一下駕駛感受。

基本的科學定律還是要遵守的,已經有一個超群的油耗水平了,動力表現注定是相對佛系的,雖然有個非常運動的外觀,但這臺車無論是轉向還是懸架都是舒適向的標定,凱美瑞仍然是一臺更適合舒舒服服佛系駕駛的車,駕駛層面唯一的小問題就是剎車初段電制動與機械制動的銜接點有輕微的頓挫。

第八代豐田凱美瑞雙擎

第八代豐田凱美瑞雙擎

從不限牌城市滿街跑的雷凌雙擎和卡羅拉雙擎來看就足以佐證,即使豐田這套混動系統不能拿到國家新能源補貼,但也是一套實打實的省油利器,只是 THS 叱咤風云了 10 多年,市場上還沒出現能夠匹敵或超越它的對手嗎?

有,本田的 iMM-D 混動系統。

第八代豐田凱美瑞雙擎

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