2004款本田Insight

　　2004款本田Civic

　　Hybrid 2003款丰田Prius

　　2004款丰田Prius

　　为了解混合动力车的起点以及所取得的成就，我们把第一代和最新一代混合动力车作了一次全面对比

　　最初两辆成熟的汽油/电子混合动力车的问世可以说是科学技术的一次飞跃，他们与已经建立起来的汽车制造准则完全背道而驰。本田Insight那光滑的外形，样式奇特的铝制结构，以及不可思议的油耗数据，都让我们所有人震惊不已。紧接而来的丰田Prius的并联电动机和视频能流显示器也让我们感到眩目。但是一旦最初的惊讶逐渐平息之后，我们不禁注意到这些车在日常驾驶中并不能令人感到非常满意。

　　双座Insight1999年后期第一次在市场崭露头角，不久之后Prius紧跟而至。早在十多年前，他们加速时都像一种经济型轿车。这两款车都配有岩石般坚硬的高效轮胎，可以提供最低限度的抓地力，在公路的沟槽和车辙上如履平地。两款车都经常以一种不均匀的、非线性的方式来加速和制动，这是因为电动机援助的分段介入和逐步撤除。他们的悬架也经过校准，以便达到较高的效率。最小前转向转向节主销后倾角和电力转向辅助系统联合抑制了转向反馈，所以为了能够在高速公路的行车道上行驶，这两辆车都需要经常性的方向调节。最糟糕的是他们没能达EPA制定的高燃油经济性标准。最后，大多数客观的汽车分析家们一致认为，即使是最精明的会计师也不可能从这些价值21000美元轿车的设计、开发和制造成本投资中算出收益来。就算是事后诸葛亮，我们最初对这些车缺乏兴趣似乎也不无道理。

　　经过5年的快速发展，混合动力的前景已然发生了引人注目的变化。这项技术将不再被局限于微不足道的、样式看起来滑稽可笑的经济型汽车(这种车要求车主牺牲驾驶性能或者舒适性)。而且，电力辅助将会与发动机增压和涡轮增压并驾齐驱，成为提升普通、大批量生产车辆性能的一种有效手段，同时还能提高总体平均燃油经济性(CAEF)的统计数据。因此，现在似乎是一个很好的时间点，来看看混合动力汽车已经取得了什么样的成就，以及他们将会朝什么方向发展。

　　燃油经济性的现状

　　主流轿车和卡车买主早已表示过并不真正热衷于那些燃油经济性好的车辆，但政府却认为需要这些车辆，因此卡车的总体平均燃油经济性标准在不断提高，从目前的8.80公里／升到2005年的8.93公里／升，2006年的9.18公里／升以及2007年的9.44公里／升。轿车总体平均燃油经济性(CAFE)标准将保持在11.69公里／升的水平，至少目前是这样的。不管我们需要与否，具有更高燃油经济性的车辆即将到来。

　　如果让一位汽车工程师来谈论燃油经济性，在大多数情况下他将承认以下事实：当设计一辆满足一定尺寸、重量和性能指标的汽车时，把一台传统的汽油机更换为一台较小的、通过电力辅助电动机和可再生式再充电蓄电池增压的发动机，都将会节省大约25％的燃油。把原始的汽油发动机替换为同样强劲的柴油机也能够节省燃油大约25％。在2002年8月，针对柴油与混合动力势均力敌的提法，我们曾经进行了一次测试，使用的是一辆大众捷达(配置的是柴油机)和一辆尺寸相似的丰田Prius及本田CivicHybrid，通过一条400公里混合驾驶的环形路。这条环形路上的平均燃油经济性范围为16.75公里／升(本田)到17.98公里／升(大众)，96公里／小时的加速时间也各不相同，从12.7秒(丰田)到13.8秒(大众)。

　　当然，一辆装备柴油发动机的混合动力车将会具有更好的燃油经济性，但更高的新排放标准对轻型车辆柴油机的合法化构成了极大威胁，除了能够在技术上取得重大突破，以使微粒(碳烟)和NOx(氮氧化物)的排放量彻底降低之外。这也是为什么越来越多的汽车制造商都望装备汽油发动机的混合动力车。丰田和本田在混合动力这块新领域中已显示出明显不同的路线。本田Insight和Civic Hybrid采用的综合电动机辅助(IMA)系统比较适度，并且在操作上极其简单：电动机被一台传统的发动机和变速器夹在中间，而变速器可在5挡手动和无级变速器(CVT)之间选择。通过停车或惯性滑行的时候熄灭发动机，加速的时候依靠电动机辅助，来达到节省燃油的目的。驱动电动机的能量来源于减速和制动，此时电动机就像一台发电机那样工作，对车上的蓄电池进行再充电(如今的混合动力车再充电已经不需要插上电源了)。本田混合动力车在电力单独作用下不能够加速。

　　关于那些高EPA数据……

　　根据EPA的计算，本田Insight自问世之日起就是升公里行驶的冠军。目前，配备b速手动变速器的Insight，城市标定为25.9公里／升，高速公路为28.1公里／升，而配备无级变速器的则为24.2／23.8。最初版本的Prius标定值为22.1／19.1，而新款车型则设法达到了25.5／21.7。配备手动变速器的CivicHybrid标定为19.6／21.7，配备无级变速器的为20.4／20.0。但是，这些数据都是在舒适的实验室内产生的，实际上根本不能与外面寒冷、残酷的世界相比。非正式互联网上的混合动力车用户群提出，Civic实际的升公里行程平均数为17左右，Prius也以17为中心，Insight则大约为21.3。我们自己的车全年混合燃油经济性平均数甚至更低。这是为什么呢?

　　因为EPA测试程序已经严重过时了。它的设计核心是化油器时代(20世纪60年代后期)的汽车、测试设备和交通流量。17.6公里城市测试包括23次停车，最高速度为89.6公里／小时，平均速度为32公里／小时，大约有5分钟怠速。16公里高速公路测试平均时速为76.8公里／小时，峰值为96公里／小时，不包括中间停车和任何怠速。试图为了反映出实际驾驶的情况，修正系数曾经于1985年被引入，使得城市数据下降了10％，高速公路数据下降了22％。从那时起，市内交通堵塞严重加剧。城市道路上的平均公里数，在1 980年到1 999年之间提高了40％，大约在同一时期，每位城市驾驶员每年平均耽搁时间从11小时提高到36小时。高速公路车速由1975年的平均89.3公里／小时至少提高了16公里／小时，由此也提高了空气阻力。为了反映出这些变化，已经制定出了新的排放试验循环，但是它们并不影响EPA燃油经济性测试数据。

　　在实际情况中，混合动力车的境遇更糟。在EPA测试期间空调系统被禁用，并启用压缩机来冷却车辆或者除雾，这都会致使较小的混合动力传动系不堪重负。寒冷的天气降低了蓄电池的效率，并且要求发动机更长时间的运转以使得汽车的内部变暖，这就降低了实际的结果。非常短暂的跳闸也能使混合动力车遭受重创。并且，少数的试验循环错误将会导致升公里行程数据的大大降低。好几项研究成果表明应该对传统的轿车和卡车采用新的修正系数，范围从16％到超过20％，但是还没有任何一项研究能够给出适用于混合动力车的特定系数。

　　为了能够量化目前市场上混合动力车的实际燃油经济性，我们用2天时间驾驶着一辆配备5速手动变速器的Insight，一辆配备无级变速器的Civic，以及一辆2003款和2004款Prius，首尾相连地通过了一条城市环形路，并进行了一次高速公路巡航。我们的城市测试使用的是一条28.8公里的矩形环路。在每一个测试的开始和结束时，我们都小心地挤压燃油泵的扳柄，直到使燃油保持在加油管口处的水平。

　　通过与EPA使用相同的规则获取混合燃油经济性，我们的升公里行程的冠军是Insight，为25.4公里／升，紧跟其后的是2004款Prius，为22.5公里／升，2003款Prius则名列第三，为22.0公里／升，最后一名是Civic Hybrid，为19.5公里／升。庞大、沉重、宽敞的Prius与羽毛似的Insight是如此接近，而且是如此明显地胜过Civic，这就证明了丰田更加复杂的全混合方法的价值。

　　为修正EPA的原始数据，以使其能够与我们的测试结果相匹配，需要对城市和高速公路测试进行18％的修正。为了使得书本上的评估与用户反馈的实际驾驶情况更加接近，解决寒冷天气、空调以及比我们遇到过得更严重的交通堵塞等问题，需要的修正系数在30％以下。当然，即使采用这些新的修正系数，重新制定标准，你的结果仍将有可能不同。

　　丰田混合动力协同驱动(HSD)系统更加复杂。其汽油发动机是独一无二的，利用轻质量、低摩擦力的内部组件，设计运转的最高转速仅为5000转／分。13.0：1的机械压缩比在发动机效率上有所提高，但是进气阀门关闭太晚，以致于可燃混合气实际上能经历9.5：1的压缩，因此允许发动机使用标准燃油。只要驾驶员逐渐加速，其独特的行星齿轮自动变速器使得汽车仅仅在电力作用下，就能够从启动加速到48公里／小时以上，这远远超出了本田的混合动力车在节省燃油上所取得的成就。随着油门的加大，汽油发动机开始介入。把油门踩到底，独立的发电机转变成为额外运行的电动机，从而提供更多的辅助。在公路行车速度下，燃油节省并不重要，因为发动机必须连续运转，这也解释了为什么Prius的EPA结果在城市测试中是最高的。

　　其它节省燃油的技术，例如无级变速和6速或者7速变速器，气缸关断，直接汽油喷射，可变压缩比发动机，甚至压燃式汽油机也都在其中扮演着角色，但是几乎没有任何一项技术可以保证能够使混合动力车节油25％。

　　2004款Prius的造型也许能够足以吸引那些不太在意技术或者燃油经济性的人进行一次试驾。这些人将会发现他是一辆宽敞舒适的轿车，加速也相当好(蓄电池充满的时候，96公里／小时的加速时间为10.2秒，比2003款Prius快2.2秒)，并且滑行的时候更平稳，需要较少的转向输入。更宽大的轮胎(P185／65P15代替了P175／65R14)赋予新款prius更加平稳的动态操纵性能，虽然在绕桩和操稳性测试中，测试车的稳定性控制系统妨碍了我们对这种改进的量化。

　　通过引进电子伺服制动控制技术，以及进一步提高计算机对加速和制动过程中扮演不同角色的电动机、发电机和摩擦制动器的管理，新款prius操作起来更加平稳，因此驾驶员对电力和机械硬件之间所产生的各种各样的转换知之甚少。虽然比不上最棒的液压系统，它的电动转向却显得更正规。

　　本田Civic Hybrid相比重量为853公斤的Insight而言，也更加精练，而且设计更加友好。双座Civic HYbrid坚硬的轮胎与前后轮距109毫米的差距，使他成为能够行驶于沟槽或者具有车辙的公路上的佼佼者，并且一点也感觉不到颠簸。薄薄的侧窗玻璃和最低限度的声音隔层很少或者几乎不会过滤风声和路面噪音，当与庞大的SUV共路时，使人感觉极易受到攻击。虽然Insight在我们的绕桩测试中最快(100.96公里／小时，第二名Civic为100公里／小时)，但其控制反馈几乎不会诱使驾驶员去尝试猛烈的操纵。

　　与Insight相比，Civic看上去和驾驶起来都像一辆标准的轿车，在大多数道路上笔直向前，并不需要过多注意。他缓冲碰撞的能力比Insight要好，但与新款Prius那样高的驾驶质量却无法相比。由于配备了无级变速器，该款本田车加速时与丰田车几乎一样平稳，虽然在96公里／小时的加速时间(为12.1秒)上落后两秒。踩下制动器时，由于蓄电池再生的产生和消失，Civic减速时带有混合动力的不均匀性。

　　任何关于加速值的讨论都应该注意到混合动力的短暂特性。在爬山路的时候，你将会耗光你的蓄电池能量，余下的路程中，只剩下喘息着的弱小的汽油发动机了。我们对这4辆车都进行了测试，他们的蓄电池在测试之前已被我们尽可能地耗尽，通过测试可以看出0—96公里／小时的加速时间都有所增加，本田的两辆车分别增加1.3和1.5秒，两款Prius分别为3.3和4.7秒。丰田与本田都不需要对蓄电池或者混合驱动部件进行任何的定期维护，两者的蓄电池组预期能够持续使用到160000公里以上。就实际的燃油经济性而言，在现实与EPA数据之间仍然有相当大的分歧。从常规盈利能力角度来说，我们仍怀疑这些正在销售的汽车。实际上，我们猜测起始售价为20510美元的新款Prius，是目前市场上厂家补贴最严重的汽车。

　　混合动力路在何方？

　　今年秋天，丰田将会加强他的HSD系统，以便在雷克萨斯RX 400h上使用，紧跟其后的是2005年早期的丰田Highlander Hybrid。技术运用与Prius相同，但蓄电池和电动机的输出将会翻倍，并且1.5升4缸发动机将会被一台3.3升V—6所取代。据称，混合输出功率能够达到最大270马力，并且燃油经济性会高出目前紧凑型轿车的平均水平11.73公里／升。全轮驱动车型上将会使用一台额外的电动机来驱动后轮，以获取更大的牵引力和更快的加速度(预计96公里／小时的加速时间在7秒以下)。丰田也许还会在即将问世的代替皮卡的Tundra上使用HSD。

　　今年夏天，福特将开始投产EscapeHybrid，这款汽车采用2.3升4缸发动机和行星齿轮无级变速器，所使用的两台电动.机与丰田的HSD非常相似，除了全轮驱动选项是机械式而不是电动的之外。混合动力硬件设备重量将增加90.7公斤，但是却能够提供V—6所具备的性能，城市燃油经济性估计在14.9到17公里／升之间。挂车牵引将被限制在453.6公斤之内。价格还没有确定，但是福特声称将会有一定程度的补贴。

　　今年秋天，本田将会在雅阁的V-6上使用IMA系统，当不需要6缸时，该发动机将能够使用3缸进行巡航。据称，相比普通雅阁的V-6而言，这种组合能够提供更高的性能。

　　目前，通用也正在为轻型皮卡用户生产一种混合动力系统(今年晚期将开始零售)。该系统运行起来与本田IMA相似，它把一台19马力的电动机与4160E变速器的液力变矩器整合在一起，而变速器则与一台5.3升V-8发动机相连。，通过在怠速和减速的时候熄灭发动机，以及在低速时使用电动机消除液力变矩器锁止，该系统在燃油经济性方面能够提高10—12％。但是它对目标人群最主要的吸引力在于其内置的120伏、14000瓦发电机。该装置将会使雪佛兰Silverado或者通用Sierra的价格大约提高2500美元。通用下一个混合动力项：目将会使用一台具有9匹马力、皮带传动的电动机来代替2006款土星Vue和2007款雪佛兰马里布上的启动器和交流发电机。通过与一台无级变速器联合使用，通用期望该系统能够节省燃油12—15％。

　　全混合动力在一年后将会被应用于通用的大型皮卡上。目前几乎还没有透露出任何技术上的细节，但是我们知道该系统包将位于一台传统的自动变速器内，包括2套行星齿轮传动装置，每套都配有一台25—30匹马力的电动机，位于太阳齿轮内部或者与之相联。它们联合提供处于4.0：1到0.6：1范围内的无级变速比。与一台能够关闭4个气缸的V—8一起运行，预计总共可以节省燃油25—35％。

　　在一月份的底特律车展上，梅赛德斯一奔驰当众展示了一辆S—Class概念车，配备一台V-6和一套双电动机混合驱动系统，在电力单独驱动下能够达到80公里／小时。据称，总输出功率为309马力，足以在7.5秒内加速到96公里／小时，最高速度能够达到248公里／小时，与一辆配备V-8的S-CIass相比，能够节省20％的燃油。三菱也揭开了它的Eclipse概念车的神秘面纱，这款概念车采用E-Boost传动系，配备有一台269马力3.8升的V-6发动机来驱动前轮，一台201马力的电动机来驱动后轮。我们认为这种混合动力车投产的可能性简直是微乎其微。

　　真正的长远观点

　　如果让汽车行政官员去看一下他们那能够预示未来的水晶球，许多人都会说他们看到了世界正朝着一个“氢气”时代发展，而燃料电池将会成为这个时代的最终产物。这些燃料电池车将采用混合动力，利用氢气与空气作为产生电力的最主要方法，但是要依靠某种能量存储设备作为支持。有理由相信那些在调节和整合气体／电力混合动力方面最具经验的公司，一旦技术成熟，并且已经具备了一定的基础结构，他们在设计和开发驾驶起来与普通汽车一样的燃料电池车方面，也许会占据最有利的位置。如果这个未来就在5年之后，我们敢打赌赢家将会是丰田。但实际上至少还有25年之遥。虽然经常被指责价格太高，第一代Prius全世界范围内还是卖出了100000辆，并且确立了丰田在汽油／电力混合动力方面的领导者地位。(凌峰)