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《汽车导报》2006年第1期--“混动”与节食

http://www.sina.com.cn  2006年01月10日 14:01  汽车导报

图为《汽车导报》2006年第1期封面

  混合动力是什么东东?它是用传统汽油发动机加上蓄电池和电动机,使汽车产生最佳的燃料效率……什么?你没兴趣?那么我告诉你,混合动力汽车既有强劲的动力,更能非常地省油……这你有兴趣看了吗?告诉你吧,这就叫科技……

  《汽车导报》一直致力于对推动汽车新技术的发展,去年适逢必比登挑战赛在上海举行,我们已率先详尽试驾了Prius,并以大型专题探讨过未来汽车动力。然而,市场对于环保话题的平淡,让我们有种曲高和寡感,是中国还没到讨论这类环保话题的时候吗?

  终于在今年年底,丰田将Prius引入国产,广州本田也几乎同时拿来雅阁Hybrid让我们体验。或许,这是我们再次关注环保汽车的机会。

  何谓混合动力?

  从字面上看,混合动力的概念很简单,只要是两种不同的动力混合在一起,那就是混合动力了。混合动力其实很常见,例如在乡村公路上看见一个大伯赶着一辆马车或牛车,当重载上坡时牲畜不够马力或牛力,大伯便帮忙从前面出力拉或者从后面帮忙推一把,这就是混合动力了;再如城市中常见的电动自行车,骑车者可以靠车载电池和马达驱动前进,也可以利用脚踏板悠闲地自己踩动,还可以两者同时进行,这又是混合动力的一例。

  那么双人单车是不是混合动力呢?不是,因为两个人输出的都是人力,并不存在不同动力种类的混合。引申到汽车上,如果一辆汽车前后各装一台发动机,也不能算是混合动力。只有同时采用了两种不同类型的动力来源,才可以算是混合动力汽车。

  一般的混合动力,作用都比较单纯,无非是增加力量,好让马车能上坡,自行车能更快更省力。但对于混合动力汽车而言,当中的效果和意义却深远得多。现阶段发明出来的混合动力汽车,是以传统的汽油或柴油发动机,加上蓄电池和电动机,合二为一作为动力总成。这种想法带来的好处不仅是让汽车更有力,而且还带来了减低能耗、减少排放等更积极的影响。

  混合动力为何聪明?

  一般汽油和柴油发动机的总效率平均只有16%左右。混合动力也采用传统发动机,虽然不能提高内燃机效率,却可以通过巧用发动机来节约能源,目前最优秀的混合动力系统能节省50%的燃料,排放下降80%,加上制动能量回收的技术能再回收大约30%的能量。

  之所以有如此显著的节能表现,是因为传统汽车的能源浪费严重——汽车在刹车减速时,动能白白流失;停车怠速时,发动机在做无用功;大部分时候,发动机都不在最经济的状态下工作。在市区走走停停时,能源的浪费最明显,市区油耗偏高便是这个原因。而混合动力系统正是专门在减少这些浪费方面做文章,尽量收集被浪费的能量,储备起来成为车子的动力,总效率因而大大地提高。

  具体的节能方法,我们通过下面两辆车的实际例子来介绍。

  “混”的方式也有区别

  混合动力目前最常用的是用汽油发动机加电动机的做法。简单来说,就是发动机提供常规的动力,在减速时通过电动机线圈对动力进行回收,转化成电能存储在电池中。时下混合动力有串联、并联和混联(即发动机与电动机发挥作用的相互关系)三种混合方式。串联的方式比较初级,节能效果一般;并联次之;最先进、智能的是混联形式,但对于程序控制的要求也是最高的。丰田普锐斯采用的是最先进的混联方式,本田雅阁Hybrid采用的则是相对简单的串连式。

  十分完善的丰田Prius

  普锐斯主要由一台全新设计的1.5L发动机提供主要动力,再通过CVT变速箱进行输出,在结构轻巧的变速机构外围,包围着两组电动机/发电机互换的线圈,用以发电和产生动力。而发电机所产生的电能,则被收集到车身后方一个容量为6.5Ah镍氢电池里保存,蓄电池组会根据需要反过来向线圈提供电能,从而输出动力。

  启动点火后,中控台前亮起“READY”指示灯,发动机仍处于熄火状态。拨动方向盘旁类似宝马7系般的换挡手柄,轻触入D挡,普锐斯便可以开始起动前进。在起步和低速阶段,普锐斯通过电动机驱动,此时发动机仍为熄火状态;当车速渐渐加快后,发动机才开始启动运转,但会保持以最经济的油耗状况行驶,行车电脑会根据车速负荷和油门深浅度来控制电动机启动与否,或是通过发电机给电池充电;当需要急加速时,汽油发动机和电动机一起作用,蓄电池以500伏的电压向电动机提供能量;刹车减速时,将车身的动能转化为电能,发电机通过传动系统带动开始发电,向蓄电池充电;当车子完全停止时,发动机又会处于熄火状态,不会因怠速运转而产生能源浪费和排放污染。

  混联的好处还体现在,当维持匀速行驶状态时,发动机会根据蓄电池电量决定是否带动发电机向其充电。这是串联和并联混合动力方式不能做到的。所以,我们可以说丰田的普锐斯是世界上最先进的混合动力车型,同时,它又是目前设计最成熟、商品化程度最高的混合动力车型。

  无论是一年前必比登挑战赛的赛道试驾,还是本次市区、高速的综合体验,普锐斯给我们最深刻的印象是完善性。从上一代进化而来的第二代普锐斯,在硬件方面已经做得十分完善,包括车厢的做工设计和机械部分。车体是全新为混合动力概念设计的半旅行版、半MPV车型,梭形造型在空间利用率和空气动力学方面都十分理想。车厢的细节完成率与市面上的量产车毫无区别,除了比较具有科技感的中控台之外,普锐斯与品质出众的丰田各车型并无不同。

  硬件上普锐斯基本无可挑剔,只是软件方面还有不够聪明之处,他好比一个幼稚的小男孩,身体已经长大成人,骨骼身躯方面非常成熟,只是心智还需时间磨练。但说实话只是丰田的工程师认为它还有可改善之处,在我们看来普锐斯已经挑不出任何毛病了。

  得益于这样的完善性,普锐斯销量很高,目前累计效率超过40万,现在的状况是美国每月1万辆,日本和欧洲分别在4千辆和3千辆左右,并且市场需求量还有不断上升之势。我猜想除了车厢和机械的完善性之外,驾驶乐趣也是普锐斯增加销量的动力。普锐斯的轮胎尺寸是195/55 R16,对于一辆追求油耗经济性的环保车型,采用195的宽胎无疑会增加油耗,我们带着疑问求教于丰田的工程师,他们表示这是普锐斯为了追求运动性能的结果,宽胎能带来更佳的操控能力,从而必须放弃部分节油功效,因为他们相信有驾驶乐趣始终会给概念般的车型带来更好的销量。在弯中普锐斯方向盘的指向性很精准,过弯极限和乐趣都不错,只是高速欠缺几分沉实的质感。

  在一段高速公路上,我们刻意地以最费油的方式对普锐斯进行考察,例如全油门加速,保持极速180km/h(试驾的日本版车型极速被电脑限制在180km/h)飞驰,一段距离下来,平均百公里油耗也只是7升左右,这是很惊人的数字,就连目前公认最省油的飞度,如此方式驾驶油耗也达到8升以上。

  更难得的是,普锐斯的加速能力属于不弱之列,提速超车也是得心应手,表现与一般同级车的2.0升发动机相当。其实普锐斯的1.5升汽油发动机设计很有讲究,它不是传统意义上的1.5升,在发动机运行的吸气冲程中,这台发动机还未达到最高的止点就开始压缩、点火冲程,实际上输出功率只相当于一台1.2升发动机的能力。这样的做法目的只有一个,就是让汽油能最充分地燃烧,减少油耗和污染。

  说实话光靠这台1.5升的排量、1.2升实际做功能力的发动机,是不可能带来强劲加速表现的,因为它纯粹是讲求经济省油的设计。但混合动力的神奇力量就在于此,电动机在适当时候的介入大大增强了动力输出,数字上,普锐斯的汽油发动机马力为78匹,而电动机则有68匹,两者相加,便是普锐斯这辆混合动力车型的真正动力,而这些还都保证是在令人满意的油耗水平下提供的。

  除了环保,普锐斯与一般传统车型一样拥有优良的主被动安全系统,例如EPS电子辅助转向系统装备S-VSC转向式车辆稳定功能,加上ABSEBD安全气囊等,使得普锐斯无愧于当今世界上最成熟混合动力车型的称号。

  如果说刚刚介绍完的丰田普锐斯是一辆原装设计的车型的话,那么接下来出场的雅阁Hybrid就更像一辆改装车。

  雅阁Hybrid基本上以雅阁3.0为蓝本开发。最大的改动是变速箱,全新设计的5前速变速箱比原来体积略有减小,节省出的空间被用于安放电动机的线圈组,而蓄电池则被放置在后排座椅后方,体积大约等同于雅阁原装油箱大小,只占用尾厢的一小部分空间。车厢内部则与原装雅阁完全一致,除了仪表下方多了一行发动机加速、电动机充电的显示灯之外。

  同时,V6的发动机也有较大的改动,本田工程师为这台VTEC发动机加装了气缸休止功能。V字一边、靠发动机舱里部的三个气缸,在缓和起步或匀速巡航时会自动转化为休息状态,这些气缸依然会进行往复运动,但就停止了进排气、喷油和点火等程序,换言之只有三个气缸在工作。

  当车速低于10英里/小时,雅阁Hybrid发动机还会自动熄火,仅靠惯性滑行,在D挡和N挡停车等待时发动机则会保持熄火状态;一旦需要全油门加速,V6发动机和电动机会同时提供255匹的最大马力,其中电动机提供约19匹马力,这比原装的雅阁3.0仅多出8%,但由于电动机在起动一瞬间扭力即时达到最大值,所以雅阁Hybrid全油门加速的凌厉感要比普通雅阁3.0来得更强。

  雅阁Hybrid属于串联混合动力形式,在运行中不能关闭发动机只靠电动机提供动力,但利用发动机可切换的三缸工作状态,再加上电动机的辅助,雅阁Hybrid便可以形成三缸、三缸+电动、全缸、全缸+电动等四种工作模式,令动力和省油的范围大大拓宽,也达到较好的省油效果。例如在轻微加速时或保持低速巡航时,发动机便可以只使用三缸工作模式;当轻微提速时,电动机就介入;当需要再进一步加速时,便可以使用全气缸工作及电动机辅助加力等模式。

  采用串联的雅阁Hybrid在节约油耗方面没有丰田普锐斯那么显著,尤其在市区综合油耗方面更要逊色几分(雅阁Hybrid厂方公布数据达到8.1L/100km)。但雅阁Hybrid优势在于高速巡航时,气缸可休止技术令雅阁Hybrid无论在油耗或是动力方面都很出色,油耗可低至6.4L/100km。可以说雅阁Hybrid与丰田普锐斯在节能方面各有千秋,除此之外雅阁Hybrid由于技术简单,成本造价也相对低廉,而丰田普锐斯虽然技术复杂,成本较高,但良好的完善性和商品化推广已经令它走上了大批量生产的道路,并早就实现了赢利的目标。

  准确算起来,本田开始动手研发混合动力的时间比丰田要早,当时本田开发的第一代混合动力车型名叫“Insight”,是本田混合动力的始祖,但由于技术尚未成熟,未能做到十分完善,因此销量和影响力都表现平平。不过这套混合动力的原理基本被延续了下来,后来在2001年推出第二代混合动力系统,是在中低档轿车思域的基础上进行改造的。而如今的雅阁Hybrid则是本田混合动力发展到第三代的车型,主要在北美和日本市场销售,尤其在北美市场比较受欢迎,主要是因为它在车型级别、动力水平、性能表现、油耗和排放成绩都非常迎合美国人的口味,只可惜尚未有进入中国的计划。

  而普锐斯不久后将会在中国正式国产上市,虽然核心的动力部件仍由日本原装进口,但依然是一件可喜的事情,它标志着中国迈入了混合动力轿车时代。由于成本原因,普锐斯售价不会便宜,预计价格将会与国产中高级轿车持平,但节能环保这类功在当代、利在千秋的壮举需要个别有识之士起带头作用,虽然车价较高,但于个人可以节约日常油耗开支,于人类则是一个减少污染环境的善举。

  结尾

  既然混合动力汽车大有好处,全世界车厂为何不大举进军混合动力领域呢?

  目前的混合动力,在排放污染等方面虽然有很大的改善,但仍未到最完美的零排放、零污染。所以混合动力只是过渡性的动力产品,这是现阶段技术水平制约的现状。同时,欧洲人们对混合动力并不感冒,他们更亲睐于采用先进共轨技术、油耗排放同样出色的柴油发动机,这是欧洲车厂技术取向和当地国家政策偏移的结果。

  站在市场的角度看,目前混合动力车型的生产成本仍然较高,车厂的利润率偏低,因而混合动力车的售价仍居高不下。在美国,同一车型的混合动力车比装配传统发动机的车贵3000多美元。日产CEO卡洛斯?戈恩在美国汽车经销商大会上说:“你可以说混合动力车正在盈利,但如果你在这方面能获得1%的利润,而你能在传统的汽油动力市场获得25%的利润,在我看来,就等于损失了24%的利润。”

  增加产量是降低成本一大妙方,如今丰田的普锐斯正是一个最佳的榜样。另一方面,混合动力最大的好处是节能,这意味着在日常使用中可以节省油耗方面的开支。但目前人们对此还不是有很大的兴趣,主要因为节约下来的油钱与车价的增幅相比差价不够显著,丰田汽车总裁渡边捷昭也认为,在这种汽车的使用寿命内,其节约的燃料费用不足以抵消为购买混合动力车而额外支付的车款。美国CSM Worldwide咨询公司汽车业分析师林德赛·布鲁克说:“只有当汽油价格超过每加仑3.5美元时,人们才会真正改变自己的汽车消费习惯。”

  在中国,汽车工业发展属于初级阶段,油价仍处于可接受水平,似乎还未到考虑通过使用高科技车辆以节省能源的时候。当油价持续上升,人们广泛意识到问题严重性时,混合动力才将成为下一个流行的话题。

  在未来,可预见的终极动力系统是几乎完美的零排放、零污染的氢燃料电池,今日这种以内燃机加蓄电池的混合动力形式,肯定也会随内燃机的寿终正寝而退出历史舞台。但那不知是多久之后的事情了,而在今天,推广混合动力车确实是我们对于支持环保的一点表示。(撰文:梁晓明摄影:陈川、梁晓明)

  国内各汽车厂商都开始投入混合动力车型的研发:

  一汽集团除了在年内与丰田合资生产丰田普锐斯外,在2005年4月上海国际车展上,展出其自主研发的红旗混合动力轿车。同时,由一汽自主研发,具有世界水平的解放牌混合动力城市客车性能样车也通过了国家“863”电动车重大专项专家组的项目验收;

  上海华普汽车与同济大学汽车学院签署合作协议,双方将联合开发混合动力车,3年内完成混合动力轿车商业化生产过程;

  2005年7月27日,东风自主研发的混合动力公交车通过验收,成为我国第一代混合动力商品车,其混合动力轿车也已完成样车开发;

  2005年8月26日,上汽股份与上海交通大学、同济大学共同签署新能源汽车战略合作协议,双方将全力合作,加快替代能源、混合动力、燃料电池车等车型的研发。同时,上汽与通用合作开发的混合动力客车也计划于2005年底投入运行;

  长安集团也加快了混合动力汽车的下线进程,具有完全自主知识产权的羚羊混合动力车已产出样车,2006年初长安首款混合动力汽车就将上市。长安还成功开发出了混合动力发动机,并且很快将用在自主品牌的汽车CV9上;

  另外,科技部以奇瑞为依托建立了国家节能环保汽车工程技术研究中心,主要从事混合动力方面的研究,并将于近期对其混合动力车进行验收。同时,奇瑞也正与英国纽卡斯尔大学进行混合动力项目合作。

  Prius在香港的实际表现

  专访香港丰田汽车总代理

  采访:狄港生 特别鸣谢:香港皇冠汽车有限公司

  丰田Prius是中国第一部正式登记销售的混合动力轿车,它的前景如何大家都未能确定。为此,我们特意采访了香港的丰田汽车总代理皇冠汽车有限公司,他们从1999年就开始引入第一代Prius到香港发售,对混合动力汽车的市场运作有一定经验。由于香港的用车环境和我们接近,Prius在香港的表现比海外的情况更具参考价值。从香港代理的回答中,我们可以了解Prius的一些实际问题。

  《汽车导报》:现在香港市面上,Prius 大概有多少?它们的实际表现如何呢?

  Prius香港代理:约超过300部。它们的实际表现与一般汽油驱动的私家车无异。但就起步扭力而言,两者相比下Prius较为优胜,因为它同时受汽油机及马达驱动。

  《汽车导报》:在香港,购买Prius的顾客主要是什么类型或阶层的人?

  Prius香港代理:就香港而言,以中产或具较高学历的人士为主。

  《汽车导报》:香港代理是否有专为混合动力车而设的市场推广手段,主要是哪些?

  Prius香港代理:Prius的市场推广手法有别于一般汽车。就市场而言,混合动力汽车始终是新科技,需要举办更多的展会及提供更多的资料予顾客。除此之外,我们也曾赞助多个环保活动,以提高顾客的环保意识。

  《汽车导报》:香港车主们是否满意Prius的表现?是否认为它们达到了预期的效果?

  Prius香港代理:从我们的车主调查报告资料显示,他们对Prius的表现是感到满意的,认为Prius省油、宁静、废气排放量低及驾驶表现良好,这与我们的预期效果相符。

  《汽车导报》:Prius的耐用性和故障率如何?日常保养支出和一般汽车相比怎样?

  Prius香港代理:耐用性与一般汽油驱动的私家车无异。一般例行维修及检查的费用则与1.5升排量的车辆相当。

  《汽车导报》:Prius对售后服务的技术是否有特殊要求?香港代理能否确保服务水准?

  Prius香港代理:售后服务技术方面是有特殊要求的,就维修马达及混合动力汽车来说,香港特派了一队技术人员到日本受训,以确保我们的技术水平达到厂方要求。

  《汽车导报》:对于Prius将在中国生产和上市,你们有何建议?是否认为此车适合在中国市场使用?

  Prius香港代理:我们希望Prius能对环境保护做出一些贡献,所以我们全力支持Prius在世界各地行驶。

  《汽车导报》:请预测一下这类混合动力汽车未来几年的市场发展前景?

  Prius香港代理:从数字上看,第一辆双动力汽车在1997年于日本出产,至2005年10月总产量超过四十万部,日本也推出了更多混合动力型号,这意味着市场反应良好,也显示混合动力汽车的发展潜力相当大。

(编辑:陈红萍)
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