电动车普及的前奏 3种混合动力技术解析

● 并联式混合动力系统解析

1）系统构成

　　本田IMA系统是非常典型的并联式混合动力系统，至今已发展到第六代并应用在本田最新的CR-Z、思域、飞度等车型上。下面，我们就以IMA系统为例来说明一下并联式混合动力系统的结构。

　　IMA系统由4个主要部件构成，其中包括：发动机、电机、CVT变速箱以及IPU智能动力单元组成。电动机取代了传统的飞轮用于保持曲轴的运转惯性。整套系统的结构非常紧凑，和传统汽车相比仅是IPU模块占用了额外的空间。

2）部件解析

　　IMA系统的发动机通过搭载本田的i-VTEC（气门正时及生成可变技术）、i-DSI（双火花塞顺序点火技术）以及VCM（可变气缸技术）来实现降低油耗的目的。国内的进口的本田CR-Z采用的是顶置单凸轮轴1.5L的i-VTEC发动机，最大功率83kW，最大扭矩145Nm，实测百公里油耗约5.4L。IMA系统中的发动机和传统车型中的发动机并没有太大区别，只是在调校上更偏向于节省燃料。

　　IMA系统的电机安装在发动机与变速箱之间，由于电机较薄且结构紧凑，行内人俗称“薄片电机”。国内销售的CR-Z上采用的薄片电机最大功率10kW，最大扭矩78Nm。显然，这样的电机只能起到辅助的作用。而由于IMA系统能够在特定情况下（如低速巡航）单独驱动汽车，而被划分到中型混合动力汽车行列。

　　IMA系统的变速箱采用的是普通CVT变速箱。在国内销售的CR-Z上采用的变速箱是模拟7速CVT变速箱，以获得平顺的换挡体验及较高的换挡效率。

　　IMA系统的IPU智能动力单元是由PCU动力控制单元和电池组成。其中PCU又包括BCM电池监控模块、MCM电机控制模块以及MDM电机驱动模块组成。

3）工作逻辑

　　IMA系统的工作逻辑包括起步加速、急加速、低速巡航、轻加速和高速巡航、减速以及停车。

　　起步加速时，发动机以低速配气正时状态运转，同时电机提供辅助动力，以实现快速加速性能，同时达到节油的目的。

　　急加速时，发动机以高速配气正时状态运转，此时电池给电机供电，电机与发动机共同驱动车辆，提高整车的加速性能。

　　低速巡航时，发动机的四个气缸的进排气阀全部关闭，发动机停止工作，车辆以纯电动方式驱动车辆。

　　轻加速和高速巡航时，发动机以低速配气正时状态运转，此时发动机工作效率较高，单独驱动车辆，电动机不工作。

　　减速或制动时，发动机关闭，电机此时以发电机方式工作，将机械能最大限度地转化为电能，储存到电池包中。车辆制动时，制动踏板传感器给IPU一个信号，计算机控制制动系统，使机械制动和电机能量回馈之间制动力协调，以得到最大程度的能量回馈。

　　车辆停止时，发动机自动关闭，减少燃料损失和排放。当制动踏板松开时，发动机自动启动。