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8月日本上市的本田新车CLARITY PHEV,有几个“世界第一”?

JC技术船2018-11-01 07:12:28

本田2017年末在北美开始销售的“CLARITY PHEV”将原来与双马达混动系统“i-MMD”配合使用的2.0L发动机排量减小到了1.5L。这是凭借将电力升压器的体积功率密度提高到“世界第一”的技术,成功扩大了马达行驶范围而实现的。


8月将在日本上市的CLARITY PHEV


对此,本田先后在2018年4月美国汽车工程师学会(SAE)举办的“WCX18:SAE World Congress Experience”上,以及同年5月的日本“汽车技术会春季大会”上公开了用于CLARITY PHEV的有关技术。


CLARITY PHEV全长约4.9m,发动机排量之所以能够减少至1.5L,是因为提高了给电池升压的DC-DC转换器的输出功率以及锂离子电池的输出功率,增加了马达的行驶范围,减少了发动机的工作时段才实现的。这样就可以使用小功率的发动机。


马达行驶范围的扩大,在混动模式行驶时还有可降低发动机转速的优点,有利于提高燃效和静音性。例如,车速为60km/h时,传统的发动机转速会高至5000rpm,但是在CLARITY PHEV却还不到3000rpm。


CLARITY PHEV的底盘


电感功率密度达到“世界第一”


本田在开发CLARITY PHEV时,重点不在燃效上,而是放在了“EV行驶魅力”上(本田技术研究所第1技术开发室第1部门主任研究员若城辉男),所以重点是提高输出性能。这是因为目前北美燃油价格下降,强调燃效,并不容易打动消费者的缘故。


CLARITY PHEV的最高输出功率与2.0L发动机i-MMD混动的“雅阁”相比,提高了近1成,达到约158kW。EV行驶的最高速度高达100英里/时(约160km/h)。


为CLARITY PHEV新开发的升压用DC-DC转换器,可将电池电压从340V提高到650V,与雅阁PHEV的相比,连续输出功率达到了后者的3.3倍,最大输出功率较后者提高了1.3倍。


这与DC-DC转换器的升压电路采用2相交互方式有很大关系。与传统的1相方式相比,2相交互方式可大幅增加流过转换器的电流。但是采用2相交互方式,电路的零部件数量会增加。


对此,本田设法缩小了转换器中体积较大的线圈部件,采用了在一个内芯上卷绕2个线圈的构造,还设法抑制了磁通泄漏。对于呈8字状的内芯,2相线圈分别分成两个部分缠绕在内芯上,使得产生于内芯中的磁通方向刚好相反,从而减少了磁通的泄漏。


减少了磁通泄漏和电磁噪声,还有可以让信号线更接近电感线圈配置的效果,提高了零部件的安装密度。本田技术研究所EV开发室第1部门的山岸伦也胸有成竹地表示,与线圈小型化相辅相成,DC-DC转换器的体积输出密度提高到了原来的2.8倍,也实现了世界第一。


从奥德赛采用的第二代i-MMD混动系统开始,本田就在设法提高逆变器的功率密度。逆变器在i-MMD混动系统中将直流转换为交流、为马达提供控制电流。CLARITY PHEV提高了被视为“瓶颈”的DC-DC转换器输出功率密度,从而提高了PCU(功率控制单元)整体的输出功率。


JC08模式的EV续航距离超过100km


锂离子电池单元采用的是松下的高功率产品。本田从2016年的奥德赛就开始在i-MMD中采用松下的电池产品,而以前的雅阁PHEV采用的则是Blue Energy(本田与汤浅的合资公司)的产品。


电池单元的电流容量与以往产品相比提高了30%,达到27.3Ah;电压与以往相比提高了16%,达到3.7V;体积能量密度(Wh/L)为以往的2.1倍,体积功率密度(W/L)为1.4倍。电池单元的外形尺寸为148.7×91.1×26.7mm,与以往相比变小,体积约为0.35L,过去约为0.5L。


CLARITY PHEV的电池配置


CLARITY PHEV配备的电池单元数量为168个,分为14个模块。前座下配置6个模块,后座下8个模块。电池的总容量为17kWh,EV续航距离按照美国EPA的测定值为47英里(约76km)。而2018年夏季上市的日本款,按照JC08模式换算将超过100km。与此相比,丰田普锐斯PHV的EV续航距离仅为25英里(约40km),本田的CLARITY PHEV大大超过了普锐斯PHV。


CLARITY PHEV的i-MMD系统所配备的1.5L汽油发动机,是以2017年大幅改进的“飞度”所用“LEB”发动机为基础重新开发的,据悉其最高热效率超过了40%,逼近丰田“凯美瑞”HEV发动机所达到的41%世界最高值,本田为此改进了发动机进气口的形状,并设法降低了摩擦损耗。