无限接近EV！本田i-MMD插电式混动详解

　　 [汽车之家 技术]  在汽车混动领域，本田深耕已久。从1999年开始本田就开始了混动汽车的推广，到如今已经有20年的技术积累。这二十年里为了满足市场的变化和顾客的多样性选择，本田的混动系统已经扩散到各个重要的车型，从亲民的Fit到高端的NSX都能看到混动系统的身影，今年还扩大到了MPV车型中（奥德赛，艾力绅），产品可选择性变得更加多样。此外，基于本田i-MMD混动系统全面升级而来的i-MMD插电混动系统也将在明年正式亮相中国市场，根据日本本田技研所的工程师介绍，这套以i-MMD为基础的插电混动系统（PHEV），日常行驶基本实现纯电动化，可以称之为无限接近EV的全新插电式混动系统。

　　在十一之前，我专门来到的广州，和从日本远道而来的本田技研所的工程师们进行了详细交流，这篇文章将详细为大家介绍这套i-MMD插电混动系统，大家有什么疑问也欢迎在留言区进行讨论。

◆序章：从本田混动车推广历史讲起

　　为了能让大家更好的了解本田新发布的这套i-MMD插电混动系统，我想有必要简单的为大家讲解一下本田在混动车领域的推广情况，知根知底，才能对未来新的技术有更全面的了解。

　　总体来说IMA设计十分巧妙，同时因为电机功率小，体积也很小，因此可以较好的集成在发动机舱中，所以这套机构最大的特点就是结构设计简单、重量轻、布局紧凑。

　　基于第七代思域（海外版）打造的思域Hybrid车型，也曾经进入过国内市场，它也是既INSIGHT之后，本田推出的第二款混合动力车型。思域Hybrid同样搭载了以发动机作为主动力，以电机作为辅助动力的IMA混合动力系统。

　　IMA这套系统中，电机的地位很低，用现在的眼光看有点类似48V BSG电机的功能，不同的是，这套系统切换的是工况模式，而不是动力分配模式。简单来说，本田IMA混合动力系统一共有5种工况模式，其中车辆在起步加速阶段、急加速以及高速行驶阶段发动机与电动机共同出力，可以提升车辆的动力性能。当车辆低速行驶时，发动机气缸关闭，车辆能进行全电力驱动，但速度不能高于约40公里/小时。当车辆在普通加速阶段，完全由发动机驱动，电动机退出工作，并用发动机的动能进行充电。

　　这套系统有个较大的问题是上面提到的发动机关闭，全电力驱动工况。这里的发动机关闭其实是关闭供油系和进排气，而此时电机和曲轴是相连的，电机实际是带动曲轴转动，输出动力，此时消耗的能量会更多，纯电行驶里程很低。

　　IMA的出现，标志着本田正式在混动领域开始发力，同时对于本田来说也是起点，另外这套系统很多研发理念包括集成化、小型化等对后面的iMMD系统产生了深远影响，甚至这次发布的i-MMD插混系统仍然能看到IMA时代的某些研发理念。

◆根本：本田混动的“精神领袖”

　　随着技术的革新和市场的改变，本田显然意识到了IMA的局限性，同时和丰田的THS相比，本田的IMA也确实占不到便宜，一个更高效、而动力性更好的混动系统呼之欲出，这就是本田i-MMD系统。这套系统大约在2010年前后亮相，结构上由原来的单电机变成了双电机形式，布局方面仍然紧凑的和发动机结合在一起，安装在发动机舱中。实际上，我们之前曾经详细的介绍和测试过本田的i-MMD系统，本篇文章我们只做简单的回顾，这样有利于大家更清楚的理解i-MMD的插电式混动系统（插电式混动本质上讲就是i-MMD系统的升级），同时也能更好的明白i-MMD插电式混动系统的工作原理。

　　i-MMD系统如果按照布局结构来划分，可以分为两部分：一个是位于发动机舱的部分，另一个是位于车后部（后备厢到后轴之间）部分。其中发动机舱主要是i-MMD系统的动力系统和传动系统。后备厢则是动力电池（锂离子）装置。

　　在非插电的混动系统世界里，i-MMD系统的逻辑非常独特，如果说丰田是依靠发动机和电机进行不同比例的混动，那么i-MMD系统更像是依靠不同行驶模式进行切换。

　　可以看到，EV模式下就是以电动机进行驱动，而且由于发动机直联式的离合器和更大功率电机的加入，纯电动模式下i-MMD系统的发动机可以完全不参与工作了，这样避免了之前IMA里动力的额外损耗。不过即使是i-MMD系统，纯电动模式下的行驶里程也很短，比如2016款混动版本雅阁的电池只有1.3kWh，我们之前在30km/h测试纯电行驶（不开空调），也只有1.77km。（测试文章：满足你的好奇心 混动雅阁深度技术解读）

　　混动模式则是标准的串联模式，就是有点像增程的感觉，发动机不参与直接的车轮驱动，而是通过带动发电机产生电流，和电池中的电流一起驱动电动机工作，最终带动车辆前行。

　　只有在高速巡航的时候，发动机才会直接驱动车轮，此时发动机可以保持在最佳转速区间，同时达到一个良好的油耗表现。

　　本田i-MMD系统中，电机占据的作用更重，因此电机的最大功率或者扭矩更出色，而日常使用中，更偏向电机的直接输出，发动机有点类似增程的作用。

　　丰田的THS更偏向发动机驱动车辆，电动机更多的是辅助，加速时辅助、起步时辅助等等，这些辅助更多是让发动机处于一个经济的转速区间，从而提升燃油经济性。　　

◆新征程：无限接近纯电动的插电系统

　　HEV车型由于电池和电机功率的限制，纯电续航里程有限，因此为了更好的适应市场的发展，纯电续航里程更长的插电式混动系统应运而生。本田技研所在去年广州车展发布了相关信息，这次在广州进行了更详细的说明。

　　同时插电版本在此基础上为PCU（动力控制单元）配置上了优化系统电压的VCU（电压控制单元），同时加上高功率大容量电池和充电器。

　　下面我从电机开始进行详细说明。i-MMD插电式混动同样采用了双电机的形式，这两个电机的类型也和普通的iMMD一样,一部是驱动用、一部是发电用，其中发电用的电机和现款雅阁混动上的发电用电机是一样，而驱动电机由于需要更大的功率和扭矩，因此相比普通的i-MMD系统中的驱动电机会变得更强大。

　　驱动电机的制造方式也进行了改变，由往圆形绕组方式变为方形线圈，这使得电机总体积中线圈的占比从原来的48%上升到60%，而电机总体实现了23%的小型化，功率密度比以往（相比现款混动雅阁）提高到1.4倍，扭矩密度提高到1.3倍。电机功率上升必然需要更好的冷却，i-MMD插电式混动版本在电机散热方面采用了双油泵的设计，一个小油泵+一个大油泵，小油泵为发电机服务，大油泵为驱动电机服务。

　　相当于系统总体的电压和电流都发生了改变，因此需要对PCU整体进行改变。总的来说i-MMD插电式混动在PCU方面的改变很多，也很有创新性，其中最重要的是VCU（电压控制单元）的创新和改进。

　　VCU功率提高了，才能让各个电动化组件运行的更高效，同时本田制定了纯电模式下最高时速160km/h的目标，这需要扩大纯电驱动模式下的使用范围，这些都需要VCU的支持，因此如何提高VCU功率成了本田工程师考虑的首要问题。

　　本田工程师们首先想到的是对整个元器件回路进行改进，过去的耦合电感采用了一相的设计，通过增加回路是可以增大功率的，但这种方式也有一个问题，就是产生磁泄露，这样会对整个组件上的其他单元产生干扰，可能会造成电子功能出现误判，因此本田的工程师对整体结构进行了改变。

　　通过把一相变两相的方式，提高整体功率，同时将两个线圈的内部设计成T型的结构，通电后，漏磁既可以进行抵消，这样就解决了在一个组件上布置更多传感器而不受影响的问题，同时还能继续保持组件保持小型化。

　　通过最终的努力，i-MMD插电式混动版VCU的功率相比现款雅阁混动提高了3.3倍，并保证了硬件部分可以大多数和雅阁混动进行通用，包括控制单元的硬件等，当然，因为增加了一相电路，所以VCU部分发生了改变，不过总体来说还是可以有效控制成本，达到综合的平衡。

　　接着我们来看电池和动力单元的相关信息。插电式混动系统为了得到相比混动车型更长的续航里程，同时会使用更多的电池组，电池组的增加必将影响空间布置。

　　有了大容量电池，热管理系统就变得尤为重要。动力电池的工作和寿命手温度影响极大，优秀的热管理系统可以大幅度提升电池的使用寿命。本田i-MMD插电式混动系统在这方面也下了不少功夫，主要的改变在两个方面，首先是将电池模块由风冷改为水冷，其次是在整个水冷系统中加入了三通阀的设计。

　　风冷变水冷就不必多说了，主要聊聊三通阀使用后的冷却方式的改变。这种改变主要集中在驾驶和充电时。

　　通过这种设计，水冷系统可以有效的冷却电池和高压电池组件，同时通过切换回路，可以提升电池的耐久性。

　　小结，以上就是本田i-MMD插电式混动系统的所有改进，我用下面的表格再进行更清晰的表述，供大家参考。

　　除此之外，小型化依然是i-MMD插电式混动系统的重要议题，比如电机的设计、PCU等等很多组件的改变其核心都是为了高效率和小型化。

　　那么和丰田的THS相比，同样是HEV改PHEV，两者有什么特点呢？我们先从丰田说起。目前国内市场上丰田的PHEV车型是雷凌双擎E+（还有姊妹车卡罗拉双擎），这台车的混动系统是由THS第三代系统改进而来。

　　从布局上看，插电版本的THS（第三代）和传统的THS系统没有太多改变，包括电池布置、电机布置等，而大容量电池的使用其实对后轴及后备厢空间有一定影响。即使是第四代THS系统仍然没有对布局进行大的改变，和本田的插混布局相比，显然有一定差距。

　　然后我们看动力输出方面。为了保证PHEV车型更多的动力输出，第三代THS在动力分配行星齿轮组基础上增加了一组减速行星齿轮组，降低了MG1（发电的电机）和MG2（驱动的电机）的转速差，从而可以让车辆在纯电模式下以更高的车速行驶。同时将第二代的链式传动改为齿轮传动，增加了传动效率。从结果上看，这种组件的改变确实可以得到一个不错的纯电动力输出，在纯电动情况可以达到125km/h，可以满足日常使用。不过和本田iMMD的插电混动相比，其改动的组件确实更多，同时最终的输出也确实略逊一筹（本田插混纯电下的速度为160km/h）。

　　至于第四代THS，它对整个动力分配行星齿轮组进行了结构上的改变，从同轴变成了异轴，这样使整个组件变得更小，同时因为异轴的布置，电动机的动力可以直接通过齿轮传输，而不需要经过负载的行星组，提高了传递效率。所以从动力输出形式上看，第四代THS和本田iMMD的插电混动各有特色。

　　总得来说，丰田THS最早研发理念更偏向HEV，其发动机为主力而电机部分为辅助，同时有一套复杂的行星齿轮组，如果将HEV变成PHEV，更高的电动机功率输出以及调速范围就会成为限制，而本田iMMD从研发之初就看重电动机的作用，发动机更像是一台增程器，因此从HEV变成PHEV更简单，只需要对动力输出组件和控制及动力单元进行改进即可，整体零部件通用率会更高。  　　

注：本次技术交流发动机部分的技术未进行讨论，所以文章内没有提及，但确定的信息是将采用1.5L自然吸气发动机。

◆体验篇：简单聊聊i-MMD插电式混动系统的驾驶感受

　　上面说到的都是i-MMD插电式混动系统的理论知识，那么这套系统在实际使用中是怎样的呢？我之前简单的体验了Clarity PHEV，通过试驾过程，跟大家简单聊聊i-MMD插电式混动系统的驾驶模式。

　　首先有一点可以肯定，这套系统绝大多数都是一台电动机驱动的车子，其EV模式相当广泛。一般来说，如果正常城市通勤，即使深踩油门，发动机也不介入。

　　只有在高速下的巡航时，发动机才会直接对车轮进行驱动，日本工程师坦言发动机直驱的情况比较少，大多数还是处于混动模式，在混动模式下，以Clarity PHEV为例，它的续航里程可以达到超过800km（JC08工况），和普通燃油车没有任何区别，甚至还更加出色。

　　编辑点评：随着排放政策日益严峻，混动车型逐渐成为向EV车型过渡过程中的重要力量，而插电式混动车型更因为较长的纯电行驶里程和燃油发动机的介入保持了较高的实用性。本田在iMMD上升级而来的插电系统既保留了iMMD一贯小型化的优良传统，同时通过电动总成升级和更换了大容量电池，纯电动行驶里程也有了很大提升，让日常行驶基本达到了纯电动化，相信iMMD的插电版本将会有一个非常出色的油耗表现。至于系统的稳定性方面，以iMMD为基础的插电版本还是很让人信服的，而在车型搭配方面，我认为明年可能首先在雅阁上搭载，然后再进行多车型的推广，能否有一个漂亮的表现，我们拭目以待吧！（图/文 汽车之家 冷晓阳）