2011-12-24 09:34:51
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翻阅近年来的车坛新闻,有关环保节能的篇幅日益增长,代表着消费者与车厂的环保意识已逐渐抬头。特别是在石化能源价格攀高、减低碳足迹等议题加温下,如何摆脱石化能源束缚,创造出更为环保的汽车替代动力方案,便成为各大车厂所共同努力的目标。
在目前已知的替代动力方案中,不论是以丰田为首的油电混合Hybrid车款,还是Tesla等小规模的纯电动驱动EV车款,以至于目前尚未有量产车款问世的燃料电池Fuel -Cell车款,皆与电动传动系统有关。
海外试驾丰田新普锐斯!
传统汽柴油发动机所采用的内燃机技术,在经过汽车工业长久以来的研发演变下已趋成熟,目前就能源效率改善而言,每一回的研发成果,所能提升的幅度可能仅有百分之个位数。但近十余年才开始获得关注的电动传动系统,不论在能源转换、电力储存系统方面,产品成熟度虽不若汽柴油动力系统;然而另一方面,这也代表电动传动技术上,存在很大的进步空间。
电动传动技术在各方投入大量研发资源后,电动传动系统所牵涉的电池、电动马达效能、能源管理乃至复合动力的Hybrid系统均持续改善;陆续出炉的研发成果,就如同3C产品一样,每次的产品世代更新,都代表产品力长足的进步。这样的背景之下,丰田 Hybrid系统的代表车款普锐斯,在2009年底特律车展正式以三代目的身份大改款登场,产品力的大幅提升是可以预期的,也是此次来到日本试驾的主要体验目的。
海外试驾丰田新普锐斯!
自1997年第一代普锐斯问世以来,12年间普锐斯车系成功在全球缔造超过120万辆的销售成绩。经过长年的市场销售,以及实际的使用经验回馈下,丰田得以累积许多资讯数据,并就各世代普锐斯的优缺点进行强化或改善。就负责普锐斯产品研发的总工程师大冢明彦表示,新一代普锐斯所搭载的THS油电混合系统(丰田 Hybrid System) ,在追求能源效率表现提升上,主要就几个方面加以着手进行。
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首先是在能源管理的效能方面。由于Hybrid系统为传统内燃机发动机、电动马达和电池模组等多个系统整合而成。因此,能源的管理将是影响效率的主要因素之一。新一代普锐斯能源管理的进步,主要在于经验的累积下,发展出更有效的管理机制,并在电脑运算效能提升的基础下,可以更复杂的运算来达成管理效能提升。
就Hybrid系统的运作原理而论,电动马达及汽油发动机各司其职,在不同的行驶阶段,扮演不同的角色。大体来说,起步或低速阶段,主要由电动马达担纲,因为在这个阶段,通常是汽油发动机能源效率最差、污染排放最严重的阶段。但到了高速行驶阶段,由于汽油发动机运转效率高、污染排放低,因此是由汽油发动机运转为主。
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第二代普锐斯所搭载的THS系统,仅采用排气量1.5升的汽油发动机。在高速巡航时,低排气量的发动机需以较高的发动机转速运转,这也让高速驾驶成为二代普锐斯的弱项之一。针对此一部份,新一代普锐斯搭载的1.8升Atkinson循环式发动机,藉由加大排气量的方式,使汽油发动机最大马力自上一代的77匹,增加至第三代车型的99匹。
排气量提高,马力、扭力同步上涨的情况下,最直接的助益,即在于汽油发动机动力主要所负责的高速巡航路段时,动力性能得以大幅改善。搭配CVT无段变速系统下,依据原厂所示数据,新一代普锐斯在高速巡航时的发动机转速得以下降10%,此举也带来更为经济的燃油使用表现。
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除了排气量增加直接带来的马力上涨外,工程师也就许多发动机细节部份进行修改,以期发动机效率得以再行提升。包括丰田首见的电动水泵设计,直接由电池供电,舍弃过往的皮带驱动设计,降低对发动机输出动力的耗损,并可更精确的控制冷却水量。汽门结构上,滚柱式摇臂设计也能降低内部机件摩擦力,进一步提升燃油效能。此外,诸如EGR废气再循环和废气热能再循环系统,皆是丰田为提升内燃机效率所做的努力。
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先前提及,多项汽车动力替代方案的关键,皆在于电动传动系统。而新一代普锐斯就电动传动系统的部份,也有相当长足的进步。首先,工程师就电传系统进行瘦身,使其在体积和重量上更为迷你,达到整体轻量化和车室空间的改善。主要负责驱动的电动马达部份,新一代普锐斯则将减速齿轮整合于马达内部,在提高扭力输出的同时,一并缩减马达体积和重量。同时,新一代普锐斯电动马达的动力输出,也自上一代的50kW提高至60kW,约等同于80匹马力。
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就电力控制系统方面,新一代普锐斯的转换器,输出电压自上一代的500伏特,提高至新一代的650伏特。而原厂也改善了镍氢电池模组,在体积缩小的前提下,提升电力输出。同时,周边的冷却系统和元件也经过妥善安排,以提供车室更宽广的乘坐与置物空间。总和而论,新一代普锐斯的THS油电混合系统,藉由汽油发动机排气量提升,以及电动传动系统的技术进步,使得整体动力效率达到新的境界,最大动力输出也自前一代车款的113匹马力,成长至136匹马力。
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除了就动力系统改造进化之外,原厂也自车身设计、车体材质以及车上配备等多面向进行着手。在外观上,新一代普锐斯仍保有独特易辨的三角形车侧轮廓,与上一代略带楔形的设计笔调相较,新一代普锐斯线条上更加流畅许多。崭新的头灯造型,赋予新一代普锐斯更富动感的全新车头意象。
第3代普锐斯的外型设计延续第2代产品的风格,再融入新世代丰田品牌的家族特色,像是直立式厂徽及中央隆起式发动机盖、流线型头灯组,呈现更新潮的视觉效果。而丰田的厂徽亦加上了蓝色的影线,彰显丰田 Hybrid系统的独到。
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为了提升空气力学表现,新一代普锐斯采用小型水箱护罩搭配大型保杆进气坝的设计,此举得以降低车头风阻、并提供发动机室更佳的冷却效能。同时,为了改善行驶时轮胎的周围气流,前保杆两侧边角以及轮拱前方钣件,也都采取线条分明的平面化造型。
自车侧望去,在招牌的三角形轮廓下,新一代普锐斯拥有更为前倾的A柱线条,展现从车头至车尾一气呵成的流畅弧线。而线条通过B柱顶点后,也顺势收落至车尾,展现独具的掀背造型。此外,新一代普锐斯也刻意加强车侧腰线的刻划,呈现更富动感的车身特质。
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车顶线条来到车尾,急转直下的笔法一如前一代车型;然而设计师仍巧妙地以更丰富的钣件变化,为新一代普锐斯营造出颇富新意的车尾造型。更为立体的小鸭尾设计,在长度上略较上一代增加,同时在保杆上缘部份,也加入一道立体折线,整体对于车尾空气力学和行驶稳定性,皆有相当的加分作用。
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车尾进一步拉伸的整合式鸭尾设计,提供更好的整流效果,让新一代的普锐斯在空气力学的表现上较前一代来得优异。而搭配全新设计的灯组,让视觉上的动感亦同步提升。此外,就看不见的车体底板,大面积、平整化的塑料发动机底板,也有助气流顺利通过车底,进一步提升车辆的空气力学表现。整体而言,新一代普锐斯的风阻系数达到0.25的惊人水准,以全球量产车而言可谓名列前茅。
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提升动力效能、改善空气力学,另一方面,工程师则就车体重量动刀。除了之前提及电动传动系统体积缩小、轻量化外,在车身结构上,新一代普锐斯增加铝合金和高张力钢材的使用比例,前后煞车系统、悬吊系统也选用铝合金材质,得以大幅降低整体的车身重量。
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全方位的产品进化,在此次北海道的实际驾驭过程中,即得到了验证。驾驶感觉上最主要的差异,在于动力衔接的部份。上一代普锐斯在低速至高速的加速过程中,电动马达与汽油发动机之间的动力衔接过程较为粗糙,较大的动力落差导致加速感略显不平顺。
而新一代普锐斯在汽油动力及电动马达出力都有提升的情况下,加上复合动力的管理、衔接及整合上更加成熟,因此在加速性能的表现明显顺畅许多,动力衔接时除了微微感受到汽油发动机加入运作外,动力落差的反应已消弭的相当良好,对于乘坐舒适性而言也更为提升。
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一如丰田家族的其余Hybrid产品,新一代普锐斯的动力管理系统,仍会视不同的驾驭情形,调整电动马达、汽油发动机、发电机、电池模组等运用模式;不过实际驾驶时,若不注意观察仪表板上的资讯显示,事实上,驾驶及乘客几难发觉各系统间的切换和交互运作,整体THS系统的成熟度已更显臻至。有车一族汽车网编辑报道!