Nová čtvrtá generace dvoumotorového hybridního systému Honda, klíčový krok v elektrifikační strategii společnosti Honda, maximalizuje účinnost, aniž by byla ohrožena dynamická výkonnost nebo balení vozidla. Tato nejnovější verze hybridního systému, která přináší sportovnější zážitek z jízdy a vylepšené schopnosti, je k dispozici ve zcela nové Hondě CR-V 2023 a nyní v Accordu, který bude ročně představovat asi 50 % prodejů vozů CR-V a Accord.
Dvoumotorový hybridní systém Honda, který debutoval v modelu Accord Hybrid 2014, se s každou generací zmenšil, odlehčil, byl výkonnější a efektivnější. Skládá se z pěti hlavních součástí:
- Elektromotor generátoru (funguje jako elektrický generátor dodávající energii do hybridní baterie)
- Elektrický pohonný motor (přímo pohání kola)
- Benzinový motor s Atkinsonovým cyklem (připojený k elektrickému generátoru/startéru funguje jako elektrický generátor, dodává energii do hybridní baterie a/nebo hnacího motoru)
- Inteligentní napájecí jednotka (IPU) (ukrývá baterii a její ovládací hardware)
- Jednotka řízení napájení (PCU) („mozek“ systému ovládajícího všechny hybridní funkce)
Další informace o těchto základních komponentách naleznete níže.
Nová čtvrtá generace: 2023 CR-V a Accord
První tři generace dvoumotorového hybridního systému Honda používaly dva elektromotory namontované v řadě za sebou, s generátorem připojeným přímo k motoru a hnacím motorem spojeným s hnacími koly.
Nová čtvrtá generace systému v CR-V a Accordu 2023 funguje jinak. Oba elektromotory jsou nyní vedle sebe, což má řadu výhod.
- Tato konfigurace umožňuje použití většího a výkonnějšího hnacího motoru, který má nyní zvýšený točivý moment na 247 lb.-ft. (+15 lb.-ft.). Také si zachovává svých 181 koní v širším rozsahu otáček motoru, čímž zlepšuje odezvu.
- Nový hnací motor využívá nové vysoce výkonné magnety, které jsou stejně jako dříve vyrobeny bez těžkých kovů vzácných zemin. Motor vnitřně využívá vícekroužkovou strukturu, která pomáhá umožnit vyšší špičkové otáčky motoru 14,500 11.5 ot./min, což je zlepšení o 2023 %. Tato vyšší rychlost motoru také přispívá k vyšší trvalé maximální rychlosti pro hybridní modely CR-V 115 (Sport a Sport Touring) 28 mph, o XNUMX % rychlejší než jeho předchůdce.
- Nové uspořádání vedle sebe také umožňuje použití přídavné převodovky s přímým pohonem s novou nízkorychlostní uzavírací spojkou (nasazenou pouze u CR-V), která umožňuje pohon motoru při městských rychlostech a podporuje schopnost CR-V odtah až 1,000 XNUMX liber, poprvé u dvoumotorového hybridního systému.
- U modelů CR-V i Accord je použita vysokorychlostní uzavírací spojka, která umožňuje uvolněnější jízdní prostředí při dálničních rychlostech snížením otáček motoru a zároveň přispívá k novým vyšším trvalým maximálním rychlostem.
Rozložení CR-V zobrazené výše
IPU a PCU byly dále optimalizovány z hlediska velikosti a účinnosti. IPU obsahuje 1.06 kWh baterii spolu s řídicím hardwarem v o 24 % menším balení, které váží o 12 % méně než jeho předchůdce. Tato menší velikost umožňuje hybridním modelům CR-V a Accord mít stejný nákladový prostor jako jejich nehybridní protějšky. Jednotka PCU umístěná pod kapotou se nyní vyznačuje nižším profilem než dříve, což vytváří více místa v motorovém prostoru pro lepší řízení hluku.
Nejnovější verze dvoumotorového hybridního systému je také vybavena zcela novým 2.0litrovým 4válcovým motorem. S přidáním přímého vícestupňového vstřikování paliva zvyšuje nový čtyřválec 2.0 l DOHC i-VTEC® s Atkinsonovým cyklem výkon na 4 k (SAE net při 145 6,100 ot./min) a točivý moment na 138 lb.-ft. (SAE net při 4,500 146 ot./min.) v CR-V a 6,100 hp (SAE netto při 134 4,500 ot./min.) a 22 lb.-ft. (SAE net při 24 XNUMX ot./min.) v Accord. Změny také významně snižují emise, oxidy dusíku (NOx) se snížily o XNUMX % a celkové emise uhlovodíků (THC) o XNUMX %.
Poprvé u CR-V je dvoumotorový hybridní systém k dispozici s pohonem předních kol nebo s pohonem Honda Real Time AWD s inteligentním řídicím systémem™. Všechny Accordy mají pohon předních kol.
Základy dvoumotorového hybridního systému
Přenos síly pohonu
Spíše než použití měniče točivého momentu nebo mechanické řemenice nebo řemenu spoléhá dvoumotorový hybridní systém na souhru dvou motorů pro pohon a generování výkonu. Tato forma přenosu hnací síly nabízí plynulé a předvídatelné zrychlení v kombinaci s efektivní jízdou po dálnici při nízkých otáčkách, když je benzínový motor v provozu.
Benzinový motor spojený s generátorem ve většině případů vyrábí elektřinu, která je následně přiváděna přes baterii a následně do hnacího motoru. Systém je schopen optimálně a rychle řídit otáčení motoru i elektromotoru s cílem zajistit vyšší spotřebu paliva a rychlejší odezvu motoru v každém jízdním režimu.
V modelech CR-V Sport a Sport Touring pro rok 2023 umožňuje nové uspořádání elektromotorů vedle sebe v nové čtvrté generaci systému přídavnou nízkorychlostní uzavírací spojku. To umožňuje přímý pohon motoru v širším rozsahu rychlostí vozidla.
Při jízdě středními nebo vysokými rychlostmi v rozsahu vysoké účinnosti motoru spojka spojky spojí hnací motor s motorem generátoru a přenáší točivý moment motoru přímo na hnací kola co nejúčinněji.
Pohonné a generátorové motory
Dvoumotorový hybridní systém Honda může fungovat jako sériový nebo paralelní hybrid. Většinu času systém funguje jako sériový hybrid. Jeho elektrický hnací motor přímo pohání kola, zatímco benzinový motor připojený k elektrickému generátoru/startéru funguje jako elektrický generátor a dodává energii do hybridní baterie a/nebo hnacího motoru. Za určitých jízdních podmínek, jako je jízda v ustáleném stavu při dálničních rychlostech, se systém plynule přepne na paralelní hybridní provoz, kdy je benzínový motor připojen k přední nápravě přes spojku a rychlost vozidla je úměrná otáčkám motoru (ot/min).
Během brzdění nebo při jízdě setrvačností přeměňuje hnací motor kinetickou energii zpomalujícího vozidla na elektrickou energii pro dobíjení baterie. Brzdový systém plynule koordinuje mechanické a regenerativní brzdění s elektrickým servo brzdným systémem pro přirozený, lineární a citlivý brzdný výkon a pocit z pedálu.
Kromě dodávky elektrické energie do hnacího motoru lze generátorový motor za určitých podmínek použít také k dobíjení baterie. Motor generátoru také restartuje benzinový motor při obnovení jízdy po zapnutí volnoběhu.
Motory s Atkinsonovým cyklem
Dvoumotorový hybridní systém je vybaven 4válcovým motorem, který využívá vysoce účinný Atkinsonův cyklus. Atkinsonův cyklus udržuje sací ventil otevřený déle než normálně během kompresního zdvihu, což umožňuje obrácený tok nasávaného vzduchu do sacího potrubí. To umožňuje úplnější využití energie ze spalovacího procesu, což výrazně zvyšuje účinnost.
Výsledkem je, že každý motor spárovaný s dvoumotorovým hybridním systémem patří mezi tepelně nejúčinnější benzínové motory, jaké kdy byly použity v sériově vyráběných vozidlech, s tepelnou účinností kolem 40 % ve srovnání s tepelnou účinností 25 % až 30 %. účinnost většiny spalovacích motorů.
Ve všech verzích systému pohánějících 2014-2022 Accord a 2020-2022 CR-V je použit 2.0litrový motor DOHC i-VTEC® (LFA1), zatímco menší Honda Insight je vybavena 1.5litrovým DOHC i- Motor VTEC® (LEB-MMD). Každý benzínový motor používá vysoký kompresní poměr (13.0:1 až 13.5:1 pro 2.0-litrový, 13.5:1 pro 1.5-litrový), ale díky pokročilé konstrukci spalovací komory, přesné regulaci spalování a antidetonačním technologiím je každý je schopen provozu s běžným bezolovnatým palivem.
K této efektivitě přispívá lehká hlava válců DOHC i-VTEC® s proměnným řízením časování (VTC) na vačce sání, která je kritická pro fungování Atkinsonova cyklu, a která se používá k průběžnému nastavování fáze vačky sání. i-VTEC® mění profil zdvihu, načasování a dobu trvání činnosti sacích ventilů. Více informací o výhodách VTEC® je k dispozici zde.
U všech vozidel poháněných dvoumotorovým hybridním systémem lze zážehový motor odpojit od zbytku hybridní pohonné jednotky a pracovat pouze podle potřeby. V závislosti na stavu nabití baterie a dalších parametrech se automaticky vypne během zpomalování a když vozidlo stojí nebo je napájeno z baterie. V případě potřeby se benzinový motor automaticky restartuje, aniž by řidič musel jednat.
Inteligentní napájecí jednotka
Inteligentní napájecí jednotka (IPU) obsahuje lithium-iontové (Li-Ion) baterie. Kompaktní a lehký IPU umožňuje optimální umístění baterií s minimálním narušením nákladového prostoru vozidla nebo prostoru pro cestující.
IPU také řídí baterii tak, aby udržovala optimální stavy nabití v široké škále provozních podmínek. Baterii dobíjí hnací motor pracující v režimu rekuperačního brzdění a motor generátoru, který je poháněn benzinovým motorem. Baterie pohání elektrický pohonný motor.
Jednotka řízení napájení
„Mozkem“ dvoumotorového hybridního systému je Power Control Unit (PCU). Řídí všechny hybridní funkce, protože určuje strategii řízení spotřeby pro optimalizaci výkonu. Na základě jízdních podmínek a poptávky po výkonu rozhodne, který režim jízdy je nejlepší a kolik energie z generátoru by mělo jít na dobití baterie nebo pohon hnacího motoru vozidla.
Režimy jízdy
Dvoumotorový systém využívá tři různé provozní režimy, které plynule přepíná mezi těmito třemi v závislosti na poloze plynu, stavu nabití baterie a dalších faktorech.
EV Drive Mode – Aktivní při rozjezdu ze zastávky, při lehké jízdě a zrychlování a při brzdění. Benzínový motor je v tomto režimu vypnutý a je odpojen od hnacího ústrojí, aby se snížilo tření.
Hybridní režim pohonu – Přední kola pohání pouze elektrický hnací motor, přičemž benzinový motor pohání elektromotor generátoru, který zase dodává energii do akumulátoru. To buď doplňuje baterii tím, že dodává dodatečnou elektrickou energii do hnacího motoru, nebo v případě potřeby baterii dobíjí.
Motor Drive Mode – Za určitých podmínek, například při jízdě střední až vysokou rychlostí, poskytuje vysoce účinný benzínový motor i-VTEC® s Atkinsonovým cyklem pohon prostřednictvím blokovací spojky, která spojuje motor generátoru s hnacím motorem. To efektivně posílá výkon přímo z motoru na hnací kola.
Všechny generace a aplikace
První generace: 2014-2016 Accord Hybrid
Na americkém trhu debutoval dvoumotorový hybridní systém Honda v modelu Accord Hybrid v roce 2014 s kombinovaným výkonem 196 koní a podle EPA odhadovanou spotřebou paliva 49 mpg ve městě, 45 mpg na dálnici a 47 mpg dohromady.
Pohonný motor spojený s hnacími koly generuje 166 koňských sil a 226 lb.-ft. točivého momentu. 2.0litrový čtyřválcový motor i-VTEC® s Atkinsonovým cyklem i-VTEC® hybridního systému poskytuje výkon 4 koní (čistý SAE při 141 6,200 ot./min) a 122 lb.-ft točivého momentu (čistý SAE při 3,500 6,000–XNUMX XNUMX ot./min.).
Jednotka IPU umístěná za zadním sedadlem kombinuje Li-Ion baterii o kapacitě 1.3 kilowatthodiny (kWh) a řídicí hardware spolu s DC/DC měničem. PCU je umístěno pod kapotou nad dvoumotorovou jednotkou. S až 12.7 kubických stop. zavazadlového prostoru nabídl Accord Hybrid konkurenceschopný nákladový prostor ve své třídě.
Druhá generace: 2017 Accord Hybrid
Druhá generace dvoumotorového hybridního systému obsahovala více plně optimalizovaných motorů. Generátor i pohonné motory se vyznačovaly čtvercovým měděným drátem a novou metodou vinutí, která zvýšila faktor hustoty ze 48 % na 60 %. Výsledkem byly menší a o 23 % lehčí motory, které byly nicméně výkonnější než jejich předchůdci.
V hnacím motoru byly tři menší a lehčí magnety uspořádány do oblouku, aby vytvořily šest magnetických pólů, na rozdíl od dvoumagnetového uspořádání první generace. Toto nové uspořádání zlepšilo násobení točivého momentu, zvýšilo maximální výkon hnacího motoru na 181 koní a točivý moment na 232 lb.-ft. Výkon a točivý moment se také zvýšily u 2.0litrového motoru na 143 k (SAE netto při 6,200 ot./min) a 129 lb.-ft. (SAE net při 4,000 2 ot./min.), zisky 7 hp a 212 lb.-ft. Špičkový kombinovaný výkon se vyšplhal na XNUMX koní.
Při svém debutu byl Accord Hybrid 2017 nejvýkonnějším a nejúspornějším hybridem ve své třídě, s hodnocením spotřeby paliva podle EPA 49 mpg ve městě, 47 mpg na dálnici a 48 mpg dohromady.
Jednotka IPU, která se stále nachází za zadním sedadlem a obsahuje 1.3 kWh Li-Ion baterii, poskytovala stejnou kapacitu a výkon jako dříve, ale v kompaktnějším a lehčím balení. Využitím Li-Ion bateriových článků s vysokou hustotou energie podle standardu VDA, sjednocením ECU baterie a senzoru napětí článku do jedné komponenty a použitím jednoho chladicího kanálu namísto duálního chlazení se celkový objem IPU snížil o více než 30 % z 3.32. na 2.26 cu.-ft., s téměř 13% snížením hmotnosti, ze 113.8 lb. do 99.2 liber. Menší velikost IPU také pomohla zvýšit kapacitu kufru na 13.5 cu.-ft.
Stejně tak byla modernizována PCU s novým designem, který snížil hmotnost součásti o 27 % a zmenšil její velikost o 23 %. Další rozměry a hmotnost byly ušetřeny montáží PCU přímo na dvoumotorovou jednotku, čímž se snížil počet komponent ve srovnání s předchozím dvoumotorovým systémem odstraněním montážního držáku.
Třetí generace: 2018–2022 Accord Hybrid
Kultivovanější a kompaktnější třetí generace dvoumotorového systému debutovala v roce 2018 v modelu Accord Hybrid se spotřebou paliva odhadovanou podle EPA 48 mpg ve městě a 47 mpg na dálnici a v kombinaci.
IPU bylo opět přepracováno, takže je o 32 % menší než jeho předchůdce. Část zmenšení velikosti přišla z přemístění DC/DC měniče z IPU, jak tomu bylo v dřívějších verzích dvoumotorového hybridního systému, na PCU namontované nad převodovkou. Zmenšením IPU mohli inženýři přemístit jednotku pod základnu zadních sedadel místo kufru, což dalo Accordu Hybrid stejně prostorný kufr a všestrannost zadních sedadel dělených v poměru 60/40 jako u nehybridních modelů Accord.
Spolu se zmenšením velikosti se nový IPU vyznačuje vylepšenými řídicími systémy baterie a revidovanou chemií baterie, což jí umožňuje pracovat v širším rozsahu stavu nabití pro lepší účinnost.
Benzínový motor o objemu 2.0 litru se vyznačuje mírně vyšším kompresním poměrem (13.5:1), což vedlo k posunutí vrcholu točivého momentu na 129 lb.-ft. (SAE net) od 4,000 3,500 ot./min do 143 6200 ot./min při zachování špičkového výkonu XNUMX k při XNUMX XNUMX ot./min (SAE net).
Na základě proprietárního, společně patentovaného designu Honda a Daido Electronics byly dva elektromotory nové generace systému modernizovány novými permanentními magnety bez těžkých kovů vzácných zemin. Špičkový výkon zůstává na 181 koních a 232 lb.-ft. točivého momentu.
Aby měl řidič větší kontrolu nad elektrickou regenerací, obsahuje Accord Hybrid na volantu pádla voliče, která řidiči umožňují volit mezi čtyřmi úrovněmi výkonu regenerativního brzdění.
Třetí generace: 2019–2022 Insight
Přestože je Insight založen na třetí generaci dvoumotorového hybridního systému v Accordu, použil komponenty optimalizované pro menší kompaktní sedan.
Insight používal 1.5litrový čtyřválcový motor DOHC i-VTEC® s Atkinsonovým cyklem o výkonu 4 k (SAE net při 107 6,000 ot./min) a 99 lb.-ft. točivého momentu (SAE net při 5,000 XNUMX ot./min). Kromě regenových pádel od Accordu měl Insight „bod kliknutí“ zhruba ve třech čtvrtinách zdvihu pedálu. Řidiči se mohli protlačit za „bod kliknutí“ a dodat plný výkon z motoru a elektromotoru pro maximální akceleraci, bez ohledu na jízdní režim.
Pohonné a generátorové motory byly méně výkonné než motory nalezené v Accordu, ale mají podobné technologie čtvercového drátu, vinutí a magnetů bez kovů vzácných zemin. Pohonný motor byl dimenzován na 129 koňských sil a 197 lb.-ft. točivého momentu. Kombinovaný celkový výkon systému byl 151 koňských sil a Insight dosáhl hodnoty spotřeby paliva odhadované podle EPA 55 mpg ve městě, 49 mpg na dálnici a 52 mpg dohromady.
Kompaktní IPU Insight s 1.2 kWh baterií byla umístěna pod zadním sedadlem, což mu poskytlo stejně prostorný kufr a sklopné opěradlo zadních sedadel jako u běžného nehybridního sedanu. PCU byla namontována v motorovém prostoru nad sestavou dvou motorů a obsahuje DC/DC měnič.
Třetí generace: 2020-2022 CR-V Hybrid
Vůbec první hybridní SUV od Hondy, CR-V Hybrid, využívalo dvoumotorový hybridní systém založený na systému používaném Accord Hybrid a poprvé jej kombinoval se systémem pohonu všech kol. CR-V Hybrid byl nejúspornějším CR-V všech dob, s hodnocením spotřeby paliva podle EPA 40 mpg ve městě, 35 mpg na dálnici a 38 mpg dohromady. S kombinovaným výkonem 212 koní to bylo také vůbec nejvýkonnější CR-V, kdy bylo představeno.
Podobně jako u Accord Hybrid, 2.0litrový čtyřválcový motor DOHC i-VTEC® s Atkinsonovým cyklem vyvinul špičkových 4 koní (síť SAE při 143 ot./min) a 6,200 lb.-ft. točivého momentu (SAE netto při 129 3,500 ot./min. Hnací motor byl dimenzován na 181 koní a 232 lb.-ft. točivého momentu. Aby měl řidič větší kontrolu nad elektrickou regenerací, CR-V Hybrid také obsahoval volicí pádla na volantu představen s Accord Hybrid.
U CR-V Hybrid byl IPU s 1.4 kWh baterií umístěn pod podlahou zavazadlového prostoru, což mu poskytlo podobnou užitečnost nákladu a stejné sklopné a plně ploché sklopné sedadla druhé řady v poměru 60/40 jako nehybridní. CR-V. Stejně jako u Accord Hybrid byl DC/DC měnič integrován s PCU v motorovém prostoru.
CR-V Hybrid byl prvním modelem Honda využívajícím dvoumotorový hybridní systém s pohonem všech kol v reálném čase s inteligentním řídicím systémem™. Kompaktní a účinný systém byl zcela mechanický, aby poskytoval vysoký stupeň kontroly a jistoty při řízení v dešti, sněhu, polních cestách a na suché vozovce. Vícelamelová spojka spojovala hřídel vrtule se zadním diferenciálem a zapojovala ji hydraulické čerpadlo ovládané elektromotorem. Systém minimalizoval prokluz kol při akceleraci proaktivním odesíláním výkonu na zadní kola. Když nebyl pohon AWD vyžadován, například při jízdě, byla veškerá hnací síla poslána na přední kola, aby se zvýšila účinnost.
Dvoumotorové hybridní aplikace Honda
2-motorový hybridní systém
Benzínový motor (Atkinsonův cyklus)
