爱,需要理由
Hybrid System from Prius
文/林扬
忽如一夜春风来,“混合动力”变成了最时髦的词汇。是什么原因让原本简简单单的四个字变得如此多情,集万千宠爱于一身呢?
对于汽车迷们,现在恐怕没有人再对混合动力感到陌生了。它是指驱动汽车的动力型式在两种以上,目前多以汽油机与电动机的组合最为流行。它最大的好处是节省能源,同时对环境的保护也有突出的贡献。在新能源经济到来之前,混合动力技术是最现实、也是最有效的解决方案。
当然争议依然存在,有些人热衷于燃料电池汽车,有些人对柴油汽车念念不忘。诚然,它们也都是很好的节能环保概念,也具备长远的发展前景或现实的可行性。但不得不承认的是:混合动力系统在近一段时期内完全盖过了它们的风头,从世界各大汽车公司的发展战略上可见一斑。如在电动汽车领域处于领先地位的通用公司开始寻求与戴姆勒-克莱斯勒合作发展混合动力;在柴油机领域卓有建树的奥迪公司推出了混合动力概念车。当然还有国内企业摩拳擦掌准备大干一场,自主品牌汽车在混合动力研究方面也有星火燎原之势。也许一位著名汽车企业家的话可以为混合动力浪潮蓬勃兴起做最好的注脚,他在大约一年前说“混合动力是一个成功的技术故事,但还不是一个成功的商业故事”。一年后,他对混合动力的评价变成了“混合动力车有发展成为未来主流车型的潜力”。
那么混合动力到底有什么可爱之处,让我们从第一款国产并已经上市的一汽丰田普锐斯谈起吧。
国产普锐斯属于丰田公司的第2代混合动力车型,对第一代车型的某些不尽如人意的地方进行了改进和提高。如两种动力转换更加自然柔和,司机已很难根据感觉判断动力更迭过程;与前一代产品相比,镍氢电池的重量降低了25%,能量输入/输出能力却提高了35%;动力系统得到了加强,发动机最大转速增加了500转/分,最大功率为57千瓦,比上一代产品增长了5千瓦,而电动机功率由33千瓦提升到50千瓦。整个混合动力系统的最大功率是82千瓦(两种动力的最大功率点并不重合,且大负荷时发动机需要不断给电池充电,所以最大功率不是简单的叠加),最大扭矩为478牛米。
一般来讲,混合动力系统按动力匹配关系可分为串联、并联和混联三种方式。其中,串联方式是由发动机带动发电机制造电能给电动机或蓄电池,再由电动机驱动车辆前进的方式。听起来有点罗唆,实际意义也不大,除了为将来的电动汽车积累一些经验外,真正投产的车型中也很难发现这样的驱动模式。并联系统是指发动机与电动机共同驱动车辆,但电源并不由发动机提供,只靠蓄电池和回收的能量维持电机运转,因此电机一般都比较小,在整个系统中只能处于辅助地位。而混联系统是上两种系统的集合,发动机和电机既可以同时驱动车辆,发动机又能驱动发电机产生电能,各种动力输出组合变化更多,需要电控系统更加精细,匹配工作也需要精益求精。普锐斯采用的正式混联驱动方式,且单纯使用电动机就可驱动车辆行驶。
经济性好是混合动力流行的首要理由,附带还有有害排放物质的降低。为此,我们选定了一辆普锐斯,实际测试了一下他的燃油消耗量。测试路段分两方面:一是城市路况,包括比较拥堵的路段和相对畅通的路段。市内驾驶的平均车速在20-30公里/小时范围内,最高车速达到过80公里/小时。由于市内堵车是常事,红绿灯也较多,普锐斯会频繁启动和停止。另一路况选择市郊的高速路和环城路,这里路面开阔,没有红绿灯的困扰,所以平均速度在90-100公里/小时之间,最高车速曾达到过130公里/小时。行车速度的起伏较小,可以基本保持匀速行驶状态。测试结果显示,普锐斯市区百公里油耗6.11升,高速路百公里油耗6.18升,综合油耗百公里6.13升。
从以上数据可以看出,普锐斯在燃油经济性方面确有很大优势。因为在相近排量和尺寸的车型中,百公里耗油7-8升已属不错的成绩。普锐斯省油的诀窍主要在于城市工况下油耗很低,实测结果甚至低于高速油耗。为什么会有这样的结果呢?在没接触普锐斯之前,有一种说法是低速电机参与多才省油,但实际驾驶过后感觉这个解释并不能令人完全信服。因为电机单独参与工作的前提主要是油门力度,而非车速。即小油门时无论车速多少都是电机独自驱动车辆,若再深踩油门发动机必然参与作用,而收油门后总会对电池进行充电,这样的规律适用在不同的车速下。进一步探究,我们发现普锐斯省油的关键在于车辆制动和滑行时的能量回收以及停车阶段的发动机暂时熄火。相对于普通车辆制动时的动能化做热量散发到空气中,普锐斯用电机反拖的原理巧妙地把动能转化为电能,增加了能源的使用效率。滑行充电的原理也是一样,只不过可回收的能量较少罢了。停车时发动机熄火也是很好节省能源的方法,做无用功的情况不会在普锐斯身上发生了,怠速时供应浓混合气的内燃机理论似乎也失去了存在的必要条件。停在交叉路口的普锐斯不但不再消耗燃料,也不会排放任何有害气体了,这在人口密集的城区十分有益。
需要指出的是普锐斯是一辆以节能降耗为主要目的的车型,因此除了混合动力装置外,整车还有很多改善经济性的措施。如流线型车身(风阻系数仅为0.26,为此牺牲了一些后排乘客的头部空间),车身多处扰流措施,以及无级变速器。这些都对减少燃油消耗提供了帮助,但不幸也成为质疑混合动力宣传是否夸大了节能效果的原因之一。
动力性好也是混合动力值得期待的特性,因为电动机能在启动的瞬间达到400牛米的强大扭力,这是任何内燃机所不能实现的。实测结果显示百公里加速成绩11.3秒,加速到160公里/小时用了34.2秒,虽然印证了动力输出超出同排量车型,但也没达到让人惊喜的程度(或者说最大扭矩478牛米的动力数值没有很好地转化成加速数值)。究其原因可能有两条:一是变速器匹配设定问题。我们在实际驾驶过程中猛踩油门,总是感觉先有一定的迟缓,然后才是动力源源不断的输出。其二是电机的初始扭力输出虽然很猛,但转速超过1500转/分后却急剧地下降,即大扭力只在它转速范围内的一部分得以实现。总的来讲,1.5升排量的普锐斯有同级别2.0升排量车型的动力,而油耗大大低于同排量的车型,是一辆非常讲究效率的汽车。
场地测试的额外收获来自于制动成绩。初速100公里/小时情况下的紧急制动平均减速度1.09g和制动时间2.61秒都是我们所测试过车型中的最好成绩。奥秘在于普锐斯除了通常的液力制动外,还有制动能量回收过程中发电机的反拖作用。最后一点是“怠速”噪音。由于普锐斯停车时发动机不启动,所以动力系统待命状态下通常比一般车型安静6-7个分贝。
不难看出,普锐斯是一辆有别于传统的汽车,特点鲜明,在特定方面优势明显。但仅凭这些就能打动消费者吗?不是有人曾算出普锐斯节省的油钱抵不上购车费用的增长吗?是的,如果从狭义的角度看,普锐斯也许算不上性价比优良的汽车。但如果转换思维,从更高和更广阔的角度看问题,在全球面临化石类能源枯竭,污染问题日益受到重视的今天,普锐斯的出现提供了现实可行且效果不错的解决方案,这才是真正体现他重要性的价值所在,也是各路厂家追逐混合动力概念的根本原因。

很“高调”的概念
刘宇
混合动力在中国绝对是相当超前的新事物,当中国人还没有造出一款技术先进的发动机,汽车环保和经济节能性尚处于初级阶段的时候,它似乎也只能停留在概念上,而且是很“高调”的概念,虽然普瑞斯已经下线上市,但却感觉看得到摸不着。目前在中国,它象征着观念和产业上的趋势,却还不能成为消费的趋势。不过应该有人来唱这种“高调”,因为我们需要展望未来,需要希望。
目光更长远一点
凌峰
混合动力仅仅是一项短期内过渡阶段的技术,并不是能源的最终解决方案,因此在这方面的过度投入是完全没有必要的。尤其是国内的汽车企业,如果基本功还没有打扎实,即使推出一款混合动力车也没有多大意义。一辆各方面都很差劲的车配上混合动力系统之后,他还是一辆差劲的车,他的舒适性、操控性以及制造工艺等不会因此而得到改善。从长远的眼光来看,新能源技术才是发展之道。在搞好基础设施的同时研究新能源,在未来也许前途会更加光明。
不一样的感受
云鹏
对于这辆普锐斯,最让我不适应的是刚一上车的头几分钟。按下点火开关,“轰”的启动声没有如期而至,车厢内仍是一片沉寂。一阵矛盾之后,我还是犹豫地挂上了D挡,好在右脚从刹车踏板挪开的瞬间,车子像行船般悄然无声地向前滑去,我终于松了口气(尽管大脑还没缓过劲儿来)。大力踩下油门,熟悉的内燃机运转噪音终于现身了,一同出现的还有基本能令人满意的推背感,考虑到排气量仅有区区1.5升,有这种表现算是很难得了。另外,中央显示屏有个“动力监视”功能,能即时显示电动系统的工作状况(充电或做功),害得我开车时总是把过多注意力集中在他身上。
混合动力不仅是一种象征
王垠
价格、噪音、提速、操控,习惯了传统汽车的人似乎总能在普锐斯身上找出一些不习惯的地方,但日益提高的油价是否会让我们习惯了普锐斯代表的混合动力汽车呢?至少我是这么认为的。与太阳能汽车或氢燃料电池汽车相比,混合动力发动机并非最为先进的一种技术,燃料也并非完全取代了传统燃油,但混合动力却是最为可行的一种技术。普锐斯便为我们明确的展示了这种可行性。毫无疑问,普锐斯已经大大超前了我们身边的汽车,但谁又敢说他仅仅具有象征意义呢?