卡罗拉油电混合版本,总功率并不是72kw,只是发动机功率为72kw而已。
油电混合车型并不能只看发动机功率,还要加上电动机功率。卡罗拉双擎电动机功率为53kw,电动机机功率+发动机功率=总功率, 但是这种油电混动车型总功率并不是简单的1+1=2那样计算的,而是1+1>1<2,因此卡罗拉双擎车型厂家标注的最大总功率为92kw。作为一款紧凑型轿车,92kw的功率虽然不能飞起来但是动力还是足够用的。
1.8L的发动机最大功率只做到72kw、最大扭矩也仅仅只有142Nm,是不是很差呢?
这款发动机动力参数甚至不如1.2L发动机表现好,这就是因为发动机在研发之初侧重点不一样造成的。阿特金森循环循环发动机就是奔着省油去的,热效率高于常见的奥拓循环发动机。
例如丰田这款发动机用在混动车型上热效率高达41%,而常见的燃油车采用奥拓循环的发动机热效率仅在37%左右,有些发动机还达不到这个指标。
这其实就是鱼肉与熊掌不可兼得的道理,想要动力那么必然要牺牲油耗,想要油耗必须要牺牲动力。想要二者兼得只能通过电机来弥补阿特金森循环发动机动力不足的问题,用电机取长补短。
丰田所谓的阿特金森循环其实是米勒循环。其实阿特金森循环发动机是1882年英国工程师詹姆斯·阿特金森造出来的。詹姆斯通过一套复杂的连杆机构,实现了发动机的压缩行程小于膨胀行程,这个设计改善了发动机进气效率,使发动机膨胀比>于压缩比。做功行程活塞移动距离>压缩行程活塞移动距离,燃烧后废气被有效利用,燃油效率要高于奥拓循环也被称为阿特金森循环。
而丰田则是通过采用推迟气门关闭正时的办法 ,压缩行程时一部分混合气推到进气歧管中、人为的控制了进气量,也就实现了膨胀比>压缩比,也可以称为阿特金森循环。
这种循环虽然会提高热效率,但是气量低导致其扭矩低、功率低,因此这种发动机低转速时扭矩不如奥拓循环发动机,而高转速时功率也低于奥拓循环的发动机,因此1.8L排量的发动机最大功率只有78kw、最大扭矩只有142Nm。
正是这种低扭不足的缺点,导致这种发动机没有在汽车上大范围应用。试想一下起步肉、极速低动力差的车子开起来肯定没有任何乐趣可言,节油也只有在中速时才能体现出来。因此必须要加一个电机来辅助,电机具备低速扭矩大的特点完全可以弥补阿特金森循环发动机低速扭矩不足的问题。
丰田的THS混动系统就是发动机+电动机:
发动机与电动机/发电机通过行星齿轮机构耦合后实现了功率分流,来自发动机的动力通过行星齿轮机构分成两个部分,一部分功率通过机械直接传递到车轮、一部分功率传递到电机,电机发电后为电池充电/为电动机提供电能。
看到这里就知道了为什么油电混动版车型总功率不是1+1=2那么简单了。
THS混动系统中,两个电动机与发动机之间通过行星齿轮耦合,无法彻底解耦,这个行星齿轮组也是一个可以调节传动比的减速箱。只要调整其中一个齿轮的转速 那么另外两个齿轮转速也会改变,也就调整了传动比,因此发动机工作时为了调整传动比电动机必须要控制转速。怎么控制转速呢?
一个电机发电来来驱动另外一个电机,这就达到了控制电机转速的目的也就调整了传动比。因此这种功率分流方式,电动机与发动机无法彻底解耦,发动机能量发电会损耗一部分、电力驱动电动机又会损耗一部分。而电动机也会因为电池容量问题并不能持续长时间全功率发力,因此油电混动系统的总功率并不是1+1=2,只能是1+1>1而已。