丰田-本田混合动力车之战

编辑|陈宇阳

图片|付宏远

混动圈里一直有这么一句话，“世界上只有两种混动，一种是丰田的混动，一种是其他的混动。”事实上，从客观意义上来说，丰田是第一家部署混合动力系统的汽车公司。1997出现的原版普锐斯，不仅是全球首款实现量产的混动车型，也帮助丰田率先获得了THS混动系统专利。

截至2017，丰田混动车型累计销量突破10万，可以明显看出终端消费者的认可。本田的i-MMD系统在某种意义上是被“丰田兄弟”逼出来的。

(?丰田THS混动技术结构图取自官方视频资料？)

随着丰田THS的出现，混合动力市场开始迅速发展。但丰田一开始就为其混动系统申请了全面专利，所以其他车企想进入混动领域就处处碰壁。从某种意义上说，P0-P4混合动力架构是在丰田专利的影响下诞生的。

其中，有一家公司不想被丰田控股，这就是本田，被称为“技术宅”。早在20世纪90年代，本田就开始研发自己的混合动力系统。最早，本田推出了名为IMA的混合动力系统。整个设计类似于上一期提到的P1架构，安装在当时的INSIGHT、思域、雅阁混动车型上。

(?本田i-MMD混合动力技术结构图？官方？)

但受IMA自身技术的限制，其燃油经济性明显落后于同期的THS系统，因此前者最终将被放弃。直到2012，技术之家本田才终于在“小黑屋”开发出了i-MMD混合动力系统。至此，本田锐界混动正式开始在混动市场崭露头角。

那么，THS和MMD有什么不同呢？

“丰田THS混合动力系统:效率第一”

丰田THS系统最大的特点就是取消了传统的变速箱，而是用一套行星齿轮组连接不同的动力源，通过齿轮之间的配合实现纯电动和混合动力驱动。THS系统的另一个特点是有两台分工明确的电机，其中一台负责发电和启动发动机；另一个负责动力输出和动能回收。

(?丰田THS混合动力架构示意图？)

三个动力源通过行星齿轮组并联，它们之间的搭配形式根据实时工况和车辆负载率合理分配。

首先，我们来了解一下三个动力源是如何与行星齿轮组连接的。从图中可以看出，负责发电和启动的电机1与内圈太阳轮相连，发动机输出曲轴与中间行星架相连。负责动力输出的2号电机直接连接外齿圈，外齿圈直接连接车轮。

(?起步和低速阶段功率分配示意图？)

在正常起动和低速行驶期间，行星架将锁定，发动机将不会起动。THS系统会优先考虑电池为2号电机提供动力，通过外齿圈直接输出动力给车轮。由于行星齿轮结构，与内太阳轮连接的电机1将反转。为了保证电驱动的效率，电机1会保持空转，不会发电。

(?急加速阶段动力分配示意图？)

在急加速阶段，发动机会开始工作，动力通过曲轴直接输出并带动行星架旋转。同时会带动外齿圈和2号* * *电机一起转动，最后动力直接输出到车轮。当加速需求较高时，负责发电的电机1也会通电倒车，三个动力源共同保证车辆的加速能力。

(?中高速巡航时动力分配示意图？)

在中高速巡航阶段，THS系统以发动机为主要动力源，此时由发动机输出动力，带动行星架转动，行星架将动力直接链接到外齿圈上，传递给车轮。当有更多动力需求时，马达2也将提供动力辅助。同时，THS系统会根据实时工况主动控制内环太阳轮上的电机1发电，回收发动机多余的工作力。

(?制动和滑行时的功率分配示意图？)

在制动和滑行阶段，THS系统中的两台电机都成为发电机，实现了动能回收的功能。

总体来说，丰田THS是一个以发动机为主要动力源的混合动力系统。通过行星齿轮组，三种动力合理匹配，进而综合效率最大化。行星齿轮组可以使综合效率最大化，但由于它的存在，THS系统在纯电动高速模式下不可避免的会有动力损失。

受行星齿轮结构的约束，为了保证发动机参与时的平顺性，电动机除了输出动力外，还需要驱动行星架上与发动机相连的输出轴。此时发动机不会点火喷油，但活塞仍在电机的反向拖动下来回运动，始终保持适当的介入速度。这个时候就完全没用了。

总的来说，丰田THS混合动力系统的主要需求是HEV车型从设计上来说，总体设计的主题是保持燃油发动机在最高效的范围内。所以整个混动系统还是以发动机为主要动力源。也正因为如此，THS在纯电效率上会表现的相对较差，其功耗水平会比国产离散混合动力汽车高出15%。

值得一提的是，THS采用发动机驱动，因此对电池容量的要求不高。同时，作为一款HEV车型，动力电池组始终处于浅充浅放的状态，所以动力电池对HEV车型的衰减基本可以忽略不计。此外，丰田此前也在THS的基础上推出了PHEV车型，但由于上述问题，雷凌PHEV车型仍然只能做到10.5kWh电池的55km纯续航

"本田混合动力车:将“转型”的i-MMD . "

作为一家技术公司，本田确实将其i-MMD系统打造为终极混合动力车。一台发动机、一台电动机、一个离合器和两个固定传动比的减速器构成了一套完全不同的混合动力逻辑。这“四大件”的融合，使得i-MMD系统的车辆拥有燃油车、电动车、增程式混合动力车三种身份，分别对应高速巡航模式、纯电动模式和混合动力模式。

(?本田i-MMD混合动力架构示意图？)

与THS不同，本田i-MMD的驱动电机功率更大，是车辆的主要动力源之一。除了在高速续航模式下由发动机直接驱动车轮外，电机基本上是主要动力源。当电池电量下降到设定的阈值时，发动机也会启动。此时，发动机只会带动发电机发电，供给电机，而不会为车轮提供动力。简而言之，此时的i-MMD系统更像是一款增程式混合动力车。

(?纯电动模式下动力分配示意图？)

不难理解纯电动模式下的i-MMD系统。电池直接给电机供电，此时电机是唯一的动力源。当发动机与车轮之间的离合器断开时，既不启动发电，也不参与驱动。I-MMD在这种状态下相当于纯电动汽车。

(?混合动力模式下动力分配示意图？)

当车辆需要快速加速时，发动机就会开始发电，与电池一起为电机提供足够的电力，保证电机能够达到峰值功率输出。当车辆行驶平稳，功率较低时，发动机也会启动带动发电机发电。此时发电机会直接将电能传递给电机提供驱动力，只有多余的电能会以浅充浅放的形式储存在电池中。

人们常常误解i-MMD系统发电并储存在电池中，然后电池放电提供给电机。这显然是错误的。无论是考虑到中间电力转换的损耗，还是电池的耐用性，直接由发电机供电都是最佳选择。当然，这无疑对电控系统提出了更高的要求。

(?发动机直连模式下的动力分配示意图？)

在高速巡航阶段，i-MMD系统中的离合器会结合，发动机动力通过一组高速齿轮比减速器直驱轮。它的意义也很简单。老司机一定知道，燃油车在高速巡航时是燃油经济性最好的阶段。

总的来说，i-MMD是一款更接近纯电车的混合动力汽车。尤其是在日常用车环境下，i-MMD系统大多以纯电或增程式的形式存在，因此系统效率会高于常规混合动力汽车。同时，无论高速发动机直驱还是低速增程混动逻辑，燃油发动机理论上都将运行在高效率区间。

但与此同时，i-MMD系统为了实现燃油效率最大化，还需要匹配燃油效率更高的阿特金森发动机进行发电，这也成为了限制其他公司研发的第一道坎。另外，行车电脑需要同时匹配两套动力系统，这也对PCU的开发能力提出了更高的要求。所以，本田的“技术宅”称号不是白来的。

另外，i-MMD本身更接近纯电动汽车，所以在电池损耗的情况下会影响最大功率输出。

“所以问题是，哪个系统更好？」

其实两者并没有明显的优劣，各有各的坚持。然而，面对中国市场对新能源汽车的优惠政策，丰田的THS似乎力不从心。在设计之初，该系统是以燃油车为主要动力源的理念开发的，由此可以看出THS所有的HEV车型都具有相当不错的燃油经济性。但也正因为如此，如果THS车型通过增加电池容量升级为PHEV车型，其纯电效率会明显低于其他混动系统，这一点在雷凌/卡罗拉PHEV身上已经得到了例证。

相比之下，本田i-MMD更容易升级到PHEV，i-MMD本身的三种模式就代表了三个独立的系统。特别是在纯电动模式下，本田i-MMD的硬件结构和驱动形式与纯电动汽车相同，只需增加动力电池组容量和增加充电功能，就可以直接升级为PHEV汽车。

如果非要评判两个系统的优劣，我只能说，随着新能源时代的不断发展，本田i-MMD系统有更大的发展潜力。一方面，i-MMD体系有更宽容的重组空间；另一方面，由于i-MMD系统的电驱动结构更接近纯电动汽车，这也意味着本田在纯电动技术上有更丰富的积累。

因此，本田i-MMD系统能更好地适应新能源时代的发展。另一方面，丰田在混动领域确实已经占领了20多年。然而，面对纯电主导的新能源时代，丰田或许只能放下过去“混动圈”的名号，在纯电动领域重新闯出一片属于自己的天地。

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