油電混合車新成員報到
原本抱持觀望態度的汽車商,也加入陣營!
撰文╱艾胥黎(Steven Ashley)
翻譯/甘錫安
 

通用汽車的Graphyte概念運動休旅車等大馬力大型車,將採用雙模式油電混合系統,因為提高燃油效率比起採用小型汽車和貨車的技術,可以省下更多的燃料。

在消費大眾的心目中,豐田的油電混合旗艦型轎車Prius是「綠色汽車」這個新興類別的代表車款。油電混合車在汽車銷售排行榜上的表現雖然不穩定, 但是,這個市場領導車款一直是汽車廠商強化環保形象最有效的工具。不過,即使這個利基市場成功,通用汽車、戴姆勒克萊斯勒和BMW等汽車公司,對油電混合 車的實用程度和銷路沒有信心,大部份都還在繼續觀望。他們一直不願意自行吸收油電混合車加裝電動馬達和電瓶等可能帶來的額外成本,也就是所謂的「油電混合 成本」,因為這些成本一直沒辦法完全反映在售價上。

但是,這個想法似乎已經開始改變。這三家公司結成聯盟,正在研究稱為「雙模式油電混合」的技術,準備撼動豐田一家獨大的態勢。

雙模式系統和大多數油電混合車一樣,同時具備汽油引擎和電動馬達,可將煞車能量回收轉換成電池電力,停車時關閉引擎,也可單靠電力以低速行駛。不過 和豐田的單模式「油電結合驅動」不同的是,雙模式不只能在走走停停的行駛狀況下提高燃油效率,在高速公路上也能發揮攻效,高、低速交互行駛時,可比一般車 款省油25%。此外,新型設計可適用於大小車輛,也能使用在後輪、前輪和四輪傳動等車種。

在一般單模式油電混合車中,引擎動力帶動行星齒輪組(可將動力來源的扭力倍增),將動力分配給傳動軸和電動馬達。這種系統中第一具電動馬達的作用是發電,將機械旋轉變換成電流,依據行駛狀況用來給電瓶充電,或是帶動第二具電動馬達,產生扭力供應給傳動軸。

相反的,雙模式系統的兩具電動馬達之間有兩具行星齒輪組,中間有兩具電子離合器,構成兩套電子連續變速箱。這種系統可提供連續的齒輪比,比四個固定 檔位多得多,可提供最佳操作點,讓引擎達到更佳的燃油效率,或提供更大的牽引力,用於急加速、爬坡或拖曳拖車。通用汽車的尼茲說明:「它可輕巧地切換模 式,讓駕駛者感覺不到。」

尼茲表示,單模式系統省油的作用時機主要在低速部份,是因為這類系統能關閉引擎推動車子。不過在較高的速度下,需要引擎動力時,讓電動馬達運轉產生 的效益較低,因為透過馬達和可變變速箱輸送動力的效率比透過齒輪等機械方式低了25%。在高速下,雙模式系統藉由電動馬達輔助與汽缸暫停(不需要多餘動力 時關閉部份汽缸)等方式,提高燃油效率。電腦即時控制裝置可依據駕駛狀況搭配最佳操作組合,提供最適合的馬力及扭力。

戴姆勒克萊斯勒的楚肯布洛特(Andreas Truckenbrodt)指出,雙模式的機械元件價格低廉,穩定性高。單模式的電動馬達和動力電子裝置價格較高,運作也比較複雜。這種新系統還可免除單模式混合車用來加速到極速和彌補檔位不足的龐大笨重的電動馬達。

通用汽車的雪佛蘭Tahoe和戴姆勒克萊斯勒的道奇Durango運動休旅車將分別在2007年年底和2008年年初推出雙模式車款。BMW雖然還 沒有公開計畫,但該公司的艾普爾(Wolfgang Epple)已經證實每家公司都會依據本身的引擎和品牌修改這套系統,舉例來說,BMW X5運動休旅車的雙模式系統就會跟Tahoe或Durango的系統不同。

【本文轉載自科學人2006年8月號】


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