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本田IMA轻混合动力

2009年1月28日星期三


1997年,本田(Honda)公司开发出第一代IMA(Integrated Motor Assist)系统。1999年12月,搭载IMA系统的Insight在美国正式上市,本田成为第一个在北美销售混合动力车的公司。2003年,装配第二代IMA系统的四门小型轿车civic投放市场,深受消费者欢迎。本田雅阁混合动力车成为第三代IMA系统装备起来的混合动力中型轿车,也成为世界上第一款混合动力中型轿车。

本田的IMA(Integrated Motor Assist)系统是一款轻度混合动力系统。它主要由组成一个1.3-literi-VTEC 4-cylinder汽油机,一个高功率的超薄永磁同步电动机,一个无级变速器(CVT)和一个智能动力单元(IPU -Intelligent Power U-nit)。IPU由一个动力控制单元(PCU - Power con-trol Unit ),一组高性能镍氢电池和一个制冷单元组成。汽油机和电机布置在车的前部,智能动力单元布置在车的后部。

思域(civic)的混合动力采用了一个20马力的电动机,它与发动机曲轴固定在一起,安装在1.3发动机和CVT无级变速器之间,它所输出的动力可以直接传送到驱动轮上,减少了一次能量的传递提高了传递效率。当车辆的速度低于13公里/小时的时候,思域混合动力的全部4个气缸都会停止工作,车辆只由电动机负责驱动。

除了可以关闭全部4个气缸的气门以外,新思域混合动力车还可以控制气门正时、升程,从而让发动机实现低转速运转和高转速运转两种状态。以上3种状态之间的切换是靠发动机的i-vtec系统来实现的。这个技术源自本田的汽油发动机。每个气缸都配备了5个摇臂和3个系统油路,通过油压控制摇臂的连接或解除,根据行驶状态分3级控制气门。发动机在中低速运转时,进气侧的摇臂连接,使用低速凸轮轴驱动,而排气侧的摇臂也连接,驱动气门;当发动机高速运转时,进气侧摇臂转换到高速凸轮轴驱动;当气缸休止时,进气侧和排气侧的摇臂同时解除连接,气门保持气缸密封状态。这样发动机可以得到最佳的空燃比的可燃混合气,使发动机的动力性,经济性得到提高,同时减少污染物的排放。

IMA系统检测当车辆处于怠速状态时,会自动关闭发动机;而一旦松开制动踏板,发动机则立刻投入运行,这之间大概有不到1秒的间隔;当车辆起步加速时,发动机的低速凸轮控制进气阀,加上电动马达的辅助,使系统整体产生充足的扭矩;当车辆急加速时,高速凸轮接管对进气阀的控制,增大发动机的输出功率,发动机与马达共同发挥作用;当车辆低速巡航行驶时,发动机停止燃烧,只靠电动马达驱动行驶,发动机气门关闭,气缸密封,降低排气时产生的阻力和泵气损失;当车辆缓慢加速或高速巡航行驶时,只靠发动机驱动行驶,使用低转速凸轮,实现低油耗行驶。当车辆减速行驶时,发动机停止燃烧,气门全部关闭马达变成发电机,高效地回收制动过程中释放的动能。

IMA系统工作过程
  a.启动加速:发动机以低速配气正时状态运转,同时电机提供辅助能量。
  b.急加速状态:发动机以高速配气正时状态运转,此时电池会提供额外的功率来给电机与发动机共同驱动车辆,改善整车的加速性能,直到电池状态监控模块(BCM—Battery Condition Module)发现电池电量不足,此时电池充电命令是关闭的。
  C.低速巡航状态:发动机的四个气缸阀门全部关闭,燃烧停止,车辆以纯电动状态驱动车辆。
  d.一般加速或高速巡航:发动机以低速配气正时状态运转单独驱动车辆。
  e.减速状态:发动机关闭,电动机此时作为一个发电机。在电动控制传输系统的帮助下将机械能最大限度的转化为电能,存储到电池组中。
  f.停车状态:发动机自动关闭,来减少燃料损失和排放。

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