混动CRV最大功率真的有158KW吗?
1 122 发布于 2019-12-23 21:53:12 只看楼主 热门标准
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最近被一件事疑惑了:混动CRV的最大功率到底是多少?
网上有说是158KW,东本宣传册上也说是158KW,但考证一下后,发现有猫腻。

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混动CRV,采用了本田IMMD系统,该系统是当前业界最成功的混动系统之一,技术十分先进,性能相当优良,驾驶品质极高,只是价格略高。好,点赞结束,下面开始分析问题。

1、蹊跷的158KW


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宣传册页上,写明发动机最大功率是107KW,电机最大功率是135KW。简单相加,可以得到242KW的功率。可是,这两个设备的功率能简单叠加吗?

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东本宣传册动力系统中有写:系统最大功率158KW。好了,既然是官宣,吃瓜群众不必多问,相信就是了。但是,这么富有竞争力的参数,这么让中国人开心的数字,东本为何用蝇头小楷写得这么不起眼?为何不放大字号写在第一图中?难道有难言之隐?

不如带着蹊跷,带着神秘,找点空闲,找点资料,来探索一下这个158的来历吧。

2、说明书的说明


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打开CRV混动说明书,直接找到P610《规格》页,车辆规格、发动机规格、燃油、灯泡、各类液体等等一应俱全,竟然没有电机的规格!更不说电机参数,当然也没有最大功率158KW的字样了。把说明书翻了个遍也找不到电机参数信息,难道买混动车配的是油车的说明书?
不过你不必找东风本田,说明书也写着:东风本田汽车有限公司保留随时终止或修改规格、设计的权利,如有变更,怒不另行通知。说不定该参数是不必告知用户的。

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再看看其他资料,找出全部随书资料,该参数还是杳无影踪。

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正一筹莫展之时,忽然灵机一动:何不看看IMMD娘家日本人怎么说。本田日本网站上找到CRV(含混动)说明书,找到规格,让人大跌眼镜的是,不要说电机参数、最大功率,竟连发动机参数也不给出!说明书也仅400多页,比东本少了200页!对不起东风本田,是我小人之心了,您比日本人厚道多了。

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本着负责任的态度,找到日文网站上有参数选车页,上面有发动机和电机最大功率的描述,GOOGLE浏览器智能翻译成中文了,但未见到“最大功率158KW”的描述。

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下载本田公司2018.8的CRV产品手册,找到相关页面,该页面给出了上图的参数,但158KW这个数字仍秘不示人。

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本田网上关于CRV的产品页,也没有。好了,我放弃了,CRV娘家官方的数据是没有最大功率158KW的说辞的。

3、不如作个猜测


找不到官方的数据,只能猜了。本田CRV用的是本田当红混动系统IMMD,该系统已应用在本田多款车型,包括雅阁、CRV、INSGHIT、奥德赛及新上市的皓影等车型,雅阁和皓影已用上第3代IMMD,CRV明年也该上3代了。不管几代,IMMD系统总体工作原理是相同的,参数可能略有差异,但不会差很多。因此,这些车型的相关资料也可供参考。

第1个猜测:发动机107KW+电池51KW,串联混动输出158KW。
之所以这么猜测,是因为IMMD大部分时间工作在“串联混动”模式下,即能量流动路径为:发动机—>发电机—>电机—>车轮。

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简单分析就可发现,串联混动输出模式下,无法输出158KW功率的。因为电机最大功率只有135KW。

第2个猜测:电机可以努努力,冲一冲158KW。
听说电机过载能力较大,有的电机峰值功率可以达到额定功率的数倍。CRV的驱动电机135KW,到158KW还差了23KW,好像差距也不是太大,能不能发挥一下吃苦耐劳精神,往上冲一冲?

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CRV车上驱动电机的铭牌,写得很清楚:H4,本田生产,峰值功率135KW,持续功率67.5KW。噢,原来这个135KW已经是峰值功率了,人家持续功率也只是峰值功率的一半。什么是峰值功率和持续功率?一般也可理解成短时功率和长时功率,峰值功率指大约1分钟或几分钟能输出的功率,持续功率一般要求能连续输出半小时或一小时,这个不同厂家定义不一样。峰值功率比额定功率大多少,具体要看散热等条件了。

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说到散热,本田的E-CVT变速箱及H4电机的散热设计得十分优良,采用了专用AFT油,散热、润滑两不误,靠2个机械泵驱动,通过内部复杂的油路管道,实现浸润、喷淋,基本上发热最大的定子线圈几乎都浸在散热油中,转子内轴好像也有油道(INSGHIT车型技术资料提及),将油喷淋到转子中昂贵的钕铁硼永磁体上,以免高温失磁,造成电机报废。本田凭这么小的电机体积,达到了135KW的功率,本身已经是业内顶尖水平了,可以说在确保电机安全的情况下,已把最大功率发挥到极致了。如果硬要彪到更大的功率,虽然不一定导致电机损坏,但本田不会冒此风险,弄得不好在“机油门”后再出个“电机门”,到时候召回更换电机,损失就大了。况且电机既然已经标明峰值功率135KW了,如果努努力还能上158KW,那就干脆标158好了。看来,这个猜测不对。

第3个猜测:发动机+电机并联输出158KW。
IMMD系统骨骼清奇,不仅支持串联混动,也支持了并联混动。所谓并联混动,是指本田IMMD系统的一种工作模式,本田称之为“发动机直连模式”。在这种模式下,发动机动力通过齿轮组直接啮合到输出轴,也即发动机的动力是通过机械方式输出到车轮的。并且,在发动机直连输出时,根据车辆需求功率的大小,电池和电机可以适时介入,辅助输出动力或回收能量充电。

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在“发动机直连”模式下,发动机动力和电机动力是通过机械方式合成,再送到车轮的。这样的话,二路动力可以分别全力输出,再到输出轴上合成,158KW貌似合情合理了。但是,深入研究一下,不禁要提出2个问题:
1、电池能提供51KW的功率吗?
2、发动机直连模式时,能达到最大功率107KW吗?
这两个问题比较复杂,下面分开讨论。

4、电池参数探秘


问题1、电池能输出51KW功率吗?

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CRV的电池模组身材不小,占用了车辆后备厢的备胎位置,因此车辆不提供备胎。该模组称为IPU,即智能电源单元,除了整合72块专用锂电池外,还包括相应的传感控制电路、DCDC转换器、散热风道及风扇等附配件。上图是支架和电池组,不包括控制和散热设备,从图可见,支架用料很足,强度很高。你打开后备厢,掀开垫子,可以看到这个支架两端牢牢地焊接在车身上。当然,这样设计是有道理的,毕竟电池这玩意怕热、怕冷、怕撞、怕挤,热不起、碰不起,需要重点保护。

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电池一共72块,分4组,每组18块。每块电压3.6V,72块串联起来,总电压260V。如果要提供51KW的功率,根据初中学过的知识,直流电P=IU,即功率=电压*电流,则放电电流 I=P/U=51KW/260V=196A。196A,这个电池真有那么厉害吗?于是查CRV相关参数,但只有环保证书上写着电池生产厂商为:东风本田汽车有限公司,型号为UF121285E。其他充放电参数均未提供,网站也没说明。

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还好找到网上关于雅阁电池的文章,那就参考雅阁吧,毕竟大家同属IMMD平台,电池参数理应一致或相似。该文说到雅阁9.5代的电池用的是蓝能公司的EHW5型,最大电流300A!见上图。不仅如此,该文分析认为:这种电池工作在浅放浅充状态时,寿命可高达60万公里,本田质保10年20万公里,完全不在话下。文章有数据有分析有实例,比较让人信服,混C车主们尽可放心,种草朋友也可放心吃草。

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网友所说最大电流300A,是否可靠?为了印证相关参数,于是到蓝能公司网站看看,找到该产品的介绍。上图是该型号的电池及模组。

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50000次循环、超过10年的长期耐用性。

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最大使用电流300A!确实如此。

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该电池主要装备给日本和美国的车,中国16款雅阁和NSX也有。清单中没有CRV。

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蓝能公司提供的温度为25度和-10度的放电、充电测试数据,左图是25度,右图是-10度。蓝色为EHW5电池,红色为老款EH5。实心为放电,空心为再生充电。可见EHW5在25度、电量充足时的10秒放电测试功率为每公斤超过3000W。按每个电池0.229公斤计算,72个电池为16.5公斤。那么放电功率就可以达到50KW。再看底下的最大电流为200A,与前面的计算的196A也基本吻合。看来这块电池确实能够输出51KW的功率啊!混C同属IMMD系统,电池可能为大连松下生产,参数也应该差不多。

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再看看本田怎么说。本田技术专家仁木学,在接受采访时说到了雅阁电池瞬时输出功率可到50KW。原文剪图如下:

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既然本田专家现身说法,看来CRV电池能够供电51KW所言不假。当然这个功率是瞬时功率,说成峰值功率也可,就是说只能临时爆发一下,不能持久的。前面蓝能公司的测试时间是10秒。

到此,第1个问题解决。第2个问题要复杂一些,接下来进行详细分析。



5、混动最大输出探究


第2个问题是:发动机直连输出模式,是否能输出最大107KW功率?
首先来看一看维修手册上关于发动机直连模式的分析图。


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从图中可见,发动机直连驱动模式区域,即图中阴影部分,仅占很小一块区域。从图中看,必须符合2个条件才能进入该模式:一是车速,必须达到一定的速度;二是负载不能太大(对应纵坐标),否则就退出直连模式,改为ECVT辅助模式(即混动辅助)了。简单讲,该模式只在“高速低负荷巡航”状态下使用。

发动机的最大输出功率107KW是在发动机转速为6200rpm时达到的,也就是说只有在最高转速时,才能输出最大功率,其他转速下是到不了的。那么问题2就变为:发动机直连模式时,能否达到6200转?

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先了解一下本田阿特金森发动机的转速与转矩、功率关系曲线,上图中,横坐标是发动机转速,纵坐标分左右2个,左边刻度是转矩,对应红线,右边刻度是功率,对应蓝线。 由图可见,转速范围为1200-6200,蓝色功率线基本上从17KW到107KW呈线性上升关系,红色转矩线刚开始是增长,从125NM-160NM多,然后基本保持在160多NM不变,到最高转速处略有下降。需要说明的是, 这里的转矩、功率都是指最大值,即发动机在某个转速下的最高输出。实际上,转速n、功率P、转矩T这三者之间有一个简单的公式:P=n*T/9550。比如4000转速时,功率P=4000rpm*165NM/9550=69.1KW,图中蓝色线与4000转相对应的线,其横坐标大概就是70KW不到一点。补充科普一下,“转矩”是高中力学中的概念,表示一个力加在可转动的物体上的驱动力大小,其数值为:力X半径,单位为牛米(Nm)。汽车中发动机、电机、传动轴和齿轮、以及车轮,都是转动的,半径有大有小,单单用力无法描述和比较,用转矩就可以对比大小了。

回到问题2,现在需要研究发动机直连模式下,车速与发动机的转速的对应关系是怎样的?这需要一个参数,叫传动比或变速比,即从发动机动力输出轴到车轮,中间经过各种传动系统的变速比例,简单讲就是发动机轴转一圈,车轮转了几圈。一般汽车出厂参数会提供全部变速比数据,带有多个档位的,会提供各档位的速比数据。CRV混动车是e-CVT变速箱,工作原理不同,里面齿轮很少,因此东风本田在《车辆一致性证书》上只提供了一个电机到车轮的变速比和差速器的变速比2个参数,分别为:2.454、3.888,发动机到车轮的变速比没有提供。只能再问问日本人了。

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日文资料显示,变速比FF车(两驱车)分2段,第一段表示从发动机(或电机)到差速器,第二段表示从差速到车轮。这样整个减速比就是这2个数据相乘,比如从电机到车轮的减速比为:2.454*3.888=9.541,即车轮转一圈,电机轴要转9.541圈。从发动机到车轮的减速比为:0.805*3.888=3.130。这么一算,问题开始明朗起来了:发动机一启动,转速大概就在1200转以上,经减速后,到车轮后的转速就是1200/3.13=383转,即如果发动机直连驱动,车轮至少也得每分钟383转以上,这相当于多少车速?

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这又需要轮胎的参数了。如上图,经过一番计算,得到轮胎周长为2.324米。再乘以383转,得890米。这是按分钟计算的,即1分钟车辆行驶890米,再乘于60分钟,得到车辆时速为53.4公里。即发动机最低转速1200转时,直连驱动,对应车速为53码。实际上这个车速太低,是进不了直连模式的,实测大概在73码左右才能进直连模式。

现在可以计算一下发动机最高转速对应的车速:6200rpm/减速比3.13*轮胎周长2.324米*60分钟/1000=276公里/小时。???问题来了,这个车能开到时速276公里吗?CRV官方最高车速为160码,有国外网友测试地板油,功率条全满到底,最终车速达到190码。那么就按最高190码,倒过来重新计算对应的发动机转速:190*1000/60/2.324*3.13=4265转。
好了,问题明朗了,直连模式发动机最高也只能到4265转左右,对应上图曲线图的输出功率为70KW多点,与最大功率107KW相去甚远!到此,猜测3被否定!即无法通过并联混动输出是最大功率。

为了更加清楚地弄懂车速、功率、转速、转矩之间的关系,根据现有资料,我整理了一个数据表:

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该表数据,是根据少量官方数据、曲线图及相关公式推导所得,误差在所难免,也可能存在错误,敬请网友指正。

对该数据表说明如下:
1、第1 列车速:按10码间隔给出。其中73码单独列出,是因为该车速下可进入发动机直连模式。
2、第2 列电机转速:根据变速比、轮胎参数,从车速计算得到。电机最大转速13000转,与最高车速190码较为吻合。
3、第3、4列,蓝色区域电机额定功率67.5KW为官方参数,对应额定扭矩根据电机转速,由前述公式计算得到。表上面3行数据(车速10码-30码),按67.5KW计算得到的扭矩将超过315NM,因电机到不了额定功率,因此采用315Nm扭矩倒过来计算功率。
4、第4、5列,红色区域电机最大功率及对应转矩,计算方法同上。
5、第6、7、8列,发动机转速根据变速比对应车速计算得到,功率和转矩根据前述官方曲线图查得。根据前面分析,从73码起,发动机可进直连模式。至于是否到190码之间均可保持直连模式,本人未作过测试,从理论上推算,只要负载扭矩和功率不超过对应值太多或太快(电机还可辅助),应该是可以的。
6、发动机转速1600转以下、或4500转以上,系统不可能进直连模式,此时,发动机功率用于发电。
7、最后一列,是我的推测:功率条每格5KW计算,实际功率条数在该数值左右时,发动机可进直连模式。

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另外找到一篇本田论文,是关于插电混动PHEV雅阁的,因同属于IMMD系统,参数与CRV也一致,因此有参考价值。原图是CS模式(电荷保持模式)下的混动模式转换示意。图中的官方数据包括:最大扭矩315NM,最大功率135KW。其他数据根据上面的数据表填入。

6、未经证实的答案


前述3大猜想均被否定,158KW身世扑朔迷离,一帮车主云里雾里,吃瓜群众惊诧莫名!山穷水尽疑无路,柳暗花明在何方?看来只有通过蛛丝马迹继续猜测了,下面给出一些可能的答案(可能性在0%-90%之间):

1、东风本田定义这个158KW为“系统最大功率”,所谓系统,包括电机+发动机+电池+PCU等整套动力设备,根据前面分析,电机107KW,电池51KW,合起来就是158KW。又没说“最大输出功率”,爱咋咋说。此说不太科学,如果成立,东风有误导之嫌。

2、此功率为“瞬时输出功率”,并非“峰值功率”。区别是瞬时功率为某个时刻,而峰值功率一般需要持续几秒或几分钟。峰值功率很有价值,车辆提速、爬坡可能会逼近这个功率,尽管时间不长。但瞬时功率只能是某个时刻的功率,时间短到微秒纳秒级,一般不太使用。对电子设备来说更重要的参数是瞬时电压、瞬时电流,如果超压超流可能会***、损坏器件。

3、IMMD动力系统确实能输出158KW最大功率。本田设计时给电机留出了足够的余量,定义电机峰值功率135KW,可能还是属于考虑了较为极端的散热条件下安全工作的保守值。可能内部程序在散热良好的条件下,确实允许电机输出158KW的功率。日本人保守不宣传,东风人大胆就写出来了。

4、PCU(功率控制单元)能够工作于158KW的功率,厂商把这个值作为“系统最大功率”来宣传。表面上看,此说貌似有理,如下图,PCU短时工作最大电流226A(有效值),乘以最高工作电压700V,就是158.2KW。但问题226A最大输出电流肯定能达到,但不一定能在最高电压700V时输出啊,因为电机是感性负载。

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RMS表示有效值,计算上取方均根,即先平方(S)、再平均(M),再求根(R)。因为电流波形可能千奇百怪,这样处理后,交流电流值就与226A的直流电流值产生的相同的效果了。

5、再猜一个:PCU工作于交流输出,这个158KW可能是交流电的视在功率,系统中因为电容电感,消耗了一部分功率(即无功功率),最终电机实际最大输出只能是135KW。

最后,作为车主,我希望IMMD能达到158KW,因为经常记起这个158KW,所以开车的时候,往往把仪表盘上的蓝色功率条分成30格,每格5KW,开足马力,大概就是150KW了。

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  • 用车感受
最后编辑于2019-12-24 16:58:59
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