【丰田还是有点黑科技】扒掉第四代普锐斯混动先驱四层皮

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 19:34:03
先是铺天盖地的谍照和官图,接着是美国拉斯维加斯隆重而简短首发仪式,然后在德国法兰克车展上福静静地摆了两周——现在人们对于第四代普锐斯,可以说已经完全不陌生。但是新一代普锐斯发动机盖下藏掖着的技术秘密,却是在10月13日的丰田技术说明会上才被逐步揭开的。

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那真是相当重要的一款车,只要你了解丰田公司两个长期规划:

第一,丰田打算统一推广兼容混合动力、传统动力的TNGA(Toyota New Global Architecture)新平台,任务是2020年之前,让新平台承担起丰田集团生产的50%以上新车,而零部件通用化率将提升至70%-80%。

第二,丰田打算在2050年之前,“告别”发动机,不再销售仅搭载燃油动力的传统汽车,转而销售混合动力(HEV)、插电混合动力(PHEV)、氢燃料电池动力(FCV)、化学电池(EV)等新能源汽车。

既是TNGA平台上诞生的第一款新车,也是丰田旗下的混动先驱,担当着验证新平台和THS混合动力系统的双重重任——第四代普锐斯,毫无疑问,就是丰田最为重要的两项中长期规划的第一个交集。

1) 第一层皮,外形:尺寸、重心、空气动力学

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摆在你面前的第四代普锐斯,整体和上一代前任相仿,但是外形设计有所调整,大约使体态更显修长。新车长宽高依次为4540/1760/1470mm;轴距则保持不变,仍为2700mm。相比它的前辈,长度增加60mm,宽度也小幅增加15mm,只有高度降低了20mm。

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但并不是单纯地把车顶削低那么简单,普锐斯所有细节都在改变,整辆车的视觉、物理重心都大幅降低。车顶削低20mm,发动机舱盖后端削低62mm,车尾厢翼端削低55mm,车内成员的坐姿也降低59mm,前舱内整套动力系统布置也降低了大约10mm,行李厢地台令人诧异地降低110mm,容积一下子扩大了56公升。因为原先布置电池、油箱占用着尾厢的空间,现在被“掏空”,它们被挪到后排乘客的座椅底下的狭窄空间内。可以削低的削低,可以掏空的掏空,随之而来的,自然是整车重心的降低。

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0.24(Cd)的风阻系数令丰田颇为自豪,他们确实做了不少工作。当电脑侦测到水箱不需要太多冷却空气时,进气格栅也可以自动关闭;车顶的最高点往前移动了170mm,同时车长也增加70mm ,所以新车顶部往后延伸的弧度、坡度可以设计得更加平缓;车顶与尾厢转折处隐藏的小尾翼,并不是简单为了好看;底盘下包覆着平整的扰流板,突兀的零件和沟槽不再会扰乱气流。目的很明确,一切都是为了尽量化解行驶中空气产生的阻力。

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远近光使用同一个透镜的LED前大灯、以折线形LED灯带组成的后尾灯,普锐斯全系标配,技术上虽然不算是什么突破,但是造型实在大胆超前。如果可以,灯光也算作普锐斯一道外在的亮点吧。

2) 第二层皮,内饰:座椅、空调、仪表盘、静谧性

揭掉普锐斯一层外皮,我们假装进去里面坐一回。在13日的技术说明会上,丰田重点宣传了他们新的座椅、空调、仪表盘,他们也改善了驾驶视野和隔音性能,增加了一套半自动驾驶功能。

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普锐斯优化了座椅承托面和腰臀护垫的用料及厚度,将原本过度集中于臀部的一部分压力分散到大腿周围,同时减轻了腰部的负担,长时间乘坐也不至于太容易疲劳。你还可以给座椅面和靠背选配加热功能。

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新车的空调系统有一项Smart-flow(S-FLOW)功能,它会识别出前后排乘客落座的情况,接着自动以最小的风量往那些无人入坐的空位送风,籍此降低能耗。这辆车确实很抠门,但它在想尽办法为你省一点油钱。

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仪表盘和HUD(平视投射系统)投影显示位置都往前移动了,丰田尽量使驾驶员判读仪表信息时,视线从公路上移动至仪表的距离减至最小。上代车型的HUD将图像投射到前挡风玻璃上,而新款车的HUD则将显示图像的虚拟焦点移动至驾驶员前方2m的位置。如果你正坐在车里,你还可以通过方向盘上的操作盘调整显示的仪表种类、HUD的位置。

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记得普锐斯车顶削低了20mm吗?但是端正坐好之后,你会发现头部空间并没有受到影响,因为座椅承托点(Hip Piont)也下沉了59mm,头部空间反而更开阔了;虽然坐姿下沉,你的视野却不会受到影响,因为发动机舱盖后端削低了62mm,A柱在保证强度的前提下比前代做得更细,而雨刮恰好也隐藏在视线之外,这就确保了前方视野开阔。

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车内静谧性也让丰田下了好一番工夫。整车加大了隔音材料的使用面积,发动机舱甚至采用新开发的隔音材料。还有一招,在车身接合部涂布特殊的密封胶,封住车厢的小孔隙,车内的气密性提高,隔音性能便有了明显的改善。密封胶的用量,新车几乎增加了一倍,隔音疗效真是“立竿见影”。为了特别压低关闭车门时的噪声,普锐斯在后门门框处也增加了密封橡胶。

自动驾驶还有些遥远,但是半自动驾驶,包括自适应巡航、自动泊车、自动紧急刹车、车道偏离提醒等等功能,不单止是普锐斯,现时很多新车也配备有。只是以“TNGA样板房”来分析的话,意味着新一代的雅力士、卡罗拉、凯美瑞、RAV4等等车型,皆有希望选配这套“半自动驾驶”系统。

3) 第三层皮,车架:轻量化、抗扭刚性、独立悬挂

车厢内饰再揭一层皮,也来看一看全新的车身骨架。第四代普锐斯,单算车架重量,就比第三代减轻60kg。但车架的抗扭刚性,却比三代目前辈提升了60%。一方面,后门、发动机罩则采用铝合金等轻量化材料;另一方面,拉伸强度1.5GPa级热压超高强度钢、980MPa级的冷压高强度钢,整体用料由先前的3%提升至19%;要令抗扭刚性大幅提升,丰田还有一项秘诀,就是在普通的点焊之外,例如以车门四角为中心,采用焊点间距更加密集的激光焊接(Laser Screw Welding)和结构胶黏剂加固车架。除此之外,我们还可以明显地看见,车架前部特别加强了纵梁,以应对美国IIHS特别严格的25%重叠正面碰撞测试。

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后轴双叉臂独立悬挂也加入进来,丰田宣称独立悬挂主要为了突出运动性、提升操控性——虽然可能有误解或认知偏差,但前三代普锐斯在人们心目中确立的印象,简直可以算说是一辆“节欲”的混合动力汽车,因此当丰田宣传第四代普锐斯的“操控”和“驾驶乐趣”时,实在令人意外。有点乏味的“TNGA首发新车”、“混合动力样板房”也开始追求驾驶乐趣,是否意味这下一代的卡罗拉、凯美瑞等新车,打算摘掉被扣在头上的“中庸”帽子呢。

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此外,第四代普锐斯也配有“E-Four”四驱版本。这套带后轴电机的四驱技术,主要在20km/h以下的低速区域使用;车速升至20-30km/h以上的中高速区域后,后轴电机便退出了工作。除非经常在冬季下雪的地区使用,这套辅助四驱对于普锐斯来说,意义不算十分重大;但是如果TNGA平台上诞生的新车,都能应用类似的后轴电机技术的话,这项技术的重要性不言而喻。

总结起来,新的车架及底盘,有五项重大的改变:1. 轻量化,2. 抗扭刚性提高,3. 重心降低,4. 后轴独立悬挂,5. 后轴电机的四驱结构。如果把车比做人,底盘、车架相当于人的骨架,新一代普锐斯可算得上是“脱胎换骨”了。

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但这肯定还不会是故事的结局。因为第四代普锐斯,是丰田TNGA平台诞下的第一款新车;很自然地,你会不会好奇,第二、第三款又是谁?它们又会变成什么样子呢?离我们最近的,其实是丰田全新的小型SUV概念车C-HR,除了轻量化车身、高刚性车架,最重要的,它会有一副双叉臂后悬挂。我们知道,它的最大的目标就是本田缤智,而缤智最大的弱点,很可能就是令后座叫苦不迭的后轴独立悬挂。

4) 第四层皮,动力:发动机、变速箱、电机、电池

连续扒了三层皮,外观、内饰、骨架大致了解清楚之后,就剩下普锐斯最核心的部分——动力系统了。汽油发动机、电动机、无级变速箱、电池,就如心肝脾肺,每一样都是丰田的精髓。

发动机:

1.8L的2ZR-FXE自然吸气四缸发动机,压缩比为13:1,缸径为80.5mm,冲程为88.3mm,在可变进排气门正时控制之下,成为一副典型的膨胀冲程比压缩冲程长的阿特金森循环发动机。最大输出功率为98马力,峰值扭矩为142牛·米,动力毫不起眼;但是车重较轻、配置较低的“E”版本普锐斯,日本JC08循环工况下达到40km/L,也就相当于2.5L/100km,是很了不起的成绩。

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实现2.5L/100km的秘诀在于,2ZR-FXE高达40%的热效率。这比世界上任何一副量产燃油发动机都要高。目前内燃机热效率普遍在30%左右,柴油机热效率比汽油机稍微高一些。和一、二代普锐斯的1NZ-FXE ,三代的5ZR-FXE一样,第四代的2ZR-FXE也逃脱不了被丰田压榨的命运——不是要压榨“动力”,而是要压榨“效率”。

提升效率,第一件事就要改善燃烧。废气再循环(EGR)是将发动机燃烧后的一部分废气,经过冷却,再次由进气管导入气缸,初衷是抑制燃烧温度,减少废气中氮氧化合物的排放量;副作用是削弱了动力性能,但又意外地可以抑制爆震,令汽油得以充分完全地燃烧。为了抑制阿特金森循环高扭区间的爆震,同时榨取每一滴汽油燃烧的热值,丰田把2ZR-FXE发动机的废气循环的极限值提高到过去的2.5倍。

但另一方面,增加了EGR废气的输入量,会导致燃烧速度减慢(简单地理解为,新鲜空气不足)。一旦希望正常地提高发动机转速,就必须想办法提高燃烧速度,因而必须让气缸内形成强烈的滚流。新机型气缸内的滚流比(活塞运动方向的涡流强度与轴向涡流强度之比)是前代机型的3.5倍。为了提高滚流比,进气歧管至进气口的造型由弯曲变直筒,这样一来,进气后就直接形成垂直方向的涡流。据丰田估算,在 2000rpm 转速时的压缩行程中,气缸内部气体的平均湍流速度从2.5米/秒,提高到了3.4米/秒。丰田还把活塞表面的浅坑直径减小了,这样活塞对缸内气体的扰动就更加明显。但是混合气流速过高,副作用是难以点火。为了解决这个问题,丰田的研究团队又提高了火花塞的点火能量,从 35mJ 提高到了 100mJ。

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机械损耗也有所减少,2ZR-FXE发动机的总机械损耗,比过去降低了14%。首先,曲轴采用了摩擦系数小、外覆树脂膜的滑动轴承,减少了摩擦阻力;而且,发动机进/排气门采用的螺旋弹簧也不是通常的圆柱形,而是圆锥形,由此降低了运动部件的机械损耗;活塞的滑动部进行了平滑化处理,采用微凹坑处理的方式,在表面形成了用来大量存留发动机油的小凹陷,与表面采用条纹加工的通常活塞相比,降低了滑动部的摩擦阻力;此外,发动机油也使用低粘度类型。

电机:

电机最高总输出功率为53kW,最大扭矩为163N·m,额,实际上,数据比第三代车型还退步了。但是动力系统的损耗减少了20%,而车重有所减轻,因此实际表现并不会比前辈弱。据丰田描述,整套混合动力控制逻辑基本能沿用上一代车型,只是细微地作了调整。例如在发动机停止工作、仅靠电机驱动行驶时,第三代车型的最高车速为70km/h,而新一代车型则可以达到110km/h。


电机主要着手两方面的工作:1.减小尺寸;2.减小损耗。丰田的目的很明确,TNGA平台下的所有新车,发动机舱必须都能塞下一套混动系统;电机的尺寸减小了,连带新的平行轴式变速箱,整个混合动力系统的体积也一并大幅减小。

因此,定子采用了截面积为长方形、整体呈梳齿状的“分段绕组”方式。这种绕组跟普通的绕组不同,不是缠绕,而是将分段绕组插入定子,将突出的对侧拧结起来。由此,将马达的重量比原来减轻了15%以上,体积比原来减小了大约20%。运行电压则从650伏提高到850伏,额定工况下,电压高,电流小,热损耗低,由此,将马达的电热损耗也降低了大约20%。

变速箱:

为了适应TNGA平台上诞生的所有新车,整套动力系统的体积一定要缩小。还想再从紧凑的发动机、电动机身上“拔羊毛”,难度非常高;最好的办法就是,从变速箱的布局入手——这也意味着,表现优异的E-CVT变速箱被平行轴变速箱所取代。

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原来的动力系统,把发动机、MG1电机、行星齿轮组、MG2电机一整列“串烧”起来;而新一代的普锐斯,驱动电机的减速机构,转而采用了平行轴齿轮,这就相当于,MG1电机、MG2电机肩并肩横向布置。此举一石三鸟,新型驱动桥的长度为362mm,比原来的409mm缩短了47mm;零件数量也减少了大约80%;最重要的,齿轮及接触面减少,动力系统的损耗也降低不少。

电池和电控PCU:

第四代普锐斯提高了电池的输出功率,辅助行驶时,能提供更强的动力,充电时也能承受更大的电流。新车根据车型等级使用不同的电池。E、A、A  Premium配备的是锂离子电池,S和4轮驱动车型都配备的是镍氢电池。锂离子电池组的重量为24.5kg,而镍氢电池的电池组为40.3kg。

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镍氢电池体积为35.5L,比原来削减10%,现在和锂电池一样,配备在后座下方。除了继电器、电池监控单元和线束的小型化,电池组中的空冷风扇也被安装在车身一侧,最终才腾出足够空间,把镍氢电池组从行李厢里掏空出来。从行李厢里一起被掏出来的,还有那块用来控制电机工作的动力控制单元PCU。体积由第三代普锐斯的12.6L,一下子削减至8.2L,已经能够和动力系统一起集成在前轴上方,不必再占用行李厢的空间。

5) 第四代普锐斯,开起来“应该”是怎样的?

老实说,前面那些干巴巴的理论和数据,我想我是三分迷茫七分不懂。如果没有曾老师指点,我基本上会举手投降,绝没办法顺利地写出来了。也恕我肤浅,我最感兴趣的是,其实是新一代普锐斯真正开起来,究竟怎么样子的?假如丰田工程师没骗我们,或者我们的理解没有偏差的话... 那么新普锐斯开起来,很可能会是这样子的:

合上门,视野是极好的。最起码,不会比三代目差。我们这里不下雪,所以,肯定不会买四驱,挑了最省油的"E"型配置。摆弄了一下中控屏和中置仪表盘,发觉仪表比别的车远了一点,还不太习惯。启动时悄无声息,纯电动模式低速行走,容易开、好控制。再走快一点,发动机介入,风噪、路噪、发动机噪音都隔绝得不错,整体比上一代安静。劈弯倒不至于,但如果说操控,仍然比老车型容易上手。一段长途下来,腰不酸,腿不疼,座椅、空调还是舒服的。纯电续航几公里?百公里油耗又几升?我现在没时间考虑这些问题,反正我知道它不会轻易浪费我一分钱。我把车停在路边,左手一部红米刷优步,右手一部三星接滴滴,抬眼一看,路人都在指指点点地,瞪大了眼睛好奇地向着我这边张望...... 开着奔驰宝马跑专车的土豪也不是没见过,真不明白他们在奇怪什么呢。

真的会是这样子吗?可惜第四代普锐斯应该不会考虑国产了,进口的可能性,估计也不大。在国内,购买普锐斯是需要一点勇气... 以及,一点信仰的,毕竟连丰田都不太能明确指出它究竟是个什么定位,而我们只觉得它是丰田THS混合动力系统的代言人——就像Mirai是氢燃料电池代言人一样。不过也不用太伤感,该来的总是会来的,而且会以一种普通消费者比较容易接受的方式。基于TNGA平台开发的下一代凯美瑞、卡罗拉、RAV4..... 或者会用上通用的零件,以及相似的一套底盘、动力吧?

原文来自《新车评》:http://cehua.xincheping.com/68717.shtml先是铺天盖地的谍照和官图,接着是美国拉斯维加斯隆重而简短首发仪式,然后在德国法兰克车展上福静静地摆了两周——现在人们对于第四代普锐斯,可以说已经完全不陌生。但是新一代普锐斯发动机盖下藏掖着的技术秘密,却是在10月13日的丰田技术说明会上才被逐步揭开的。

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那真是相当重要的一款车,只要你了解丰田公司两个长期规划:

第一,丰田打算统一推广兼容混合动力、传统动力的TNGA(Toyota New Global Architecture)新平台,任务是2020年之前,让新平台承担起丰田集团生产的50%以上新车,而零部件通用化率将提升至70%-80%。

第二,丰田打算在2050年之前,“告别”发动机,不再销售仅搭载燃油动力的传统汽车,转而销售混合动力(HEV)、插电混合动力(PHEV)、氢燃料电池动力(FCV)、化学电池(EV)等新能源汽车。

既是TNGA平台上诞生的第一款新车,也是丰田旗下的混动先驱,担当着验证新平台和THS混合动力系统的双重重任——第四代普锐斯,毫无疑问,就是丰田最为重要的两项中长期规划的第一个交集。

1) 第一层皮,外形:尺寸、重心、空气动力学

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摆在你面前的第四代普锐斯,整体和上一代前任相仿,但是外形设计有所调整,大约使体态更显修长。新车长宽高依次为4540/1760/1470mm;轴距则保持不变,仍为2700mm。相比它的前辈,长度增加60mm,宽度也小幅增加15mm,只有高度降低了20mm。

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但并不是单纯地把车顶削低那么简单,普锐斯所有细节都在改变,整辆车的视觉、物理重心都大幅降低。车顶削低20mm,发动机舱盖后端削低62mm,车尾厢翼端削低55mm,车内成员的坐姿也降低59mm,前舱内整套动力系统布置也降低了大约10mm,行李厢地台令人诧异地降低110mm,容积一下子扩大了56公升。因为原先布置电池、油箱占用着尾厢的空间,现在被“掏空”,它们被挪到后排乘客的座椅底下的狭窄空间内。可以削低的削低,可以掏空的掏空,随之而来的,自然是整车重心的降低。

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0.24(Cd)的风阻系数令丰田颇为自豪,他们确实做了不少工作。当电脑侦测到水箱不需要太多冷却空气时,进气格栅也可以自动关闭;车顶的最高点往前移动了170mm,同时车长也增加70mm ,所以新车顶部往后延伸的弧度、坡度可以设计得更加平缓;车顶与尾厢转折处隐藏的小尾翼,并不是简单为了好看;底盘下包覆着平整的扰流板,突兀的零件和沟槽不再会扰乱气流。目的很明确,一切都是为了尽量化解行驶中空气产生的阻力。

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远近光使用同一个透镜的LED前大灯、以折线形LED灯带组成的后尾灯,普锐斯全系标配,技术上虽然不算是什么突破,但是造型实在大胆超前。如果可以,灯光也算作普锐斯一道外在的亮点吧。

2) 第二层皮,内饰:座椅、空调、仪表盘、静谧性

揭掉普锐斯一层外皮,我们假装进去里面坐一回。在13日的技术说明会上,丰田重点宣传了他们新的座椅、空调、仪表盘,他们也改善了驾驶视野和隔音性能,增加了一套半自动驾驶功能。

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普锐斯优化了座椅承托面和腰臀护垫的用料及厚度,将原本过度集中于臀部的一部分压力分散到大腿周围,同时减轻了腰部的负担,长时间乘坐也不至于太容易疲劳。你还可以给座椅面和靠背选配加热功能。

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新车的空调系统有一项Smart-flow(S-FLOW)功能,它会识别出前后排乘客落座的情况,接着自动以最小的风量往那些无人入坐的空位送风,籍此降低能耗。这辆车确实很抠门,但它在想尽办法为你省一点油钱。

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仪表盘和HUD(平视投射系统)投影显示位置都往前移动了,丰田尽量使驾驶员判读仪表信息时,视线从公路上移动至仪表的距离减至最小。上代车型的HUD将图像投射到前挡风玻璃上,而新款车的HUD则将显示图像的虚拟焦点移动至驾驶员前方2m的位置。如果你正坐在车里,你还可以通过方向盘上的操作盘调整显示的仪表种类、HUD的位置。

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记得普锐斯车顶削低了20mm吗?但是端正坐好之后,你会发现头部空间并没有受到影响,因为座椅承托点(Hip Piont)也下沉了59mm,头部空间反而更开阔了;虽然坐姿下沉,你的视野却不会受到影响,因为发动机舱盖后端削低了62mm,A柱在保证强度的前提下比前代做得更细,而雨刮恰好也隐藏在视线之外,这就确保了前方视野开阔。

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车内静谧性也让丰田下了好一番工夫。整车加大了隔音材料的使用面积,发动机舱甚至采用新开发的隔音材料。还有一招,在车身接合部涂布特殊的密封胶,封住车厢的小孔隙,车内的气密性提高,隔音性能便有了明显的改善。密封胶的用量,新车几乎增加了一倍,隔音疗效真是“立竿见影”。为了特别压低关闭车门时的噪声,普锐斯在后门门框处也增加了密封橡胶。

自动驾驶还有些遥远,但是半自动驾驶,包括自适应巡航、自动泊车、自动紧急刹车、车道偏离提醒等等功能,不单止是普锐斯,现时很多新车也配备有。只是以“TNGA样板房”来分析的话,意味着新一代的雅力士、卡罗拉、凯美瑞、RAV4等等车型,皆有希望选配这套“半自动驾驶”系统。

3) 第三层皮,车架:轻量化、抗扭刚性、独立悬挂

车厢内饰再揭一层皮,也来看一看全新的车身骨架。第四代普锐斯,单算车架重量,就比第三代减轻60kg。但车架的抗扭刚性,却比三代目前辈提升了60%。一方面,后门、发动机罩则采用铝合金等轻量化材料;另一方面,拉伸强度1.5GPa级热压超高强度钢、980MPa级的冷压高强度钢,整体用料由先前的3%提升至19%;要令抗扭刚性大幅提升,丰田还有一项秘诀,就是在普通的点焊之外,例如以车门四角为中心,采用焊点间距更加密集的激光焊接(Laser Screw Welding)和结构胶黏剂加固车架。除此之外,我们还可以明显地看见,车架前部特别加强了纵梁,以应对美国IIHS特别严格的25%重叠正面碰撞测试。

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后轴双叉臂独立悬挂也加入进来,丰田宣称独立悬挂主要为了突出运动性、提升操控性——虽然可能有误解或认知偏差,但前三代普锐斯在人们心目中确立的印象,简直可以算说是一辆“节欲”的混合动力汽车,因此当丰田宣传第四代普锐斯的“操控”和“驾驶乐趣”时,实在令人意外。有点乏味的“TNGA首发新车”、“混合动力样板房”也开始追求驾驶乐趣,是否意味这下一代的卡罗拉、凯美瑞等新车,打算摘掉被扣在头上的“中庸”帽子呢。

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此外,第四代普锐斯也配有“E-Four”四驱版本。这套带后轴电机的四驱技术,主要在20km/h以下的低速区域使用;车速升至20-30km/h以上的中高速区域后,后轴电机便退出了工作。除非经常在冬季下雪的地区使用,这套辅助四驱对于普锐斯来说,意义不算十分重大;但是如果TNGA平台上诞生的新车,都能应用类似的后轴电机技术的话,这项技术的重要性不言而喻。

总结起来,新的车架及底盘,有五项重大的改变:1. 轻量化,2. 抗扭刚性提高,3. 重心降低,4. 后轴独立悬挂,5. 后轴电机的四驱结构。如果把车比做人,底盘、车架相当于人的骨架,新一代普锐斯可算得上是“脱胎换骨”了。

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但这肯定还不会是故事的结局。因为第四代普锐斯,是丰田TNGA平台诞下的第一款新车;很自然地,你会不会好奇,第二、第三款又是谁?它们又会变成什么样子呢?离我们最近的,其实是丰田全新的小型SUV概念车C-HR,除了轻量化车身、高刚性车架,最重要的,它会有一副双叉臂后悬挂。我们知道,它的最大的目标就是本田缤智,而缤智最大的弱点,很可能就是令后座叫苦不迭的后轴独立悬挂。

4) 第四层皮,动力:发动机、变速箱、电机、电池

连续扒了三层皮,外观、内饰、骨架大致了解清楚之后,就剩下普锐斯最核心的部分——动力系统了。汽油发动机、电动机、无级变速箱、电池,就如心肝脾肺,每一样都是丰田的精髓。

发动机:

1.8L的2ZR-FXE自然吸气四缸发动机,压缩比为13:1,缸径为80.5mm,冲程为88.3mm,在可变进排气门正时控制之下,成为一副典型的膨胀冲程比压缩冲程长的阿特金森循环发动机。最大输出功率为98马力,峰值扭矩为142牛·米,动力毫不起眼;但是车重较轻、配置较低的“E”版本普锐斯,日本JC08循环工况下达到40km/L,也就相当于2.5L/100km,是很了不起的成绩。

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实现2.5L/100km的秘诀在于,2ZR-FXE高达40%的热效率。这比世界上任何一副量产燃油发动机都要高。目前内燃机热效率普遍在30%左右,柴油机热效率比汽油机稍微高一些。和一、二代普锐斯的1NZ-FXE ,三代的5ZR-FXE一样,第四代的2ZR-FXE也逃脱不了被丰田压榨的命运——不是要压榨“动力”,而是要压榨“效率”。

提升效率,第一件事就要改善燃烧。废气再循环(EGR)是将发动机燃烧后的一部分废气,经过冷却,再次由进气管导入气缸,初衷是抑制燃烧温度,减少废气中氮氧化合物的排放量;副作用是削弱了动力性能,但又意外地可以抑制爆震,令汽油得以充分完全地燃烧。为了抑制阿特金森循环高扭区间的爆震,同时榨取每一滴汽油燃烧的热值,丰田把2ZR-FXE发动机的废气循环的极限值提高到过去的2.5倍。

但另一方面,增加了EGR废气的输入量,会导致燃烧速度减慢(简单地理解为,新鲜空气不足)。一旦希望正常地提高发动机转速,就必须想办法提高燃烧速度,因而必须让气缸内形成强烈的滚流。新机型气缸内的滚流比(活塞运动方向的涡流强度与轴向涡流强度之比)是前代机型的3.5倍。为了提高滚流比,进气歧管至进气口的造型由弯曲变直筒,这样一来,进气后就直接形成垂直方向的涡流。据丰田估算,在 2000rpm 转速时的压缩行程中,气缸内部气体的平均湍流速度从2.5米/秒,提高到了3.4米/秒。丰田还把活塞表面的浅坑直径减小了,这样活塞对缸内气体的扰动就更加明显。但是混合气流速过高,副作用是难以点火。为了解决这个问题,丰田的研究团队又提高了火花塞的点火能量,从 35mJ 提高到了 100mJ。

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机械损耗也有所减少,2ZR-FXE发动机的总机械损耗,比过去降低了14%。首先,曲轴采用了摩擦系数小、外覆树脂膜的滑动轴承,减少了摩擦阻力;而且,发动机进/排气门采用的螺旋弹簧也不是通常的圆柱形,而是圆锥形,由此降低了运动部件的机械损耗;活塞的滑动部进行了平滑化处理,采用微凹坑处理的方式,在表面形成了用来大量存留发动机油的小凹陷,与表面采用条纹加工的通常活塞相比,降低了滑动部的摩擦阻力;此外,发动机油也使用低粘度类型。

电机:

电机最高总输出功率为53kW,最大扭矩为163N·m,额,实际上,数据比第三代车型还退步了。但是动力系统的损耗减少了20%,而车重有所减轻,因此实际表现并不会比前辈弱。据丰田描述,整套混合动力控制逻辑基本能沿用上一代车型,只是细微地作了调整。例如在发动机停止工作、仅靠电机驱动行驶时,第三代车型的最高车速为70km/h,而新一代车型则可以达到110km/h。


电机主要着手两方面的工作:1.减小尺寸;2.减小损耗。丰田的目的很明确,TNGA平台下的所有新车,发动机舱必须都能塞下一套混动系统;电机的尺寸减小了,连带新的平行轴式变速箱,整个混合动力系统的体积也一并大幅减小。

因此,定子采用了截面积为长方形、整体呈梳齿状的“分段绕组”方式。这种绕组跟普通的绕组不同,不是缠绕,而是将分段绕组插入定子,将突出的对侧拧结起来。由此,将马达的重量比原来减轻了15%以上,体积比原来减小了大约20%。运行电压则从650伏提高到850伏,额定工况下,电压高,电流小,热损耗低,由此,将马达的电热损耗也降低了大约20%。

变速箱:

为了适应TNGA平台上诞生的所有新车,整套动力系统的体积一定要缩小。还想再从紧凑的发动机、电动机身上“拔羊毛”,难度非常高;最好的办法就是,从变速箱的布局入手——这也意味着,表现优异的E-CVT变速箱被平行轴变速箱所取代。

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原来的动力系统,把发动机、MG1电机、行星齿轮组、MG2电机一整列“串烧”起来;而新一代的普锐斯,驱动电机的减速机构,转而采用了平行轴齿轮,这就相当于,MG1电机、MG2电机肩并肩横向布置。此举一石三鸟,新型驱动桥的长度为362mm,比原来的409mm缩短了47mm;零件数量也减少了大约80%;最重要的,齿轮及接触面减少,动力系统的损耗也降低不少。

电池和电控PCU:

第四代普锐斯提高了电池的输出功率,辅助行驶时,能提供更强的动力,充电时也能承受更大的电流。新车根据车型等级使用不同的电池。E、A、A  Premium配备的是锂离子电池,S和4轮驱动车型都配备的是镍氢电池。锂离子电池组的重量为24.5kg,而镍氢电池的电池组为40.3kg。

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镍氢电池体积为35.5L,比原来削减10%,现在和锂电池一样,配备在后座下方。除了继电器、电池监控单元和线束的小型化,电池组中的空冷风扇也被安装在车身一侧,最终才腾出足够空间,把镍氢电池组从行李厢里掏空出来。从行李厢里一起被掏出来的,还有那块用来控制电机工作的动力控制单元PCU。体积由第三代普锐斯的12.6L,一下子削减至8.2L,已经能够和动力系统一起集成在前轴上方,不必再占用行李厢的空间。

5) 第四代普锐斯,开起来“应该”是怎样的?

老实说,前面那些干巴巴的理论和数据,我想我是三分迷茫七分不懂。如果没有曾老师指点,我基本上会举手投降,绝没办法顺利地写出来了。也恕我肤浅,我最感兴趣的是,其实是新一代普锐斯真正开起来,究竟怎么样子的?假如丰田工程师没骗我们,或者我们的理解没有偏差的话... 那么新普锐斯开起来,很可能会是这样子的:

合上门,视野是极好的。最起码,不会比三代目差。我们这里不下雪,所以,肯定不会买四驱,挑了最省油的"E"型配置。摆弄了一下中控屏和中置仪表盘,发觉仪表比别的车远了一点,还不太习惯。启动时悄无声息,纯电动模式低速行走,容易开、好控制。再走快一点,发动机介入,风噪、路噪、发动机噪音都隔绝得不错,整体比上一代安静。劈弯倒不至于,但如果说操控,仍然比老车型容易上手。一段长途下来,腰不酸,腿不疼,座椅、空调还是舒服的。纯电续航几公里?百公里油耗又几升?我现在没时间考虑这些问题,反正我知道它不会轻易浪费我一分钱。我把车停在路边,左手一部红米刷优步,右手一部三星接滴滴,抬眼一看,路人都在指指点点地,瞪大了眼睛好奇地向着我这边张望...... 开着奔驰宝马跑专车的土豪也不是没见过,真不明白他们在奇怪什么呢。

真的会是这样子吗?可惜第四代普锐斯应该不会考虑国产了,进口的可能性,估计也不大。在国内,购买普锐斯是需要一点勇气... 以及,一点信仰的,毕竟连丰田都不太能明确指出它究竟是个什么定位,而我们只觉得它是丰田THS混合动力系统的代言人——就像Mirai是氢燃料电池代言人一样。不过也不用太伤感,该来的总是会来的,而且会以一种普通消费者比较容易接受的方式。基于TNGA平台开发的下一代凯美瑞、卡罗拉、RAV4..... 或者会用上通用的零件,以及相似的一套底盘、动力吧?

原文来自《新车评》:http://cehua.xincheping.com/68717.shtml
我怎么感觉前灯从侧前方看像个鱼头啊,还是张着嘴的,透镜是鱼眼,有和我一样的兄弟吗?
造型进步,大灯好奇葩,估计价格好贵,汽油机技术自主是拍马也追不上了,新车评编辑在跪舔。
真tm丑     
造型进步,大灯好奇葩,估计价格好贵,汽油机技术自主是拍马也追不上了,新车评编辑在跪舔。
丰田每一代普锐斯都比上代便宜,四代同样不例外
造型进步,大灯好奇葩,估计价格好贵,汽油机技术自主是拍马也追不上了,新车评编辑在跪舔。
40%热效率,你除了舔跪,也干部了别的了
丰田每一代普锐斯都比上代便宜,四代同样不例外
有没有什么卵用,不国产化价格降不下来,给国内来个阉割版的,25万上下,还可以指望多卖出去几辆。
前脸难看到姥姥家去了。

高效混动的大前提是有一台高效的发动机。