撰文:編輯部,攝影:Toyota 提供
2016/02/22,點閱 46,422

這一階段,我們要討論的是關於全新第4代Prius的節能科技,這也是Prius全車最關鍵之處,因為Prius本是一輛為環保、節能而研發的Hybrid車款,絕佳省油性是最大賣點,因此第4代Prius加入那些新科技?必然是消費者最關心的話題。本文中編輯部將以第4代Prius的三大節能技術:提升熱效率、精進空氣力學、輕量化工程進行剖析,讓你了解車壇最具代表性的Hybrid車款,為了美好的環境又做了那些貢獻。

引擎熱效率提升至40%

Toyota所研發的HSD油電混和動力系統,在架構與運行上已相當成熟,第4代Prius該如何突破以往、更上層樓?這一次Toyota有了新的思維。

在原本效能已非常優異的1.8升 2AR-FXE引擎的基礎下,第4代Prius再將引擎熱效率大幅提升至40%,代表燃油使用得更加經濟有效。

第4代Prius基本上動力架構延續上一代車型的配置,以1.8升Atkinson循環引擎作為動力來源,Atkinson循環引擎本來即是以追求極致的運轉效率而打造,以現階段機械科技來說已不易突破,於是Toyota的工程師另尋它法,從源頭開始尋找更理想的解決方案,而最終的答案叫做提升熱效率。

變速系統為E-CVT電子無段結構,並增加POWER運動化駕駛模式,可提供較運動化的加速感受。

一具引擎在進氣、壓縮、爆炸、排氣的過程裡,有很多能量最後是浪費掉的,如排氣系統與散熱統的熱能損失,真正有用的熱效率一般來說只有三成,熱效率愈高代表燃油被運用得愈徹底,油耗表現也就愈亮眼。因此,提升熱效率就成為第四代Prius的首要任務。

引擎99ps/14.5kgm加上馬達72ps/16.6kgm的輸出,綜效馬力為122匹,依舊保有輕快的加速反應。

提升熱效率的方法有三,首先為重新設計進氣口的幾何形狀,在縮小直徑後,混和氣體流速因而提高,使渦流更均勻,可提升燃燒效率。其二為重新設計EGR進氣道,使廢氣回收後可以更均勻地導入汽缸,讓燃燒更完全。其三則是重新設計水道,以降低排氣側的活塞溫度,進而降低引擎摩擦阻力。經過多項修正後,第4代Prius的引擎熱效率大幅增長至40%,比一般汽油引擎高出約一成,這代表全新第4代Prius將有更傑出的省油效率。

輕量化工程

輕量化已成為一股新趨勢,不分車種、不分等級,只要重量減輕,就能有效改善油耗表現,而第4代Prius的做法,就是將Hybrid系統的硬體件進行縮小與輕量。E-CVT電子無段變速系統,整體體積大幅縮減,原廠表示可以減少20%的電流損失。電動馬達的銅線繞組密度提升,可以使體積更為精巧。

第4代Prius幾乎每一個系統部位都經過相當程度的輕量與縮小,兼顧提升油耗、妥善放置、提升空間等多方效益,創造三贏局面。

負責掌控Prius引擎與馬達輸出比例的PCU動力控制單元,體積大縮小31%,這些省下的空間也得以讓橘色的高壓電線整合在引擎底下,而12V電瓶也不像前一代為油電車專屬並置放於後行李廂,而是更妥善的和一般汽油車一樣安裝在引擎室,節省日後保養維修費用。另外則是鎳氫電池組,重量較前一代省下1公斤的重量,對於輕量化有顯著功效。

新一代鎳氫電池重量為40.3kg,較舊款節省1kg的重量。
PCU動力控制元件的體積大幅減少31%,省下來的空間便可作為周邊系統的安置規劃。

0.24Cd超低風阻係數

除了輕量化之外,追求低風阻係數也是汽車專家眼裡所認為很重要的一件事。風阻降低,代表行進間阻力減少,能降低動力系統的負荷,進而節省油耗;另方面,透過空氣動力學的模擬研究,可以了解車輛在哪些部位容易產生干擾氣流,只要將之解決,就能增加高速行駛的穩定性,提供更卓越的駕馭表現。

前後保桿擾流與車身底部都經過精密的空氣動力學計算,可減少行駛間的氣流干擾情況,車身風阻係數僅0.24Cd。

Prius一向在空氣動力學上下足功夫,第2代即擁有0.26Cd風阻表現,第3代更進化至0.25Cd,到了最新的第4代車款,為求最佳空力氣學表現,在風洞中進行反覆的測試與調校,以求造型與空氣力學達到最完美的平衡點,最後繳出0.24Cd的超低風阻係數。除了藉由平整化A柱與流線的車頂線條讓氣流平整外,在底盤與前後保桿的角度上都經過精密設計,以使通過的氣流可以產生最小的干擾現象,如此促成0.24Cd的風阻係數表現。

位於後視鏡座上的擾流鰭,同樣具有平穩氣流的作用。

另一項首度搭載於Prius的新發明,則是可變式進氣柵。在冷車發動引擎時,位於車頭下方的進氣柵會先自動關閉,可縮短暖車時間,另外在高速行進時也會關閉,使氣流不會通過此處,藉以降低風阻。此裝置還’包含雙路徑冷卻系統,除了能提高散熱效率並縮短暖車時間外,亦可快速提供暖氣空調給予車內乘客,堪稱十全十美。

位於車頭底部的進氣柵,加入可變柵門與雙路徑冷卻系統,可加速暖車時間、降低高速行駛風阻、以及加快暖房效率等多種功效。