撰文:編輯部,攝影:Toyota 提供
2017/04/24,點閱 5,252

這一章節,我們要討論的是Prius PHV的產品核心,也就是全新插電式油電混和動力系統。PHV三個字母是取Plug-in Hybrid Vehicle的字首成縮寫,所謂的Plug-in就是插電,也就是能藉由充電器從外部電源為電池充電,使得Prius PHV的純電行駛距離大幅增加至64公里,換句話說,平日上下班代步整天下來可能耗費不到一滴油,就像純電動車一般零排放,更進一步向環保的終點邁進,這就是Prius PHV最大的產品價值。

Prius PHV的動力系統如何配置?Prius又有哪些不同處?在接下來的文章中,編輯部會為您做最詳盡的解說。

當代最完美的節能方案

在研究Prius PHV的動力系統前,我們先來看幾項關於它的性能數據:純電最高速度達到135km/h、純電行駛續航力為64km、平均油耗109.9km/L;這樣的成績,僅有Prius PHV一家,別無分號!

根據原廠資料顯示,Prius PHV在充滿電的情況下,純電最高速度可達135km/h、純電續航力達64公里,效能卓越。

Prius PHV的開發理念,就是要在現實生活中找到能源極大化的解決方案,而答案就是Plug-in Hybrid。Prius PHV標榜的是日常上下班短程通勤可以一整天都花費不到一滴油,完全以純電行駛,實現零碳排放,宛如一輛純電動車。而偶爾的長途行駛或周末假期遠程旅行,則以油電模式達到超過一千公里的航行距離,不僅碳排放量低,也完全不須改變平常的開車習慣,既方便也令人感到安心。正是這個原因,讓Prius PHV成為當代最完美的節能方案。

在現階段充電設備尚未完熟的時代,Plug-in Hybrid可能是比純電動車更實切、但又能在平日行車達到零排放的最佳解答。

雙馬達推動提升純電行駛性能

接下來我們就要進入主題,深入了解Prius PHV的動力結構。Prius PHV搭載與Prius同一套THS (Toyota Hybrid System) 系統,在內燃機方面,採用一具1.8L Atkinson循環汽油引擎,搭配VVT-i連續可變汽門正時控制系統,在13:1的高壓縮比設定下,擁有98ps/5,200rpm最大馬力與14.5kgm/3,600rpm最大扭力。而馬達驅動系統則同樣由MG1、MG2兩具馬達以及取代傳統變速箱之行星齒輪組所組成。

這樣的架構看起來與Prius沒有差異,但功能上卻有不同。Prius的構造裡,引擎、MG1、MG2三者之間串連下,高速行駛時動力經由MG1流失至引擎,MG1馬達實則只負責啟動引擎與作為發電機之用途,只有MG2馬達才具有驅動車輛的作用。反觀Prius PHV則是在引擎與MG1中間增加一組One Way Clutch單向離和器,高速下藉由離合器鎖定行星齒輪找回原先由MG1所流失的動力,如此一來MG1、MG2兩具馬達都具有實質的驅動能力,可以推動車輛快速前進。

之所以採用這樣的設計,是因為Prius PHV為了在純電零排放的前提下,能夠更貼近於日常使用情況,例如以100km/h的速度在高速公路上純電行駛,這在單馬達運轉的情況下是辦不到的,唯有雙馬達才可勝任,如此一來便讓Prius PHV的純電最高速度達到135km/h。

Prius PHV搭載的MG1馬達擁有31ps/4.1kgm最大輸出,MG2馬達則為72ps/16.6kgm,兩者協力運轉幾乎零動力遲滯,完全就像一輛EV車一樣靈巧又安靜。而與1.8升引擎結合之下,系統綜效馬力達到122匹,0~100km/h加速僅需11.1秒。

當Prius PHV在剩餘電量不足時,滿電急加速依然不啟動引擎,系統就會自動切換至油電混和模式,此時引擎加入運轉以供應足夠的能量以驅策車輛前進,這時候的運作便與一般款Prius相當,藉由PCU動力控制模組來分配引擎與馬達的動力輸出,在煞車時也可在動能回收系統的輔佐下回充電力至電池組,好為下一段純電里程作準備。在整套THS系統的運作下,讓Prius PHV有最佳的行駛效能,其平均油耗109.9km/L的能耐,已讓它成為節能車的新指標之一。

Prius PHV的動力系統與Prius有九成以上的相似,最大的不同在於MG1馬達與引擎之間增加一只單向離和器,使高速下MG1馬達能輸出動力到前輪,達成純電極速135km/h的目標。
在綜效馬力122匹的條件下,Prius PHV能在11.1秒完成0~100km/h加速,性能足具水準,應付日常行車遊刃有餘。

全新鋰電組增加蓄電效能

再複習一下Prius PHV的研發宗旨,就是要讓車輛能夠藉由外部充電來提升純電續航力,雙馬達驅動的設計則可讓純電極速達到135km/h,除了以上所說的硬體建設外,還缺少什麼東西呢?答案就是一組大容量的電池!

Prius PHV改採高效鋰離子電池,電容量一舉提升到8.8kWh,使純電續航距離增加到64公里,平日行駛能達到與EV車相同的零排放性能。

大容量電池恐怕會佔據不小的體積,車重也會隨之增加,因此Toyota工程師選擇以鋰離子電池取代Prius搭載的鎳氫電池,成為Prius PHV的電力來源。鋰離子具有單位體積容量大、單位重量容量大、以及充電速度快等優點,Prius PHV的電容量一舉提高到8.8kWh,仍可將電池組妥善地放置在行李廂底部,保留實用的行李廂空間,而車尾增加的重量,則透過碳纖維尾門的輕量特性進行平衡,使Prius PHV仍保持優異的車身配重。

Prius PHV的妙處就是可由一般家用110V電源充電,以110V可在6小時充飽電,選配220V高效充電器後可縮短至3小時,非常有效率。
充電接頭附有上鎖功能,可避免他人惡意拔除;另外透過充電排程預定功能,可讓車主選擇在離峰時間充電,節省電費。

Prius PHV的最大亮點就是能透過外部充電,也就是當你下班開車回家後,只要拿出隨車附上的充電線,一端插入車載充電孔,另一端插入一般家用110V充電座,系統就會在安全無虞的情況下為車輛充電,這時候你所要作的就是回到家共享天倫之樂,其餘的一切都不須操心,因為在110V充電下只需6小時就能將鋰電池組充飽電力,一覺醒來出門上班時,就有64公里的純電續航力供你差遣,而如果選配高效充電器後,以220V規格充電更可縮短至3小時就能把電池充飽。

值得一提的是,本車還配備充電排程功能,車主可從車內MID資訊顯示幕中的定時器充電選項,彈性預定充電時間,如可避開尖峰用電時間以節省電費,為車主帶來更便利、高效、聰明的生活。