編輯部

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2017

4月

24

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。