2014日本汽车工程学会:整车厂的最新动力总成技术

本田下一代NSX/日产Skyline的混合动力系统、马自达RE增程器等

2014/06/09

概 要

人とクルマのテクノロジー展2014の様子   “2014日本汽车工程学会(人与汽车技术展)”(公益社团法人 汽车技术会主办)于2014年5月21日~23日期间在太平洋横滨会展中心举行。本报告将对整车厂的展出情况进行介绍。

  今年参展公司数量创历史新高,包括整车厂和零部件配套厂等在内,达到491家(同比增加16家),参观人数(主办方公布)也创历史新高,达到约8.8万人次(同比增加1.0万人次),盛况空前。


  整车厂的展出也比历年更为积极。丰田展出在东京车展上首发的燃料电池车的空底盘,还首发有助于提高HV燃效的新动力半导体。

  日产全球首发为新Skyline配套的混合动力系统以及线控转向技术,并日本首发在2014年日内瓦车展上全球首发的智能室内后视镜。本田也展出未在东京车展上展出的新一代NSX的动力总成,吸引众多眼球。


  今年,整车厂展出包括混合动力技术在内的众多动力总成技术,吸引不少目光。


  本报告作为前篇,将介绍整车厂的最新动力总成技术。近期即将刊登的后篇将介绍日产的智能室内后视镜、富士重工的EyeSight等安全驾驶辅助技术、微型车、商用车的最新技术。

相关报告: 2013“日本汽车工程学会”采访报告
丰田/日产/本田/富士重工展出新型混合动力、多种安全装配置
EV/HV及怠速停止相关技术的展出
轻量化等内燃发动机车的燃耗改善、安全支持、智能手机连接导航等


混合动力技术:本田新一代NSX与日产Skyline的动力总成

次期NSXのハイブリッドシステム
本田 新一代NSX的混合动力系统

次期NSXのハイブリッドシステムのエンジンとトランスミッション
新一代NSX的混合动力系统的发动机与变速器

本田

NSX Concept的
动力总成
展出定于2015年在北美发售的超跑NSX的混合动力系统。该系统是运动混合动力系统SH-AWD(下述)的改良版,前轮由2台电机驱动,后轮由纵置的新开发V6双涡轮发动机以及DCT驱动(发动机的排量与变速器的档数无法提供)。
运动混合动力系统SH-AWD 面向本田中大型乘用车的三电机混合动力系统。前轮由横置的3.5升V6发动机及搭载1台电机的7速DCT驱动,后轮由2台电机驱动。与NSX的配置前后正相反,发动机的配置也分别是纵置和横置。启动时由后轮电机(最大输出功率27 kW×2)驱动,一般行驶由发动机驱动。因此,与主要由电机驱动行驶的双电机混合动力系统(i-MMD)的电机(最大输出功率124kW)相比,输出功率较小。
后轮2台电机独立产生扭矩。转弯时可向外侧车轮提供较大的扭矩、向内侧车轮提供较小的扭矩或负扭矩,因此提高了转弯性能。
本田原定2014年春季在美国发售搭载该运动混合动力系统SH-AWD的Acura RLX,但截至2014年5月底仍未发售。EPA燃效为28/32/30mpg(city/hwy/combined)。

 本田的混合动力系统

ホンダ フィットなどに搭載されている1モーターハイブリッドシステム i-DCD
为本田Fit等车型搭载的
单电机混合动力系统 i-DCD
详情请点击拆解报告
ホンダ アコードに搭載されている2モーターハイブリッドシステム i-MMD
为本田Accord搭载的
双电机混合动力系统 i-MMD
详情请点击拆解报告

日产

Skyline 2014年2月底在日本发售的第13代Skyline(原先只推出混合动力车)。前格栅无日产车标,而是采用英菲尼迪的标志。在日本以外地区作为英菲尼迪Q50先行销售。搭载全球首个线控转向技术“Direct Adaptive Steering”。在日本发售约2个月后获得约5,300台的订单(月销售目标为200台)。
2014年5月26日,日产宣布,同年6月将在日本发售Skyline搭载2.0升涡轮发动机的车型。该涡轮发动机将由合作方戴姆勒供应。
为Skyline搭载的混合动力系统 为第13代Skyline搭载的混合动力系统是为Fuga搭载的单电机双离合器混合动力系统的进化版。核心相同,但加速性能得到提高,0-60mph加速时间缩短0.4秒至4.9秒。还提高了EV行驶时间以及燃效(JC08标准下提高10%)。
通过严密控制温度,将电机的最大扭矩从270Nm提高至290Nm,电池的瞬间最大输出功率从60 kW提高至75kW。还改善了连接内置电机变速器与发动机的离合器的反应性能及控制性能。发动机还改为阿特金森循环发动机。
13代目のスカイライン
第13代Skyline
スカイラインに搭載のハイブリッドシステム
为Skyline搭载的混合动力系统


丰田的最新技术:高效动力半导体、FCV、Noan 混合动力车 拆解模型

トヨタの給電用のコネクター
新开发的碳化硅晶体管(左侧)与碳化硅二极管(右侧)
三菱のMiEV power box
原先采用硅动力半导体的PCU(左侧)以及
采用碳化硅动力半导体的PCU的原尺寸模型(右侧)
高效
动力半导体
丰田首发与电装以及丰田中央研究所共同开发的新材料碳化硅(注)高效动力半导体。据悉,由于HV车整体的电力损失中,约20%来自动力半导体,因此通过提高其效率,可改善燃效。
1年内实施公路行驶测试。与现有的硅动力半导体相比,未来计划将HV的燃效提高10%、将PCU小型化1/5。
FCV空底盘 定于2015年发售的三厢版燃料电池车(FCV)的空底盘。前端部分收纳电力控制装置(PCU)与电机,前排座下部收纳燃料电池与升压转化器。在2013年东京车展上首发
Noah 混合动力车
拆解模型
展出2014年1月发售的MPV Noah的混合动力车的拆解模型。采用新开发的低地板外观,实现宽敞的车厢空间。车高比旧车型降低25mm,地板高度降低85mm,使车厢高度提高60mm。混合动力系统的驱动用镍氢电池收纳在前排座椅下方,提高了车厢内的舒适度。
燃油箱收纳在地板下方,但由于降低了地板高度,因此将之设计得更薄。变薄后,车身倾斜时燃油泵与燃油表可能会脱离燃油,无法正常工作。因此,将燃油泵与燃油计设置在一个有裂缝的桶状物中,桶中储存燃油,使2台设备能正常工作。

注:Silicon Carbide。是硅与碳的化合物。

トヨタの給電用のコネクター
丰田 FCV空底盘
トヨタ FCVベアシャーシ正面から
丰田 FCV空底盘正面图。配有3块散热器,分别用于冷却燃料电池、充电电池、PCU。电机通过其他方法冷却。
ノア ハイブリッド カットモデル
Noah混合动力拆解车
ノア ハイブリッドの燃料タンク
Noah混合动力车的燃油箱。燃料箱内中央位置为燃油表、右侧为燃油泵。
照片左上角为置于前排座椅下面的镍氢电池。


马自达采用转缸式发动机的增程器

 ロータリーエンジン採用のレンジエクステンダー Infiniti Q50のホワイトボディ
采用转缸式发动机的增程器 转缸式发动机的主要零部件。
照片下侧为开发用于增程器的330cc转缸式发动机零部件。
照片上侧为传统转缸式发动机的零部件。
转缸式发动机增程器 使用转缸式发动机开发的可安装于全部EV的发电装置(增程器)。使用转缸式发动机的理由如下:1)静谧性好。2)可通过水平方向设置单转子,控制系统高度,无需占用行李箱空间即可安装于现有EV后部。
搭载该增程器后,德米欧EV的续航里程由200km增至380km(JC08模式)。
新开发的转缸式发动机设计用于发电,因此排量为传统产品的约一半(330cc)。搭载该增程器的德米欧EV仅试制1台,今后的推广计划未定。
昂克赛拉
混合动力车
小型混合动力车型,全面融入马自达“魂动-SOUL OF MOTION”设计与“SKYACTIV TECHNOLOGY”的第3发产品。2013年11月上市。搭载SKYACTIV-HYBRID,组配丰田的混合动力技术和马自达的2.0L汽油发动机(SKYACTIV-G 2.0)(燃效为30.8km/L(JC08模式))。

转缸式发动机增程器的主要参数

排量 330cc单转子转缸式发动机
发动机最大输出功率 22 kW@4500rpm
发电机 额定功率最大20 kW
燃油箱容量 约9L
XV ハイブリッドのエンジンルーム
搭载转缸式发动机增程器的
德米欧EV
トヨタ クラウン ハイブリッドのカットモデル
转缸式发动机增程器安装于
尾部地板下。
日産のFF車向けHVシステム
昂克赛拉混合动力车


三菱汽车的插电式混合动力系统

アウトランダー PHEV
  欧蓝德PHEV
フロントモーターとジェネレーター
  安装于欧蓝德PHEV发动机舱内的前置电机(右上)、发电机(中央下)、冷却液压泵(左下)。
欧蓝德PHEV   2013年1月在日本上市的欧蓝德的PHEV版。采用“双电机4WD”系统,前/后轮分别装有电机。发动机主要用于发电,高速行驶时向车轮传递驱动力。综合燃效为67.0km/L(JC08模式)。2014年5月进行车型微改,对部分内外饰进行了变更。
电机与发电机系统   三菱为了宣传欧蓝德PHEV的技术,展出前轮电机及发电机系统等。后轮驱动电机为水冷型(与微型EV i-MiEV相同),而前轮系统为油冷式,小型化后安装于发动机旁边。由于发动机舱内温度较高,很难冷却,因此采用油冷式。此外,油还可以作为电机轴承的润滑剂。
駆動用バッテリーモジュール
  搭载于欧蓝德PHEV的驱动电池模块
車載充電器とDC/DCコンバーター
欧蓝德PHEV的车载充电器和DC/DC转换器


富士重工/铃木/日产的最新动力总成技术

富士重工:Levorg及小型化直喷涡轮发动机

Levorg 计划2014年6月20日上市的新型运动旅行车。可选1.6L或2.0L水平对置直喷涡轮发动机。首搭先进的驾驶辅助系统EyeSight(ver.3),扩大了摄像头的辨识范围及彩色成像,使性能得到提高。为了完善EyeSight(ver.3)单元的量产体制,较计划延迟1个月,将于6月20日上市。
截至5月预售1.2万台,1.6L款约占7成、2.0L款约占3成,EyeSight的配置率为99%。
1.6L涡轮
水平对置
发动机
针对Levorg开发的小型化直喷涡轮发动机。燃效为17.4km/L,最大输出功率为125kW、最大扭矩为250N・m。普通汽油版。
为了提高燃效,作为富士重工的涡轮发动机车首次搭载怠速停止系统。此外,搭载强化翻滚流的新开发的TGV(Tumble Generator Valve)、增加EGR气流量的新开发的EGR制冷器。
新型レヴォーグ
新型Levorg
新開発 1.6Lターボ付水平対向エンジン
新开发的1.6L涡轮水平对置发动机

铃木:1.2L 双喷发动机与5速AMT

1.2L 双喷发动机   在不使用混合动力、直喷、增压等高成本系统的前提下,为了兼顾燃效和行驶性能,开发的高热效发动机。2013年7月,小型车Swift中新增该发动机的搭载车型(最大输出功率67kW、最大扭矩118N・m、燃效26.4km/L:JC08模式)。
  1)双喷系统:每缸2个喷射器分别安装于左右喷口,提高喷雾目标的自由度,提高爆震控制效果及燃效。
  2)燃效提高:通过燃烧室的球形化、增强筒内流动,提高热效率。
  3)爆震控制:铃木首次采用水冷式EGR系统。
  4)机械损失降低:降低正时链、活塞等的摩擦阻力。
5速AMT
自动变速器
  新5速MT搭载自动进行离合器及换挡操作的电动液压式执行器。2014年2月德里车展首发。搭载于国产新型紧凑车Celerio发售。今后还计划在欧洲市场发售。
1.2L デュアルジェットエンジン
1.2L 双喷发动机
5速AMT オートギアシフト
5速AMT自动变速器

 

日产:镜面气缸内壁涂装

  铝制发动机气缸内,将铁水喷涂至气缸内壁,形成薄膜,进行镜面加工的技术。以代替原来插入铸铁气缸里衬的做法。该技术在降低与活塞之间摩擦的同时,可为轻量化、提高冷却效率做出贡献。今后,将在全球范围内推进该技术在量产车发动机内的使用。
ミラーボアコーティングを施したシリンダー
进行镜面气缸内壁涂装的气缸
従来の鋳鉄ライナーを挿入したシリンダー
原来插入铸铁里衬的气缸

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