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插電式vs油電混合車(4)--使用相同馬達的HV和PHV卻比HV能跑更遠?

資料來源:Goo 車訊網     2018/10/01
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油電車使用的馬達是交流電永久磁鐵同步型,三相交流電通過轉子周圍配置的定子、在馬達內產生旋轉磁場,根據轉子的旋轉位置和速度來控制磁場,透過轉子設置永久磁鐵的旋轉磁場產生旋轉扭力。扭力的大小與通過的電流成正比,藉由控制電流大小即可控制扭力,只要控制旋轉磁場與轉子磁鐵的角度,直到高轉速域都可以產生強大扭力。
 
Prius PHV以純馬達行駛的距離約為Prius HV的20倍,乍看可能以為PHV搭載了強力馬達,事實上它和HV使用的是完全相同的馬達。最大馬力60kW(82ps)、最大扭力207Nm(21.2kgm),搭載的汽油引擎本身動力也幾乎相同,有了這樣的動力,光靠馬達就能行駛26.4公里。
 
HV
採用永久磁鐵同步型馬達,三相交流電通過定子的三相線圈,在馬達內產生旋轉磁場,最大馬力60kW、最大扭力207Nm,採用由201.4V昇壓至650V的高壓電流。



PHV
Prius PHV和Prius HV使用完全相同的馬達,最大馬力和最大扭力的數據也完全相同,但PHV不僅提昇了動力性能,更光靠電池就提昇了行駛距離。

 
 
PHV純電動行駛距離有壓倒性
HV充滿電也只有幾公里
 
Prius搭載充足的1.8升引擎,在加速、上坡等負載較大的場合時施以馬達輔助,但是控制原理並非如此簡單,持續監測電池性能、經常維持馬達和引擎的動力分配處於高效率狀態。電池電力不足時,即便在以引擎行駛的模式下,引擎動力亦能擔任發電機的角色、開始充電。
 

Toyota THS動力分配概念圖。將引擎和馬達施以絕妙的搭配組合、相互彌補,既有串聯、也有並聯,是它的一大特色。
 (左起逆時針)馬達/油電混合電池/發電用馬達/引擎/動力
 
Prius HV雖然具備純電動行駛模式,但光靠馬達只能行駛幾公里。相較之下,Prius PHV的動力分配控制儘管以Prius HV為基礎,但擁有高能量密度的鋰電池,只要在上路前充滿電,光靠馬達即能行駛26.4公里,在日常購物的短程用途下,甚至不需要動到引擎也沒問題。
 
以油電車的耗油量(日本JC08測試模式)而言,Prius HV和PHV幾乎沒有差別,但若將PHV的純馬達行駛里程也列入耗油量計算,由於純馬達行駛距離很長,使得平均每公升汽油可行駛61公里。

Prius在儀錶板上配備動力管理視覺化顯示,可以即時確認純引擎、引擎加馬達、純馬達、動力回生等運作狀態。
(左→右)
即時油耗檢視
驅動用電池殘量顯示
油電混合系統運作指示
 

PHV還會顯示純電動行駛以及油電混合行駛的相對比例,以更省油的行駛狀況為目標。
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