跑得好卻吃得少 第三代普銳斯北海道試駕
翻閱近年來的車壇新聞,有關環保節能的篇幅日益增長,代表著消費者與車廠的環保意識已逐漸抬頭。特別是在石化能源價格攀高、減低碳足跡等議題加溫下,如何擺脫石化能源束縛,創造出更為環保的汽車替代動力方案,便成為各大車廠所共同努力的目標。
在目前已知的替代動力方案中,不論是以豐田為首的油電混合Hybrid車款,還是Tesla等小規模的純電動驅動EV車款,以至于目前尚未有量產車款問世的燃料電池Fuel -Cell車款,皆與電動傳動系統有關。
傳統汽柴油發動機所采用的內燃機技術,在經過汽車工業長久以來的研發演變下已趨成熟,目前就能源效率改善而言,每一回的研發成果,所能提升的幅度可能僅有百分之個位數。但近十余年才開始獲得關注的電動傳動系統,不論在能源轉換、電力儲存系統方面,產品成熟度雖不若汽柴油動力系統;然而另一方面,這也代表電動傳動技術上,存在很大的進步空間。
電動傳動技術在各方投入大量研發資源后,電動傳動系統所牽涉的電池、電動馬達效能、能源管理乃至復合動力的Hybrid系統均持續改善;陸續出爐的研發成果,就如同3C產品一樣,每次的產品世代更新,都代表產品力長足的進步。這樣的背景之下,豐田 Hybrid系統的代表車款普銳斯,在2009年底特律車展正式以三代目的身份大改款登場,產品力的大幅提升是可以預期的,也是此次來到日本試駕的主要體驗目的。
自1997年第一代普銳斯問世以來,12年間普銳斯車系成功在全球締造超過120萬輛的銷售成績。經過長年的市場銷售,以及實際的使用經驗回饋下,豐田得以累積許多資訊數據,并就各世代普銳斯的優缺點進行強化或改善。就負責普銳斯產品研發的總工程師大冢明彥表示,新一代普銳斯所搭載的THS油電混合系統(豐田 Hybrid System) ,在追求能源效率表現提升上,主要就幾個方面加以著手進行。
首先,是在能源管理的效能方面。由于Hybrid系統為傳統內燃機發動機、電動馬達和電池模組等多個系統整合而成。因此,能源的管理將是影響效率的主要因素之一。新一代普銳斯能源管理的進步,主要在于經驗的累積下,發展出更有效的管理機制,并在電腦運算效能提升的基礎下,可以更復雜的運算來達成管理效能提升。
就Hybrid系統的運作原理而論,電動馬達及汽油發動機各司其職,在不同的行駛階段,扮演不同的角色。大體來說,起步或低速階段,主要由電動馬達擔綱,因為在這個階段,通常是汽油發動機能源效率最差、污染排放最嚴重的階段。但到了高速行駛階段,由于汽油發動機運轉效率高、污染排放低,因此是由汽油發動機運轉為主。
第二代普銳斯所搭載的THS系統,僅采用排氣量1.5升的汽油發動機。在高速巡航時,低排氣量的發動機需以較高的發動機轉速運轉,這也讓高速駕駛成為二代普銳斯的弱項之一。針對此一部份,新一代普銳斯搭載的1.8升Atkinson循環式發動機,藉由加大排氣量的方式,使汽油發動機最大馬力自上一代的77匹,增加至第三代車型的99匹。
排氣量提高,馬力、扭力同步上漲的情況下,最直接的助益,即在于汽油發動機動力主要所負責的高速巡航路段時,動力性能得以大幅改善。搭配CVT無段變速系統下,依據原廠所示數據,新一代普銳斯在高速巡航時的發動機轉速得以下降10%,此舉也帶來更為經濟的燃油使用表現。
除了排氣量增加直接帶來的馬力上漲外,工程師也就許多發動機細節部份進行修改,以期發動機效率得以再行提升。包括豐田首見的電動水泵設計,直接由電池供電,舍棄過往的皮帶驅動設計,降低對發動機輸出動力的耗損,并可更精確的控制冷卻水量。汽門結構上,滾柱式搖臂設計也能降低內部機件摩擦力,進一步提升燃油效能。此外,諸如EGR廢氣再循環和廢氣熱能再循環系統,皆是豐田為提升內燃機效率所做的努力。
先前提及,多項汽車動力替代方案的關鍵,皆在于電動傳動系統。而新一代普銳斯就電動傳動系統的部份,也有相當長足的進步。首先,工程師就電傳系統進行瘦身,使其在體積和重量上更為迷你,達到整體輕量化和車室空間的改善。主要負責驅動的電動馬達部份,新一代普銳斯則將減速齒輪整合于馬達內部,在提高扭力輸出的同時,一并縮減馬達體積和重量。同時,新一代普銳斯電動馬達的動力輸出,也自上一代的50kW提高至60kW,約等同于80匹馬力。
就電力控制系統方面,新一代普銳斯的轉換器,輸出電壓自上一代的500伏特,提高至新一代的650伏特。而原廠也改善了鎳氫電池模組,在體積縮小的前提下,提升電力輸出。同時,周邊的冷卻系統和元件也經過妥善安排,以提供車室更寬廣的乘坐與置物空間。總和而論,新一代普銳斯的THS油電混合系統,藉由汽油發動機排氣量提升,以及電動傳動系統的技術進步,使得整體動力效率達到新的境界,最大動力輸出也自前一代車款的113匹馬力,成長至136匹馬力。
除了就動力系統改造進化之外,原廠也自車身設計、車體材質以及車上配備等多面向進行著手。在外觀上,新一代普銳斯仍保有獨特易辨的三角形車側輪廓,與上一代略帶楔形的設計筆調相較,新一代普銳斯線條上更加流暢許多。嶄新的頭燈造型,賦予新一代普銳斯更富動感的全新車頭意象。
第3代普銳斯的外型設計延續第2代產品的風格,再融入新世代豐田品牌的家族特色,像是直立式廠徽及中央隆起式發動機蓋、流線型頭燈組,呈現更新潮的視覺效果。而豐田的廠徽亦加上了藍色的影線,彰顯豐田 Hybrid系統的獨到。
為了提升空氣力學表現,新一代普銳斯采用小型水箱護罩搭配大型保桿進氣壩的設計,此舉得以降低車頭風阻、并提供發動機室更佳的冷卻效能。同時,為了改善行駛時輪胎的周圍氣流,前保桿兩側邊角以及輪拱前方鈑件,也都采取線條分明的平面化造型。
自車側望去,在招牌的三角形輪廓下,新一代普銳斯擁有更為前傾的A柱線條,展現從車頭至車尾一氣呵成的流暢弧線。而線條通過B柱頂點后,也順勢收落至車尾,展現獨具的掀背造型。此外,新一代普銳斯也刻意加強車側腰線的刻劃,呈現更富動感的車身特質。
車頂線條來到車尾,急轉直下的筆法一如前一代車型;然而設計師仍巧妙地以更豐富的鈑件變化,為新一代普銳斯營造出頗富新意的車尾造型。更為立體的小鴨尾設計,在長度上略較上一代增加,同時在保桿上緣部份,也加入一道立體折線,整體對于車尾空氣力學和行駛穩定性,皆有相當的加分作用。
車尾進一步拉伸的整合式鴨尾設計,提供更好的整流效果,讓新一代的普銳斯在空氣力學的表現上較前一代來得優異。而搭配全新設計的燈組,讓視覺上的動感亦同步提升。此外,就看不見的車體底板,大面積、平整化的塑料發動機底板,也有助氣流順利通過車底,進一步提升車輛的空氣力學表現。整體而言,新一代普銳斯的風阻系數達到0.25的驚人水準,以全球量產車而言可謂名列前茅。
提升動力效能、改善空氣力學,另一方面,工程師則就車體重量動刀。除了之前提及電動傳動系統體積縮小、輕量化外,在車身結構上,新一代普銳斯增加鋁合金和高張力鋼材的使用比例,前后煞車系統、懸吊系統也選用鋁合金材質,得以大幅降低整體的車身重量。
全方位的產品進化,在此次北海道的實際駕馭過程中,即得到了驗證。駕駛感覺上最主要的差異,在于動力銜接的部份。上一代普銳斯在低速至高速的加速過程中,電動馬達與汽油發動機之間的動力銜接過程較為粗糙,較大的動力落差導致加速感略顯不平順。
而新一代普銳斯在汽油動力及電動馬達出力都有提升的情況下,加上復合動力的管理、銜接及整合上更加成熟,因此在加速性能的表現明顯順暢許多,動力銜接時除了微微感受到汽油發動機加入運作外,動力落差的反應已消弭的相當良好,對于乘坐舒適性而言也更為提升。
一如豐田家族的其余Hybrid產品,新一代普銳斯的動力管理系統,仍會視不同的駕馭情形,調整電動馬達、汽油發動機、發電機、電池模組等運用模式;不過實際駕駛時,若不注意觀察儀表板上的資訊顯示,事實上,駕駛及乘客幾難發覺各系統間的切換和交互運作,整體THS系統的成熟度已更顯臻至。(本文來源:XGO汽車網)
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