5 - 2 5 - 2 混合動力系統的構成 混合動力系統的構成

5 - 1 5 - 1 概　要概　要

5 - 4 5 - 4 相關附屬配件 相關附屬配件

5 - 3 5 - 3 系統的基本運作 系統的基本運作

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5-1 　概 要

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能使 INSIGHT在 10-15mode行駛油耗達到35km ／ l的技術有二，一是以稀薄燃燒引擎為主體，電動馬達為動力補助機構所結合而成的IMA系統，二是採用全新的鋁合金車身骨架，使車體輕量化。

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5-2 混合動力系統的構成

對於裝在 INSIGHT上這種 2WD型式的混合動力系統，本田公司將它稱之為 IMA(Integrated Motor

Assist)。 IMA是並聯式，採前輪驅動設計，系統構成及主要元件的配裝情形如圖 5-4所示，主要是由引擎 (含 PGM-FI ECU)、 IMA馬達、 IMA電瓶、及智慧型動力單元 (Intelligent Power

Unit， IPU)等組成。 IPU包括了電瓶 ECU、馬達 ECU、動力控制器 (Power Control Unit， PCU)

及相關的週邊零件，如電瓶和 PCU冷卻風扇等。

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►5-2-1 動力裝置

IMA系統動力裝置構造如圖 5-5所示，由引擎+驅動用馬達 +MT或金屬皮帶式 CVT構成，引擎及馬達與變速箱之間設有離合器。系統的主動力是排氣量 1.0L的 3汽缸 VTEC稀薄燃燒汽油引擎，補助動力是以 144V鎳氫電瓶為動力源的DC無刷馬達，以這樣的構成。

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(一 )引擎

引擎為線列 3缸 1.0L(950cc) 配備有 VTEC的 SOHC

稀薄燃燒汽油引擎，空燃比 22～ 26，引擎型式為ECA型，是一款採用奧圖循環的引擎，性能曲線如圖 5-8所示，最大輸出馬力 70PS(51kW)/5700rpm，最大扭力 9.4kg-m(92N-m)/4800rpm，最高轉速6000rpm。

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1. 省油技術

稀薄燃燒最大空燃比為 23： 1，新型的擴大到了26 ： 1 ，新舊兩型 VTEC 機構的比較如圖 5-9 所示。

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2. 低摩擦化技術

降低引擎摩擦不僅可以提高燃燒效率，也是減速時能回收更多能量的一項重要課題。

為了能有效降低摩擦阻力，因此 VTEC機構在構造採用如圖 5-13所示的滾子同軸搖臂。

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3. 小型輕量化技術

除了前面已提過的汽缸蓋和燃燒室的小型化之外，使用鋁合金製汽缸體及厚度更薄的缸套，使整個引擎更為輕量化和小型化。連桿採用的是鍛造製品，表面並施以滲碳強化處理，如此可使重量較過去減輕約 27%(348→258kg)。

排氣側的搖臂是鋁合金製品，進氣歧管／搖臂室蓋／皮帶盤為樹脂製品，引擎可以進一步輕量化。

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4. 排氣清淨化技術

在排氣淨化方面， INSIGHT在開發時就將日本預定自 2000年 10月起開始實施的平成 12年廢氣排放法規列入考慮，因此在廢氣排放的相關對策上，特別是稀薄燃燒在 NOx的淨化和促進觸媒暖機的課題上投入了新的技術， INSIGHT不但適用 LEV(Low Emission Vehicle)的標準，並保有 50%以上的餘裕。

新開發的 NOx吸附型觸媒能將稀薄燃燒運轉時大量排出的 NOx加以吸附，在理論空燃比運轉時利用 CO、 HC還原作用將 NOx還原淨化成 N2，概念圖如圖 5-15所示。 NOx吸附型觸媒轉換器，如圖 5-16所示。

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(二 )馬達

– DC無刷馬達所代表的意義包括了使用馬達的型式及控制架構，馬達的型式為附轉子位置感知器的三相交流同步馬達，控制架構則是採用自我控制模式的馬達控制器 +變流器來驅動馬達運轉。

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– 在 INSIGHT上的是一個稱為MF2型的交流同步馬達，構造如圖 5-19所示，其厚度只有 60mm，額定電壓144V，最高出力 10.0kW(13.6PS)/3000 rpm (MT車 )，最大扭力 49.0N-m(5kg-m)/1000rpm(圖 5-20)。因此， INSIGHT的馬達最大扭力 5kg-m遠比前面提過的PRIUS的 31 kg-m要來得小。

– 如轉子的永久磁鐵採高耐熱的釹元素(Neodymium， Nd，一種稀土元素 )系以去蠟鑄造法(lost wax，或稱包模鑄造法 )製造而成 (可比過去輕20%)，定子是分割型的突極集中繞組，配線集中配電匯

…流排 等，使用這些技術後可提高磁束密度，和過去的馬達相比約提高了 8%。

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(三 )變速箱

IMA系統搭配使用的變速箱，可分為手排變速箱(MT)和無段變速箱 (CVT)兩種。MT車採用的是 5

速手排變速箱，離合器為普通的乾式單膜片彈簧式，以油壓操作。 CVT則是使用一般市售車也有搭載的Multimatic

無段變速箱。

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►5-2-2 高壓電瓶

基本上和 PRIUS同樣是使用分電池電壓為 1.2V的鎳氫電瓶。電瓶額定電壓為 144V，只有PRIUS的一半，這是因為馬達對動力的輔助量較輕的緣故。

電瓶是由 20個 7.2V的電池模組串聯而成，每個電池模組則是由 6個 1.2V分電池 (cell)所串聯而成，總電壓為 144V，容量為 6.5Ah。電瓶的重量相當的輕，約為 20kg。

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►5-2-3 IMA控制系統

IMA 系統的控制單元統稱智慧型動力單元(IPU)， IPU的構成如圖 5-25示。

1.PCU

PCU是由 DC-DC轉換器、動力驅動器 (PDU)和散熱器所組成。

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2.馬達 ECU

在 PCU之外，系統在控制上還配備了電瓶 ECU和馬達 ECU，其中馬達 ECU具有一項能抑制 3汽缸引擎運轉的扭力變動的特有控制功能，稱為「振動抑制功能」，如圖 5-29示。

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3.電瓶 ECU

電瓶控制器 (ECU)的功用是用來監視、控制電瓶的狀態，包括電瓶的充電狀態 (SOC)及溫度狀態。

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5-3 系統的基本運作

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加速時

由於馬達只在引擎產生的驅動力不足時才會作動，因此在加速時，只要引擎所產生的驅動力一有不足，輔助功能便會啟動，形成由引擎 +馬達驅動行駛的型態，這個時候的能源流向如圖 5-32所示。

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定速行駛時

只使用引擎來行駛，馬達不運轉。加速時，馬達是否需要立刻再次作動來補充動力，是依據車速和油門開度的狀況來判定。

減速時

減速時，回生煞車功能作用，馬達變成發電機，將一般車輛都捨棄不用的減速煞車能量 (動能 )轉換成電能回收儲存到高壓電瓶中。

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停車時

– 通常在車輛停止行駛時 (如停紅綠燈、塞車及引擎熱車後未起步行駛時 )引擎會自動停止怠速運轉 (怠速運轉自動停止系統作用 )，但是，有時候在某些條件下不會停止，例如 SOC低於某一定值以下時。

– 當車子要重新起步時的引擎再起動，是由和曲軸直接連結的 IMA馬達來執行引擎起動工作，不過在極低溫以及電瓶的 SOC較低時，引擎會由另外設置的12V起動馬達來起動。

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5-4 相關附屬配件

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