純電 插電 增程 猶如“一拖三”的本田SPORT HYBRID e+

如今的汽車產業好像正站在一個十字路口的前方,三條岔路口分別是“純電、插電、增程”,雖然這三類被統稱為“新能源車”,但相互之間無論是技術路徑,還是場景都有著相當大的差別。一干車企和眾多消費者也在爭吵紛紛,都在選擇合適自己的方向。但有句話說的好:“只有小孩子才做選擇,成年人全都要”!到底是什麼樣的“成年人”能喊出這麼霸氣的口號?不妨來了解一下本田的SPORT HYBRID e +技術。


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什麼是SPORT HYBRID e+

看到“SPORT HYBRID e+ ”這個名字,很多人都會覺得眼熟,這不是本田前段時間“本吹”們搖旗吶喊的“SPORT HYBRID”麼?什麼時候後面又多了個“e+ ”?不錯,就是這個e+讓本田的這項技術變成了“一拖三”的“通吃”技術平臺。

我相信其他媒體在寫這個內容的時候,此刻應該已經po上各種技術截圖和機械爆炸圖了,然後各種能量和效率傳遞路徑解釋一頓猛操作。寫到興奮得滿臉冒紅光,但看文章的人卻雲裡霧裡。所以,我決定換一個方法,嘗試用大家能理解,也是目前大家所熟知的一些現狀,利用“純電、插電、增程”三種形式來解讀。也是力求為大家解釋得更通透些,難免在描述上會有不算特別嚴謹的部分,但絕不會有原則性錯誤。

還要說明一點,今天這篇文章是關於本田SPORT HYBRID e +技術的解析和介紹,具體舉例的車型是用本田本土運來的Clarity右舵版本。關於具體的駕駛感描述只是為了驗證和說明SPORT HYBRID e+ 技術在是車上的應用,真正和消費者有關的,也就是裝配SPORT HYBRID e+ 技術的國產車型應該會在明年上市銷售。本田官方“打死也不說”是那款車,但是從“路邊社”打聽到的“小道消息”,以及參考與Clarity車型相似的車型開發難度,再加上本田品牌在中國銷量最好的幾款車型,

我大膽地不負責任地推測,很有可能是廣汽本田的“雅閣”

在開啟SPORT HYBRID e+技術討論之前,我們先大致瞭解一下使用這一技術的車型在不同狀態下的情況,在大致瞭解不同工作時候的車輛狀態,就可以更清楚的知道這個技術再在不同場景下的實際表現了。


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如果說到低速、中速和高速的感覺比較模糊,需要對速度和車輛狀態有更清晰的認識,那麼官方這張帶行車速度區間的示意圖,可能會滿足各位的需求。請將下圖結合上面這個表格來看,基本上你就會比較明確的瞭解SPORT HYBRID e +的三種驅動行駛模式及互相之間的邏輯關係了。


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純電時的SPORT HYBRID e+

首先要聊的就是純電狀態,這也是目前中國市場上爭論最大的一個部分。誠然,這兩年充電樁等基礎設施建設,在國內的各個地區發展得如火如荼。類似北京這樣的一線城市在公共充電樁覆蓋方面,已經幾乎做到了全面覆蓋的程度。你可以下載【電動生活APP】來看,密密麻麻的公共充電樁圖片已經排滿了城市的地圖。


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不僅是公共充電樁,購買新能源車的車主還會免費獲贈一個私人充電樁。除了大家常規理解的在擁有產權的私人停車位上安裝之外,租用、共用的停車位也安裝有大量私人充電樁。甚至在很多連正規停車位都沒有的老舊小區,眾多新能源車主也發揚“互幫互助”的精神,安裝一到兩個私人充電樁,然後互相之間協調充電時間,並平攤電費。因此,純電動汽車在類似北京這樣的一線城市,充電難已經得到了很大的環節。

相對來說,純電動車相比燃油車以及混動車來說,擁有一些很難被超越的優勢,包括沒有汽油發動機工作而換來極佳的NVH靜音低噪,私樁充電的使用成本僅是燃油車的十分之一,就算是公共充電樁充電的成本也要低於燃油車的使用成本。而且電驅動狀態下起步時充沛的動力感,以及平順的提速,也是任何燃油車都無法比擬的。所以,使用純電驅動方式,是一款車在城市內通勤使用的最佳選擇。

我們先來了解一下目前SPORT HYBRID e+技術下的純電模式概況。首先是電池部分,一般純電動車都叫電池包或電池PACK,本田將其定名為“IPU”也就是Intelligent Power Unit的簡寫。


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於電池組最關鍵的兩個數據:一個是電池容量,一個是工作時的電池功率。第一個電池容量好理解,就是能存多少度電,而第二個電池功率又作何解釋?本質上講可以理解為放電倍率,通俗來說就是電池在對外放電時能做到瞬間多大功率。如果用形象的比喻就是一個燒水壺,電池容量就是這個電池能裝多少水,而電池功率就是這個壺的出水嘴有多粗。

或許對於非插電的HYBRD混合動力車來說,電池功率並不太重要,因為驅動電機本身所需要的功率並不高,此時你可以想象一壺燒開的水要衝泡一小杯茶,壺小嘴細也足以應付得來;但如果是一臺可以長距離純電行駛,同時具備純電最高時速達160公里/小時的車型,那麼電池功率就變得非常重要,此時就相當於要用一壺燒得滾燙的開水退豬毛,必須水多且出水猛,此刻就必須是一個大容量的水壺,而且出水嘴要儘可能粗。


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本田用在雅閣HYBRID不插電混動車型上的i-MMD已經具備了一定的純電行駛能力。但是為了進一步滿足插電混動系統的要求,讓車輛能夠達到更長的純電續航里程、更高的純電行駛速度,SPORT HYBRID e+將電池組的電量進一步增容到了17度電,同時電池功率進一步增加到之前雅閣非插混的1.4倍


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為了適應更長純電續航里程,以及更高的純電行駛時速,新電池包的容量是之前非插混車型的4倍為17度電,同時電池功率是之前非插混車型的1.4倍。

看到這裡,你會不會想:既然電池比之前要大了,那麼會不會讓原先已經被侵佔呈拮据狀態的行李艙空間,變得更加捉襟見肘了?看過如下幾張照片後,你可能就會放心了。


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首先我們來看一下當做示範的車型--本田Clarity,這是一輛在日本本土銷售的右舵車,裝配了SPORT HYBRID e+系統。


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我們再轉頭來看這個1∶1尺寸的本田Clarity車型背板,下面紅色區域是這個17度電池的實物。可以看到電池位於車輛底盤下方,所有凸起的部分都在前、後排座椅下方,基本沒有侵佔行李艙空間。


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從Clarity實車照片來看,後排座放倒後與行李艙直接打通,雖然部分車身結構造成行李艙空間不夠規整,但至少沒有了以前後排座椅背後堆電池的窘況。


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而從車輛底盤看過去,電池位於車輛底盤中央部分,與整個底盤保持平整,並無凸出部分。汽油發動機的排氣管、三元及消音包走底盤右側區域,與電池包沒有干涉,整體佈局安全、合理。


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這是電池包的解刨圖,看到的只是電池包的左側部分(右一半藏在展板後面)。電池包內有14個電池模組,模組內是松下提供的VDA2硬殼電芯。整個電池包不含冷卻水的淨重為172公斤,冷卻水大約重5公斤。


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說到電池包內有5公斤左右的冷卻液負責幫助電池做溫度控制,通過照片可以看到液體專用的管路通過密封接口進入電池殼體內部。


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冷卻液通過管路進入很薄的一個帶有水道的鋁合金薄板當中(圖中淺紅色區域),而電池模組則通過樹脂與鋁合金薄板緊密貼合,這樣通過鋁合金薄板作為中介,傳遞電池模組與冷卻液之間的溫度。


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而且用來循環的水路也不是傻傻的“一根筋”,而是通過EWV三通閥,在行駛的狀態下給400W電池、150W的DC-DC以及非工作狀態的CHG充電機降溫;而在充電的狀態下,通過EWV三通閥向最需要降溫的750W CHG充電機提供降溫。

當然,針對所有部分的溫控是實時的,如果出現溫度超過預設值,那麼三通閥也會進行相應的調整,給需要進行溫度干預的設備提供必要的冷卻液循環。說完冷卻液,我們來看一下電池接口。


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電池接口位於電池組的前部中央位置,上面是低壓接口,下面的是高壓接口。由於12V低電壓的DC-DC總成被集成在電池包內部,因此12V低壓部分也直接從動力電池包中接出。


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裝配SPORT HYBRID e+系統的本田Clarity,按照日本JC08的驗證法,純電的工況續航為114.6公里;按照WLTC標準,純電工況續航為101公里。

如此看來,平均百公里電耗在15度左右就能達到這個水準,因此給出的純電續航數據還是比較合理的。

除了電池的容量和功率有所提升之外,PCU動力控制單元也有了長足的長進。


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這是新一代PCU動力控制單元的拆分結構及技術示意圖。我們可以看到整體單元小型化,同時通過提升電壓控制單元VCU(電壓控制單元)的功率,各個電動化組件之間的運轉更加高效。比之前PHEV技術相比,功率密度增長了2.8倍,而VCU的持續功率提高了3.3倍。


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而達到這一結果的重要原因之一,是POWER MODULE採用了全新的磁耦合電感。

如果你對這些技術細節不感興趣,那麼你只需要知道結果就可以了:之前本田PHEV車型的純電模式最高車速止步於120公里/小時,而新技術下的純電模式最高車速,能一直上探到160公里/小時,並且可以保持持續高速行駛。對於傳統的PHEV車型來說,這幾乎是不可思議的事情。而對於本田的POWER HYBRID e+技術來說,已經將不可思議變為實際。

可以說,此刻這臺車幾乎就是一臺完完全全的純電動EV車型,一臺續航里程100多公里,且最高時速可達160公里/小時的純電動車。

插電時的SPORT HYBRID e+

由於擁有一塊更大一點的電池,而且擁有更長的純電續航里程,因此車輛對充電的速度和充電方式就有更多、更高的要求。相比大多數只有慢充接口的PHEV插電混動車型,本田的SPORT HYBRID e+擁有直流快充和交流慢充兩個接口,所以在充電方面無限接近與一臺EV純電動車型。也正是由於雙接口的充電方式可以最大限度滿足車輛再充電方面的多種需求,因此採用SPORT HYBRID e+的車型平日城市通勤時,基本都可以當做是一臺純電車型來使用。


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本田Clarity車型有用快、慢兩個充電接口,其中直流快充接口位於車輛右後翼子板上。由於此車從日本本土運抵中國做展示,因此充電接口為日本國內的標準。


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本田Clarity交流慢充接口位於車輛左前翼子板上,蓋板外面有一個PLIG-IN代表插電的身份。


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既然是擁有汽油發動機的車輛,那麼加油口也是必不可少的了,加油口位於車輛左後翼子板。

既然這臺車既有燃油發動機,又有驅動電機,那麼我們來關注一下這兩個動力源的具體情況。

或許你已經在別的媒體上看到了同樣關於這次技術講解會的內容,而且大概率你會從別的媒體上看到關於2.0L排量阿特金森發動機的各種介紹。但是請各位注意,在我這裡恐怕會稍微修正一下。


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在活動現場的展板上,使用的是國產雅閣第三代i-MMD的示意圖,因此標註的發動機也是升級之後的2.0L阿特金森循環發動機。


純電 插電 增程 猶如“一拖三”的本田SPORT HYBRID e+


並且現場展示的模型,也是2.0L的發動機版本。

畢竟是在中國本土做技術展示,費用是中國這邊出,當然要推廣目前在中國市場上銷售的車型產品以及作為銷售主力所採用的技術。但是停在外面那輛使用SPORT HYBRID e+技術的,從日本本土拉來的本田Clarity,所以採用的其實是一個1.5L的燃油發動機,而不是國產本田混動產品常見的2.0L發動機。當然,從這裡我們也能看出一些端倪,未來進入中國之後,SPORT HYBRID e+會不會升級使用2.0L的汽油發動機?是否會在今後的某個時間段,正式推出以目前國產車型搭載的第三代i-MMD技術配套的新SPORT HYBRID e+?這些真的說不定哦!


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圖為本田Clarity車型的發動機艙,紅色區域為1.5L 阿特金森DOHC i-VTEC發動機;藍色區域則是PCU動力控制單元;驅動電機位於PCU動力控制單元下方,照片裡無法直接看到。


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由於實車的驅動電機被遮擋,無法直視,所以我用2.0L發動機的展具為大家展示一下驅動電機的大致本尊相貌,也就是照片中淺藍色標識的區域。


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這是上圖中匹配2.0L發動機的電機拆解圖,其中有兩點非常值得留意:一個是設計人員將驅動用電機和發電用電機分開設置,兩套定、轉子。簡單來說就是各司其職、互不拖累,達到更適應EV純電動車的模式;另一個非常重要的點,就是電機內部定子的結構發生了巨大的變化。

本田的設計人員將電機內部的定子結構做了相當大的改進,以前是選擇傳統的圓形線材,以纏繞方式成組並插入電機定子壁;而新的分短線圈定子結構,拋棄傳統的銅繞線方式,而改成類似“髮卡”的矩形剖面銅線,製件成型後縱軸方向插入定子壁,“髮卡”的頂部扭轉彎曲,而“髮卡”的底部則與定子底部進行熔接。

看不懂?沒關係,我來舉例給你。吃過麥當勞的薯條麼?一根根薯條都是四方的棍狀,你可以把這當成是“髮卡”型。你想一下,同樣大小的薯條盒,是四方棍狀的薯條密度大,還是把薯條削成一根根類似火腿腸一樣圓棍棍的密度大?放到電機上來說誰的密度大,在同樣體積下的電機能量密度就大。說白了就是電機體積不變,但更有勁兒、功率更高、扭矩更大。這也是為何新版本的SPORT HYBRID e+純電時速提高到了160公里/小時。


純電 插電 增程 猶如“一拖三”的本田SPORT HYBRID e+


用這個樂高版的薯條模型來做示範會更形象。

說了半天原理和結構,下面我們來看看實際表現如何。離開展板,我們來到車邊上,將這臺採用SPORT HYBRID e+技術的本田Clarity車型的動力數據列舉出來:


純電 插電 增程 猶如“一拖三”的本田SPORT HYBRID e+


燃油發動機:1.5L阿特金森 DOHC i-VTEC汽油發動機,最大功率77kW/5,500rpm,最大扭矩134N.m/5,000rpm。

驅動電機:永磁同步電機,最大功率135kW/5,000-6,000rpm,最大扭矩315N.m/0-2,000rpm。

從數據上看,無論是功率還是扭矩,以及最佳轉速區間,驅動電機都已經無情的碾壓了燃油發動機。所以本田Clarity說是一臺無限趨近於電動車的混動車,真的一點兒都不為過。

至於大家最關注的油耗表現,按照日本JC80的標準,百公里油耗為3.571L;按照WLTC標準測試,百公里油耗為4.132L。當然,如果你是滿電出發,車輛使用EV純電動行駛的話,至少前100公里內油耗值為“0”。

增程時的SPORT HYBRID e+

雖然這個技術被叫做插電混動,但是從混動的原理和狀態來看,本田的這個插電更像是一臺增程式車型。為什麼這麼說?請聽我細細道來。

所謂的PHEV插電混動,基本原理是通過充電槍為車輛的動力電池充電。拔槍走車之後,通過電機消耗電池的電量提供驅動力,當電池電量消耗殆盡或車輛需要瞬間提供更大動力(類似超車或上陡坡)的時候,燃油發動機啟動工作,通過變速器等傳動方式將驅動力直接輸出給車輪。一旦電池電量徹底耗盡或低於安全電量後,則燃油發動機承擔起全部的驅動工作。因此很多人說,傳統的PHEV車型,相當於花一臺車的錢,買到兩臺車的感受。電池電量充足的時候,車輛是一種表現;而當電池電量匱竭的時候,車輛又是另外一種表現。


純電 插電 增程 猶如“一拖三”的本田SPORT HYBRID e+


而本田SPORT HYBRID e+則不然,基於第二代i-MMD研發的SPORT HYBRID e+在技術狀態上,更像是一臺增程式車型。同樣在電池電量充沛的時候,使用純電驅動。當電池電量較低的時候,汽油發動機同樣開始運轉,但與傳統PHEV最大的不同點,是汽油發動機此時並不直接參與驅動,而是當做一個發電機來使用。通過汽油發動機發電供給驅動電機,車輛繼續以純電EV的方式行進。

只有當電池完全匱乏,並且需要持續高速行駛的時候,發動機才會通過e-CVT將汽油發動機的動力傳遞給車輪。而且需要強調的一點,這個e-CVT其實是一個“不存在”的變速器,與那種鋼帶傳動的無級變速器CVT完全不是一碼事。SPORT HYBRID e+的初衷就是無限接近EV純電動,因此車輛的主要驅動都是由電機完成。因此再電機驅動的時候,採用的是一個固定的齒輪比;當電池耗電至增程模式啟動後,由於仍然是純電驅動方式,驅動全部由電機完成,單一傳動比足以勝任。

只有當電量低又需要大功率動力輸出的時候,燃油發動機需要直接輸出動力給車輪的時候,利用阿特金森發動機的特性,工程師只設計了一個高速小齒輪比(你可以想象為沒有1/2/3/4/5檔,只有一個6擋最高檔的變速器)以應對高速行車。如果車輛此時降速,或低扭不足時(可以看做手動擋車降速後沒有手動降檔,仍掛在高擋位上)車輛會讓驅動電機彌補低檔的不足。由於低檔位對電池的放電功率需求不大,並且發動機也會持續發電,因此電機完成這個工作也是沒有任何問題的。由此,整個系統從低速到高速各個範圍段都實現了無縫連接,達到了“e-CVT”的效果。


純電 插電 增程 猶如“一拖三”的本田SPORT HYBRID e+


照片中標紅的區域,就是上文中提到過的e-CVT,也就是那“神奇”的幾個齒輪,不僅扛起了兩個動力源的無縫匹配,同時還負擔起平順行車質感的重責大任。

說起增程式,由於前段時間的理想ONE,以及國產金康SERES的SF5都採用的是純增程式技術,因此也引起了一定範圍內的探討。其中我印象最深的就是“脫褲子放屁多此一舉”理論,認為燒油發電驅動沒意義。

如果僅看外表,增程式的確會給有些人留下“多此一舉”的印象,你直接用發動機燒油就完了唄,幹嘛燒油發電再用電驅動呢?長篇大論不用講,各位關注一下我上面標註的燃油發動機與驅動電機的功率和扭矩數據。懶得往上翻的話,我就再貼一次:


純電 插電 增程 猶如“一拖三”的本田SPORT HYBRID e+


從數據上是不是稍微能看明白些了?就算是換成那臺2.0L的發動機,數據也無非是最大功率107kW,最大扭矩175N.m,仍然低於電機很多。更何況電機驅動的平順性、比擬大排量自吸的提速感、低能耗等諸多優點,是燃油發動機根本無法實現的。

簡單來說,汽油發動機如果當做發電機使用,再由電機驅動車輪,相比由汽油發動機直接驅動車輪要划算得多。可以用更小的能耗,換來多得多的功率和扭矩,這也就是燒油發電再驅動車輛的意義所在。不僅是汽車,各位看到很多的火車也是用的類似技術,通過內燃機發電,然後使用電機推動整列火車前進。如果直接用燃油機推動,恐怕要減掛不少火車車廂了。

留意i-MMD的代目差

這裡要提示一下,目前SPORT HYBRID e+雖然是本田最新的技術但是是在二代i-MMD上拓展的,並非目前國內本田兩個合資廠已經投產的不插電混動的第三代i-MMD技術。目前以第三代i-MMD技術為基礎的SPORT HYBRID e+技術正在研發當中。所以,其實可以把插電與非插電兩條路線,看做是一個“半錯位”的發展進程就對了。


純電 插電 增程 猶如“一拖三”的本田SPORT HYBRID e+


正是“純電、插電、增程”三種形式,讓本田的SPORT HYBRID e+擁有更多的可能性,而這恰恰是本田SPORT HYBRID e+技術的最大優勢。也正是在這個場景下,充分證實了“SPORT HYBRID e+”這個名稱的來歷和正確性。之前說過增程式的運行原理,相當於車輛時刻保持電機驅動,也就保持了非常棒的電機驅動特性。就算電池沒電,啟動發動機運轉也只是當做一個發電的發電機,電機的動力輸出絲毫沒有損失。這就是“SPORT”一詞的來歷,時刻保持車輛的運動性能而無需被動力系統的變化而分神。至於HYBRID則是混合動力的意思,說明一旦在電量匱乏的時候需要強勁的動力輸出,那麼發動機除了起到發電機的作用之外,還可以通過電動CVT將動力在發動機高轉速區間內,幾乎無損地傳遞給車輪,也就是混合動力;至於“e+”就是我剛才說的,擁有兩個外接充電接口,一快一慢,讓車輛更無線貼近一臺EV純電動車的狀態。同時,也正是這兩個充電口的存在,成為SPORT HYBRID e+ 與SPORT HYBRID 最大的不同。


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總結

活動當天還安排了一些短暫的試駕體驗,包括在封閉的賽車場內體驗本田Clarity,以及駕駛國產廣汽本田及東風本田的系列不插電混動車輛,在廣州三水的國道及高速路上進行駕車體驗。畢竟今天我們的主題是技術講解而不是試駕體驗,同時本田Clarity確認不可能引進國內銷售,更不可能國產,因此我就不打算在這裡寫什麼試駕體驗或報告了。畢竟除了動力系統之外、車輛的調校、取向、靜音、舒適等諸多因素,更會影響到駕駛員對一款車的評價。所以,我今天這篇文章的重點還是落在本田的SPORT HYBRID e+的技術評價上吧。


純電 插電 增程 猶如“一拖三”的本田SPORT HYBRID e+


這樣一款只在日本本土銷售的右舵車,你讓我一個面對中國讀者的媒體評價個啥?

如果單純以技術視角來看本田的SPORT HYBRID e +,可以說這個技術系統真的很強,“混的很好”。解決了純電的續航里程侷限;解決了PHEV傳統插混車型不同電量的情況下,狀態“判若兩車”的尷尬;解決了單純增程式車型不適合長距離高速行駛的短板。可以說是眼下汽車由傳統燃油車,向多動力驅動方式轉型的最理想選擇之一。如果不考慮“牌照限制、限行限購”等外界政策因素,可能是最符合當下消費者“動力、經濟、環保”都要有的大而全購車心態,簡直就是神奇的“萬金油”在汽車界的化身。

但是有沒有問題?雞蛋裡挑骨頭的說:可能會有。其實說不上是“問題”,但至少是個“懸念”。雖然已“無限趨近於EV純電動”來形容這個技術系統,但是畢竟裡面有燃油機的存在,普通消費者可能意識不到,但是對於汽車專業人士來講,EV純電動與這種更像是增程式的插混車是完完全全的兩條研發路徑。當你沒有完全捨棄燃油發動機的時候,就很難做到真正用純電動的思維去考慮一臺車的整體架構。類似於“油改電”思路,你改的再完美、再完善,其本質仍然是一臺具備“燃油發動機”基礎的車型,很多固定的思維和架構是不可能規避掉的。


純電 插電 增程 猶如“一拖三”的本田SPORT HYBRID e+


在我和日本專程來到現場做技術支持的日方專家溝通的時候,就能感受到這種“味道”。“把這個拿下去就是XXX,把那個加上來就是XXX”,“如果客戶需要,我們就可以把XXX拿掉,變成XXX”等等話術頻繁出現。如果從好的方面來看,一個技術平臺研發出來,可以適應更多的市場需求,並且能夠用最低的成本、最快的效率得到成品,這是很多車企追求的目標,本田至少在SPORT HRBRID e+系統上實現了,而且做得還很不錯;但從另一個角度來說,由於要考慮燃油機及輔助系統的存在,讓純電EV車型壓縮機械功能區域,釋放更多空間給乘員艙、三電系統更合理地佈局、更多在純電基礎上實現的功能和設計,就都與使用這套系統的車型無緣了,何況還有更多更深層次的差異。就好比“萬金油”雖然治病但很難去病根兒,說的就是這個道理。

綜上所述,雖然我個人表達了一些對“懸念”的擔憂,但還是那句話“單純以技術視角來看本田的SPORT HYBRID e +,可以說這個技術系統真的很強,“混的很好””。至少在消費者購車層面來說,目前並沒有什麼“問題”或“不妥”。商業的交給商業,研發的就讓研發去操心吧。


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