當今車壇最重要的科技發展趨勢,莫過於替代能源,採各種動力型式的概念及實驗性車款如雨後春筍般大量浮現,如純電動車、增程車、燃料電池車……等,但人人都曉得,目前仍沒有一種替代能源車款,能夠像 Hybrid 油電複合系統具有高度的普及性,換言之,若要立即有效地降低車輛對地球的污染,唯有 Hybrid 才是最佳的解決之道。
相信沒有人會懷疑 Toyota/Lexus 是 Hybrid 領域的巨人,因為豐田集團研發 Hybrid Synergy Drive 油電複合動力技術長達 15 年之久,是目前車壇科技最創新、成熟度最優、普及率最高的汽車製造廠,全球已有超過 300 萬輛、搭載 Hybrid 系統的 Toyota 及 Lexus 車款在路上行駛,充分展現產品的高可靠度。另方面,在大量製造的成本攤提下,原本高昂的機電系統與電池模組得以獲得最高的成本效益,每部油電複合車款的售價得以降低,相較於它牌同級 Hybrid 車款要實惠許多,讓消費者不須花大錢就能坐擁 Hybrid 科技。
在豪華車領域中,Lexus 同樣以先進的 Lexus Hybrid Drive 科技引領潮流,繼 LS600h、RX450h、GS450h、CT200h 等 Hybrid 油電複合車款後,Lexus 也首度將該技術置入全新第六代 ES 車款中,並命名為 ES300h,此刻起 Lexus 擁有更齊全的 Hybrid 車型陣容,為具有環保意識的高知識買家提供更多樣的選擇。究竟 ES300h 這款全新加入的油電複合動力車有何驚人魅力,將在以下文章為您剖析。
全新 Hybrid 架構,精密工業的總和
在全球豪華車市場中,Lexus 的銷售量可說節節高升,而 Hybrid 車型的佔有率更是逐年升高。就使用模式加以分析,高級車買家對於精緻度、寧靜度、可靠度有著高於一般人的要求,更希望透過自駕車輛來增進別人對自己的肯定與信任;Lexus 販售的 Hybrid 車款均擁有純電行駛能力,低速行進或怠速時不會觸動引擎,因此安靜無聲,達到最極致的寧靜境界,同時,Hybrid 車款低油耗、低排碳的特性,任何人都會肯定車主對環保所付出的貢獻,因此有愈來愈多的 Lexus 買家選擇 Hybrid 油電複合動力車型。
藉由全新第 6 代 Lexus ES 的導入,原廠首度為其搭載 Hybrid 動力系統,分析其動力組成架構,是以一具 2.5 升直列四缸 VVT-i 連續可變汽門正時引擎為主,它採用 Atkinson 循環設計,藉由延長關閉進氣閥門,使得壓縮比提高到 12.5:1,創造最佳運轉效能。而另一套可與引擎合力運轉、也可獨立運作的動力系統則是整合於 ECVT 電子無段變速箱的電動馬達,兩具名稱分別為 MG1 與 MG2 的永磁電動馬達各扮演不同的工作角色,MG1 馬達的主要功能為發電,能夠將車輛行進所產生的熱能轉換為電力,進而回收儲存,就像自給自足的小型發電廠;MG2 的功能則是驅動前輪前進,它具備 143ps 最大馬力及 27.5kgm 最大扭力,與 2.5 升 Atkinson 引擎合力運作下,可創造出 205ps 之最大馬力。
兩套動力系統如何順暢地交互運行?可說是 Hybrid 系統的最大難題,不過在 Lexus 豐富且純熟的科技背景下,全新 ES300h 有了完美的表現。ECVT 電子變速系統可說是一大重要的橋樑,它將引擎與馬達的輸出整合為能夠驅動車輛的動力,該變速箱非採用一般無段變速系統常見的鋼帶設計,而是更為精密的雙模式減速比行星齒輪組,使得馬達輸出能完全與引擎接軌,無論是由馬達獨立驅動車輛前進,或是與引擎合力創造最大加速力道,都能提供快速且平順的加速力道;根原廠資料顯示,ES300h 由靜止加速至 100km/h 僅耗時 8.5 秒,加速性能可媲美 3.0 升動力車款。
周邊系統協力運作,創造 28.48km/L 市區油耗表現
Hybrid 系統的複雜度相當高,裡頭牽涉到引擎與馬達的交互運作、電池蓄電效能、動能回收裝置等,因此必須要一套中樞控制核心來掌管這些細節,它就是 PCU(Power Control Unit)動力控制模組。
PCU 的主要工作是調配最佳化的引擎與馬達動力輸出值,如何在一般緩慢車流中盡可能地減少引擎發動時間及耗油量、又或者在需要超車時如何給予最充沛的動力,都在 PCU 的掌管範圍內。從按下引擎啟動鈕的那一刻起,PCU 就開始進行計算,在車輛由靜止起步到低速行駛的過程中,ES300h 能完全仰賴 MG2 馬達驅動車輛前進,此時引擎仍處於休止狀態,因此完全不浪費一滴油。待車速提高,需要額外的能量時,這時引擎便立即加入運行行列,在 Normal 或 Eco 模式下,PCU 系統仍會以節能為優先考量,在提供行駛所需的足夠動力下,盡量降低引擎負荷,造就優異的油耗表現。
相對的,在需要全力加速的時刻,PCU 會指派引擎供給最大功率,駕駛者可瞬間獲得強勁的爆發力,有助於超車、爬坡等性能需求,同時間永磁電動馬達也會將功率放至最大,供給出強大的扭力,帶來暢快的駕馭感受。而在煞車減速時,則是另一個重要的階段,因為這時將是最佳的動能回收時機,此時 MG1 馬達會扮演發電機的角色,將電能儲存回 HV 電池,讓電池維持高蓄電狀態,以便在接下來的路段中增加純電力行駛時間,減少油耗與排放。
除了 MG 永磁馬達與 PCU 動力控制模組外,置放於後座與行李廂中間的 Hybrid Ni-MH 鎳氫電池也是一大重要零件,在電池技術持續精進之下,ES300h 搭載的電池模組擁有高密度、輕量與薄型化等特點,除了可減少存放空間外,更能在馬達全力運轉時供應足夠且穩定的電力。這組 Hybrid 電池因應 ES300h 較大的車體設定,因此採高電壓與高儲電量設計,由 204 個小型 Ni-MH 電池所組成,供給出 244.8V 之電壓,容量為 6.5 安培小時,足夠維持電動馬達的穩定輸出。
至於 Lexus ES300h 的油耗表現是如何?從能源局日前公佈的測試數據來看,以歐盟 1999/100/EC 指令測試下,具有市區 28.48km/L、郊區 16.49km/L、平均 19.5km/L 的絕佳表現,順利取得能源 1 級標章,如此優異的節能表現,不僅能夠在高油價的當下為車主省下大筆開銷,更完成減少能源消耗、捍衛環境生態的重要使命。
智能多重駕馭模式,滿足一切所需
ES300h 不只是一部追求豪華與節能的房車,也同時兼顧了駕駛樂趣!工程師在開發這款車時,為它加入了智能多重駕馭模式,從排檔座前方的控制界面,可切換 Normal (一般)、Eco (節能) 、Sport (運動) 三種模式,它能夠隨駕駛者的旨意主動調整動力輸出,例如在 Eco 模式下,油門反應將變得和緩許多,儀表板也會轉為藍光,讓您以平靜輕鬆的心情開車。
而當你想要多一點速度感受時,Sport 模式則可讓油門反應變得更靈敏、直接,帶來更暢快的加速感受,同時儀表背光會轉變為熱血的火紅色,而 TRC 循跡控制系統的介入程度也會降低,刺激你的腎上腺素、滿足你對駕馭的渴望。
此外,ES300h 另具備一組 EV Mode 純電力行駛模式,在 Hybrid 電池蓄電量允許的情況下,並在一定的車速範圍內,則能按下該鍵享受數公里的純電力行駛樂趣,無論在都會區漫步穿行,或是深夜回到自家社區而不想打擾到鄰居時,都顯得特別管用,完全的潔淨、寧靜,就是坐擁 ES300h 所能享受到的專屬樂趣。