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5-1 概 要 5-2 混合動力系統的構成 5-3 系統的基本運作 5-4 相關附屬配件 5-1 概 要 5-1 5-2 5-3 5-4 第2頁 5-1 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。 第3頁 5-2 5-3 5-4 5-1 5-2 5-3 5-4 第4頁 5-2 混合動力系統的構成 5-1 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。 第5頁 5-2 5-3 5-4 5-1 5-2 5-3 5-4 第6頁 5-1 ►5-2-1 動力裝置 5-2 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。 第7頁 5-3 5-4 5-1 5-2 5-3 5-4 第8頁 5-1 5-2 5-3 5-4 第9頁 5-1 (一)引擎 5-2 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9.4kgm(92N-m)/4800rpm，最高轉速6000rpm。 第10頁 5-3 5-4 5-1 1.省油技術 5-2 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。 第11頁 5-3 5-4 5-1 5-2 5-3 5-4 第12頁 5-1 5-2 5-3 5-4 第13頁 5-1 2.低摩擦化技術 5-2 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。 第14頁 5-3 5-4 5-1 3.小型輕量化技術 5-2 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。 第15頁 5-3 5-4 5-1 5-2 5-3 5-4 第16頁 4.排氣清淨化技術 5-1 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。 第17頁 5-2 5-3 5-4 5-1 5-2 5-3 5-4 第18頁 5-1 5-2 5-3 5-4 第19頁 5-1 (二)馬達 5-2 – 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。 第20頁 5-3 5-4 – 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， I N SI G H T 的馬達 最 大扭力 5 k g - 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%。 第21頁 5-1 5-2 5-3 5-4 5-1 5-2 5-3 5-4 第22頁 5-1 5-2 5-3 5-4 第23頁 5-1 (三)變速箱 5-2 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。 第24頁 5-3 5-4 5-1 5-2 5-3 5-4 第25頁 5-1 5-2 5-3 5-4 第26頁 5-1 ►5-2-2 高壓電瓶 5-2 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。 第27頁 5-3 5-4 5-1 5-2 5-3 5-4 第28頁 5-1 5-2 5-3 5-4 第29頁 5-1 5-2 5-3 5-4 第30頁 5-1 ►5-2-3 IMA控制系統 5-2 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。 第31頁 5-3 5-4 5-1 5-2 5-3 5-4 第32頁 5-1 5-2 5-3 5-4 第33頁 5-1 2.馬達ECU 5-2 在PCU之外，系統在控制上還配備了電瓶ECU和馬達 5-3 ECU，其中馬達ECU具有一項能抑制3汽缸引擎運轉 5-4 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。 第34頁 5-1 5-2 5-3 5-4 第35頁 5-1 3.電瓶ECU 5-2 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。 第36頁 5-3 5-4 5-3 系統的基本運作 5-1 5-2 5-3 5-4 第37頁 5-1 5-2 5-3 5-4 第38頁 5-1 加速時 5-2 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。 第39頁 5-3 5-4 5-1 5-2 5-3 5-4 第40頁 5-1 定速行駛時 5-2 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。 第41頁 5-3 5-4 5-1 停車時 5-2 – 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。 第42頁 5-3 5-4 5-1 5-2 5-3 5-4 第43頁 5-1 5-2 5-3 5-4 第44頁 5-1 5-2 5-3 5-4 第45頁 5-1 5-2 5-3 5-4 第46頁 5-4 相關附屬配件 5-1 5-2 5-3 5-4 第47頁 5-1 5-2 5-3 5-4 第48頁