如何砍掉變速箱和引擎飛輪？《Honda Fit e:HEV》與《Toyota Hybrid》油電科技較勁（二）

2021-12-15 18:23:00

上回提到Honda《Fit e:HEV》的二項Hybrid優勢，其一是都會油耗相對優異，其二是加速性能更為出色，本回將好好解釋一下《Honda》《Toyota》Hybrid系統結構設計差異，並準備論述Fit e:HEV未來能否熱銷的關鍵點，如果您急著想知道答案，請直接跳至第三篇報，將會有詳盡的說明。

【第一回】平均油耗26.9km/L不輸Toyota！淺談《Honda Fit e:HEV》與豐田之油電科技差異（一）

▲這是Honda之前的Hybrid系統，僅以傳統引擎架構塞入飛輪馬達，並沒有消弭飛輪與變速箱，圖中依然可以看到傳統CVT鋼帶變速系統，而且體積也不算小、重量不輕，油耗也沒有非常省，以下會有說明，如果真的很利害，就不需要大改造了！所以今日的Fit e:HEV完全不是這樣的設計，然而這有一段進化故事，第三篇會有詳解，其實源頭還有另一家日系車廠。

無飛輪、無變速箱

Honda、Toyota、Nissan之Hybrid節能關鍵

話說這世上不只Toyota與Honda有Hybrid動力，很多車廠從大到小如Ford、Hyundai、Mitsubishi、Subaru、Mercedes-Benz、BMW、Audi…通通都有Hybrid動力，在此不是指12或48V輕油電，對Toyota或Honda來說，這種雕蟲小技頂多節省5％或最多10％的油錢，可能還不夠支付更高的車價與保養費！也不保證能通過往後10年、20年嚴苛的環保法規！所以在此乃是指高電壓Hybrid或外部插電複合動力PHEV。

然而這麼多款Hybrid當中，目前僅有Toyota、Honda、Nissan、Mitsubishi等少數廠商，真的可以做到無引擎飛輪、不使用傳統變速箱的境界。這有什麼差異？首先一般乘用車引擎怠速轉速就有500～1000rpm那麼高，最佳工作轉速則是在2000～4000rpm之間，如果要用來驅動輪胎，必須要有減速齒輪機構，也就是所謂的變速箱，目前趨勢與主流為8AT或7速DCT，結構趨於複雜、齒輪數量偏高，慣性阻力與摩擦阻力不在話下，成本當然也不低，只因模組化與大量生產的緣故，所以新車售價沒有那麼高。

▲這是Toyota早期的Hybrid系統，今日則是越做越小，便於下放在Altis以下的車款，就結構設計來說算是複雜，雙馬達，再加上一組行星齒輪組，最為引擎與馬達之間的轉速與扭力調節與銜接，並達到電動式無段變速的境界，但引擎沒有飛輪，也看不到傳統4AT或是8AT變速箱，圖中的鍊帶不是CVT，而是連結差速器取代沉重齒輪的功用。

Hybrid車型	售價	長寬高mm	重量 kg	最大功率	市區油耗 km/L	高速油耗 km/L	平均油耗 km/L	0-100 km/h
Fit e:HEV 1.5	預售 86.9萬	405416951535	1251	80kW	39.57 能源局有誤？	22.69	26.9	官方 9.4秒
Altis Hybrid 1.8	87.9～ 90.9萬	463017801435	1395	90kW	24.8	23.0	23.6	約10.5秒
Corolla Cross Hybrid 1.8	90.9～ 97.5萬	446018251620	1425	90kW	22.82	21.35	21.9	約11.5秒

然而只要有變速箱，就會需要引擎飛輪這東西，換檔瞬間的動力空窗期，必須藉由飛輪慣性維持引擎轉速，如果引擎轉速掉下去會怎樣？答案是換檔過程會有明顯的頓挫感受，而且容易損壞引擎與變速箱。不過飛輪與變速箱這二樣高慣性、高阻力的結構，無疑是性能與節能的大敵，但是二者卻又不能省略，於是內燃機就這樣背負著百年重擔甩都甩不掉！即便內燃機效率越來越好，但節能表現卻沒有達到線性進化，根本就是擠牙膏狀態一點一滴成長，太慢！

直到Hybrid系統出現，Toyota率先拋開引擎飛輪與傳統變速箱這二樣包袱，而且發生時間乃是在20多年前，不只是Hybrid動力先驅，更重要的是，20年前的Toyota Hybrid車款的市區油耗已經非常非常省，當年堪稱是「省到個不像話」的境界！原因其實不只是《Hybrid科技》而已，更重要的是少了飛輪與傳統變速箱二大累贅，引擎效能得以充分發揮，即便當時還沒有PHEV，Toyota Hybrid車款的能量來源全靠汽油，但油耗數據只有一般引擎車款的一半，別以為全部都是電能系統的功勞！由此不難想像少了飛輪與傳統變速箱有多麼大的差異。

▲這就是行星齒輪的結構，4AT需要2組、6AT需要三組，8AT通常需要四組，就功能來說雖然強大，但是就節能來說，越多越不利。

▲Mercedes-Benz的Hybrid系統乃是在變速箱內加入馬達設計，並沒有移除沉重且龐大的變速箱，看到這麼複雜的結構，怎麼可能談省油呢？

▲Subaru也有Hybrid動力，因油耗成績不容易通過台灣Hybrid車款補助門檻，所以遲遲未能導入台灣，顯然如果不能拿掉飛輪與變速箱，根本不可能達到Toyota或是Honda那般出色的油耗成績，並輕易通過優惠補助門檻。

*為何之後也有非常多的廠商推出Hybrid動力，但是油耗成績都不如Toyota出色？因為多數車廠並沒有拿掉飛輪與變速箱，有此二大累贅，汽油Hybrid的油耗成績最多媲美柴油引擎，不可能追平Toyota或今日的Honda。

*在此為何還要兜一大圈討論飛輪和變速箱？因為以前的Fit Hybrid仍有這二樣東西！Honda僅將馬達設置在飛輪上而已，後端還有一個傳統的CVT變速箱，充其量只是「塞入馬達」便宜行事的動力改造，非全新設計與嶄新思維的Hybrid動力。但今日的《Fit e:HEV》真的拿掉了飛輪與變速箱，所以油耗成績才會如此出色，方能直接挑戰Toyota！所以Fit Hybrid為何要改名為Fit e:HEV？因為是不同世代、不同設計，必須加以區隔。

Toyota Hybrid多了一組行星齒輪

Fit e:HEV沒有任何變速齒輪機構

單就Hybrid機械結構設計來看，Toyota《Altis Hybrid》與《Corolla Cross Hybrid》為了在任何速度與各種引擎轉速下都能進行「純電、油電、純油」等不同模式切換，因此設計出一套略顯複雜的機械結構，不但具有雙馬達設計，而且還有一組行星齒輪，作為引擎與馬達間的轉速和扭力調節，慣性與摩擦阻力雖然沒有傳統變速箱那麼大，但是Fit e:HEV並沒有這項設計，馬達動力就是直輸給發電機，90km/h以上則是直輸給輪胎，沒有變速箱也沒有行星齒輪。

因此論及慣性與摩擦阻力，Fit e:HEV比Altis Hybrid或Corolla Cross Hybrid更有優勢，這也是Fit e:HEV市區油耗相當出色的關鍵之一。補充說明：4AT內有二組行星齒輪、6AT內有三組行星齒輪、8AT內有三～四組行星齒輪，增添任何行星齒輪組都有增加阻力的疑慮。

但究竟是Toyota的多功設計較好？還是Honda的簡化結構較棒？其實沒有定論。整體來說，Toyota因為引擎動力可以隨時輸出至輪胎，因此適合配置大馬力引擎，發展「性能Hybrid」相對受歡迎。

至於Honda的新世代Hybrid系統，就算配置大馬力引擎，市區低速行駛依然只能當發電機使用，無法將扭力直接輸出至輪胎，所以似乎沒有發展大功率Hybrid的絕對必要性，通常都是當「實用型都會節能車款」使用，發展方向沒有那麼寬廣多元。但是Honda的結構相對簡單，有助於壓低成本，異地生產也相對容易，體積與重量也相對輕盈，容易下放於小車當中。但是Honda發展初期，因產量與產能都不能和擁有20多年歷史的Toyota相比，所以Fit e:HEV的售價不算和藹可親，不過仍在可接受範圍內。

然而Honda與Toyota的Hybrid系統之所以這麼省油，另一個原因在於二者都採用了「進氣汽門延遲關閉」系統，也就是所謂的《米勒循環》設計，可以大幅提升壓縮比，增進引擎的熱效率，不過最大功率將會比同排氣量引擎更小，不一定適合應用在非Hybrid動力一般市售車上面。

然而米勒循環科技乃是Mazda的專利，雖已過期，但容易產生拾人牙慧的負面印象落人口實，所以Toyota與Honda都宣稱這是Atkinson阿金森循環，但這絕對不是真正的Atkinson循環設計，純粹是一種「聽不懂就覺得很厲害」的感受！這就是行銷與包裝。更詳細的引擎結構先不在這裡談論，以免節外生枝過於冗長無法結案，之後將和Nissan的可變壓縮比引擎一起討論，至於下回合將會論斷Fit e:HEV未來銷售命運之關鍵點。