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The BMW iX3 is less than six months old, but the company is already working on a facelift for the electric crossover.

Spotted alongside a handful of other prototypes, the facelifted iX3 has slimmer headlights and a familiar enclosed grille. The crossover is also slated to have new taillights, but they’re heavily camouflaged.

More interestingly, it appears the iX3 could gain an M Sport package. While nothing is official, this particular prototype has traditional front fender vents and what appears to be an M badge covered by tape.

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We can also see a sportier front bumper which eschews the trapezoidal intake found on the current iX3.  It has been replaced by a rectangular intake that is flanked by vertical openings at the outside edges. The rear bumper also looks a bit more streamlined and features repositioned reflectors.

While spy photographers couldn’t get close enough to snap interior pictures, they noted the facelifted X3 will have an updated cabin. These changes should carryover to electric variant, but specifics are lacking.

Since the model is less than a year old, the electric powertrain should carryover. If that’s the case, we can expect an 80 kWh lithium-ion battery pack and an electric motor that produces 282 hp (210 kW / 286 PS) and 295 lb-ft (400 Nm) of torque.

This setup enables the crossover to accelerate from 0-62 mph (0-100 km/h) in 6.8 seconds, before hitting an electronically limited top speed of 112 mph (180 km/h). More importantly, the iX3 can travel up to 285 miles (460 km) on a single charge in the WLTP cycle.

While a handful of questions remain, the facelifted iX3 could be introduced late next year or in early 2022.

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▲RAV4 Hybrid朝向「節能+性能」外部插電PHEV發展,未來十年將會是Hybrid的主場,直到純電動車普及為止。

上回提到Honda CR-V「e:HEV」獨特的油電複合動力系統,80km/h以下為串聯式Hybrid,80km/h以上則是與Toyota油電科技一致的混聯式Hybrid,具備引擎出力、馬達出力、引擎+馬達同時出力等三種模式,並且可以隨時調配與切換,聽起來好神,但是結構其實比Toyota Hybrid系統更簡單!

那Toyota Hybrid系統強在哪裡?答案就是不受行車速度與引擎轉速限制,隨時都能展現出「引擎出力、馬達出力、引擎+馬達同時出力」等三種模式!但上一回報導提到一個非常重要的觀念,那就是Honda e:HEV、Toyota e-CVT、Nissan e-Power等Hybrid科技,關鍵性節能設計在於「拋棄傳統變速箱設計」,既然Toyota e-CVT沒有傳統變速箱,如何達成三種模式隨時待命的複雜混聯式Hybrid系統?關鍵就在於e-CVT的「行星齒輪組」架構。

就結構來看,如果看得懂,就知道結構複雜度其實沒有高於8AT、10AT或DCT變速箱,那麼這麼棒、卻又不是那麼複雜的系統,其它車廠為何不跟進?答案就是受到專利保護。然而日本發明專利期限20年、新型專利期限10年、新式樣專利期限15年,其它國家大致如此,期間如欲分一杯羹,花錢向Toyota買專利便是,Ford就是其中一例,BMW則是來個技術交流、各取所需。然而Toyota Hybrid縱橫全球市場已超過20冬,漸漸失去專利保護傘,加上英國等地2030年禁燃油動力、Volvo舉手表示同意,因此未來十年為Hybrid大戰最火熱的時刻!相信Hybrid與電動車款會如雨後春筍…或是猛虎出閘一般衝向市場,此時來瞭解一下這「20年前的設計」為時不晚!

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▲早期的Toyota e-CVT採用鍊帶做扭力傳輸,之後已被齒輪組取代,但此結構與無段變速沒有任何關係。

▲因為傳統CVT變速箱與e-CVT仍有某種相似性,所以許多人誤以為Toyota e-CVT乃是傳統CVT+馬達,其實二者間沒有瓜葛。

節能引擎 恆定轉速與功率 關鍵報告

相信多數人探討Hybrid動力時,都會將焦點放在引擎設計這一環,如Toyota使用了Atkinson循環、Nissan採用米勒循環,搭配多點+直噴雙供油系統,Toyota更藉由特殊的燃燒室噴射滾流,將壓縮比提升到14:1的境界,沒錯,就是諸如此類的東西。其實引擎省不省油,關鍵不一定是在硬體設計,「運作環境」其實非常重要!如果能在固定負荷、固定轉速、適當溫度下,恆定輸出固定功率,將「變化」降至最低,如此一來引擎節能設計將會變得簡單又有效率。

此點在Nissan e-Power串聯式Hybrid科技報導第一篇已有詳細說明,這一系列報導其實有關連性,戲法人人化變、巧妙沒有太多的不同,科技沒有想像中複雜,畢竟已是20年前的設計,與今日的10AT變速箱比較其實不算太複雜。

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因此Toyota e-CVT的研發宗旨,除了調配引擎、馬達轉速和扭力輸出之外,另一個重要目標就是儘量讓引擎維持恆定轉速運行,藉由e-CVT的馬達轉速調配,達成行車速度的提升。如果是一般的燃油引擎+8AT變速箱,如Focus或Kuga,車速提升都是靠引擎轉速拉上去,但e-CVT並不想這樣做,因為在提升引擎轉速的同時,必須對抗更多的慣性與摩擦阻力,這都是無謂的燃油浪費。

在此先打個岔,說個實戰狀況,基於上述理念,如果有人無聊到「想要讓一輛Toyota Hybrid車款很耗油」!最簡單的方法就是在加速過程中,油門不停地改變踩踏深淺,也就是踩、放、踩、放、踩、放…這樣控制,保證耗油!

原因很簡單,不恆定的油門深度,造成引擎轉速不停地上下變化,動力工程師的節能策略失效,燃燒效率當然會下降,而且在此狀態電能的輔助效益嚴重下滑,結果當然耗油。但讀者不要笑,編輯真的看過計程車司機這樣開車!而且不只一位,此外也看過很多老一輩的騎士這樣騎摩托車,這種駕馭方式不只耗油,而且反覆的前後頓挫,令人覺得又吵、又煩、又想吐!

反過來說,如欲達到最佳節能狀態,並非一味輕油門就搞定,如果是輕油門踩、放、踩、放…結果如上就不用再贅述!最好的駕馭習慣就是精確評估路況,踩至所需的油門深度,然後就「定」在那,儘量不要經常性改變油門深淺,也儘量避免踩煞車減速,或是車速忽快忽慢,至於重踩油門與急煞車就不需要解釋。總之,跟車不要「逼太緊」,維持車速恆定,更容易達到省油目的。

▲此為「行星齒輪組」結構圖,可明顯看出內、中、外三大部分,e-CVT的一號馬達、引擎、二號馬達分別與這三部分恆常連結不分離。

▲行星齒輪有又人稱為「衛星齒輪」;內齒輪因鋸齒朝內而得名,但有些人稱之為「外齒輪」,因為設計在最外側,其實是指相同的結構。圖片來源為MOTOR小幫手。

▲應用「行星齒輪組」最徹底的結構,就是多檔位自排變速箱,結構比e-CVT複雜許多更難被理解,尤其是發展到極致的10AT。

沒有鋼帶或鍊帶的Toyota e-CVT

首先e-CVT非傳統CVT,e-CVT沒有一般無段變速系統的主錐輪、從動錐輪、鋼帶、鍊帶這些結構,早期的e-CVT還會看到鍊帶設計,但功用乃是扭力傳遞,並沒有無段變速功能。此外,Toyota e-CVT也不是像Subaru e-Boxer一樣,在傳統CVT變速箱當中置入馬達幫助動力輸出,基本上e-CVT已經完全拋開傳統引擎飛輪、液壓扭力轉換器、多檔位變速箱等包袱,e-CVT的「變速」功能,其實是取決於馬達的匹配。

基本上Toyota e-CVT比Honda e:HEV、Nissan e-Power複雜與難以理解,因為必須搞懂「行星齒輪組、引擎、雙馬達」之間的愛恨情仇三角關係!首先e-CVT的引擎與傳動軸乃是處於恆常連結狀態,二者無法完全斷開,但是中間有一個關鍵性的調節設計,那就是「行星齒輪組」,然而行星齒輪組從內到外又分為「太陽齒輪、行星齒輪、內齒輪」三大部分,三者間無法分離或脫節,處於完全連動狀態,精確的連結設計如下:

◎ 引擎與行星齒輪處於恆常連結狀態

◎「MG1」一號馬達與太陽齒輪處於恆常連結狀態

◎「MG2」二號碼達與內齒輪處於恆常連結狀態

說明至此,Toyota e-CVT結構大致說明完畢,「三國鼎力」態勢非常明確,各擁山頭但相互合作,相信多數人依然是一頭霧水!畢竟非機械本科或圖像理解能力夠強的讀者,並不容易理解行星齒輪的運作。沒關係,之後將化繁為簡,用簡單敘述與圖片讓讀者瞭解e-CVT的工作原理,當然還有優缺點分析,此外還會加入Honda e:HEV、Nissan e-Power等Hybrid系統進行優劣通盤整體。

但最後要補充說明一點,e-CVT的引擎與行星齒輪組之間,必須要有一組「單向離合器」,意思就是只能正轉不能逆轉。為何要此設計?之前提到e-CVT的引擎與傳動軸處於恆常連結狀態,但是在純電模式下引擎熄火不做工,如果還要馬達「拖著引擎運轉」無疑會消耗不必要的電能。此外,當引擎從熄火狀態突然啟動幫助加速或發電時,有了單向離合器,接合會更順暢。還有,單向離合器結構簡單,體積、重量、阻力都比一般離合器更小,耐用度良好,不會對油耗構成太大影響。

Tags: HondaNissanVolvoCR-VSentraKicksFit

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圖片來源:Kia

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