一、本田混合动力系统的历史回顾
曾经有人说“世界上只有两种混合动力：一种是丰田、另一种是其他”。本田表示不服，实际上在汽车混合动力领域，本田也已深耕二十几年，几乎是跟丰田同步发展的，只是采用的技术路线完全不同。
?图1本田混合动力系统发展历史
本田早在上世纪90年代后期就已开始探索研发汽车混合动力系统。年东京车展本田展出了一款名为J-VX的混合动力概念车，年推出了本田首款混合动力车型INSIGHT。第一代INSIGHT使用1.0L三缸发动机加电机的动力总成，并以2.8L/KM的超低油耗成为当时全球油耗最低的量产汽车。
伴随这台车一起亮相的就是IMA系统（IntegratedMotorAssist），这是一种集成式的汽车动力系统，以发动机提供动力为主，小巧而轻薄的盘式永磁驱动电机既是提供辅助动力的驱动电机，也是启动电机。
IMA这套系统设计十分巧妙，因为电机功率小，体积也很小，所以可以较好的集成在发动机舱中。本田IMA混合动力系统一共有5种工况模式，其中车辆在起步加速阶段、急加速以及高速行驶阶段发动机与驱动电机共同提供驱动力，提升车辆的动力性能，当车辆低速行驶时，发动机气缸关闭，驱动电机提供驱动力，单独提供驱动力时车速最高可达到40公里/小时，当车辆在发动机驱动力富裕时，驱动电机退出驱动工作，驱动电机转变成发电机，利用发动机的机械能发电对电池充电。
IMA的出现，标志着本田在混合动力领域开始发力，同时对于本田来说也是起点，另外这套系统很多研发理念包括集成化、小型化等对后面的IMMD系统产生了深远影响。
随着技术的革新和市场的改变，本田显然意识到了IMA的局限性，同时和丰田的THS相比，本田的IMA也确实占不到便宜，更高效、动力性更好的本田IMMD混合动力系统就呼之欲出了。
第一代IMMD混合动力系统在年亮相，采用2.0L自然吸气发动机+双电机驱动。
第二代IMMD混合动力系统于年正式推出，这套系统在三电系统的输出与储能等指标有了大幅提升。
第三代IMMD混合动力系统搭载在北美市场上市的第十代雅阁新车上于年推出，并于年引入国内。
二、本田IMMD混合动力系统
从混合动力构型上来看，本田IMMD是典型的串并联构型，看起来是一个很普通的结构，并没有特别之处。但就是它，在混合动力市场上能自成一派，大有取代THS成为混合动力市场老大的势头。
??图2本田IMMD混合动力系统
目前IMMD混合动力系统已经发展到第三代，该系统主要由阿特金森循环发动机、采用双电机的电动化无级变速器E-CVT（内置发电机、驱动电机、超越离合器及平行齿轴系统、主减速器及差速器总成等）、动力电池系统、动力控制单元PCU等组成。
第三代IMMD系统上本田优化了2.0L阿特金森循环发动机，其压缩比提升至13.5:1，为了防止高压缩比产生爆震，本田在这台发动机上使用了充钠气门。并通过对诸多细节进行优化，发动机热效率从38.9%提升至40.6%。
该发动机为直列四缸自然吸气发动机，采用了双顶置凸轮轴（DOHC）、进气门可变气门升程及正时VTEC系统及电动式进气门可变气门正时IVTC系统，安装了电控EGR系统，采用电动冷却液泵。虽然本田称其为阿特金森循环发动机，但严格意义上应该为米勒循环发动机，米勒循环通过延迟关闭进气门，实现压缩时气流的“回流”功能，从而减少泵气损失，降低了压缩比，使压缩比膨胀比，热能更有效地转换为动能，提高了发动机的热效率及整车的燃油经济性。通过动力控制单元对VTEC及IVTC系统进行控制，可以切换为奥托循环提供更大的功率输出。
安装了电控EGR系统，EGR系统由电动EGR阀、EGR冷却器及连接管路等组成，EGR阀的开度由动力控制单元控制。EGR系统的主要作用是降低NOx的排放。
采用了电动冷却液泵代替传统车型通过皮带传动的机械式冷却液泵，从而减少了机械损失、降低发动机的负荷。此外，电动冷却液泵的流量可自动调节，以确保充足的冷却液供给，从而减少热损失和爆震倾向。
?图3本田第三代IMMD混合动力系统
2.1电动化的无级变速器E-CVT
本田IMMD系统采用的E-CVT内部并无传统的液力变矩器、齿轮或带轮等变速结构，但保留了主减速器及差速器总成。E-CVT内部集成了发电机、驱动电机、扭转减振器、超越离合器、超越离合器齿轮、四根平行轴及齿轮等部件。
?图4本田双电机E-CVT系统
2.1.1飞轮与扭转减振器
当发动机起动或运转中停止的瞬间，会产生很大的扭转振动，而在E-CVT内部又取消了传统的液力变矩器，无液力减震作用，因此，为减少传动系统的扭转振动，提高其可靠性以及驾乘的舒适性，在发动机飞轮与E-CVT的输入轴之间安装了扭转减振器。飞轮通过1个定位销以及8个螺钉与曲轴凸缘连接，扭转减振器通过6个螺钉固定在飞轮后端面上，E-CVT的输入轴通过外花键插入扭转减振器的内花键孔中，将发动机的动力输入到E-CVT。
2.1.2四根平行轴及齿轮
E-CVT内集成了四根平行轴及齿轮：输入轴及齿轮、发电机轴及齿轮、驱动电机轴及齿轮、副轴及齿轮。输入轴的外花键与扭转减振器的内花键连接，将发动机的动力输入到E-CVT内部。输入轴与超越离合器连接。驱动电机轴与驱动电机的转子连接，驱动电机轴齿轮与副轴常啮合齿轮啮合，然后通过主减速器、差速器、半轴将动力传给两个前轮（驱动轮），驱动车辆行驶。驻车齿轮通过花键与驱动电机轴连接，并随驱动电机轴同步转动。
发电机轴与发电机的转子连接，发电机轴齿轮与输入轴的常啮合齿轮啮合。发动机转动时，通过常啮合齿轮传动带动发电机运转。副轴上集成了副轴常啮合齿轮及主减速器驱动齿轮，副轴常啮合齿轮与驱动电机齿轮及超越离合器齿轮啮合。主减速器驱动齿轮将来自驱动电机或发动机的动力传递至主减速器从动齿轮，然后经过差速器、半轴传递至前轮（驱动轮）。
2.1.3超越离合器及超越驱动齿轮
本田IMMD系统采用了超越离合器，超越离合器为液压驱动的离合器（湿式多片式），位于输入轴的末端。通过超越离合器改变动力传递路径，从而实现在驱动发电机和驱动车轮之间切换发动机的动力。
当超越离合器不工作（分离），若发动机运行时，发动机动力将通过扭转减振器→输入轴→输入轴齿轮→发电机轴齿轮→发电机轴→发电机，实现发动机驱动发电机发电。
当超越离合器工作（接合），发动机运行时，发动机动力将通过扭转减振器→输入轴→超越离合器→超越齿轮→副轴齿轮→副轴→主减速器驱动齿轮→主减速器从动齿轮→差速器→半轴→前轮，实现将发动机动力传递给前轮（驱动轮）。另外，当超越离合器工作（接合）且发动机运行时，发动机还将同时驱动发电机转动（空转）。
2.1.4发电机及牵引电机
发电机、牵引电机为IMMD系统的核心部件，两者均采用了质量轻、体积小、效率高的三相永磁同步驱动电机。驱动电机的最大功率为kW、最大转矩为Nm，最高工作转速r/min，额定功率为67.5kW、额定转矩为Nm，额定电压V，绝缘等级为，防护等级为IP55。
牵引电机的作用是产生驱动力以驱动车辆或滑行、制动时回收能量。发电机的作用是发电并向高压锂电池充电及行驶中倒拖起动发动机。牵引电机与发电机的结构相同，均由安装在壳体内的三相线圈定子、永磁转子及驱动电机转子位置传感器等组成。定子线圈采用分布式绕组，以降低振动，并确保高速运行期间转矩平稳。为了实现对驱动电机进行矢量控制，需精确测量驱动电机转子的转速及磁极的位置（相位），为此安装了驱动电机转子位置传感器。驱动电机转子位置传感器采用旋转变压器的结构形式，由三个定子线圈和转子（随驱动电机转子同步旋转）组成。
发电机、驱动电机的转子具有很强的磁性，因此在拆卸E-CVT过程中不可佩戴手表及心脏起搏器。由于E-CVT内部仍然有机械传动机构和离合器等部件，另外，驱动电机、发电机也要通过变速器油进行散热，所以仍需要使用并定期更换变速器油。
2.2动力电池包
本田IMMD混合动力系统采用了高压锂电池作为动力电池。动力电池包安装在车内后排座椅与后备箱之间的空腔内，动力电池包的周围均被高强度钢构件包围，防止车辆意外事故时造成对锂电池组的损坏而电解液泄漏，避免火灾的发生。动力电池包由高压锂电池、智能动力单元IPU及高压锂电池单元散热风扇等组成。智能动力单元IPU内集成了DC/DC转换器、连接板、接触器板、维修连接器、高压锂电池状态监视器单元和漏电传感器等。
高压锂电池组采用空气冷却，通过风扇散热，通风入口设在乘员舱内后排座椅最左侧处，乘员舱的空气通过通风口被抽入锂电池进行冷却，然后由位于后备箱内的通风口排出车外。通风口务必不要被遮盖，否则会造成高压锂电池组温度过高，影响锂电池的电能输出甚至造成为了保护锂电池而关闭整个高压电系统的情况。
?图5本田IMMD系统的电池包总成
三、混合动力系统工作模式
本田的IMMD混合动力系统三种主要工作模式EVDriveMode（纯电驱动模式）、HybridDriveMode（混合驱动模式）、EngineDriveMode（发动机驱动模式），各模式的应用范围如图6所示。
?图6工作模式应用范围
3.1EVDriveMode纯电驱动模式
EVDriveMode就是由电池供电的纯电动驱动模式，它适用于从静止起步及低速低负荷状态的情况。此模式下离合器断开，发动机不运转，发电机也不运转，由动力电池提供能量给驱动电机驱动车辆，减速时驱动电机发电给动力电池回收能量。
?图7EVDriveMode
3.2SeriesHybridDrivingmode串联混合驱动模式
SeriesHybridDrivingmode即串联混合驱动模式：发动机工作，发电机发电，驱动电机驱动车辆行驶，离合器打开，发动机不直接参与驱动，主要通过发动机驱动发电机给驱动电机驱动车辆，此时IMMD混合动力系统是串联工作模式，类似于增程式混合动力汽车。
该工况下通过调整发动机的转速和扭矩，可以让发动机工作在高效工况获得更高的燃油经济性，发动机和发电机此时主要功能是发电，发出的电能既可以提供给驱动电机产生驱动力，也可以给电池充电。这种模式在正常行驶过程中使用频度非常高，特别是城市工况。
?图8SeriesHybridDrivingmode
3.3ParallelHybridDrivingmode并联混合驱动模式
ParallelHybridDrivingmode即并联混合驱动模式：发动机工作，发电机发电，离合器结合，驱动电机和发动机共同驱动车辆行驶，此时IMMD混合动力系统是并联工作模式，动力系统可提供较大的驱动力。
该工况下发动机和驱动电机共同提供驱动力，在驱动轮上可以获得更大的驱动力，从而使得车辆提速更快，满足用户对更高动力性能的需求。
?图9ParallelHybridDrivingmode
3.4EngineDriveMode发动机驱动模式
EngineDriveMode即发动机驱动模式：离合器结合，发动机工作，发动机独自提供驱动力，因为离合器直接连输出轴，发动机直接驱动的转速受速比限制只能在高速稳定工况工作，多用于高速巡航。此时也可以通过与驱动电机进行扭矩协调来提高系统效率，因为使用条件比较苛刻，只在特殊工况下才会使用。
?图10EngineDriveMode
四、本田IMMD混合动力系统优缺点分析
本田敢把自家混和动力系统称为“SPORTHYBRID”，信心绝对源自IMMD系统。这套系统中，电机占据了更大的输出比例,搭载本田IMMD系统的车辆不仅具有不俗动力表现还兼顾燃油经济性。
本田的IMMD系统，在设计理念上则是颠覆性的，如果说丰田THS系统是在用传统燃油车的思路做混合动力系统，那么本田IMMD系统则是在用电动车的思路做混合动力系统。发动机和电机的缺点在IMMD系统中均被规避，但各自优势又得到充分发挥。在IMMD系统中，电机不再是混合动力系统的配角而是主角，开起来的感觉更像一辆电动汽车，提速迅猛、直接、响应快，并且十分线性。
由于发电机、驱动电机之间没有像丰田THS系统的行星齿轮组的机械耦合机制，所以发动机、驱动电机、发电机之间的工作协调，完全是通过控制系统来协调。从原理上看，本田IMMD系统所需要做的控制层面的工作会更复杂一些，但是发动机、发电机、驱动电机的牵制也减少了，理论上可以实现比丰田THS系统的无效负载更少。
更多地依赖离合器来控制动力流，理论上带来的顿挫感也会更多、更明显一些。受制于减速齿轮组的速比限制，本田IMMD系统里的那台阿特金森发动机，直接参与驱动车轮的工况空间非常窄，大多数时候都只需要充当增程发电的角色，所以它不但功率需求低很多，而且可以在更多的时间以最理想的工况运行。以十代雅阁混合动力版为例，其中的2.0L自吸发动机仅有马力，热效率却高达40.6%。更低的功率、更高的热效率，也对应着更低的油耗。这是IMMD系统能够在燃油经济性上胜出的关键。
除了高效之外，本田IMMD还有着很好的扩展性。除了加大电池容量变成插电式混合动力系统（PHEV）之外，它还可以通过取消发动机的直驱模式，使发动机、发电机、驱动电机之间只剩下串联状态，从而演变成单纯的增程式混合动力系统（REEV），进一步降低发动机的功率需求。
由于整套系统更多地依赖于电机驱动，搭载IMMD系统的车辆动态特性会更加接近于电动车，中低速驱动力充沛，而高速表现相对更羸弱一些。
又因为IMMD系统的驱动电机功率需求更大，而且采用了更加激进的锂离子电池，所以电驱动部分的成本也更高。锂电池在安全性、稳定性上，和丰田THS系统采用的镍氢电池也有一定的差距。
概括一下本田IMMD系统的优点：
1)有更强劲的驱动力，提速迅猛、直接、响应快，并且十分线性；
2)具有串联、并联两种混合驱动模式，既能在城市工况具有较好的油耗表现，又能在高速工况下获得较好的燃油经济性；
3)具有较强的扩展性，既能扩展成插电式混合动力系统（PHEV），又能演变为增程式混合动力系统（REEV）。
本田IMMD系统的缺点：
1)结构相对复杂，需要离合器及驱动离合器的电磁阀等系统；
2)需要控制离合器的结合及断开，控制更复杂精细；
3)驱动电机的功率需求更大，驱动电机及电池系统的成本更高；
4)电池系统的稳定性、安全性还有待时间验证。
毫无疑问，汽车电动化是未来的发展方向，各大汽车厂商也纷纷拿出自己的看家本领。20年前丰田研发的THS系统独步混合动力市场多年，本田另辟蹊径钻研出的IMMD系统凭借能兼顾动力和油耗的绝技后来居上，随着许多国家排放法规的日渐严苛，并且电池技术无重大突破的当下，本田IMMD系统凭借强劲的性能优势和较强的可扩展能力，在未来电动汽车市场能否成为新的宠儿呢？我们拭目以待。
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