電動？混動？雪佛蘭VOLT到底是什么？2011年07月26日 10:22 來源：Che168
Volt（沃藍(lán)達(dá)）的海外試駕意外引發(fā)了海外媒體和通用之間關(guān)于產(chǎn)品最終屬性的爭論，這款即將于2011年引入國內(nèi)的車型同樣關(guān)注度極高，在國家大興新能源車型政策的節(jié)骨眼上，關(guān)于沃藍(lán)達(dá)是純電動車還是混合動力車的爭論激起了不小的波瀾，通用方面也非常迅速的給予了我們相應(yīng)的回復(fù)和技術(shù)說明，那么，這些說明能否幫助我們認(rèn)清Volt沃藍(lán)達(dá)的真身？通過我們的分析和解讀，告訴你事件背后的真相！
◆工作模式及結(jié)構(gòu)介紹 對于Volt工作模式的介紹，我們可以結(jié)合官方文件的描述來進(jìn)行初步的了解（了解其基本構(gòu)造的車友可以直接查看后續(xù)的分析內(nèi)容）： 官方描述： Voltec電力驅(qū)動系統(tǒng)介紹 對于通用汽車雪佛蘭Volt（沃藍(lán)達(dá)）Voltec電力驅(qū)動系統(tǒng)的研發(fā)工程師們來說，超越客戶需求是他們的首要目標(biāo)。因為Volt（沃藍(lán)達(dá)）是汽車界的首款增程型電動車，開發(fā)團(tuán)隊致力于讓沃藍(lán)達(dá)的客戶在電力驅(qū)動和增程驅(qū)動的模式下都能體驗到最高效的同時又充滿無限樂趣的駕駛體驗。
大多數(shù)通過電池驅(qū)動的電動車采用單一的帶有固定減速箱的電動機(jī)以降低電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，使其與車輪轉(zhuǎn)速同步。而雪佛蘭Volt（沃藍(lán)達(dá)）則不同。它采用了一套獨(dú)特的電力驅(qū)動裝置來提高車輛的行駛效率。當(dāng)接近最高轉(zhuǎn)速時，任何一臺電動機(jī)的效率都會降低。而Volt（沃藍(lán)達(dá)）的電力驅(qū)動系統(tǒng)包括兩個電動機(jī)（一個主電動機(jī)和一個發(fā)電機(jī)/電動機(jī)）、三個離合器以及一個行星齒輪組，這個行星齒輪裝置能夠降低電動機(jī)的總轉(zhuǎn)速，從而提高車輛整體行駛效率。這一配置能減少車輛行駛在高速公路上的電池?fù)p耗，使電動車多行駛兩英里。 Volt（沃藍(lán)達(dá)）的電動機(jī)和齒輪組與業(yè)界第一款增程型內(nèi)燃發(fā)動機(jī)同軸安裝。視驅(qū)動模式而定，其中的兩個離合器或用于鎖住行星齒輪組上的行星齒圈（原文此處為“環(huán)形齒輪”，根據(jù)原文表述及圖示，這里提到的機(jī)構(gòu)應(yīng)為結(jié)構(gòu)圖中的行星齒圈，而非結(jié)構(gòu)圖中的“環(huán)形齒輪”，下同）或者使其行星齒輪與發(fā)電機(jī)/電動機(jī)相連。第三個離合器用于使內(nèi)燃發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)/電動機(jī)相連，使車輛具備續(xù)駛能力。 電力驅(qū)動模式下
在這一模式下，主電動機(jī)在較低車速和急加速的情況下，憑借電池中儲存的能量提供所有的推動力。這時，行星齒圈被鎖住，發(fā)電機(jī)/電動機(jī)與內(nèi)燃發(fā)動機(jī)和行星齒輪組相分離。主電動機(jī)最大功率為111千瓦，并且在低速時能平順提供高達(dá)368牛米的最大扭矩，為車輛提供穩(wěn)定且強(qiáng)勁的加速性。 高速雙電動機(jī)行駛模式
當(dāng)車速增加時，行星齒圈與發(fā)電機(jī)/電動機(jī)相耦合，這時發(fā)電機(jī)/電動機(jī)在系統(tǒng)中作為一個小型電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，與主電動機(jī)同時工作并以較高的效率提供動力輸出。Volt（沃藍(lán)達(dá)）的研發(fā)團(tuán)隊通過將發(fā)電機(jī)/電動機(jī)作為小型電動機(jī)使用，與主電動機(jī)一起協(xié)同工作，從而降低了高速狀態(tài)下主電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，使得這款車在高速公路上以純電動模式行駛時，可多行駛兩英里。 增程模式下
當(dāng)電池能量快耗盡時，Volt（沃藍(lán)達(dá)）的1.4L內(nèi)燃發(fā)動機(jī)通過第三個離合器與發(fā)電機(jī)/電動機(jī)相連（此時發(fā)電機(jī)/電動機(jī)作為發(fā)電機(jī)使用）。在車速較低和急加速的情況下，Volt（沃藍(lán)達(dá)）完全由主電動機(jī)驅(qū)動。此時，行星齒圈與發(fā)電機(jī)/電動機(jī)的連接被切斷。由內(nèi)燃發(fā)動機(jī)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)/電動機(jī)(此時作為發(fā)電機(jī)使用)和電池一起為主電動機(jī)提供電能。通常情況下，內(nèi)燃發(fā)動機(jī)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)/電動機(jī)（此時作為發(fā)電機(jī)）會使電池保持在最小荷電狀態(tài)，以進(jìn)行增程行駛。 因為最有效的為Volt（沃藍(lán)達(dá)）充電的方式是將其連接到電源插座上為電池充電，發(fā)電機(jī)/電動機(jī)只用于使電池保持在最小荷電狀態(tài)。如果在車輛加速狀態(tài)下電池的電量降到最低電量狀態(tài)時或車輛處于山地運(yùn)行狀態(tài)而電池電量低于總電量的45%時，發(fā)電機(jī)/電動機(jī)就會為電池充電，使其達(dá)到最小電池荷電狀態(tài)并維持這一狀態(tài)。 高速雙電動機(jī)行駛模式
純電力驅(qū)動模式下的高速雙電動機(jī)驅(qū)動方式也被用于增程行駛。離合器使發(fā)電機(jī)/電動機(jī)和內(nèi)燃發(fā)動機(jī)以及行星齒圈相連，使內(nèi)燃發(fā)動機(jī)和兩個電動機(jī)共同運(yùn)作，通過行星齒輪組驅(qū)動Volt（沃藍(lán)達(dá)）電動車。所有的驅(qū)動能量都通過行星齒輪聚集在一起，傳送到最終的驅(qū)動系統(tǒng)。 無論使用哪種驅(qū)動模式，Volt（沃藍(lán)達(dá)）總是由主電動機(jī)驅(qū)動。因此，只有在主電動機(jī)工作時，內(nèi)燃發(fā)動機(jī)才能參與驅(qū)動車輛。為了使行星齒輪組傳遞扭矩，行星齒圈、恒星齒輪和行星齒輪架三個元素中至少有一個必須處于被鎖住狀態(tài)。因為沒有離合器能鎖住恒星齒輪，因此提供驅(qū)動車輛所需的反作用扭矩，主電動機(jī)必不可少。 這一獨(dú)特的驅(qū)動裝置使Volt（沃藍(lán)達(dá)）在高速公路行駛的狀態(tài)下的電池效率相比僅使用單一牽引電動機(jī)的情況提高10%-15%。此外，即使在增程行駛的狀態(tài)下，或是在緊急加速的情況下，通過利用大容量電池，Volt（沃藍(lán)達(dá)）同樣能為駕駛者提供精彩的駕駛體驗。
◆找出真相：全面分析解讀 特殊的行星齒輪機(jī)構(gòu)
在看過了官方的介紹，了解大致組成后，我們來進(jìn)一步分析Volt沃藍(lán)達(dá)的驅(qū)動模塊，電動車都需要一套減速機(jī)構(gòu)來與驅(qū)動橋的齒輪轉(zhuǎn)速相匹配，它同時承擔(dān)著放大扭矩的作用，Volt的這套4ET50驅(qū)動裝置使用了一套行星齒輪結(jié)構(gòu)，引起的爭論正和這個機(jī)構(gòu)有關(guān)。 使用行星齒輪作為電動機(jī)減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計其實并不是Volt的專屬，搭載豐田第二代混合動力系統(tǒng)的雷克薩斯LS600hL的電動機(jī)部分也使用了行星齒輪減速機(jī)構(gòu)。
在這套行星齒輪機(jī)構(gòu)中，主電動機(jī)直接連接太陽輪（官方資料中所稱的“恒星輪/環(huán)形齒輪”），齒圈（官方介紹中“行星齒圈”）則通過兩套離合裝置可分別鎖止或與發(fā)電/電動機(jī)連接。 發(fā)動機(jī)確實參與了驅(qū)動！ 引起爭議的是前面介紹中的第四種工作模式--增程模式下的雙電機(jī)行駛模式，國外汽車媒體認(rèn)為在這種模式下，發(fā)動機(jī)直接參與了驅(qū)動，通過一定的機(jī)械連接將動力傳送到了前橋上。而此次官方的三點回復(fù)中，第二點“Voltec電力驅(qū)動系統(tǒng)中搭載的1.4L增程型內(nèi)燃發(fā)動機(jī)和車輛驅(qū)動齒輪之間并沒有直接的機(jī)械性聯(lián)系（亦即無固定齒輪傳動比的聯(lián)系）。”的描述直接的反駁了這種說法。 在官方的資料中，增程模式下的高速行駛描述為“純電力驅(qū)動模式下的高速雙電動機(jī)驅(qū)動方式也被用于增程行駛。”，但是仔細(xì)思考就能發(fā)現(xiàn)，增程模式下的“雙電機(jī)驅(qū)動”與純電動模式下的“雙電機(jī)驅(qū)動”方式并不相同，這兩種模式下發(fā)電/電動機(jī)的角色并不相同！ 在電動模式下，發(fā)電/電動機(jī)與發(fā)動機(jī)沒有任何連接，通過電池組供電，以電動機(jī)的形式驅(qū)動齒圈，與主電機(jī)恒星輪的轉(zhuǎn)速產(chǎn)生疊加作用，共同推動行星齒輪架轉(zhuǎn)動，將動力輸出到前橋上。 而在增程模式下呢？我們要知道這個時候發(fā)動機(jī)與發(fā)電/電動機(jī)已經(jīng)接合，發(fā)動機(jī)的動力帶動發(fā)電/電動機(jī)的轉(zhuǎn)子依靠電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生電能為蓄電池充電，提供主電動機(jī)的能源，這個時候的發(fā)電/電動機(jī)的身份是一臺被動運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)電機(jī)！
也就是說，這種情況下，驅(qū)動行星齒圈的并不是發(fā)電/電動機(jī)，而是帶動發(fā)電/電動機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的1.4L的自然吸氣發(fā)動機(jī)，通過兩套離合器間接驅(qū)動行星齒圈，這難道不算機(jī)械連接嗎？官方回復(fù)中第二點所說的“并無直接性機(jī)械聯(lián)系”，如果使用的是從依靠摩擦傳導(dǎo)動力的離合器，加上剛性的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，怎么能不是機(jī)械聯(lián)系？ 當(dāng)然，在這里，有一點需要說明的是，發(fā)動機(jī)在參與驅(qū)動的過程中并非主角，僅僅是一個助力的角色，要知道1.4L自然吸氣發(fā)動機(jī)無論是功率還是扭矩輸出都無法和111千瓦、368牛米的強(qiáng)勁主電動機(jī)比擬。 發(fā)動機(jī)無法直接驅(qū)動車輛！ 爭論的另一個焦點是由發(fā)動機(jī)參與驅(qū)動引起的，部分媒體猜測Volt沃藍(lán)達(dá)的發(fā)動機(jī)具備直接驅(qū)動車輛的能力，對此，通用在第一點回復(fù)中就明確寫道：“如果沒有主電動機(jī)提供的電力，Voltec電力驅(qū)動系統(tǒng)將無法運(yùn)轉(zhuǎn)；在主電動機(jī)無法正常運(yùn)行的條件下，Voltec驅(qū)動系統(tǒng)中的增程型內(nèi)燃發(fā)動機(jī)是無法單獨(dú)驅(qū)動車輛運(yùn)行的。”這話又是否經(jīng)得住推敲呢？
在這個爭論上，通用并沒有撒謊，根據(jù)資料介紹，主電機(jī)連接的太陽輪并沒有鎖止裝置，當(dāng)主電機(jī)不工作時，其轉(zhuǎn)子（太陽輪）便處于自由狀態(tài)，根據(jù)行星齒輪機(jī)構(gòu)的特性，處于自由狀態(tài)的太陽輪和連接著驅(qū)動軸的行星齒輪架相比，阻力要小得多，我們幾乎可以認(rèn)為行星齒輪架相當(dāng)于固定的狀態(tài)，這時候，即使發(fā)動機(jī)驅(qū)動行星齒圈旋轉(zhuǎn)，得到的結(jié)果也只能是帶著太陽輪空轉(zhuǎn)而已，根本無法把動力傳輸?shù)叫行驱X輪架上。所以，發(fā)動機(jī)在主電機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下根本無法向前橋輸出動力，它并非普銳斯那樣的并聯(lián)混合動力車型，Volt的這臺1.4L發(fā)動機(jī)無法獨(dú)立驅(qū)動車輛行駛。 從這個角度上來講，Volt確實是完全依賴電動機(jī)驅(qū)動的車輛。所以，關(guān)于通用官方的回復(fù)以及外媒的爭論，我們能夠給出的結(jié)論是：發(fā)動機(jī)確實參與了驅(qū)動（僅起助力作用），但是發(fā)動機(jī)不具備獨(dú)立驅(qū)動車輛的能力。 那么，它究竟該歸屬于電動車？還是當(dāng)做混合動力車型呢？下面我們可以一起來討論。 ◆話題和討論 它是什么？ 通用對Volt沃藍(lán)達(dá)的定位為“增程型電動車”，這個說法其實并沒有錯，依靠發(fā)動機(jī)提供電能做的“增程”效果，將行駛里程從純電動的最遠(yuǎn)約64公里延長至近500公里，實現(xiàn)了常規(guī)動力車型的續(xù)航里程，是一種非常靈活的概念，從理念上來說也是一個創(chuàng)新。 但是，如果涉及到“純電動車”的概念，Volt的特性就不夠匹配了，“純電動車輛是以電為能源，由電動機(jī)驅(qū)動行駛的，不再產(chǎn)生新的污染...”從專家們對純電動車的定義就不難看出，依然使用了傳統(tǒng)石化燃料引擎的Volt并不能歸到“純電動車”的行列。如果將汽油機(jī)拆掉，Volt便能夠成為名副其實的純電動車。從目前Volt的特性上來分類，將其歸為PHEV（插電式油電混合動力車型）似乎是最恰當(dāng)?shù)姆绞健?/p> 在我看來，沃藍(lán)達(dá)確實是很特別的一個案例，和現(xiàn)在流行的常規(guī)發(fā)動機(jī)+啟停裝置/低功率電動機(jī)等弱混（或稱輕混）模式剛好完全相反，發(fā)動機(jī)反而成為了陪襯，可以算是電動車當(dāng)中的“輕混”車型。 期待拆解發(fā)現(xiàn)更多 僅憑借技術(shù)資料所做的分析和實物的拆解相比總是不夠全面的，與科魯茲出自同一平臺的Volt異于常規(guī)轎車的動力系統(tǒng)和底盤布局所帶來的實際駕乘感受以及它在經(jīng)濟(jì)性方面的表現(xiàn)都是我們期待能夠親身體驗的。希望Volt沃藍(lán)達(dá)2011年登陸中國時，能夠帶著這套先進(jìn)的Voltec驅(qū)動模塊來車168作客，讓我們能夠親眼見識一番通用在新能源技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)結(jié)晶。（文/車168 范鑫） |
|
|
來自： 漁人 > 《技術(shù)原理》
