電動(dòng)?混動(dòng)?雪佛蘭VOLT到底是什么?
Volt海外試駕事故引發(fā)了海外媒體與通用汽車關(guān)于產(chǎn)品最終屬性的爭(zhēng)論。這種將于2021年引入中國(guó)的模式也備受關(guān)注。在國(guó)家大興新能源汽車政策的關(guān)鍵時(shí)刻,關(guān)于Volt到底是純電動(dòng)汽車還是混合動(dòng)力汽車的爭(zhēng)論引起了軒然大波,通用汽車也很快給了我們相應(yīng)的回復(fù)和技術(shù)解釋。那么,這些解釋能幫助我們認(rèn)識(shí)伏瓦蘭達(dá)的真實(shí)本質(zhì)嗎?通過我們的分析解讀,告訴你事件背后的真相!
◆工作模式和結(jié)構(gòu)介紹
對(duì)于Volt的工作模式介紹,可以結(jié)合官方文件的描述進(jìn)行初步了解:
官方描述:
沃爾泰克電氣傳動(dòng)系統(tǒng)介紹
對(duì)于通用雪佛蘭Volt Voltec電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的R&D工程師來說,超越客戶需求是他們的首要目標(biāo)。由于Volt是汽車行業(yè)首款增程式電動(dòng)車,因此開發(fā)團(tuán)隊(duì)致力于讓Volanda的客戶在電動(dòng)和增程式駕駛模式下都能體驗(yàn)到最高效、最有趣的駕駛體驗(yàn)。
大多數(shù)由電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車使用帶有固定變速箱的單個(gè)電機(jī)來降低電機(jī)的速度,并使其與車輪速度同步。雪佛蘭Volt則不同。它采用了獨(dú)特的電驅(qū)動(dòng)裝置,提高了車輛的駕駛效率。當(dāng)接近最大速度時(shí),任何電機(jī)的效率都會(huì)降低。伏特的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括兩個(gè)電動(dòng)機(jī)、三個(gè)離合器和一個(gè)行星齒輪組。這種行星齒輪組可以降低電機(jī)的總轉(zhuǎn)速,從而提高車輛的整體驅(qū)動(dòng)效率。這種配置可以減少車輛在高速公路上行駛的電池?fù)p耗,使電動(dòng)車多行駛兩英里。
Volt的電機(jī)和齒輪組與業(yè)界首款增程內(nèi)燃機(jī)同軸安裝。根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式的不同,其中兩個(gè)離合器或者是用來鎖緊行星齒輪組上的行星齒圈或者是將其行星齒輪與發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)連接。第三離合器用于連接內(nèi)燃機(jī)和發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī),使車輛可以繼續(xù)行駛。這種創(chuàng)新的駕駛系統(tǒng)有以下四種主要操作模式:
電驅(qū)動(dòng)模式下的低速單電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式
在這種模式下,在低車速和快速加速時(shí),主電機(jī)用儲(chǔ)存在電池中的能量提供所有驅(qū)動(dòng)力。此時(shí),行星齒圈被鎖定,發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)與內(nèi)燃機(jī)和行星齒輪組分離。主電機(jī)最大功率111 kW,低速時(shí)可平穩(wěn)提供高達(dá)368 Nm的最大扭矩,為車輛提供穩(wěn)定強(qiáng)勁的加速。
高速雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式
當(dāng)車速增加時(shí),行星齒圈與發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)耦合。此時(shí),發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)作為系統(tǒng)中的小型電動(dòng)機(jī)運(yùn)行,與主電動(dòng)機(jī)同時(shí)工作,提供高效率的動(dòng)力輸出。Volt的R&D團(tuán)隊(duì)使用發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)作為小型電動(dòng)機(jī),并與主電動(dòng)機(jī)一起工作,從而降低主電動(dòng)機(jī)在高速行駛時(shí)的速度,因此這款車在高速公路上以純電動(dòng)模式行駛時(shí)可以多行駛兩英里。
增程模式下的低速單電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式
當(dāng)電池能量耗盡時(shí),Volt的1.4L內(nèi)燃機(jī)通過第三離合器連接到發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)。在車速低、加速快的情況下,Volt完全由主電機(jī)驅(qū)動(dòng)。此時(shí),行星齒圈和發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)之間的連接被切斷。由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)和電池共同為主電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。通常情況下,由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)將保持電池處于最小充電狀態(tài),以進(jìn)行增程行駛。
因?yàn)榻oVolt充電最有效的方法是將其連接到電源插座上給電池充電,所以發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)僅用于保持電池處于最低充電狀態(tài)。如果車輛加速時(shí),或者車輛行駛在山區(qū),電池電量低于總電量的45%時(shí),電池電量降至最低充電狀態(tài),發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)將對(duì)電池進(jìn)行充電,使其達(dá)到電池的最低充電狀態(tài),并保持該狀態(tài)。
高速雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式
純電驅(qū)動(dòng)模式下的高速雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)也用于增程行駛。離合器發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)與內(nèi)燃機(jī)和行星齒圈連接,使內(nèi)燃機(jī)和兩個(gè)電動(dòng)機(jī)共同工作,通過行星齒輪組驅(qū)動(dòng)Volt電動(dòng)車。所有的驅(qū)動(dòng)能量通過行星齒輪聚集在一起,傳遞到最終的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
無論采用哪種驅(qū)動(dòng)方式,Volt始終由主電機(jī)驅(qū)動(dòng)。因此,內(nèi)燃機(jī)只有在主電機(jī)工作時(shí)才能驅(qū)動(dòng)車輛。為了使行星齒輪組傳遞扭矩,必須鎖定行星齒圈、太陽齒輪和行星齒輪架三個(gè)元件中的至少一個(gè)。因?yàn)闆]有離合器可以鎖定太陽齒輪,所以主電機(jī)對(duì)于提供驅(qū)動(dòng)車輛所需的反作用扭矩至關(guān)重要。
這種獨(dú)特的驅(qū)動(dòng)裝置使Volt 的電池效率比僅使用單個(gè)牽引電機(jī)的情況提高了10%-15%。此外,即使在長(zhǎng)時(shí)間行駛的狀態(tài)下或緊急加速的情況下,Volt也可以通過使用大容量電池為駕駛員提供精彩的駕駛體驗(yàn)。
找出真相:全面分析/討論◆發(fā)現(xiàn)真相:綜合分析解讀
特殊行星齒輪機(jī)構(gòu)
通用4ET50電驅(qū)動(dòng)模塊
看完官方介紹,了解大致組成后,我們?cè)賮磉M(jìn)一步分析Volt Volanda的驅(qū)動(dòng)模塊。所有的電動(dòng)車都需要一個(gè)減速機(jī)構(gòu)來匹配驅(qū)動(dòng)橋的檔位速度,這也起到了放大扭矩的作用。Volt的4ET50驅(qū)動(dòng)裝置采用了行星齒輪結(jié)構(gòu),這個(gè)機(jī)構(gòu)引發(fā)的爭(zhēng)議與這個(gè)機(jī)構(gòu)有關(guān)。
事實(shí)上,使用行星齒輪作為電機(jī)減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)并不僅限于Volt。搭載豐田第二代混動(dòng)系統(tǒng)的雷克薩斯LS(查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策)600hL的電機(jī)部分也采用了行星齒輪減速機(jī)構(gòu)。
ET 4ET50行星齒輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化示意圖
在這種行星齒輪機(jī)構(gòu)中,主電機(jī)直接與太陽輪連接,齒圈可以通過兩套離合裝置分別與發(fā)電機(jī)/電機(jī)鎖緊或連接。
發(fā)動(dòng)機(jī)真的參與了驅(qū)動(dòng)!
引起爭(zhēng)議的是前面介紹的第四種工作模式——增程模式下的雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式。國(guó)外汽車媒體認(rèn)為,在這種模式下,發(fā)動(dòng)機(jī)直接參與驅(qū)動(dòng),通過一定的機(jī)械連接將動(dòng)力傳遞給前軸。在官方的三點(diǎn)答復(fù)中,第二點(diǎn)是“Voltec電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的1.4L增程內(nèi)燃機(jī)與車輛的主動(dòng)擋沒有直接的機(jī)械連接?!泵枋鲋苯玉g斥了這種說法。
在官方數(shù)據(jù)中,增程模式下的高速行駛被描述為“純電驅(qū)動(dòng)模式下的高速雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式也用于增程行駛。”但仔細(xì)考慮后可以發(fā)現(xiàn),增程模式下的“雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)”與純電動(dòng)模式下的“雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)”不同,發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)在這兩種模式下的作用也不同!
電動(dòng)模式下,發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)無連接,由電池組提供動(dòng)力,以電動(dòng)機(jī)的形式驅(qū)動(dòng)齒圈,與主電機(jī)太陽輪轉(zhuǎn)速有疊加作用,共同驅(qū)動(dòng)行星齒輪架轉(zhuǎn)動(dòng),將動(dòng)力輸出到前軸。
在增程模式下呢?我們要知道此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)已經(jīng)接合,發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生電能給電池充電,為主電機(jī)提供能量。此時(shí),發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)的身份是一臺(tái)被動(dòng)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)!
也就是說,在這種情況下,驅(qū)動(dòng)行星齒圈的不是發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī),而是驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的1.4L自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī),通過兩套離合器間接驅(qū)動(dòng)行星齒圈。這不是機(jī)械連接嗎?官方回復(fù)的第二點(diǎn)說“沒有直接的機(jī)械連接”。如果用依靠摩擦傳遞動(dòng)力的離合器和剛性發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子,怎么可能不是機(jī)械連接?
當(dāng)然,這里需要注意的是,發(fā)動(dòng)機(jī)在駕駛過程中并不是主導(dǎo)作用,而只是助推作用。需要知道的是,1.4L自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)在功率和扭矩輸出方面是無法和111 kW、368 Nm的大功率主電機(jī)相比的。
發(fā)動(dòng)機(jī)不能直接驅(qū)動(dòng)車輛!
爭(zhēng)論的另一個(gè)焦點(diǎn)是由發(fā)動(dòng)機(jī)參與駕駛引起的。有媒體猜測(cè),Volt Volanda的發(fā)動(dòng)機(jī)具有直接驅(qū)動(dòng)車輛的能力。對(duì)此,通用汽車在第一次回復(fù)中明確寫道:“沒有主電機(jī)提供的動(dòng)力,Voltec電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將無法工作;在主電機(jī)無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下,Voltec驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的增程內(nèi)燃機(jī)無法單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車輛?!边@句話經(jīng)得起推敲嗎?
通用汽車沒有在這個(gè)論點(diǎn)上撒謊。數(shù)據(jù)顯示,連接到主電機(jī)的太陽齒輪沒有鎖緊裝置。當(dāng)主電機(jī)不工作時(shí),其轉(zhuǎn)子處于自由狀態(tài)。根據(jù)行星齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn),太陽齒輪在自由狀態(tài)下的阻力比行星齒輪架連接到驅(qū)動(dòng)軸上的阻力小得多。我們幾乎可以認(rèn)為行星齒輪架相當(dāng)于一個(gè)固定狀態(tài)。這時(shí),即使發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)行星齒圈轉(zhuǎn)動(dòng),也得到結(jié)果。因此,當(dāng)主電機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)根本無法向前軸輸出動(dòng)力。它不是像普銳斯(查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策)那樣的并聯(lián)混合動(dòng)力汽車,Volt的1.4L發(fā)動(dòng)機(jī)也不能獨(dú)立驅(qū)動(dòng)車輛。
從這個(gè)角度來看,Volt確實(shí)是一款完全由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車。所以,對(duì)于通用的官方回復(fù)和外媒的說法,我們可以得出這樣的結(jié)論:發(fā)動(dòng)機(jī)確實(shí)參與了駕駛,但發(fā)動(dòng)機(jī)不具備自主駕駛車輛的能力。
那么,它應(yīng)該屬于電動(dòng)車嗎?還是作為混合動(dòng)力汽車?我們可以在下面一起討論。
◆主題和討論
這是什么?
通用伏特沃蘭達(dá)定位為“增程式電動(dòng)車”,其實(shí)并沒有錯(cuò)。依靠發(fā)動(dòng)機(jī)提供電能的“增程”效果,行駛里程從64公里左右擴(kuò)展到近500公里,實(shí)現(xiàn)了常規(guī)動(dòng)力汽車的續(xù)航里程,是一個(gè)非常靈活的概念,也是一個(gè)理念上的創(chuàng)新。
但如果涉及到“純電動(dòng)汽車”的概念,Volt的特性就不夠匹配?!凹冸妱?dòng)汽車由電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力,不會(huì)產(chǎn)生新的污染……”從專家對(duì)純電動(dòng)汽車的定義中不難看出,仍然使用傳統(tǒng)化石燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的Volt,并不能歸為“純電動(dòng)汽車”。如果去掉汽油發(fā)動(dòng)機(jī),Volt就能成為真正的純電動(dòng)汽車。目前看來,根據(jù)Volt的特點(diǎn)將其歸類為PHEV似乎是最合適的方式。
在我看來,沃蘭達(dá)確實(shí)是一個(gè)非常特殊的情況,與現(xiàn)在流行的弱混模式完全相反,比如常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)+啟停裝置/低功率電機(jī)。相反,發(fā)動(dòng)機(jī)成了陪襯,在電動(dòng)汽車中可以算是“輕混”車型。
期待拆解和發(fā)現(xiàn)更多
單純基于技術(shù)數(shù)據(jù)的分析,與實(shí)物的拆解相比,總是不夠全面。Volt與Cruze同平臺(tái)帶來的實(shí)際駕駛體驗(yàn)及其在經(jīng)濟(jì)性上的表現(xiàn),有別于常規(guī)汽車的動(dòng)力系統(tǒng)和底盤布局,都是期待我們親身體驗(yàn)的。希望2021年Volt Volanda登陸中國(guó)時(shí),他能帶著這款先進(jìn)的Voltec驅(qū)動(dòng)模塊來到車168,讓我們親眼看到通用汽車在新能源技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)結(jié)晶。
>>點(diǎn)擊查看今日優(yōu)惠<<
使用微信掃描二維碼
即可進(jìn)入交流群
使用微信掃描二維碼
使用微信掃描二維碼
即可進(jìn)入交流群
使用微信掃描二維碼