[汽車之家 技術(shù)] 通用汽車目前在混合動(dòng)力車型的研發(fā)上走了一條與豐田等日系廠商不同的技術(shù)路線,作為一輛增程式混合動(dòng)力車型,雪佛蘭沃藍(lán)達(dá)Volt(后面簡稱沃藍(lán)達(dá))究竟有何技術(shù)特點(diǎn)?其續(xù)航里程、油耗表現(xiàn)與普通車有何差異?為此,我們也專門購進(jìn)了一輛沃藍(lán)達(dá),通過體驗(yàn)來盡可能準(zhǔn)確地解答這些問題。
● 何為增程式混合動(dòng)力
與目前全球銷量最大且技術(shù)成熟的豐田普銳斯相比,沃藍(lán)達(dá)采用了市面上相對(duì)較少的增程式混合動(dòng)力系統(tǒng)。簡單來說,它具有插電和增程兩種工作狀態(tài)。在插電模式下,通過接入外接電源來為車輛充電,這時(shí)車內(nèi)16千瓦·時(shí)容量的鋰離子電池組用來存儲(chǔ)電能。充滿電后,電池組可以驅(qū)動(dòng)車輛行駛約60公里(實(shí)際里程后面會(huì)討論),從而滿足一般的城市代步需求。
由于沃藍(lán)達(dá)可以靈活地在兩種驅(qū)動(dòng)模式之間選擇,所以用戶所受到的限制就大大減少。如果用戶具備充電條件(220V普通交流電源即可),完全可以把它當(dāng)做一臺(tái)電動(dòng)車來開。如果到了沒有充電條件的遠(yuǎn)郊,用戶也不必?fù)?dān)心車輛半路拋錨,這時(shí)它就相當(dāng)于一輛使用傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的車輛。
我們可以看出,普銳斯車型的混合動(dòng)力系統(tǒng)是根據(jù)車輛不同的行駛工況(起步、低速巡航、急加速等)來判定何時(shí)讓傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)參與到動(dòng)力系統(tǒng)中來,而沃藍(lán)達(dá)的增程式混合動(dòng)力很清晰地被分成插電和增程兩種工作模式,先是純電動(dòng)行駛,當(dāng)電量用盡后發(fā)動(dòng)機(jī)介入發(fā)電來驅(qū)動(dòng)車輛進(jìn)入增程模式。我們很難說二者孰優(yōu)孰劣,只不過是在節(jié)能省油的相同目標(biāo)下的不同技術(shù)策略而已。
● 動(dòng)力系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)
沃藍(lán)達(dá)的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括兩個(gè)電動(dòng)機(jī)(一臺(tái)主電動(dòng)機(jī)和一個(gè)發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī))、三個(gè)離合器以及一個(gè)行星齒輪組。此外車輛還有一臺(tái)1.4L汽油發(fā)動(dòng)機(jī)以及位于乘員艙下部的16千瓦·時(shí)鋰離子電池組。
電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)是在低轉(zhuǎn)速下可輸出較大的扭矩,而一旦轉(zhuǎn)速升高,電動(dòng)機(jī)的效率就會(huì)隨之降低。沃藍(lán)達(dá)的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為了克服電動(dòng)機(jī)的這一劣勢(shì),特意在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中加入了行星齒輪組,它對(duì)于提高車輛整體的行駛效率也有很大幫助,無形當(dāng)中也減少了車輛在高速行駛時(shí)的電能損耗。
● 充電裝置和充電時(shí)間
為了更全面地體驗(yàn)這款增程式混動(dòng)車型,我們?cè)谵k公地點(diǎn)的地下車庫里安裝了充電樁。根據(jù)要求,充電樁可以使用交流220V電壓,而線路必須能承受至少10A的電流,此外插座需要接地。除了充電樁,沃藍(lán)達(dá)是不允許使用便攜式或者備用發(fā)電設(shè)備來對(duì)其進(jìn)行充電的!
當(dāng)車輛進(jìn)入增程模式時(shí),即表明電池的電量已用盡,我們也測(cè)試了車輛在此狀態(tài)下充滿電所需的時(shí)間以及所用的電量。根據(jù)說明書的標(biāo)示,在5-25℃的環(huán)境下,沃藍(lán)達(dá)充滿電約需6小時(shí)。我們辦公地點(diǎn)的地下車庫的環(huán)境溫度在13℃左右,充滿電最終用了6小時(shí)13分鐘,所用去的電量約11千瓦·時(shí)(1千瓦·時(shí)=1度電)。這也正如我前面所提到的,雖然電池組為16千瓦·時(shí),但是當(dāng)電量剩余40%左右時(shí),就會(huì)切換到增程模式,所以充滿使用掉的那60%的電能需大約11千瓦·時(shí)左右的電量。
● 幾種動(dòng)力行駛模式
在實(shí)際駕駛過程中,沃藍(lán)達(dá)有幾種行駛模式,而通過中央顯示屏可以直觀地看到車輛動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)時(shí)的工作情況。
◆ 插電模式下
——單一電動(dòng)機(jī)行駛模式
在插電模式下,沃藍(lán)達(dá)就是一輛純粹的電動(dòng)車。在城市駕駛的中低車速和急加速工況下,其只依靠電池組的能量來驅(qū)動(dòng)主電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。此時(shí),主電動(dòng)機(jī)最大功率為111千瓦,并且能平順地提供高達(dá)368牛·米的最大扭矩。車輛行駛時(shí)非常安靜,但是在起步加速和制動(dòng)時(shí)可以明顯地聽到電流聲,此外沃藍(lán)達(dá)也加入了起步蠕行功能,在D擋松開剎車后,車輛便會(huì)緩慢前行,這與普通的內(nèi)燃機(jī)車型并不二致。
——高速雙電動(dòng)機(jī)行駛模式
在插電模式下且車輛高速巡航時(shí),由于此時(shí)單純依靠主電動(dòng)機(jī)會(huì)導(dǎo)致工作效率降低,所以行星齒輪組會(huì)將發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)相耦合,此時(shí)發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)就將作為一個(gè)小型電動(dòng)機(jī)與主電動(dòng)機(jī)同時(shí)工作以提高工作效率,這也降低了高速巡航狀態(tài)下主電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,使得沃藍(lán)達(dá)在高速公路上以純電動(dòng)模式行駛時(shí)跑得更遠(yuǎn),不過在此種狀態(tài)下,車輛也是最為費(fèi)電的。
◆ 增程模式下
——中低速單一電動(dòng)機(jī)行駛模式
當(dāng)電池能量耗盡時(shí),沃藍(lán)達(dá)的1.4L汽油發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)通過離合器與發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)相連,此時(shí)發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)作為發(fā)電機(jī)使用來將電能直接提供給主電動(dòng)機(jī),并驅(qū)動(dòng)其工作,此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)就相當(dāng)于為車輛充電的充電樁。而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí),在車內(nèi)可以聽到發(fā)動(dòng)機(jī)工作的聲音,通過油門踏板也能感到明顯的振動(dòng)。
——高速雙電動(dòng)機(jī)行駛模式
純電力驅(qū)動(dòng)模式下的高速雙電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式也被用于增程模式,此種情況下離合器使發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以及行星齒圈相連,從而使發(fā)動(dòng)機(jī)和兩個(gè)電動(dòng)機(jī)共同運(yùn)轉(zhuǎn),此時(shí)所有的能量都通過行星齒輪聚集在一起,并傳送到最終的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。在增程模式下對(duì)車輛制動(dòng)時(shí),一部分動(dòng)能同樣會(huì)被回收到鋰離子電池組中。
● 實(shí)際油耗表現(xiàn)
對(duì)于一輛純電動(dòng)車或混合動(dòng)力車型來說,其空調(diào)系統(tǒng)的制冷和制熱功能不再依靠發(fā)動(dòng)機(jī),而是通過電池組中的能量來帶動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。所以沃藍(lán)達(dá)在充滿電后的電能并不是全部用來驅(qū)動(dòng)車輛,其中一部分要用來帶動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)以及其它電子設(shè)備。
在寒冷的天氣里,坐進(jìn)沃藍(lán)達(dá)開啟空調(diào)后很快就有暖風(fēng)吹出,這與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車型需要等到水溫升高的一定程度才有暖風(fēng)存在很大不同。而當(dāng)室外溫度為零下時(shí),要想使車內(nèi)溫度保持在20℃左右,溫差就超過了20℃,所以冬天對(duì)于純電動(dòng)汽車或者混合動(dòng)力車型來講,往往要消耗更多的電能用于維持駕駛室的溫度。此外,電池組在寒冷環(huán)境下的自身能量損耗也較大,所以綜合來看,寒冷的外界環(huán)境條件會(huì)給新能源車型的續(xù)航里程帶來較大問題。
在北京12月下旬的天氣里,我們對(duì)沃藍(lán)達(dá)插電模式的續(xù)航里程進(jìn)行了測(cè)試。在室外環(huán)境溫度為-3℃,空調(diào)系統(tǒng)設(shè)定在27℃且最小能耗模式的條件下,沃藍(lán)達(dá)在相對(duì)擁堵的城市路況(平均時(shí)速約30km/h)的實(shí)際續(xù)航里程約47公里(充滿電后車輛顯示的續(xù)航里程為56公里)。
在增程模式下,外界環(huán)境溫度為3℃,空調(diào)系統(tǒng)設(shè)定在27℃的條件下,我們行走了一段包含相對(duì)擁堵的城市路況(約70公里)和120km/h的高速巡航路段(約85公里)來測(cè)試其油耗表現(xiàn),實(shí)際體驗(yàn)下來根據(jù)行車電腦的顯示器百公里油耗為6.8L。
沃藍(lán)達(dá)的油箱容積為35L,如果按照7L/100km的油耗來計(jì)算,再加上電池組的能量,沃藍(lán)達(dá)的續(xù)航里程可以超過500公里,這一點(diǎn)上,它與普通內(nèi)燃機(jī)汽車沒有太大區(qū)別。此外,通過儀表盤右側(cè)的能效球可以幫助駕駛者更為經(jīng)濟(jì)節(jié)能地駕駛車輛。
● 全文總結(jié):
在增程模式下,沃藍(lán)達(dá)就像一輛普通采用內(nèi)燃機(jī)的車輛,其綜合油耗表現(xiàn)也是不錯(cuò)的,特別是沃藍(lán)達(dá)的整備質(zhì)量超過了1.7噸,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于雅閣、君越這個(gè)級(jí)別的車型。而在堵車以及制動(dòng)時(shí),沃藍(lán)達(dá)可以獲得比普通車輛更高的能效水平,而此時(shí)的環(huán)境溫度對(duì)油耗的影響并不是很大。在插電模式下,沃藍(lán)達(dá)就是一輛純電動(dòng)汽車,此時(shí)的環(huán)境溫度,特別是低溫環(huán)境對(duì)車輛的續(xù)航里程還是有較大影響的。綜合來看,在城市50公里左右的短途行駛中,我們可以全部依靠插電模式來完成,當(dāng)超過這個(gè)里程后,就需要汽油機(jī)的介入,所以這種增程式混合動(dòng)力車型兼顧了短途行駛的零排放以及遠(yuǎn)距離行駛的續(xù)航問題。
如果我們以一段300公里的路程以及7L/100km的油耗來計(jì)算,在前50公里依靠純電動(dòng)行駛不消耗汽油,后250公里的耗油量為17.5L,綜合下來,其百公里油耗為5.8L。路程超過300公里,油耗會(huì)逐步增加,小于300公里,百公里的油耗水平還會(huì)降低,所以沃藍(lán)達(dá)在燃油經(jīng)濟(jì)性方面的表現(xiàn)還是不錯(cuò)的,只不過這需要建立在擁有一個(gè)私人車位和充電樁的基礎(chǔ)上,而其接近50萬的售價(jià)也讓消費(fèi)者難以對(duì)它提起興趣。截止到2012年底,沃藍(lán)達(dá)在全球累計(jì)的銷量約3萬臺(tái),我想作為一款新能源車型,對(duì)混合動(dòng)力技術(shù)的創(chuàng)新、驗(yàn)證以及積累或許才是通用現(xiàn)階段最為看重的。(文/汽車之家 馮景毅)
● 相關(guān)鏈接:
電動(dòng)?混動(dòng)?雪佛蘭VOLT到底是什么?
http://www.bjhplwc.com/tech/201107/223547.html
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