增程式電動車教學文案

1、8月31日，通用汽車中國公司宣布量產版雪佛蘭VOIt正式登陸中國，并取名沃藍達。這輛全球首款量產增程型電動車將在 2011年底進口中國銷售，屆時 中國將成為美國本土之外首個引入雪佛蘭volt的市場之一。通用之所以這么看重中國市場，完全是源于當前出現(xiàn)在中國汽車行業(yè)的新能源熱潮。而雪佛蘭Volt從其概念車的誕生，至U如今量產車的下線，在其電力驅動系統(tǒng)、能源管理、電池 技術以及設計理念和開發(fā)流程等方面，都有許多獨到之處，而這正是最值得處于新能源熱潮中的中國汽車企業(yè)好好學習的。通用稱Volt是一種為了滿足較長行駛里程需求而增加輔助性汽油發(fā)動機的 純電動車，并取名為"Extended Rang

2、e EIeCtriC Vehicle",即增程式電動車，簡稱E-REV。到底Volt有多神奇，是不是真的如通用所宣稱的“雪佛蘭Volt沒有競爭對手”【1】，讓我們剝繭抽絲，揭開其神秘的面紗。一、Volt電力驅動系統(tǒng)解析據(jù)通用介紹，Volt是目前唯一一款能夠在全天候、全路況下行駛且不必為 電池電力擔心的電動車。當行駛里程小于 40英里（64公里）時，能夠完全依靠 車載的16kWh鋰離子電池所儲備的電量來驅動車輛，從而實現(xiàn)“零油耗、零排 放”。當車載電池電量消耗至最低臨界限值時，增程式發(fā)動發(fā)電機將自動啟動并為其繼續(xù)提供電能，以實現(xiàn)額外高達數(shù)百公里的續(xù)駛能力?！鹃T從前可知，通用將Volt定

3、義為增程式電動車，本質上還是電動車。但是是不是真如通用所言， Volt就是電動車了呢？還是讓我們來仔細研究分析一下 Volt的電力驅動系統(tǒng)。Volt采用通用全新“Voltec ”也稱為“E -Flex ”平臺,是通用試圖將零件標準化以備未來量產各種電動車的電力驅動系統(tǒng)。該系統(tǒng)最初誕生時包含16kWh鋰電池、電動機以及插電充電系統(tǒng) 搭配一個集成53kW 發(fā)電機的排量為1.0L汽油發(fā)動機。同時，該平臺的汽油發(fā)動機可以換成其他排量的汽油發(fā)動機、 柴油發(fā)動機，甚至是燃料電池，以便滿足未來開發(fā)各種新能源車輛的適應性。經(jīng)過通用幾年的開發(fā)、測試，現(xiàn)在VOIt使用的是一套包含一個峰值功率為110kW， 扭矩達

4、到370Nm的電動機和16kWh鋰電池以及一個集成發(fā)電機的排量為1.0升 3缸ECoTEC汽油發(fā)動機。并不像當前的其他并聯(lián)式混合動力車輛，Volt的汽 油發(fā)動機并沒有使用任何機械結構連接到車輪。而是全靠鋰電池和電動機控制車 輪，在電池充滿電的情況下，純電力行駛里程達到 64千米（40英里）。根據(jù)美國 交通部的調查，75%美國的上班族的平均里程為33英里，如果使用Volt的話， 可以完全不必啟動發(fā)動機而完全依靠電池組電量就能完成上下班。如Volt需要行駛較長里程時，車載發(fā)動發(fā)電機會通過燃燒少量汽油來為車輛供電 ，足以保證 Volt繼續(xù)行駛數(shù)百里程。也許這么看來，Volt似乎真的正如通用所言，真是

5、電 動車了。但是，仔細分析結果卻不盡然。咱們從 Volt的工作原理入手，還原其 真實面目。二、Volt的工作原理發(fā)動機一> 發(fā)電機> 電池車 S&©電動 l 機械籠傳遞踣徑sa圖1 Volt電力驅動系統(tǒng)簡圖如圖1所示，各種能量在VOlt電力驅動系統(tǒng)中的傳遞方式及方向均可一 目了然，看到這個圖，很多人應該已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，Volt的結構似乎與某種混合動力系統(tǒng)相似。對的，其實本質上，Volt的動力系統(tǒng)應該屬于串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。 但是，Volt也有其特殊之處，在一套系統(tǒng)中體現(xiàn)出兩種動力系統(tǒng)，而這兩種動 力系統(tǒng)則是通過兩種工作方式體現(xiàn)的。第一種工作方式為純電動工作模式。 此時，

6、電池電量為充滿狀態(tài)，車輛行駛 能量均來自電池，其電力驅動系統(tǒng)能量傳遞方式及方向如圖 2所示。電池提供電 能給電動機，電動機將電能轉換為機械能提供給車輪使車輛行駛， 此時，發(fā)動機、 發(fā)電機均不工作，Volt就相當于一輛純電動車輛。發(fā)電機電池車輪 電初®I圖2 Volt電力驅動系統(tǒng)純電動工作模式下能量走向圖第二種工作方式為“增程式”工作模式。 所謂“增程式”是根據(jù)通用公 司對Volt的定義，在電池電量耗盡時，啟動發(fā)動機和發(fā)電機，產生電力驅動車 輛行駛。此時能量傳遞方式及方向可借用圖1說明，此時，發(fā)動機工作，使發(fā)電 機發(fā)電，提供部分電能給電池，以維持其容量在某個固定值，另一部分電能提供 給

7、電動機，以繼續(xù)驅動車輛行駛，此時，Volt已經(jīng)搖身一變，成為一輛串聯(lián)式混合動力車輛了。看到這里，大家應該已經(jīng)明白了，Volt其實就是一輛插電式串聯(lián)混合動力車，只是通用為其換一個名字。本質上還是混合動力車輛。但是，VOlt的兩種工作模式是如何轉換的呢？通用出于對電池壽命方面的考慮，將 Volt電力驅動系統(tǒng)中鋰電池的“滿”狀態(tài)定義為其電池 SoC（State of Charge ,即電池的荷電狀態(tài)） 為85% ,而 將電池的“空”定義為電池 SOC為30%。也就是說，當電池的電量低于30%時, 工作模式從純電動轉換為“增程式”，此時發(fā)動機啟動，工作在其最佳工況點（即 最省油工況），帶動發(fā)電機發(fā)電，

8、其產生的部分電能維持電池 SOC在30%左右, 剩余電能提供給電動機以供車輛繼續(xù)行駛。 當車輛行駛到可以充電的地點時，車 主可以使用標準的家庭插座充電， 將電池SOC由30%提高至85%，以迎接下一 次“零油耗，零排放”旅程。三、與其他車型的對比表1 Volt與普通燃油驅動汽車對比內蕊和通過卻議m（如汽莊J時斷釋扱冰宙導致逅鉉獗舐r訪J產生換能r由于內感轎血律極尙昏週.因土田方便.五且薦更芬若車型可但是r激、A<i表2 Volt與混合動力汽車對比I 耀½4諾? 4 ,-.j.儡:Volt裡霹在專油耗和翱澈的情 T 64 公里.B0S 晝快耗忌時r k也僅僅便用汽 曲”從供肓程型

9、戻動發(fā)電機沁"混舍動力汽車可械靠3總fhsv 54-96公里 與電請車K同渥臺因!尢汽車墾LRi過收集剎牟時嚴生的宵UE僚電歸卜克 ¾b. far r某些混合動力牟型可以胎畤驅閒r并在高魴 農&換那宅動機驅孰助率Tfi不上屯勁汽牟I跖卿表3 VOlt與電動汽車對比I Vdt鈍酗汽車VOlt可収在足越電尿肓竝辣行 翌啟如程型汽電機會實現(xiàn)無 閭算呂曲r導供電力驅動汽車 1電sffl r并田可充電電池越諏電力逵類汽車蹄高r無屋 乜激樓盲N世有助于減少厠門對石油泊陽但即便菜用了毘新的電 術 r ¾jm jr -mmfis鯉顏停車充電。12)可以看出，Volt雖然本

10、質是串聯(lián)式混合動力車輛，但是其兩種工作模式， 能夠適應長、短行駛距離的需求，相比起其他新能源車輛，還是具有一定的優(yōu)勢 的。過去本人對純電動車輛一直存在一種擔心，那就是在電池電量耗盡后，補充電能的問題，不論是快充方式還是更換電池的方式， 個人認為都不太方便?，F(xiàn)在 Volt就很好的解決了這種問題，隨處可見的加油站，使得人們在駕駛新能源車 輛時，距離已不再是問題。這就是Volt相比現(xiàn)階段其他純電動車輛最大的優(yōu)勢。 同時，Volt相比起并聯(lián)式混合動力車輛，其內燃機可運行在最省油狀態(tài)，在節(jié) 約能源方面也具有一定優(yōu)勢。所以，Volt的電力驅動系統(tǒng)的確是現(xiàn)階段最切實可行的方案之一。四、電池技術解析VOIt的

11、電池及其能源管理系統(tǒng)更是通用的得意之處，VOlt使用的整塊電池組包含220個電池單元，重量約為170千克（375磅），呈“ T”字形布置在車身 底盤下方。其采用的鋰離子電池，相比起鉛酸 （NiMH）蓄電池，不但重量較輕， 也具有較好的性價比。同時為了確保消費者對 Volt的信心，通用針對Volt的電 池實行8年/16萬公里的質保期，基本能夠與車輛同壽命，這充分顯示出該電池 的高質量以及穩(wěn)定性。而這都是基于通用在美國成立了汽車行業(yè)最大最先進的電 池實驗室，不僅為未來的電池做研發(fā)，而且對電池應用管理及技術運用也起到重 要的作用。比如在安全性方面，Volt的電池單元會與錳基陰極材料與添加劑結合使用以

12、提高在高溫條件下的電池使用壽命。又比如，Volt的電池最低工作溫度為0。到10 ° C,所以當在寒帶地區(qū)使用Volt時，如果電池溫度較低，則電池 不能正常工作。而Volt的解決方式時，在充電時，電池本身產生熱量可以保持 電池的溫度，所以，可以隨時拔掉插頭，正常使用Volt。當Volt處于非充電狀態(tài)時，如果電池溫度較低，發(fā)動機會自動啟動一小段時間使電池達到工作溫度才 關閉。五、其他獨到之處分析在 Volt 的美國網(wǎng)站上，通用使用了“ Find out What makes Volt different,Smarter and better.”這句廣告語，V說明不僅在新能源方面有所建樹，

13、在其他方面也有其獨到之處。由于篇幅所限，現(xiàn)只列舉其部分獨到之處。1、智能化管理在智能化管理方面，通用會將 OnStar （安吉星）系統(tǒng)安裝在明年登陸中國 市場的Volt身上，并且能通過智能手機進行互動。率先在量產車領域實現(xiàn)了通 過手機軟件讓用戶隨時隨地檢查車輛狀況并遠程控制車輛的功能。例如：幫助駕駛員隨時隨刻與愛車互聯(lián)；檢查充電水平；查看電能行駛里程和燃料效率； 遠程 為愛車制冷或輸送暖風；遠程關閉/開啟車門；設置充電檔案；還可通過網(wǎng)站實 現(xiàn)同樣功能；每月給客戶發(fā)送電子郵件，提供愛車狀態(tài)信息，【21等等。2、出色的外觀造型和空氣動力學性能為了使VOIt在純電動工作模式下行駛更多的里程， 通用通

14、過對VOIt進行長 達500多個小時的風洞實驗，采用平滑的外觀設計，閉合式前進氣格柵等設計方 法，以確保車身周圍的空氣流動順暢， 最大化降低風阻系數(shù)，雖然通用并未公布 Volt的風阻系數(shù)，但是通用宣稱 Volt的風阻系數(shù)小于豐田普銳斯的0.25的風阻 系數(shù)。通過仔細的分析，可以看出，雪佛蘭 Volt的確有許多獨到之處，但是也并 非如通用所說的“沒有競爭對手”，希望在明年Volt正式在中國上市時，能夠出現(xiàn)許多與Volt旗鼓相當?shù)摹案偁帉κ帧保斎?，更希望這其中絕大多數(shù)都是 國產的！Volt不是純電動汽車 就像通用中國的總裁甘文維在 volt與Ieaf誰將競爭取勝的問題上的一個巧妙回答一樣：“雪佛

15、蘭Volt沒有競爭對手。”什么是“增程式”電動汽車呢？ “純電動”還好理解，就是電機 +電池來驅 動汽車運動。那么“混合動力”、“插電式”電動、“增程式”電動這些概念就 不免有些讓人頭暈了。這些概念之間有什么區(qū)別與聯(lián)系呢？各有什么特點呢？在學術界，這些名詞之間并沒有明確的界定，概念之間也存在著一些重合與 交叉。筆者建議可以使用這樣一個簡單的標準，將這些概念區(qū)分：電驅與油驅， 誰主誰副？“混合動力”車（狹義），油主電副，沒有油是跑不起來的。代表是豐田普銳斯。“增程式”電動汽車，電主油副，電是主要驅動力。雖然只有油也可以跑， 但一是油轉成電才可以驅動，二是用油時車輛工作在次佳狀態(tài)，因此說油是輔助

16、（參見青主的文章）。代表是通用volt?！安咫娛健保íM義）車，雙主。兩系統(tǒng)基本分離，只有油或只有電都可以跑。 代表是比亞迪F3DM“純電動”車，只有電驅。代表是日產leaf?？傮w來說，Leaf與Volt同屬于新能源汽車范疇，而普銳斯最多只可歸為節(jié) 能車范疇。我們知道，現(xiàn)階段限制純電動汽車發(fā)展的一個主要因素就是電池的質量尚未 達到理想的實用要求。而“增程式”電動汽車則可以克服其中一些缺點。筆者的 同事就正在從事這方面的學術研究， 而通用竟然這么快就推出了實用的產品， 真 的是比較難得。設計一個1.0L的三缸發(fā)動機并將其植入到整車中，作為輔助動 力源進行運轉，并且能夠實現(xiàn)商業(yè)化量產，真正從事研究與

17、設計的工程師都知道， 這并不是一件容易的事情。相比于volt ，leaf的純電動路線就顯得有些超前了，160km的“巡航”里程，在實際使用中，可能要打個折扣到120km續(xù)航里程將成為限制leaf發(fā)展的 主要瓶頸，而leaf的純電動路線如果要徹底解決這個問題，只能寄希望于電池 技術的快速進步，使電池更輕更小，能量密度更大。這大概是三五年之后的事情， 而從2010到2015這一階段，筆者認為，“增程式”電動汽車將大放溢彩，超過“純電動”的風光?！凹冸妱印钡尼绕穑蕾囉陔姵丶夹g的快速進步。電池 技術取得突破性進展之后，“純電動”將會把“增程式”電動汽車取而代之-畢竟加個輔助動力源，要增加不少成本和

18、設計生產難度。換句話說，“增程式”電動汽車是電動汽車史上的一個階段性產品，是限 于時代的電池技術的瓶頸而采取的折衷方案。而通用能夠采取這個方案，表現(xiàn)出了其務實的態(tài)度，其結果也是有效的：純電續(xù)航60km最大續(xù)航50Okm既可以在平時短程出行中省電節(jié)能，也能滿足偶爾的出城遠足-這恐怕是大多數(shù)城 市白領的生活方式。“增程式”電動汽車如此快地被研發(fā)出來并且量產，不得不 讓筆者感嘆：通用VOIt寶刀一出，劈星斬月。而“插電式”，特指油驅與電驅都為主要驅動源的狹義插電式電動汽車，由于其需要兩套主要驅動源，所以必然帶來成本的提高。在同等級的車型中，要 么配置降低，要么價格變高，筆者認為這種動力構型沒有太大的前景，是細分市場研究不夠充分的表現(xiàn)，也可能是項目倉促上馬時間太緊導致動力構型簡單所 致