増程型電動汽車 雪佛蘭VOLT動力系統(tǒng)解析

1、隨著雪佛蘭Volt增程型電動汽車量產(chǎn)版的路試諜照曝光，這款在2007年就已經(jīng)亮相的概念車終于離我們很近了。Volt在歐美的上市時間已經(jīng)敲定為 2010年11月份，進入到國內(nèi)的時間約為2011年五六月份。作為一輛環(huán)保車型，Voltec技術(shù)（E-Flex插電式混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的最新版本）的應(yīng)用是Volt的關(guān)鍵。下面就讓我們來了解一下這款增程型電動汽車的“秘密”。 動力系統(tǒng)由四部分組成 雪佛蘭一直稱Volt是一款增程型電動汽車，那么“增程型”是什么意思呢？我們先來看看其英文名：Extended-RangeElectric Vehicle，從字面上我們就能簡單的理解為這是一款能夠“增加行駛里程的”電動

2、汽車。說到這里就應(yīng)該來談?wù)勂渌械耐ㄓ么竺ΧΦ腣oltec技術(shù)了。 Voltec系統(tǒng)，也就是E-Flex插座充電式混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的最新版本，它是一個基于能源多樣性的先進電氣化車設(shè)架構(gòu)，E即是electric，代表了該系統(tǒng)中電力是唯一的驅(qū)動方式，flex代表可變通的靈活的，意為當(dāng)電力耗盡時，車輛行駛所需電力可以從各種途徑獲得，既可以來自氫燃料電池，也可以由使用乙醇、生物柴油或合成燃料的小型發(fā)動機產(chǎn)生，當(dāng)然更可以從家中的電源插座里獲得。 雪佛蘭Volt混合動力車采用一臺額定功率為45kW（峰值輸出功率為120kW）電動機驅(qū)動前輪的驅(qū)動方式，配合1.0L 3缸渦輪增壓ECOTEC汽油發(fā)動機以及最

3、大輸出功率為53kW的發(fā)電機共同工作。車載電池采用的是美國A123公司生產(chǎn)的，容量為16kwh的鋰離子充電電池，相當(dāng)于第二代普銳斯電池組的12倍。 雖然是電力驅(qū)動，雪佛蘭Volt増程型電動汽車的電動系統(tǒng)可以產(chǎn)生大約150馬力（110kw），370Nm的扭矩輸出，最高車速能達(dá)到161km/h，百公里加速時間約為9秒，絲毫不遜色于250馬力車型V6發(fā)動機的啟動。當(dāng)然這也得益于其精心設(shè)計的外形，封閉的進氣格柵凸顯其電動汽車標(biāo)識的同時也減少了一定的行駛阻力。 電力系統(tǒng)是唯一驅(qū)動方式搭載的電池組在車身中間位置 據(jù)悉，雪佛蘭Volt電動汽車可以通過電力來全時、全速驅(qū)動車輛，當(dāng)行駛里程在約64公里以內(nèi)時，雪

4、佛蘭Volt電動汽車可以完全只依靠車載16千瓦時的鋰離子電池所儲備的電力來驅(qū)動。而當(dāng)電池組的電力耗盡時，則可以通過車載的汽油或乙醇燃料發(fā)動機帶動發(fā)電機來為車輛電驅(qū)系統(tǒng)繼續(xù)提供電能，從而擁有數(shù)百公里的續(xù)航能力。另外在提供電能的同時發(fā)動機也同時帶動發(fā)電機為電池充電。在年作為貴賓用車服務(wù)上海世博會之后，全球首款量產(chǎn)增程式電動車通用雪佛蘭沃藍(lán)達(dá)（）將于明年年底正式登陸中國銷售，屆時中國將成為美國本土之外首個引入雪佛蘭的市場。與此同時，奇瑞也宣布兩款增程式電動汽車將于明年正式上市。同時搭載內(nèi)燃機與發(fā)電機，卻不是油電混合動力；電力將盡無需急尋加電站，車載發(fā)動機可及時充電增加行駛里程在一眾研發(fā)應(yīng)用的電動車項

5、目中，增程式電動汽車以提升行駛里程、電池成本較低等綜合優(yōu)勢，克服了電動汽車普及的主要障礙行駛里程限制和高昂的電池成本，呈現(xiàn)出巨大的市場空間，并成為電動汽車大鱷們搶灘陣地的利器。 的“中國對手”所謂增程式電動汽車，就是當(dāng)車載電池電量消耗至最低臨界限值時，增程器將自動啟動并為其繼續(xù)提供電能，以實現(xiàn)高達(dá)數(shù)百公里的續(xù)駛能力。這樣可以有效克服電動車駕駛者的“里程焦慮”，此外，增程式電動汽車的電池容量只需純電動汽車的左右，極大地降低了電池成本。顯然，增程式電動汽車與其他新能源車型相比，在能源利用效率、價格、使用的方便性等方面均具有明顯優(yōu)勢。作為通用汽車著眼公司未來發(fā)展的核心產(chǎn)品，雪佛蘭在行駛里程小于公里時

6、，能夠完全依靠一個車載的千瓦時鋰離子電池所儲備的電量來驅(qū)動車輛，并實現(xiàn)“零油耗、零排放”。當(dāng)車載電池電量消耗至最低臨界限值時，車載發(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(dá)公里以上的續(xù)駛能力，從而實現(xiàn)了全時、全速由電力驅(qū)動車輛行駛。此外，雪佛蘭在城市路況下的百公里油耗僅為升。盡管通用高調(diào)表示“雪佛蘭沒有競爭對手”，但他們暗地里卻感受到了來自奇瑞汽車的強大威脅。記者日前從奇瑞新能源公司方面獲悉，奇瑞已經(jīng)開發(fā)了增程式電動汽車的核心技術(shù)，兩款增程式電動汽車將于明年正式上市。據(jù)了解，將上市的增程式電動汽車將采用平臺（即瑞麒）和（奇瑞）平臺，內(nèi)在驅(qū)動系統(tǒng)搭載奇瑞公司研發(fā)的增程型電驅(qū)動系統(tǒng)。據(jù)介

7、紹，該款電動汽車配備一個專門研發(fā)的增程發(fā)電機組，該發(fā)電機組具有震動小、油耗低、噪音低等特點。當(dāng)行駛里程在公里以內(nèi)時，電動汽車可以完全依靠車載電池所儲備的電能來驅(qū)動。當(dāng)達(dá)到電池組的限位保護狀態(tài)時，增程器就自動啟動，也可根據(jù)客戶意愿手動開啟，從而為車輛電驅(qū)系統(tǒng)提供持續(xù)的電能。奇瑞汽車股份有限公司副總經(jīng)理、奇瑞新能源公司總經(jīng)理袁濤向記者介紹說，相比較雪佛蘭，奇瑞的電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)更傾向于小型化、輕量化車型的應(yīng)用?！暗陌l(fā)動機更大、車更大，我們是小型化、輕量化的汽車然后加上一個增程器。目前，我們已經(jīng)完全掌握了增程器的核心技術(shù)?！弊岆妱榆囎兊每尚杏袠I(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，增程式電動車的最大意義，在于消除了人們對于電

8、動車“里程焦慮”的后顧之憂。由于增程式電動車只要裝一個小型電池組，即使多一套增程發(fā)動機，成本也比純電動車低許多。對于一般只購買一輛車的中國家庭來說，增程式電動車可能是更實際的選擇。中國工程院院士楊裕生建議，在當(dāng)前蓄電池能量密度較低和電池成本較高的狀況下，發(fā)展電動公交車和中高檔乘用車，應(yīng)該采用增程式電動模式作為策略性過渡。據(jù)記者了解，目前國內(nèi)已有兩種不同電池組的增程式電動公交車。一類是以鉛酸電池加電容器為能源，典型代表是北京科凌電動車有限公司的大客車。這種車用作城市公交，是考慮行駛平均速度極少超過公里小時，米客車的功率僅需千瓦左右，如果配一個具有動態(tài)控制功能的千瓦發(fā)電機組在車上補給電能，城市電動

9、公交車就能連續(xù)運行，并可降低電池用量，延長電池壽命，還可使用定型的發(fā)電機組，降低一次性投資。這種車配用萬元鉛酸電池和萬元超級電容器，制造成本約萬元，鉛酸電池使用壽命可達(dá)年以上；平均車速公里小時，百公里油耗不足升。與同規(guī)格的燃油公交車在上述工況下百公里油耗升左右相比，節(jié)油率大于。另一類是以全鋰離子電池為能源，典型代表是杭州賽恩斯科技有限公司的米大客車。該車配一個升排量的發(fā)動機，連接一個發(fā)電機組補給電能，城市電動公交車就能連續(xù)長距離運行。長途行駛的耗油量為百公里升，與同規(guī)格燃油車的耗油量百公里升相比，節(jié)油率也大于。據(jù)介紹，這兩種增程式電動客車的內(nèi)燃機功率只相當(dāng)于常規(guī)轎車的小型內(nèi)燃機，功率小且是在基

10、本恒功率下運行，能量轉(zhuǎn)換效率大幅提高，油耗和排放大大降低；其電池容量只需純電動車的左右，成本大幅下降；可在原有停車場的原有車位上利用電網(wǎng)夜間的谷電充電，既足夠白天全天使用，又有利于延長電池壽命；不需白天快速充電，也不必更換電池，不僅免去新辟充電站的占地和換電池設(shè)施的建設(shè)，而且不需新增白天特大負(fù)荷的供電設(shè)施，還幫助電網(wǎng)“分散調(diào)峰”。由此可見，增程式電動汽車與其他過渡車種相比，在能源利用效率、價格、使用的方便性等方面均具有明顯優(yōu)勢，而現(xiàn)有汽車發(fā)動機的生產(chǎn)設(shè)備和加油、維修等保障體系仍有用武之地。楊裕生認(rèn)為，我國應(yīng)該充分利用增程式電動汽車的強大優(yōu)勢，力促其作為過渡車種迅速發(fā)展。我國電動汽車技術(shù)路線和產(chǎn)

11、業(yè)化推進戰(zhàn)略也應(yīng)以大力發(fā)展純電驅(qū)動的微小型、低速、短程乘用車為突破口，以增程式的大中型公共客車和中高檔乘用車為主要過渡車種，向新一代純電動車方向跨越式發(fā)展?！霸谥袊履茉雌囀袌錾?，微小型、低速、短程純電動乘用車應(yīng)優(yōu)先發(fā)展，大中型電動車以增程式過渡?！敝袊こ淘涸菏織钤Ｉ?月1618日于北京舉行的“第十六屆中國電動車輛學(xué)術(shù)年會暨第二屆電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研討會”上發(fā)出了上述呼吁。國際電動車市場發(fā)展動態(tài)楊院士在演講中先介紹了日、美等國的新能源汽車發(fā)展情況。日本經(jīng)產(chǎn)省2009年6月公布了關(guān)于電動車與電池技術(shù)的創(chuàng)新能源技術(shù)計劃：以2000年為基點，電池容量在2010年將提高1倍，到2020年提高1

12、.53倍，2030年將提高7倍；電池成本在2010年將降低1/2,2015年降低到1/7,2020年降低到1/10,2030年降低到1/40；在電池電量充滿狀態(tài)下，一次行駛最大里程在2010年達(dá)到130公里，2020年達(dá)到200公里，2030年達(dá)到500公里。日本政府的政策是，由油-電混合動力車(HEV)逐漸轉(zhuǎn)向插電式混合動力車(PHEV)，進而發(fā)展到純電動車階段。奧巴馬政府2009年8月提出，投資24億美元用于下一代電池和電動車計劃。其中先進車輛電氣化演示約3億美元，電池及材料約15億美元。以純電動車為主，還有插入式混合動力車和增程式電動車，后來增補了燃料電池電動車。中國新能源汽車的可行模式

13、對于中國新能源汽車市場，楊裕生院士強調(diào)，微小型、低速、短程純電動乘用車應(yīng)優(yōu)先發(fā)展，以滿足普通消費者的需求。同時，要吸取當(dāng)初電動自行車發(fā)展時，企業(yè)各自為政、散漫無序的教訓(xùn)，政府部門應(yīng)積極出臺并完善各種標(biāo)準(zhǔn)，主動引導(dǎo)，加強監(jiān)管。他分析了中國大、中型電動車目前面臨的問題：純電動公交車電池重，而單次充電里程不夠高；建充電站、換電站，場地和備用電池投入很大，電池價格很高；能量、成組、壽命、安全尚需改善。混合動力公交車節(jié)油很少；使用壽命也不樂觀；部分企業(yè)用外企部件進行拼裝；搞電動車合資。中檔純電動轎車速度、行程均可，但難以形成較大規(guī)模的市場。因此，當(dāng)前大、中型電動車產(chǎn)業(yè)化必需大力提高動力電池性價比，國家要

14、積極扶持，提供大額補貼。在目前電池水平下，除純電動車外，大、中型車還有三種過渡模式：油-電混合動力車、插電式混合動力車、增程式電動車。首先，油-電混合動力車省油不多；內(nèi)燃機系統(tǒng)和電機驅(qū)動系統(tǒng)各有一套變速機構(gòu)，兩種動力組合復(fù)雜；加工要求高；電池要求高比功率；車價昂貴；中國沒有優(yōu)勢。國際上，日本要從油-電混合動力車轉(zhuǎn)向，美國政府也不支持。中國的電動汽車不該再步日本混合動力車的后塵。其次，插電式混合動力車的油耗仍然很高。第三、對于增程式電動車，車上發(fā)電延長里程雖然仍用油，但可省油50%以上；電池組不會缺電和過放電，延長了使用壽命；基礎(chǔ)配套設(shè)施的建設(shè)、運行、維護成本低；政府補貼負(fù)擔(dān)輕，容易過渡到完全取

15、消補貼階段。因此，增程式電動車應(yīng)該是中國大、中型電動車一種較好的過渡模式。另外，對于氫燃料電池電動車發(fā)展的可行性，楊裕生院士指出了目前存在的5個問題：價格貴、市場??；氫儲運困難；系統(tǒng)維護復(fù)雜；壽命不夠長；催化劑鉑的資源緊張，1020年內(nèi)，難以規(guī)?；a(chǎn)。對于最后一點，他舉例道：“一輛電動轎車需用20多克鉑，5萬輛就需1000多千克，而中國每年鉑的產(chǎn)量只有4000千克，即使全部用來生產(chǎn)電動轎車，最多也只有20萬輛。因此，目前面臨的最大挑戰(zhàn)是急需研究無鉑催化劑?！敝袊妱悠嚨陌l(fā)展措施針對上述分析，楊院士提出了中國市場上純電動車發(fā)展的11項舉措：1牽引“大”廠，下達(dá)純電動車的產(chǎn)量比例，并逐年提高此

16、比例；2善待“野”廠，允許其成為中國發(fā)展純電動車的主力軍，積極而穩(wěn)妥地發(fā)放“準(zhǔn)生證”；3切實執(zhí)行鼓勵純電動汽車的政策，加速建設(shè)充電樁；4進一步深化燃油稅的改革；5對“汽車以舊換新”停止補助；6允許各種動力、能源模式在公平競爭中發(fā)展，由市場作裁判；7政府部門要站在全局的高度，營造公平競爭的條件，不要給人偏向“大”廠的印象；8以節(jié)油量作為補助的依據(jù)，不應(yīng)以生產(chǎn)成本為依據(jù)；9加速動力鋰離子電池研發(fā)；10做大、做強幾家動力電池廠，例如，在510年內(nèi)新建510個年產(chǎn)50億Ah的電池廠，每座廠十幾億，配50萬輛轎車或100萬輛微型車，實行三年減稅政策；11支持電池生產(chǎn)設(shè)備國產(chǎn)化。其中，針對上述第9項的加速

17、動力鋰離子電池研發(fā)，楊裕生、陳清泉、陳立泉和鄭綿平4位中國工程院院士聯(lián)名向政府高層建議：撥款20億元人民幣，設(shè)立動力鋰電池研發(fā)重大專項。以全面提升動力電池生產(chǎn)技術(shù)水平，完善產(chǎn)業(yè)鏈；實現(xiàn)隔膜和電解質(zhì)國產(chǎn)化，攻克電池模塊成組技術(shù)；提高電池安全性和一致性，使電池組的壽命達(dá)到1500次；開展原創(chuàng)性研究，全面提升鋰動力電池研發(fā)能力；為510年后的純電動汽車動力電池提供具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。改變4種觀念楊裕生院士還特別指出，中國發(fā)展電動汽車，要改變4種觀念。觀念一、“以燃油車的指標(biāo)要求純電動車”。目前的誤區(qū)是，對電動汽車的各項主要性能指標(biāo)，如續(xù)駛里程、加速時間、最高速度，都要與燃油車對比，并據(jù)此制定

18、高標(biāo)準(zhǔn)；夸大山寨版純電動車的不足。這些實際上是以高指標(biāo)來扼殺適合市場需要的產(chǎn)品，此觀念代表著保守的傳統(tǒng)汽車企業(yè)的利益。政府相關(guān)管理部門要創(chuàng)造寬松環(huán)境，容許包括所謂的山寨版純電動汽車在發(fā)展中進步。觀念二、“當(dāng)前汽車工業(yè)的任務(wù)是節(jié)油”。表面上看確實如此，年產(chǎn)1364萬輛，應(yīng)該強調(diào)節(jié)油。實際上是借口優(yōu)化傳統(tǒng)汽車，發(fā)展/引進混合動力車。問題是中國的混合動力車節(jié)油效果非常有限，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，價格降不下來。楊院士對比亞迪雙模車的價格和節(jié)油能力提出了質(zhì)疑，該車目前售價16.89萬元，國家補貼5萬元，再加上地方補貼3萬元，消費者實際購買價格仍偏高。面對國外產(chǎn)品和增程式電動車，這種混合動力車的競爭力要打很大折扣。他強調(diào)要走出這種誤區(qū)，首先，認(rèn)真調(diào)研，切實分析對比，自主研發(fā)，掌握核心技術(shù)，使企業(yè)獲得可持續(xù)發(fā)展能力。其次，不用外企部件拼裝，或者搞合資，打消“走捷徑”的念頭。另外，生產(chǎn)油-電混合動力車是企業(yè)行為，政府部門不要“煽風(fēng)加油”。觀念三、“純電動汽車要做就做中高檔的