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大眾汽車新能源科技前瞻 即將正式量産

發佈時間:2012年05月04日 20:19 | 進入復興論壇 | 來源:鳳凰網 | 手機看視頻


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各大汽車品牌對於新能源科技車型的競爭正在日趨白熱化,不過大眾汽車雖然同樣在努力發展,但是卻做的比較低調,而在這裡我們所要介紹的是大眾汽車目前在中國已經投放的Hybrid版途銳,以及開始在中國進行路試體驗的e-golf的相關技術。

最接近量産的大眾電動車

目前在國內進行路試體驗的e-Golf是大眾汽車高爾夫車型的第三代電動驅動産品,而這一帶産品在技術上的革新的同時,也對於其成本的控制和降低做了很大的工作,同時這款e-Golf也是大眾汽車目前最接近量産的電動車,但最終的電動車量産版本不會是它,而是將於2013年在北美上市的e-UP!。

最實用的電動機

e-Golf所搭載的動力系統是一款永磁同步直流電動機,不過大眾汽車方面並沒有透露其工作形式,不過按照成本的降低以及性能等的優化來看,e-Golf最可能使用的可能是三相正弦波作為驅動形式,而這也是目前最適用於電動車的電動機驅動形式。

永磁同步電動機析:永磁同步電動機(Permanent Magnet SynchronousMotor,PMSM)是一種具有高效動力輸出、高扭矩輸出密度以及良好的轉矩平穩性以及低噪音等特點于一身的電動機,其與一般電動機雷同,由釘子以及轉子兩大部分組成,與普通電動機相比,其增加了一套轉子永磁體位置檢測器,用來檢測磁極位置,以此對電機電樞電流進行空控制。

永磁同步電機結構圖

永磁電動機體積小、重量輕,且轉動慣量小,功率密度可達1kW/kg;另外,其轉矩慣量比大,過載能力強,尤其低轉速時輸出的轉巨大,對於民用汽車來説,以上優點可以最大限度的將電動車做小,並讓其更接近內燃機車的形式效果;不過因為永磁電動機轉子為永磁體,無法調節,所以必須通過加定子直軸去磁電流分量來消弱磁場,同時其主要構成中的磁鋼價格較高,這些都對於永磁電動機的製造成本提出了比較嚴苛的考驗。

e-Golf沒有變速箱

跟內燃機車不同,電動車中尤其永磁電動機作為驅動端的車來説,它並不需要所謂的變速箱,而在車中我們能看到的這個所謂的變速箱其實是一套減速設備,或者也可以稱其為矢量控制系統,而驅動間的結合只是通過負載的大小實現。

一般電動汽車電動機的控制辦法是通過矢量控制來達成,其以轉子磁鏈旋轉空間矢量為參考坐標,將定子電流分解為相互正交的兩個分量,一個與磁鏈同方向,代表定子電流勵磁分量,而另外一個與磁鏈方向正交,代表定子電流轉矩分量,並分別對其進行控制,從而得到穩定的動態特性。

新能源車型必備 制動再生系統

其實絕大多數的新能源動力車型都會存在制動再生系統,制動再生系統是新能源動力車型非常重要的組成部分之一,是指汽車在制動、下坡等情況下出現無用功的時候的能量通過電動機轉化為電能,並儲存于電池中的過程,比如在F1比賽中經常被提及的Kers系統,通過回收其它能量並儲存,在關鍵時刻為賽車提供額外的動力,而一般家用汽車的能量回收則是通過回收能量為電池重新蓄能,或者將之轉化為車輛上電氣設備的其它能量來源之用,從而減小車輛的電能消耗率。

制動再生系統結構圖

而e-Golf的制動再生系統則是通過一個“B”擋來進行控制,這是一個強制擋位,即為強制性的進行能量回收模式,當挂入此擋位行駛中,鬆開油門即會有車輛制動的效果出現,不過這並不是通過車輛的制動器産生,而是通過制動再生系統的反向勢能而造成,就好象我們直接旋轉電動機轉子會有比較強的阻力一樣。

途銳是目前大眾汽車在國內正式投放的唯一一款新能源車型,不過值得注意的是,這款混合動力車型所使用的混動系統並不像其它品牌一樣使用弱混系統,而是使用了並聯式的混合動力系統,其在使用中的實用性來説更為經濟。

讓我們來看看Hybrid版途銳(以下簡稱途銳)的混合動力系統的工作過程,在起步狀態下,途銳的驅動端僅以電動機進行驅動,當其電池剩餘電量低於臨界值,或者當車輛時速高於50km/h的時候,電動機的工作將被汽油機所取代,同時制動再生系統以及發動機開始分別或者同時為電池進行充電,當車輛需要更強動力的時候,汽油機與電動機將會同時為車輛的驅動輪提供驅動力。

並聯式混合動力有多種組合方式,可以根據需求來選擇不同的組合,兩大動力總成(內燃機、電動機)的輸出動力可以互相疊加,發動機共vlhe電動機/發電機功率約為電動汽車所需求的最大驅動功率的0.5~1倍左右。其發動機所輸出的功率會有一部分通過機械傳動輸送給驅動橋,而其它能量則會驅動發電機進行發電,將能量輸送給電動機或者電池,同時電動機産生的力則通過一套非常複雜的動力複合裝置傳送給驅動橋。

Hybrid版途銳並聯式混合動力驅動系統特點:其將發動機、電動機以及電池組合在一起後進行更為優化的匹配與控制;因為有內燃機作為輔助動力,電池的數量以及質量可以進行自由控制;車輛的續航里程和動力性能可以與傳統內燃機車輛一較高下;最重要的是,借助內燃機的動力輸出,可以選擇性的帶動空調、助力以及其它輔助電氣設備,而不是單獨消耗電池組所儲存的電能。

可能是出於成本上的考慮,途銳所使用的電池組並不是目前新能源車型常用的鋰離子電池,而是使用了相對技術比較老的鎳氫電池,其相對的製造成本更低,同時其使用中的可靠性也比較不錯,比如在發生劇烈撞擊中不會産生爆炸或燃燒現象,但其工作電壓不穩定,特別是在存放一段時間之後,其會有至少20%的電荷流失,必須從新充電,且鎳氫電池的老化現象比較嚴重。

總結:

其實混合動力車型只是新能源動力的一個緩衝驅動形式而已,未來的新能源車必然是以純電、燃料電池,甚至是核動力等能源結構作為驅動能源,不過對於大眾汽車來説,繼續的降低成本使新能源車型更容易讓消費者接受。而從目前得到的消息來看,目前大眾汽車旗下的e-golf真正量産銷售的可能性並不高,最後真正量産並進行銷售的將是于2013年北美首先上市的e-UP!。

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