增程式电动车教学文案

1、8月31日，通用汽车中国公司宣布量产版雪佛兰VOIt正式登陆中国，并取名沃蓝达。这辆全球首款量产增程型电动车将在 2011年底进口中国销售，届时 中国将成为美国本土之外首个引入雪佛兰volt的市场之一。通用之所以这么看重中国市场，完全是源于当前出现在中国汽车行业的新能源热潮。而雪佛兰Volt从其概念车的诞生，至U如今量产车的下线，在其电力驱动系统、能源管理、电池 技术以及设计理念和开发流程等方面，都有许多独到之处，而这正是最值得处于新能源热潮中的中国汽车企业好好学习的。通用称Volt是一种为了满足较长行驶里程需求而增加辅助性汽油发动机的 纯电动车，并取名为"Extended Rang

2、e EIeCtriC Vehicle",即增程式电动车，简称E-REV。到底Volt有多神奇，是不是真的如通用所宣称的“雪佛兰Volt没有竞争对手”【1】，让我们剥茧抽丝，揭开其神秘的面纱。一、Volt电力驱动系统解析据通用介绍，Volt是目前唯一一款能够在全天候、全路况下行驶且不必为 电池电力担心的电动车。当行驶里程小于 40英里（64公里）时，能够完全依靠 车载的16kWh锂离子电池所储备的电量来驱动车辆，从而实现“零油耗、零排 放”。当车载电池电量消耗至最低临界限值时，增程式发动发电机将自动启动并为其继续提供电能，以实现额外高达数百公里的续驶能力。【门从前可知，通用将Volt定

3、义为增程式电动车，本质上还是电动车。但是是不是真如通用所言， Volt就是电动车了呢？还是让我们来仔细研究分析一下 Volt的电力驱动系统。Volt采用通用全新“Voltec ”也称为“E -Flex ”平台,是通用试图将零件标准化以备未来量产各种电动车的电力驱动系统。该系统最初诞生时包含16kWh锂电池、电动机以及插电充电系统 搭配一个集成53kW 发电机的排量为1.0L汽油发动机。同时，该平台的汽油发动机可以换成其他排量的汽油发动机、 柴油发动机，甚至是燃料电池，以便满足未来开发各种新能源车辆的适应性。经过通用几年的开发、测试，现在VOIt使用的是一套包含一个峰值功率为110kW， 扭矩达

4、到370Nm的电动机和16kWh锂电池以及一个集成发电机的排量为1.0升 3缸ECoTEC汽油发动机。并不像当前的其他并联式混合动力车辆，Volt的汽 油发动机并没有使用任何机械结构连接到车轮。而是全靠锂电池和电动机控制车 轮，在电池充满电的情况下，纯电力行驶里程达到 64千米（40英里）。根据美国 交通部的调查，75%美国的上班族的平均里程为33英里，如果使用Volt的话， 可以完全不必启动发动机而完全依靠电池组电量就能完成上下班。如Volt需要行驶较长里程时，车载发动发电机会通过燃烧少量汽油来为车辆供电 ，足以保证 Volt继续行驶数百里程。也许这么看来，Volt似乎真的正如通用所言，真是

5、电 动车了。但是，仔细分析结果却不尽然。咱们从 Volt的工作原理入手，还原其 真实面目。二、Volt的工作原理发动机一> 发电机> 电池车 S&©电动 l 机械籠传递踣径sa图1 Volt电力驱动系统简图如图1所示，各种能量在VOlt电力驱动系统中的传递方式及方向均可一 目了然，看到这个图，很多人应该已经发现，Volt的结构似乎与某种混合动力系统相似。对的，其实本质上，Volt的动力系统应该属于串联式混合动力系统。 但是，Volt也有其特殊之处，在一套系统中体现出两种动力系统，而这两种动 力系统则是通过两种工作方式体现的。第一种工作方式为纯电动工作模式。 此时，

6、电池电量为充满状态，车辆行驶 能量均来自电池，其电力驱动系统能量传递方式及方向如图 2所示。电池提供电 能给电动机，电动机将电能转换为机械能提供给车轮使车辆行驶， 此时，发动机、 发电机均不工作，Volt就相当于一辆纯电动车辆。发电机电池车轮 电初®I图2 Volt电力驱动系统纯电动工作模式下能量走向图第二种工作方式为“增程式”工作模式。 所谓“增程式”是根据通用公 司对Volt的定义，在电池电量耗尽时，启动发动机和发电机，产生电力驱动车 辆行驶。此时能量传递方式及方向可借用图1说明，此时，发动机工作，使发电 机发电，提供部分电能给电池，以维持其容量在某个固定值，另一部分电能提供 给

7、电动机，以继续驱动车辆行驶，此时，Volt已经摇身一变，成为一辆串联式混合动力车辆了。看到这里，大家应该已经明白了，Volt其实就是一辆插电式串联混合动力车，只是通用为其换一个名字。本质上还是混合动力车辆。但是，VOlt的两种工作模式是如何转换的呢？通用出于对电池寿命方面的考虑，将 Volt电力驱动系统中锂电池的“满”状态定义为其电池 SoC（State of Charge ,即电池的荷电状态） 为85% ,而 将电池的“空”定义为电池 SOC为30%。也就是说，当电池的电量低于30%时, 工作模式从纯电动转换为“增程式”，此时发动机启动，工作在其最佳工况点（即 最省油工况），带动发电机发电，

8、其产生的部分电能维持电池 SOC在30%左右, 剩余电能提供给电动机以供车辆继续行驶。 当车辆行驶到可以充电的地点时，车 主可以使用标准的家庭插座充电， 将电池SOC由30%提高至85%，以迎接下一 次“零油耗，零排放”旅程。三、与其他车型的对比表1 Volt与普通燃油驱动汽车对比内蕊和通过却議m（如汽庄J时断释扱冰宙导致逅铉獗舐r訪J产生换能r由于内感轿血律极尙昏週.因土田方便.五且荐更芬若车型可但是r激、A<i表2 Volt与混合动力汽车对比I 耀½4諾? 4 ,-.j.儡:Volt裡霹在專油耗和翱澈的情 T 64 公里.B0S 昼快耗忌时r k也仅仅便用汽 曲”从供肓程型

9、戻动发电机沁"混舍动力汽车可械靠3总fhsv 54-96公里 与电请车K同渥台因!尢汽车垦LRi过收集刹牟时严生的宵UE僚电歸卜克 ¾b. far r某些混合动力牟型可以胎畤驱閒r并在高鲂 農&换那宅动机驱孰助率Tfi不上屯劲汽牟I跖卿表3 VOlt与电动汽车对比I Vdt钝酗汽车VOlt可収在足越电尿肓竝辣行 翌启如程型汽电机会实现无 闾算呂曲r導供电力驱动汽车 1电sffl r并田可充电电池越諏电力逵类汽车蹄高r无屋 乜激樓盲N世有助于减少厠门对石油泊阳但即便菜用了毘新的电 术 r ¾jm jr -mmfis鯉颜停車充电。12)可以看出，Volt虽然本

10、质是串联式混合动力车辆，但是其两种工作模式， 能够适应长、短行驶距离的需求，相比起其他新能源车辆，还是具有一定的优势 的。过去本人对纯电动车辆一直存在一种担心，那就是在电池电量耗尽后，补充电能的问题，不论是快充方式还是更换电池的方式， 个人认为都不太方便。现在 Volt就很好的解决了这种问题，随处可见的加油站，使得人们在驾驶新能源车 辆时，距离已不再是问题。这就是Volt相比现阶段其他纯电动车辆最大的优势。 同时，Volt相比起并联式混合动力车辆，其内燃机可运行在最省油状态，在节 约能源方面也具有一定优势。所以，Volt的电力驱动系统的确是现阶段最切实可行的方案之一。四、电池技术解析VOIt的

11、电池及其能源管理系统更是通用的得意之处，VOlt使用的整块电池组包含220个电池单元，重量约为170千克（375磅），呈“ T”字形布置在车身 底盘下方。其采用的锂离子电池，相比起铅酸 （NiMH）蓄电池，不但重量较轻， 也具有较好的性价比。同时为了确保消费者对 Volt的信心，通用针对Volt的电 池实行8年/16万公里的质保期，基本能够与车辆同寿命，这充分显示出该电池 的高质量以及稳定性。而这都是基于通用在美国成立了汽车行业最大最先进的电 池实验室，不仅为未来的电池做研发，而且对电池应用管理及技术运用也起到重 要的作用。比如在安全性方面，Volt的电池单元会与锰基阴极材料与添加剂结合使用以

12、提高在高温条件下的电池使用寿命。又比如，Volt的电池最低工作温度为0。到10 ° C,所以当在寒带地区使用Volt时，如果电池温度较低，则电池 不能正常工作。而Volt的解决方式时，在充电时，电池本身产生热量可以保持 电池的温度，所以，可以随时拔掉插头，正常使用Volt。当Volt处于非充电状态时，如果电池温度较低，发动机会自动启动一小段时间使电池达到工作温度才 关闭。五、其他独到之处分析在 Volt 的美国网站上，通用使用了“ Find out What makes Volt different,Smarter and better.”这句广告语，V说明不仅在新能源方面有所建树，

13、在其他方面也有其独到之处。由于篇幅所限，现只列举其部分独到之处。1、智能化管理在智能化管理方面，通用会将 OnStar （安吉星）系统安装在明年登陆中国 市场的Volt身上，并且能通过智能手机进行互动。率先在量产车领域实现了通 过手机软件让用户随时随地检查车辆状况并远程控制车辆的功能。例如：帮助驾驶员随时随刻与爱车互联；检查充电水平；查看电能行驶里程和燃料效率； 远程 为爱车制冷或输送暖风；远程关闭/开启车门；设置充电档案；还可通过网站实 现同样功能；每月给客户发送电子邮件，提供爱车状态信息，【21等等。2、出色的外观造型和空气动力学性能为了使VOIt在纯电动工作模式下行驶更多的里程， 通用通

14、过对VOIt进行长 达500多个小时的风洞实验，采用平滑的外观设计，闭合式前进气格栅等设计方 法，以确保车身周围的空气流动顺畅， 最大化降低风阻系数，虽然通用并未公布 Volt的风阻系数，但是通用宣称 Volt的风阻系数小于丰田普锐斯的0.25的风阻 系数。通过仔细的分析，可以看出，雪佛兰 Volt的确有许多独到之处，但是也并 非如通用所说的“没有竞争对手”，希望在明年Volt正式在中国上市时，能够出现许多与Volt旗鼓相当的“竞争对手”，当然，更希望这其中绝大多数都是 国产的！Volt不是纯电动汽车 就像通用中国的总裁甘文维在 volt与Ieaf谁将竞争取胜的问题上的一个巧妙回答一样：“雪佛

15、兰Volt没有竞争对手。”什么是“增程式”电动汽车呢？ “纯电动”还好理解，就是电机 +电池来驱 动汽车运动。那么“混合动力”、“插电式”电动、“增程式”电动这些概念就 不免有些让人头晕了。这些概念之间有什么区别与联系呢？各有什么特点呢？在学术界，这些名词之间并没有明确的界定，概念之间也存在着一些重合与 交叉。笔者建议可以使用这样一个简单的标准，将这些概念区分：电驱与油驱， 谁主谁副？“混合动力”车（狭义），油主电副，没有油是跑不起来的。代表是丰田普锐斯。“增程式”电动汽车，电主油副，电是主要驱动力。虽然只有油也可以跑， 但一是油转成电才可以驱动，二是用油时车辆工作在次佳状态，因此说油是辅助

16、（参见青主的文章）。代表是通用volt。“插电式”（狭义）车，双主。两系统基本分离，只有油或只有电都可以跑。 代表是比亚迪F3DM“纯电动”车，只有电驱。代表是日产leaf。总体来说，Leaf与Volt同属于新能源汽车范畴，而普锐斯最多只可归为节 能车范畴。我们知道，现阶段限制纯电动汽车发展的一个主要因素就是电池的质量尚未 达到理想的实用要求。而“增程式”电动汽车则可以克服其中一些缺点。笔者的 同事就正在从事这方面的学术研究， 而通用竟然这么快就推出了实用的产品， 真 的是比较难得。设计一个1.0L的三缸发动机并将其植入到整车中，作为辅助动 力源进行运转，并且能够实现商业化量产，真正从事研究与

17、设计的工程师都知道， 这并不是一件容易的事情。相比于volt ，leaf的纯电动路线就显得有些超前了，160km的“巡航”里程，在实际使用中，可能要打个折扣到120km续航里程将成为限制leaf发展的 主要瓶颈，而leaf的纯电动路线如果要彻底解决这个问题，只能寄希望于电池 技术的快速进步，使电池更轻更小，能量密度更大。这大概是三五年之后的事情， 而从2010到2015这一阶段，笔者认为，“增程式”电动汽车将大放溢彩，超过“纯电动”的风光。“纯电动”的崛起，要依赖于电池技术的快速进步。电池 技术取得突破性进展之后，“纯电动”将会把“增程式”电动汽车取而代之-毕竟加个辅助动力源，要增加不少成本和

18、设计生产难度。换句话说，“增程式”电动汽车是电动汽车史上的一个阶段性产品，是限 于时代的电池技术的瓶颈而采取的折衷方案。而通用能够采取这个方案，表现出了其务实的态度，其结果也是有效的：纯电续航60km最大续航50Okm既可以在平时短程出行中省电节能，也能满足偶尔的出城远足-这恐怕是大多数城 市白领的生活方式。“增程式”电动汽车如此快地被研发出来并且量产，不得不 让笔者感叹：通用VOIt宝刀一出，劈星斩月。而“插电式”，特指油驱与电驱都为主要驱动源的狭义插电式电动汽车，由于其需要两套主要驱动源，所以必然带来成本的提高。在同等级的车型中，要 么配置降低，要么价格变高，笔者认为这种动力构型没有太大的前景，是细分市场研究不够充分的表现，也可能是项目仓促上马时间太紧导致动力构型简单所 致