通用汽车最新插电式混合动力VOLT 冷却系统
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插电式混合动力技术剖析插电混动车型PHEV是英语plug in hybrid electric vehicle的缩写,意思是插电式混合动力汽车。
它是介于纯电动车与燃油车两者之间的一种车:电池容量比较大,有较长的纯电续航里程;有充电接口,一般需要专用的供电桩进行供电,在电能充足时候,采用电动机驱动车辆,电能不足时,发动机发电给动力电池。
这种车型可以不用加油,当做纯电动车使用,具有电动车的优点。
下面介绍PHEV的6种主流构型:1 串联串联式混动就是只靠电机为车辆提供驱动力,发动机只负责给发电机机械能,不直接参与对车轮的输出工作,然后靠发电机产生的电能为车辆的电池组进行充电,或者把电池输出的电结合起来,为驱动电机供电。
由于有发动机能为电池充电,所以这种混动模式主要是为了延长纯电动汽车的行驶里程,也就是所谓的增程式电动汽车。
关于增程式电动汽车的定义是有争议的:插混通常把增程认为是自己的一部分,但是增程一般不认为自己属于插混。
串联式混合动力工作模式:启动和低速行驶时:发动机不启动,电池组供电、电机驱动车辆行驶。
正常模式行驶时:发动机带动发电机为动力控制单元输送电力,动力控制单元分配电力为电池组充电,同时电池组提供电力给动力控制单元,再由动力控制单元为电动机提供电力,从而驱动车轮。
加速行驶:发动机带动发电机同时和电池组向动力控制单元输送电力,动力控制单元将电力耦合后共同传送给电动机,从而带动车轮转动。
制动、减速时:制动能量回收动能,电动机转换为发电机为电池组充电。
所以真正驱动车轮运动的是电动机。
不过用发动机的机械能转化为电能效率实在不高,几乎没有厂家在市场上大力推广这种结构,更多的时作为一种技术验证。
比如雪弗莱沃蓝达、宝马i3、传祺GA5,真正实现大批量销售的不多。
当然,说发动机效率不高是相对于纯电驱动,但是当普通燃油发动机直接参与驱动时,受到运行工况的影响,发动机大量时间运行于低效区,基本上的平均效率15%-20%;而串联式混合动力车,由于发动机与车辆运行机械上完全解耦,发动机不受行驶工况影响,直接运行于发动机高效区,通过发电机发电给驱动电机提供电能或者给动力电池充电,平均效率可达到30%-36%,从技术层面来讲,相对于燃油车是节能的。
剖析GM的VOLT车雪佛兰VOLT是一辆通用汽车雪佛兰品牌的插电式油电混合动力车,2009/7开始建造原型预计2011年之前于量产。
全面销售预计于2010年十一月前开始,车动力系统也将命名为Voltec平台底盘取代之前的EFlex平台。
VOLT靠锂电池推动电动机控制车轮,续航力达到40英里(64千米),覆盖75%的美国上班族的一般距离,距离较长的行驶,四汽缸内燃机可输出53千瓦的充电功率提供额外的动力。
电机的可以有了两种不同的配置,汽油引擎和高压电池,依靠电池电量表(SOC)的的存量来控制何时启动汽油引擎,内含有一个电力控制单元(ECU)的,这让电压可以加一次油就跑640英里。
VOLT内含16kWh锂电池和车载充电机(控制器显示电池电量充到85%的SOC时候认为电池饱和),随车会配置120 - 240V住宅式的交流插头和电缆,里面是符合SAE-J177规范的。
GM将VOLT定位为长程需求而外加汽油引擎的纯电动车,取名为增程电动汽车EREV。
分析一下GM的插入式混合动力车,图片来自网上,可在/寻找信息。
这几张图较为清晰的分析了结构通用之前的EFLEX底盘最新的结构更清晰的图片都是在一定的区域,通过加固的线束进行连接。
动力电池据小道消息,通用已经决定量产版第一批VOLT采用Compact Power Incorporated (CP I)的公司的电池,是一家底特律的LG电子的全资子公司。
锂电池将在韩国生产后运到美国组装,整车底盘整合将在通用汽车密西根州工厂。
VOLT内部含有220颗电池,总重大约170千克,可提供16kWh电量。
充电状态下设计成只会充电至饱和电量的85%,在30%的时候显示电量较空。
汽油引擎会自动侦测当电量低于这个水平的时候,会动态启动将电量维持在此位附近。
电池实际功效约为8.8千瓦时。
V OLT最终上市的电池包重量应该在375磅,电池运行的最低温度在0℃到10℃的范围内,所以当VOLT在寒带地区使用的时候,会考虑在插电充电时候,先加热电池然后再进行充电和工作。
新浪汽车体验试驾通用雪佛兰volt沃蓝达(2)1.质疑但是,很不幸,针对雪佛兰volt的外界观察评论,通用汽车可没有获得欧洲汽车制造厂商们的好待遇。
一夜之间,欧洲汽车厂商们纷纷从两三年前还在大肆宣传的清洁的柴油机以及氢动力等等未来方向转到电动车上,却并没有多少人怀疑他们的能力与诚意。
而对来自美国的雪佛兰Volt,公众就恨不得用显微镜去观察了。
没有办法,这种质疑背后的情感,正如本文的开篇叙述,你懂地。
这其中,最大的质疑集中于Volt是否存在有发动机直接驱动轮胎的模式。
如果是,那按照行业标准它就不算纯电动汽车,只能算混合动力汽车。
而一旦被证明不算是电动汽车,来自政府的购车补贴可就悬了。
诸如在中国,政府可是要给予个人购买电动车最高6万元的补贴。
甚至北京市有可能给予纯电动轿车每辆最高可享受12万元的巨额补贴!同样,美国政府决定2010年底前废止已经实施了5年之久混合动力汽车购置补贴政策,而对电动汽车的补贴政策不受影响。
这也意味着雪佛兰VOLT仍然可获得7千500美元的购车补助。
很自然地,换做外人,眼瞧着通用与VOLT受到美国政府与奥巴马的恩宠,谁不牙痒痒呢!因此,外界通过不懈研究提出质疑,在达到时速70英里(115公里时速)以上的高速时、且电池余量又很少的情况下,VOLT有可能会通过切换行星齿轮机构的离合器,直接利用发动机的作用力进行驱动。
那么,果真VOLT有如外界质疑的那样吗?究竟雪佛兰VOLT(沃蓝达)算不算纯电力驱动汽车呢?这款车到底好不好,贵不贵呢?接着看。
2.电池由传统发动机作为发电机的动力输入,由电动机驱动汽车的概念应该算得上是探索新能源汽车技术的鼻祖,即业界俗称的串联式。
不少早期电动车试验车型均采用这样的布置。
但由于当时电池容量偏低导致发动机频繁启动并长时间运行进行充电,因而效率不高后来被其它方式所取代。
新浪汽车体验试驾通用雪佛兰volt沃蓝达图解随着如今电池技术大幅提升,大容量快充电池克服了串联式的最大瓶颈。
探访通用电池实验室独家解密Bolt电池系统在新能源概念兴起之后,很多传统车企都推出了混动或纯电动车型,但这其中以概念车或少数量产车居多,像通用旗下车企成规模、有计划的推出多款量产车的企业少之又少,特别是像Bolt这种明星车型,以及新款迈锐宝这种混动车型,使得通用成为新能源的明星企业。
在一般人的印象当中,提到纯电动似乎就是特斯拉,提到混动似乎就是丰田,其实从研发实力上来说,通用更加不惜血本,并且很多技术独树一帜,当我来到位于美国底特律北部沃伦市的通用汽车技术中心电池实验室之后,才发现通用在新能源领域很有想法,而且明年可期待的混动/纯电动车型也非常之多。
明年将有数款新能源车型上市通用汽车在新能源方面的标志性车型,就是年初北美车展上亮相的纯电动汽车Bolt,实际上除了它以外,还有几款新车也会在明年上市,构成了通用家族新能源的先头部队。
其中V olt Reveal沃蓝达也是通用的明星车型,下一代将具备纯电状态下80KM的续航能力,以及675KM的总续航力,其增程式百公里综合油耗为5.7L,并且0-95KM/H加速为8.4秒。
而V olt的科技也应用到了下一代迈锐宝当中,采用混动形式的迈锐宝搭载1.8L发动机的车型,百公里油耗可降低至5L。
更有看点的则是专供中国市场的混动卡迪拉克CT6,其具备60公里的纯电动续航能力,以及低至2L的百公里油耗,不过CT6更加吸引人的可能是豪华设计的车身外观。
而最后要提到的就是今年在北美车展以及上海车展均有亮相的纯电动车型Bolt,它的主要规格早有披露,321公里的续航里程以及3万美元的售价成为纯电动车普及的两大卖点,让人觉得新能源汽车也不是那么遥不可及,更成为通用家族在纯电动领域的一个代表。
虽然这几款新能源汽车的定位、性能以及驱动形式都不同,但有一点是相同的,就是它们的电池部分全部都产自这家位于底特律北部沃伦市的技术实验室,可以说这里成为了未来。
VELITE6是上汽通用全新量产车,纯电力驱动,零排放,是别克品牌车的标志性车型,定位为多功能型轿车。
此车型在外观、动力、电气及信息互联上与传统燃油车型大有不同。
VELITE6的续航里程约为300km,最高时速为」50km/h,0-100km/h加速时间为12.2s、最大爬坡度为30%。
一、系统详解1.高压系统(1)电池包与电机①电池包与电机简介VELITE6电池包和电机的主要参数如图1所示。
电池包为大容量三元铿离子电池包,采用高能量密度的镍钻锰三元材料,冷却方式为直接风冷,具备严密的电池能量和安全监控。
电机为高效率、宽调速范围的三相交流电机,输出功率大、反应速度快。
使用高效冷却液系统进行冷却,并支持制动能量回收。
②充电快充:为车辆进行直流快速充电前需要先确认充电接口是否匹配,充电线必须短于10m,给车辆进行直流充电(图2)的步骤如下。
·挂入P挡,启动,关闭车辆;·打开直流充电口门,若天冷,此处可能结冰;·插入直流充电插头,确保连接牢固;·按照充电桩的步骤给车辆充电;·确保仪表板顶部的充电指示灯点亮,并发出提示声。
当车辆充满电后,充电桩仍会有电量输出。
这可以确保电池包处于最佳工作温度,使续航里程最大化。
充电结束后取出充电插头时,确认充电插头从车辆充电接口上解锁,充电到80%需要40min。
慢充:在交流慢速充电时,同样也需要先确认充电接口、线缆是否匹配良好。
具体步骤如下。
·挂P挡,启用驻车制动,关闭车辆,选择充电电流;·打开车辆右侧前方的交流充电口门;·打开行李箱门,拆开载物地毯并取出充电枪(图3);·将充电枪插头插入电气插座,不得使用延长线;·将充电枪插入充电口中,确认充电灯点亮并有提示音;·用遥控钥匙为车辆上锁,同时启用充电枪锁止机构;·在充电结束后使用遥控钥匙解锁车辆以解除充电枪锁止机构。
01| 概述插电式混动别克微蓝6继日前宣布将于7月推出两款全新的新能源车型后,上汽通用汽车今日正式公布插电式混动别克微蓝6驱动系统的技术亮点。
基于通用汽车新能源平台打造,插电式混动别克微蓝6搭载全新开发的别克eMotion智能电驱科技,采用1.5L DVVT四缸发动机、E-CVT智能电控无级变速箱、高性能双驱动电机、通用专利的双排行星齿轮组、高效PS动力分流技术和高能比长寿命LG三元锂电池等先进的插混技术系统。
这份豪华的“技术清单”,也带来亮眼的性能参数:整车综合最大功率135kW、综合最大扭矩380Nm,纯电续航60公里,满电满油续航里程可达780公里,百公里综合油耗仅为1.4L。
用户无需再为出行里程、是否有充电位、是否有路权、是否经济省钱以及环保排放问题而焦虑,这为城市和城际间出行提供了一个绝佳的解决方案。
02| Velite 6 PHEV发动机1.5L DVVT四缸发动机是专为插电式混动别克微蓝6设计的全新机型,可输出75kW最大额定功率和143Nm峰值扭矩。
这款发动机大量应用轻量化、低摩擦的新技术,譬如优化设计的活塞组件在降低重量与摩擦的同时,提升了活塞在高爆压下的安全系数;结合可变机油泵、正时链条、DLC低摩擦涂层挺柱、进排气双VVT系统、每缸独立点火模块等优化设计。
显著降低了内部摩擦损耗,实现更加高效、平顺的动力输出,在降低油耗之余还能满足国六B排放标准。
插电式混动别克微蓝6专属的1.5L DVVT四缸发动机同时,得益于先进的混动技术与新型零部件的应用,发动机总成的重量大大降低,并增加了抗扭曲支架,提升了刚度。
为与智能电驱系统形成最佳匹配,发动机的进气歧管、排气后处理系统等也都采取了全新设计。
正是得益于发动机自身优异的运转平顺性,它与电机结合后的油电混动效果,才能达到纯电动车一般的平顺性和静谧性。
03| Velite 6 PHEV E-CVT电驱高性能的E-CVT智能电控无级变速箱集成了双驱动电机和双排行星齿轮组的通用专利技术,以及高效合理的动力分流(Power Split)技术。
雪佛兰Volt拥有二个电机,三个离合器以及一个行星齿轮组,可以分别工作在纯电动—低速,高速以及增程一低速、高速四种模式下,因而新能源汽车聚焦网称其为四模一一双电机增程式驱动系统。
考虑到双模混合动力系统更适用于SUV通用也没有将整个系统全盘照搬。
而是在此基础上作出了大幅度的调整,由此产生了新的四模一一双电机增程式驱动系统。
调整的目的是为了确保车辆行驶在增程模式下时,所有的驱动部分能够紧密协作,发挥出最高的效率并维持车辆的动力性能。
这套新型四模——双电机增程式电驱动系统包含一个111kW的主驱动电机和一个63kW的发电机,三个离合器以及一个行星齿轮组(如图1所示),相比原本的双模系统(双电机、三行星齿轮组、四个离合器)简化了不少。
Kinemattic Ardu ted u reTractor秦皿總该驱动系统采用同轴连接方式,电机、行星齿轮、发动机呈直线排列,两个离合器用于锁止行星齿轮的齿圈或把齿圈与发电机相连。
第三个离合器则用于接合或脱开增程发动机。
111kW驱动电机总是固定在太阳轮上的,而行星架则用于最终输出动力(被固定到了减速齿轮与差速器上)。
根据一般的划分原则,我们可以把车辆的形式模式分为纯电动模式(电量消耗模式, 发动机不运转)以及增程模式(电量保持模式,发动机加入协同工作以提升整车效率)。
进一步地,我们又可以对以上两种模式进行细分,可分为低速一单电机模式与高速双电机模式。
细分之后,雪佛兰Volt即拥有了四种运行模式,故而新能源汽车聚焦网称其为四模一一双电机增程式驱动系统(如表1所示)。
—1诗詢匸网葆——取劇机葺动系貌的四种T浮視式〔赣爺一凜菟车蕈卷P!賊麦】權式疑魁曲無式O-阖电机翩力电龜功力电懑■週速'单电机动力电也倍岌电机补充皑堡】1劝力电也(由境电机补充番愛?1tSio的扭拒由熒电机,;曲机祀埃朗机担精模式1 (纯电动一一低速模式,如图2):在该模式下,齿圈被离合器1锁止,而离合器2与离合器3均处于脱开状态。
增程式电动汽车进展研究摘要:为了解决目前汽车行业存在的废气排放以及能源短缺问题,全世界汽车行业积极开发电动汽车,增程式电动汽车是电动汽车中的一种。
文章从增程式电动汽车的定义出发,介绍了其结构、工作原理特点等以及其与其他混合动力的区别,阐述了目前国内外增程式电动汽车及其关键部件的发展状况,并重点介绍了Volt增程式电动汽车。
分析结果表明:增程式电动汽车兼具纯电动汽车和混合动力汽车的优点,具备很强的市场推广价值。
关键词:电动汽车增程器控制策略一、研究目的和意义汽车为人类社会带来了很大的便利,已成为人类社会日常生活不可或缺的交通工具。
但是,在全球汽车工业迅猛发展的同时也带来了两个极其严重的负面效应:一是石油能源危机。
二是环境污染加剧。
汽车工业的发展受到了能源、环境等因素的严峻考验与挑战。
发展节能、环保的电动汽车已成为世界汽车工业技术创新的主要方向和汽车产业可持续发展的必然选择。
各国纷纷制定环保和节能法规,采取鼓励投资、税收优惠、政府补贴等多种政策推动电动汽车产业化进程。
我国对电动汽车的技术研发和产业化发展给予大力支持,2010 年在《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》中,将新能源汽车确定为七大战略性新兴产业之一;2012 年发布了《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020 年)》,旨在培育和发展节能与新能源汽车产业,加快实现汽车产业转型升级、培育新的经济增长点和国际竞争优势;同时,还出台了促进新能源汽车产业化的相关补贴政策,进一步推动新能源汽车市场化进程。
在政府政策推动下,中国电动汽车整车及关键总成技术都得到了快速发展,车用电机、电池产业链逐渐形成,汽车电动化市场逐步显现。
但是由于目前阶段充电站建设的限制,纯电动汽车受到续驶里程的制约,难以得到市场的认可。
国家鼓励发展混合动力电动汽车,而增程式电动汽车是混合动力电动汽车的重要方向之一。
二、增程式电动汽车结构1.增程式电动汽车定义根据美国通用汽车公司Tate等人给出的定义,增程式电动车(Extended Range Electric Vehicle, E-REV)是指整车在纯电动模式下可以达到其所有的动力性能,而当车载可充电电池无法满足续驶里程要求时,打开车载辅助发电装置为动力系统提供电能,以延长续驶里程。
电动?混动?雪佛兰VOLT到底是什么?文章要点:雪佛兰Volt的发动机无法直接参与驱动车辆特定条件下,发动机间接参与驱动车辆,起助力作用雪佛兰Volt定义为“PHEV”插电式油电混合动力车最恰当Volt(沃蓝达)的海外试驾意外引发了海外媒体和通用之间关于产品最终属性的争论,这款即将于2011年引入国内的车型同样关注度极高,在国家大兴新能源车型政策的节骨眼上,关于沃蓝达是纯电动车还是混合动力车的争论激起了不小的波澜,通用方面也非常迅速的给予了我们相应的回复和技术说明,那么,这些说明能否帮助我们认清Volt沃蓝达的真身?通过我们的分析和解读,告诉你事件背后的真相!事件回顾:非纯电力驱动? 雪佛兰Volt遭遇"谎言门"官方回复雪佛兰Volt“谎言门”新进展工作模式及结构介绍对于Volt工作模式的介绍,我们可以结合官方文件的描述来进行初步的了解(了解其基本构造的车友可以直接查看后续的分析内容):官方描述:Voltec电力驱动系统介绍对于通用汽车雪佛兰Volt(沃蓝达)Voltec电力驱动系统的研发工程师们来说,超越客户需求是他们的首要目标。
因为Volt(沃蓝达)是汽车界的首款增程型电动车,开发团队致力于让沃蓝达的客户在电力驱动和增程驱动的模式下都能体验到最高效的同时又充满无限乐趣的驾驶体验。
大多数通过电池驱动的电动车采用单一的带有固定减速箱的电动机以降低电动机的转速,使其与车轮转速同步。
而雪佛兰Volt(沃蓝达)则不同。
它采用了一套独特的电力驱动装置来提高车辆的行驶效率。
当接近最高转速时,任何一台电动机的效率都会降低。
而Volt(沃蓝达)的电力驱动系统包括两个电动机(一个主电动机和一个发电机/电动机)、三个离合器以及一个行星齿轮组,这个行星齿轮装置能够降低电动机的总转速,从而提高车辆整体行驶效率。
这一配置能减少车辆行驶在高速公路上的电池损耗,使电动车多行驶两英里。
Volt(沃蓝达)的电动机和齿轮组与业界第一款增程型内燃发动机同轴安装。
从空冷到油冷·电机冷却技术的概念性认知(二)水冷篇展开全文水冷结构的产生Y2 Y3等传统的工业电机都以风冷或者自然冷却为主。
但随着人们对电机更小更轻的要求,催生电机往高功率密度方向发展。
特别是新能源汽车领域,对功率密度要求呈现直线式上升。
这就意味着自然冷却和风冷无法满足要求。
必须上水冷或者其它更高散热效率的系统。
水冷系统一般由水冷机壳、水泵、散热器、管道等部件组成。
其工作原理是,在水泵的推动下,水流通过电机外壳,在吸收了电机的热量后,再回到散热器将热量散发到大气中。
相当于将原来由电机表面散发的的热量,带到专用散热器上耗散掉。
这样带来两个好处,第一个散热效率更高,散热器+水的散热效率远高于电机本身散热筋的效率。
第二个好处,就是电机可以做的很小,满足紧凑安装的需求,而散热器可安装在远离电机通风良好的地方。
正因为如此在新能源汽车等一些应用中,水冷电机成立基本配置。
这里我们仅研究电机的水冷部分,都有哪些水冷结构呢。
各种各样的水冷结构市面上水冷结构种类很多。
而发明专利却掌握在少数几家公司手中。
我们常见的螺旋水道式结构,专利是由卡特比勒公司申请的。
这种结构,机壳加工出了螺旋式的水道结构,水流绕电机若干圈后流出,带走热量。
通用公司也申请了类似的冷却方案,其创新点一在于采用非切削加工的方式实现了螺旋水道。
其水冷机壳由内置的不锈钢螺旋管,和铸铝或铸铁外壳组合构成,通用认为这是一种经济型的加工方式。
其创新点二为沿螺旋水道的轴向方向设置了若干导条,起到了加强刚度,提高管道径向定心、轴向定距能力,最终得到了保护管道的效果。
除此之外,通用还发明了鼠笼式水道,轴向式水道(如下图所示)。
那么各种各样的水道结构,我们该如何去理解他们,如何在设计中选择最适合的结构呢?如何理解它们如何评价一个水冷机壳的设计好坏,首要的指标就是换热效率的问题。
水冷电机电机的散热效率涉及到热传导和热对流两种原理。
电机内部发出的热量,首先通过热传导到达定子轭部,然后从轭部到达机壳内层。