,第七章通用沃藍達（volt）增程型電動汽車原理與維修,第一節(jié)通用混合動力汽車技術,一、通用混合動力汽車發(fā)展過程,一、通用混合動力汽車發(fā)展過程,通用汽車公司早在1996年就已經(jīng)將第一款現(xiàn)代化的純電動汽車(BEV)EV1推向了市場。當時的EV1只有兩個座位，以便為容納鉛酸蓄電池組而減輕重量并騰出空間。第二代純電動汽車EV1采用了鎳氫蓄電池,蓄電池的能量密度限制了該車的續(xù)駛里程。,一、通用混合動力汽車發(fā)展過程,一些EV1的客戶對當時的“續(xù)駛里程焦慮癥”記憶猶新。,徹底擺脫里程恐懼，不犧牲駕駛樂趣,擁有最先進、可靠的電池系統(tǒng),市場需要一種車,一、通用混合動力汽車發(fā)展過程,1997年，豐田公司推出了世界上第一款量產(chǎn)的混聯(lián)型混合動力汽車普銳斯。美國有人對普銳斯混聯(lián)型混合動力汽車進行了改裝，通過市網(wǎng)向其車載蓄電池充電，形成所謂的“插電式混聯(lián)型混合動力汽車”，簡稱“PHEV”。受此啟發(fā)，接著有人在串聯(lián)式混合動力汽車上也引入了從市網(wǎng)向車載蓄電池充電的模式，形成所謂的“串聯(lián)插電式混合動力汽車”。,一、通用混合動力汽車發(fā)展過程,2006年底特律汽車展覽會之后，決定為了繞過昂貴的蓄電池、續(xù)駛里程不足和公共充電基礎設施的缺失；應當采用比純電動汽車小得多的蓄電池，配上一臺汽油機來驅動發(fā)電機發(fā)電，以達到增加續(xù)駛里程的目的，在發(fā)動機和驅動車輪之間不要有機械的連接，這樣就形成了一臺純粹依靠電力驅動的汽車；這就催生了Volt，2007年1月，雪佛蘭Volt概念車在北美國際汽車展覽會上推出。,一、通用混合動力汽車發(fā)展過程,一、通用混合動力汽車發(fā)展過程,關鍵的設計參數(shù)-純電動續(xù)駛里程定為40英里(64km)為了盡可能減小蓄電池尺寸，從而降低成本。調(diào)查表明，美國78%的日常上下班出行的行駛里程都不超過40英里(64km)。這樣的續(xù)駛里程目標將允許大部分的出行能夠以電動行駛的方式完成，并且可以認為在家里一個晚上就能解決充電問題。,一、通用混合動力汽車發(fā)展過程,關鍵的設計參數(shù)-純電動續(xù)駛里程定為40英里(64km)只要采用能量為16kWh的鋰離子蓄電池，充滿了電便可滿足這樣的要求，同時保證其電量水平SOC(蓄電池放電后剩余容量與全荷電容量百分比)不會下降到30%。在大多數(shù)環(huán)境條件下，SOC不低于30%這一限值，是保持蓄電池的運行性能，并減少其老化以保證其壽命至少在10年以上所必需的。,一、通用混合動力汽車發(fā)展過程,該概念車的開發(fā)應基于一個新的公共的電力驅動動力總成零部件系列，該系列最初叫做E-Flex系統(tǒng)，“E”代表電力驅動，“Flex”則表示其電力可有多種不同的來源。后來E-Flex重新命名為Voltec動力系統(tǒng)。這個E-Flex或Voltec平臺體現(xiàn)了這樣一種意圖，即對未來可能出現(xiàn)的電動汽車的許多零部件進行標準化，并且允許采用多種可充電的電力發(fā)生系統(tǒng)。,另一個設計方面的重要決定是開發(fā)Voltec動力系統(tǒng),一、通用混合動力汽車發(fā)展過程,2010年12月開始生產(chǎn)的雪佛蘭Volt是美國第一款量產(chǎn)的串聯(lián)插電式混合動力汽車。通用公司不愿意使用“混合動力”這個詞，VOLT有時出于改善汽車性能的目的而讓內(nèi)燃機提供了輔助動力。通用公司將Volt稱之為“增程”式電動汽車，或E-REV，意在突出這還是一款電動汽車，不過依靠內(nèi)燃機解決了續(xù)駛里程的問題，僅此而已。,二、VOLT車型介紹,沃藍達是一款具有遠程行駛能力的前驅四座電動汽車。傳統(tǒng)高電壓汽車（主要至Pruis）既可以使用電機驅動，也可使用汽油發(fā)動機驅動，或使用兩者共同來驅動汽車。而沃藍達僅由電機驅動，它使用儲存于高壓電池組內(nèi)部的高壓電能來驅動車輛。但是，如果出現(xiàn)電池電能不足，汽油發(fā)動機將開始驅動發(fā)電電機發(fā)電，為車輛提供動力。,二、VOLT車型介紹,高壓電池組12V蓄電池4ET50變速器1.4L發(fā)動機燃油管理系統(tǒng)電動助力轉向系統(tǒng)（EPS）制動系統(tǒng)PIM充電組件APM,雪佛蘭沃藍達包括以下系統(tǒng)和部件,二、VOLT車型介紹,汽車類型汽車級別行走機構座位整備質(zhì)量(kg)長度(mm)輪距(mm)寬度(mm)高度(mm),五門、前輪驅動、流線型后備箱的轎車帶增程器的電動汽車麥弗遜獨立懸架前橋連接轉向器的后橋前后盤式制動能量回收制動系統(tǒng)電動助力轉向417154498268517981430,二、VOLT車型介紹,裝載容積(L）蓄電池蓄電池能量(kWh）有效能量(kWh)有效能量率(%)充電時間油箱容積(L)汽油機功率/排量(kW/L)牽引電機功率(kW）牽引電機最大扭矩(N.M),301錳酸鋰尖晶石型(liMnzOs)的鋰離子蓄電池，T形蓄電池包，帶集成的熱管理系統(tǒng)1610.465500,三、VOLT的性能和增程、節(jié)能、減排效果,性能:最高車速為160km/h;097kM/h的加速時間，純電動模式下為9.2s，汽油機助力模式下為9.0s。增程:Volt在蓄電池完全充滿電(100%的SOC)的情況下純電動續(xù)駛里程為4080km，因地域狀況、駕駛技術和環(huán)境溫度而異。,三、VOLT的性能和增程、節(jié)能、減排效果,美國環(huán)保署(EPA)官方認定該車純電動續(xù)駛里程為56km，相當于百耗能22.5kWh，該數(shù)據(jù)基于EPA在不同的駕駛條件和氣象控制下的五循環(huán)試驗。根據(jù)EPA的試驗，以裝滿一箱汽油和充滿電的蓄電池所達到的總的續(xù)駛里程為610km，Volt的油箱容量為35L，一旦汽車的燃油耗盡，汽油機帶動的發(fā)電機就會關閉，Volt就會引入蓄電池的電力。油箱內(nèi)的燃油耗盡時，殘存的蓄電池電力可提供額外的4.86.4km續(xù)駛里程。當殘存的蓄電池電力很低時，Volt安全地減速直至停止。,三、VOLT的性能和增程、節(jié)能、減排效果,節(jié)能:美國環(huán)保署(EPA)官方認定，Volt在純電動模式下的城市/高速公路綜合燃油經(jīng)濟性為每百公里2.5L汽油。這個數(shù)據(jù)按照1加侖汽油相當于33.7kWh電力的換算系數(shù)算出。EPA認定Volt在全汽油模式下的燃油經(jīng)濟性為百公里6.4L汽油。燃油-電力總的城市/高速公路綜合燃油經(jīng)濟性為每百公里3.9L汽油。這些數(shù)據(jù)使得Volt成為自2010年12月引入市場以來在美國銷售的燃油經(jīng)濟性最佳的緊湊型轎車。,三、VOLT的性能和增程、節(jié)能、減排效果,節(jié)能:通用公司2011年4月報道，根據(jù)自Volt于2010年12月開始供貨以來通過它的OnStartelematics系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)，Volt車主在兩次加油之間行駛的里程平均為1300km。該項分析同時發(fā)現(xiàn)兩次加油時間的平約周期為30天，通用公司2011年6月又報道，Volt車主們大約三分之二的里程是以電動模式行駛的，其余三分之一的里程動用了車載汽油機。,三、VOLT的性能和增程、節(jié)能、減排效果,減排:EPA認定Volt的排氣管排放為每英里CO252.5g/km。就降低從排氣管測得的溫室氣體排放而言，這個數(shù)據(jù)使得Volt跑到了豐田Prius的前面去。C02排放是Volt的蓄電池初次電力耗盡之后在增程模式下由內(nèi)燃機產(chǎn)生的。至于談到其它污染空氣的物質(zhì)，Volt的排放在十級制中得分為六，以十分為最佳。,三、VOLT的性能和增程、節(jié)能、減排效果,減排:加利福尼亞空氣資源局(CARB)將Volt納入超低排放車(ULEV)一類，因為CARB的試驗規(guī)范不考慮Volt的電動行駛里程。其所有的試驗過程都是在內(nèi)燃機運行的條件下進行的，所以CAR日認定Volt的CO排放為1.3g/km(相當于0.81g/km)，比特超低排放車(SULEV)的標準超出0.3g/km(相當于0.19g/km)。,四、VOLT系統(tǒng)組成,標識,四、VOLT系統(tǒng)組成,標識,儀表板,能量顯示,四、VOLT系統(tǒng)組成,四、VOLT系統(tǒng)組成,雪佛蘭VOLT動力系統(tǒng)由以下部件組成:高電壓電池低壓12V電池功率逆變器模塊輔助功率模塊高電壓充電器1.4升發(fā)動機4ET50傳動系統(tǒng),四、VOLT系統(tǒng)組成,高壓電池作為電機的驅動電池，由許多部件組成，高壓接觸器電池包管理系統(tǒng),四、VOLT系統(tǒng)組成,PIM（功率逆變器）,四、VOLT系統(tǒng)組成,PIM,PIM控制高壓電池組與電機之間的電能傳輸，將高壓直流電轉變?yōu)槿嘟涣麟?，為變速器?nèi)的三相交流電機提供電能。在再生制動及增程模式下，將交流電轉變?yōu)橹绷麟姟?四、VOLT系統(tǒng)組成,可將來自高壓電池組的高壓直流電轉換為低壓直流電。該模塊為車輛的低壓電氣系統(tǒng)提供電能，并可為12伏蓄電池充電。APM能夠提供14伏180安培的直流電，替代了傳統(tǒng)車輛上皮帶驅動的發(fā)電機,APM（輔助功率模塊）,四、VOLT系統(tǒng)組成,APM熱交換系統(tǒng)為幫助維持適當?shù)墓ぷ鳒囟?，APM需要使用空氣進行冷卻。APM的熱交換系統(tǒng)是由一個冷卻風扇、進/排氣管道，以及位于APM下側的散熱片組成。,四、VOLT系統(tǒng)組成,高壓充電接口,四、VOLT系統(tǒng)組成,4ET50變速器一個扭轉減振器一個液壓泵總成三個離合器兩個電機總成一排行星齒輪一個傳動小齒輪總成一個差速器支座總成,四、VOLT系統(tǒng)組成,4ET50變速器,四、VOLT系統(tǒng)組成,4ET50變速器,4ET50變速器,發(fā)電機A,發(fā)電電機A既可用于起動發(fā)動