沃爾沃研發增程器 可延長電動車行程至一千公里
沃爾沃汽車公司正在執行電氣化戰略的下一個步驟,制造帶增程器(Range Extender)的驗證性車輛,為電動車配備內燃發動機以增加有效行程。
該項工程得到了瑞典能源署(Swedish Energy Agency)和歐盟的支持,涵蓋三項高潛力技術組合。根據規劃,多種概念技術將從2012年第一季度開始著手測試工作。
沃爾沃汽車公司動力總成設計副總裁Derek Crabb表示,沃爾沃對車輛電氣化的聚焦程度日漸提升,而電動車用增程器則是令人振奮的技術拓展。采用增程設備之后,電動車的有效行程可以增加1000千米之多,同時二氧化碳排放水平將控制在50克/千米之下,甚至遠低于此。
如上文提及,當前公司在該領域的技術開發圍繞三項不同的技術組合進行,一臺三缸汽油發動機安裝在輔助性電力驅動(前輪驅動)裝置上。所有的衍生型號均帶有制動能量再生功能。這款三缸汽油發動機具有雙燃料性能,可以采用汽油或E85乙醇燃料。其中兩項技術解決方案以沃爾沃C30電動車為基礎,原先標準配備電池組將進行尺寸削減,以騰出空間容置內燃發動機與燃料箱。
下面,將對這三項技術組合進行逐一介紹:
技術概念一:沃爾沃C30配備串聯式增程器(Series-connected Range Extender)
圖1為沃爾沃C30配備串聯式增程概念技術的示意圖,不過該圖主要用于描述新技術的功能結構特點,而非精確的技術解決方案示意圖,例如背景車型的選擇便不是嚴格按照C30或V60來安排。圖中左側說明文字從上至下:三缸汽油發動機、燃料箱(40升)、電動馬達;右側說明文字從上至下:發電機、電池。
圖1:沃爾沃汽車開發的電動車用增程技術概念I
第一種串聯式增程技術概念以沃爾沃C30電動車為基礎,在后車身貨艙地板位置安裝了一臺功率45千瓦(60馬力)的三缸汽油發動機,其前方一臺功率輸出40千瓦(53馬力)的發電機緊密相連。發電機前面是容積40升的燃料箱,為汽油發動機提供能源。而燃料箱的前方又依次分別是電池組和主電動馬達,整個動力機構呈現出直線串聯的布局,不過這里的“串聯”實際上更加側重于兩種動力的聯動方式,即內燃機動力只用于發電,并不會直接驅動。
圖2:沃爾沃C30電動車帶充電線纜
圖3:沃爾沃汽車公司動力總成設計副總裁Derek Crabb
發動機所輸出的能量在發電機處轉變為電能,標準模式下電能驅動功率82千瓦(111馬力)的主電動馬達。一般電池組能量耗盡后,發電機將直接為電動馬達提供電能繼續增程行駛,這樣便延長了車輛電力推進的行程。不過,在電池組依然保持運行的情況下,司機也可以選擇利用發電機為電池組充電,有利于提高低排放要求地區的電池推進行程,從而滿足減少尾氣產生量的要求。原先車載電池組可提供一次充電行程為110千米,在增程器作用下可延伸至1000千米。
技術概念二:沃爾沃C30配備并聯式增程器(Parallel-connected Range Extender)
圖4為沃爾沃C30配備并聯式增程器概念技術的示意圖,圖中左側說明文字從上至下:三缸汽油發動機、燃料箱(40升)、電動馬達;右側說明文字從上至下:發電機、變速箱、電池。
圖4:沃爾沃汽車開發的電動車用增程技術概念II
并聯式增程技術概念同樣以沃爾沃C30電動車為基礎,布局與串聯式增程技術概念大體相近,只是在發電機左側設置了一臺六速自動變速箱。這里車輛使用的三缸汽油發動機配備了渦輪增壓器,功率可高達190馬力,遠遠超過串聯式,可以實現兩種動力并聯工作的模式。
和串聯式增程技術概念相同,標準模式依然是發電機為電動馬達提供能量增程。在市區行駛模式下,發電機也可以為電池充電,延長電池純電力推進的工作時間與行程,達到滿足低排放區域的規定。
而新增的并聯工作模式下,通過六速自動變速箱的調控,三缸汽油發動機的動力可驅動車輛后輪。再計入電動馬達111馬力的功率,整個車輛的總功率超過300馬力,從而賦予該車6秒內從靜止到100千米/時的加速性能。故此,這種達到最大總功率的并聯工作模式又被稱為運動模式(Sport Mode)。
由于配備了更強勁的汽油發動機,新車在重量上付出了少許代價,一次充電后純電力模式推進距離為75千米。不過啟動增程功能之后,最大行程依舊可以超過1000千米。
圖5:沃爾沃C30電動車接入充電線纜
圖6:沃爾沃C30電動車采用Cosmic White宇宙白涂裝,R-Design車身組件前方和側向則采用了Orinoco Blue奧里諾科河水藍色澤
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