超越發動機車的新一代EV 日產LEAF技術詳解(一)
發動機車無法體會到的性能
LEAF的特點之一是超越同級別發動機車的高行駛性能。駕駛員踩油門時會強力加速。通過以馬達為驅動源,從轉速幾乎為零的狀態即可產生最大扭矩(280N?m),因此起動時的加速性出色。盡管是緊湊車型,但卻可實現與排量為3L的發動機車相同的加速性能。
不過,馬達的最大轉速為9800rpm,最高時速為145km/h。不適于在德國高速公路等無限速道路上超高速行駛。
此外LEAF還利用內部電阻小、可輸入輸出大電流的鋰離子電池的特性,“以1ms為單位”(日產技術人員)高速控制馬達扭矩。這一點被充分用于抗振控制。具體做法是通過精密控制驅動系扭振共振點付近的扭矩來抑制振幅,實現無生硬感的順暢加速。
LEAF的操縱穩定性也很出色。又大又重的電池組配備在車身中央的地板下方,因此與FF方式的發動機車相比重心較低,而且由于是配備在車輛中心附近,因此繞偏擺軸旋轉的慣性力矩較小。此外再加上前述以1ms為單位的馬達扭矩高速控制,從而提高了轉彎時的操縱穩定性。日產LEAF的開發負責人門田英稔自信地表示:“只要一打方向盤就能順利轉彎。而且車尾的甩離感也較少,打造成了動作柔和的汽車?!?P> 當然,車內的靜音性也很高。這是因為不會產生發動機的聲音、振動以及排氣管聲音,而且車身剛性也比發動機車提高。另外,車身的振動也由此得以抑制。
徹底實施品質檢測
此外LEAF還非常注重安全性能。將電池組收放于車身中央的地板下面,其原因還在于為了強化對外部的機械性、熱性及電氣性侵入進行防范,使損傷控制在最小限度。在所進行的沖撞實驗中,正面沖撞以56km/h時速、后面沖撞以80km/h時速撞擊了車身,“確認電池組未受到任何損傷”(門田)。
為了防止觸電,高電壓部件封閉到保護殼中并進行了絕緣。此外還采用了發生沖撞時切斷高電壓的設計(圖4)。并且還通過用電線將這些保護殼與車身連接起來,使它們形成了等電位。這樣,即使在這些保護殼萬一失去絕緣性時,而乘客剛好此時接觸到了保護殼和車身,也會因為沒有電位差而使電流不流經人體。
圖4:提高了對高電壓的安全性。通過車身構造保護鋰離子充電電池,包括該電池在內的高電壓部件采用絕緣構造。此外還會在發生沖撞時切斷高電壓
另外還進行了積水路面的行駛實驗。比如,發動機車“TIIDA”在水深700mm的積水路面上行駛時,當水從進氣管進入后發動機就會熄火,而LEAF在這樣的路面上行駛時也沒問題。原因是電池組等已被嚴密密封起來。
用智能電話進行遠程操作
比現有發動車更多地使用了IT技術,這也是LEAF的一項特點。LEAF導入了專用的信息通信系統“EV-IT”,可接入日產車載信息服務“CARWINGS”的數據中心來獲取汽車信息或操縱車輛。由此提高了EV獨有的便利性,消除了用戶對電池用完等情況的擔憂*3。
?。? 要想使用CARWINGS,需要加入“日產零排放支持計劃”或簽訂“CARWINGS for EV”合同。
比如,配備了可在駕駛中顯示當前的電池余量能夠行駛多遠距離(顯示能夠到達的區域地圖),或者在電池余量不足時介紹附近可充電的地點及其設施信息的功能(圖5)。其中,對駕駛員來說尤為擔心的是電池用完的問題,因此除了會根據過去的充電履歷保存充電點信息之外,還會通過CARWINGS進行自動更新,使用戶住宅周邊的充電點信息總是保持最新狀態。
圖5:EV-IT的功能
(a)為在導航儀屏幕上調出稱為“零排放菜單”的EV相關功能的情形。通過該功能可搜索充電站或確認預計到達地地圖(b)。
CARWINGS的服務還可通過個人電腦、智能電話及手機查看電池的狀態,在家中及辦公室即可進行開始或停止充電的控制。而且還可遠程操縱空調,在充電時事先于出發前將車內溫度調整到最佳程度。這樣便可在開始行駛后降低空調的負荷,從而延長可以行駛的距離。另外還配備有可在任意時間充電的定時充電功能,可利用便宜的深夜電力來充電。
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