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大众汽车新能源科技前瞻 即将正式量产

发布时间:2012年05月04日 20:19 | 进入汽车论坛 | 来源:凤凰网 | 手机看视频


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各大汽车品牌对于新能源科技车型的竞争正在日趋白热化,不过大众汽车虽然同样在努力发展,但是却做的比较低调,而在这里我们所要介绍的是大众汽车目前在中国已经投放的Hybrid版途锐,以及开始在中国进行路试体验的e-golf的相关技术。

最接近量产的大众电动车

目前在国内进行路试体验的e-Golf是大众汽车高尔夫车型的第三代电动驱动产品,而这一带产品在技术上的革新的同时,也对于其成本的控制和降低做了很大的工作,同时这款e-Golf也是大众汽车目前最接近量产的电动车,但最终的电动车量产版本不会是它,而是将于2013年在北美上市的e-UP!。

最实用的电动机

e-Golf所搭载的动力系统是一款永磁同步直流电动机,不过大众汽车方面并没有透露其工作形式,不过按照成本的降低以及性能等的优化来看,e-Golf最可能使用的可能是三相正弦波作为驱动形式,而这也是目前最适用于电动车的电动机驱动形式。

永磁同步电动机析:永磁同步电动机(Permanent Magnet SynchronousMotor,PMSM)是一种具有高效动力输出、高扭矩输出密度以及良好的转矩平稳性以及低噪音等特点于一身的电动机,其与一般电动机雷同,由钉子以及转子两大部分组成,与普通电动机相比,其增加了一套转子永磁体位置检测器,用来检测磁极位置,以此对电机电枢电流进行空控制。

永磁同步电机结构图

永磁电动机体积小、重量轻,且转动惯量小,功率密度可达1kW/kg;另外,其转矩惯量比大,过载能力强,尤其低转速时输出的转巨大,对于民用汽车来说,以上优点可以最大限度的将电动车做小,并让其更接近内燃机车的形式效果;不过因为永磁电动机转子为永磁体,无法调节,所以必须通过加定子直轴去磁电流分量来消弱磁场,同时其主要构成中的磁钢价格较高,这些都对于永磁电动机的制造成本提出了比较严苛的考验。

e-Golf没有变速箱

跟内燃机车不同,电动车中尤其永磁电动机作为驱动端的车来说,它并不需要所谓的变速箱,而在车中我们能看到的这个所谓的变速箱其实是一套减速设备,或者也可以称其为矢量控制系统,而驱动间的结合只是通过负载的大小实现。

一般电动汽车电动机的控制办法是通过矢量控制来达成,其以转子磁链旋转空间矢量为参考坐标,将定子电流分解为相互正交的两个分量,一个与磁链同方向,代表定子电流励磁分量,而另外一个与磁链方向正交,代表定子电流转矩分量,并分别对其进行控制,从而得到稳定的动态特性。

新能源车型必备 制动再生系统

其实绝大多数的新能源动力车型都会存在制动再生系统,制动再生系统是新能源动力车型非常重要的组成部分之一,是指汽车在制动、下坡等情况下出现无用功的时候的能量通过电动机转化为电能,并储存于电池中的过程,比如在F1比赛中经常被提及的Kers系统,通过回收其它能量并储存,在关键时刻为赛车提供额外的动力,而一般家用汽车的能量回收则是通过回收能量为电池重新蓄能,或者将之转化为车辆上电气设备的其它能量来源之用,从而减小车辆的电能消耗率。

制动再生系统结构图

而e-Golf的制动再生系统则是通过一个“B”挡来进行控制,这是一个强制挡位,即为强制性的进行能量回收模式,当挂入此挡位行驶中,松开油门即会有车辆制动的效果出现,不过这并不是通过车辆的制动器产生,而是通过制动再生系统的反向势能而造成,就好象我们直接旋转电动机转子会有比较强的阻力一样。

途锐是目前大众汽车在国内正式投放的唯一一款新能源车型,不过值得注意的是,这款混合动力车型所使用的混动系统并不像其它品牌一样使用弱混系统,而是使用了并联式的混合动力系统,其在使用中的实用性来说更为经济。

让我们来看看Hybrid版途锐(以下简称途锐)的混合动力系统的工作过程,在起步状态下,途锐的驱动端仅以电动机进行驱动,当其电池剩余电量低于临界值,或者当车辆时速高于50km/h的时候,电动机的工作将被汽油机所取代,同时制动再生系统以及发动机开始分别或者同时为电池进行充电,当车辆需要更强动力的时候,汽油机与电动机将会同时为车辆的驱动轮提供驱动力。

并联式混合动力有多种组合方式,可以根据需求来选择不同的组合,两大动力总成(内燃机、电动机)的输出动力可以互相叠加,发动机共vlhe电动机/发电机功率约为电动汽车所需求的最大驱动功率的0.5~1倍左右。其发动机所输出的功率会有一部分通过机械传动输送给驱动桥,而其它能量则会驱动发电机进行发电,将能量输送给电动机或者电池,同时电动机产生的力则通过一套非常复杂的动力复合装置传送给驱动桥。

Hybrid版途锐并联式混合动力驱动系统特点:其将发动机、电动机以及电池组合在一起后进行更为优化的匹配与控制;因为有内燃机作为辅助动力,电池的数量以及质量可以进行自由控制;车辆的续航里程和动力性能可以与传统内燃机车辆一较高下;最重要的是,借助内燃机的动力输出,可以选择性的带动空调、助力以及其它辅助电气设备,而不是单独消耗电池组所储存的电能。

可能是出于成本上的考虑,途锐所使用的电池组并不是目前新能源车型常用的锂离子电池,而是使用了相对技术比较老的镍氢电池,其相对的制造成本更低,同时其使用中的可靠性也比较不错,比如在发生剧烈撞击中不会产生爆炸或燃烧现象,但其工作电压不稳定,特别是在存放一段时间之后,其会有至少20%的电荷流失,必须从新充电,且镍氢电池的老化现象比较严重。

总结:

其实混合动力车型只是新能源动力的一个缓冲驱动形式而已,未来的新能源车必然是以纯电、燃料电池,甚至是核动力等能源结构作为驱动能源,不过对于大众汽车来说,继续的降低成本使新能源车型更容易让消费者接受。而从目前得到的消息来看,目前大众汽车旗下的e-golf真正量产销售的可能性并不高,最后真正量产并进行销售的将是于2013年北美首先上市的e-UP!。

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  • 大众: 大众是世界十大汽车公司之一,创建于1938年德国的沃尔斯堡,创始人是世界著名的汽车设计大师费迪南德.波尔舍。大众汽车公司经营汽车产品占主要地位,是一个在全世界许多国家都有汽车活动的跨车汽车集团。其产品远销世界各地. 当汽车首次出现的时候,它主要是为上层社会服务:两位德国的发明人戈特利布·戴姆勒和卡尔·本茨被公认为是熟练的汽车工艺师,但在汽车诞生的最初年代里只有富人才买得起这种新鲜而复杂的产品,而且还要司机来驾驶和维修它。 来自:互动百科