脚下的路靠自己走,代步的汽车需要能源。能源从哪里来?汽油还是电力?聪明的选择会决定汽车行业下一步的走向。
沃兰达(Volt)是通用汽车对未来思考的结果,创造了增程电动汽车新概念(不过从最新的资料看,它更应该称为插电混合动力),目前看也是未来能源战略的聪明选择。从2007年底特律车展发布沃兰达概念车开始,它就受到全世界车迷和汽车业界的普遍关注。到2008年通用百年庆典时终于发布了量产车型,而最终也迎来了它的上市,其中文名称定为“沃兰达”。
通用汽车的设计团队为量产版沃兰达电动车提供了非常注重空气动力学效率的设计。在概念车上广泛应用的诸多设计元素也被充分移植(但并不是完全复制)到量产版沃兰达电动车上,包括封闭式的前格栅、运动型车身、车身尾部以及外后视镜设计等。量产版沃兰达电动车流畅的弧形前脸设计、楔形的进气格栅不仅在外形上十分美观,并且在功能上使空气能够更加容易进入车内。而在车的后部,尾部线条和扰流器可以加速尾部气流的通过速度,而大幅度倾斜的前风窗玻璃和后窗玻璃的设计则有效地减少了空气阻力和气流紊乱所产生的干扰。
沃兰达的尺寸像欧宝雅特那样大,行驶风格偏正统。事实上,沃兰达继承了由丰田普锐斯和本田Insight创造的以空气动力利益为主的风格。它的杀手锏是:如果你的工作地点离家不超过32公里(或者工作单位有电插座,这样离家距离可以扩充到64公里范围内),你就可以持续开车而不需要加油了。如果想长途旅行,那就另当别论了,不过这不属于纯电动行驶的里程奢望范畴。
早期通用把沃兰达叫做增程电动车,意思是沃兰达上的发动机并不直接驱动车轮,车轮全部由电力驱动,汽油机的作用在于驱动一台发电机为电动机供电和为锂蓄电池充电。而从已知的量产车上,我们看到的是发动机与电动机共同作用,它们也是通过行星齿轮机构耦合动力(就像普锐斯做过的那样,尽管方式有些不同),通用对此的解释是效率更高。
关于沃兰达车用的锂蓄电池,最初有传言曾是影响沃兰达量产的因素之一。因为当初锂蓄电池的特性决定了它还存在一定隐患,即在车辆发生碰撞时有爆炸的可能。国内蓄电池业的巨头比亚迪公司一度在宣传自己的铁蓄电池时也有隐喻的说法(他们认为铁蓄电池除了碰撞安全方面有良好表现外,制造成本也更低,不过也有人说比亚迪使用的是磷酸铁锂蓄电池,不算真正的铁蓄电池,仍属锂蓄电池范畴)。后来随着技术的发展,蓄电池已不可能是阻碍沃兰达上市的因素了。
沃兰达只用蓄电池可以行使64公里,其最大110千瓦(150马力)的功率就掌握在你的脚下。这意味着通用多年的研发取得了硕果,沃兰达的纯电动里程能满足3/4美国民众的日常需求,对于大部分欧洲人也是这样。那么中国人呢?行驶里程倒不是主要问题,关键是在哪能充电。在经历自行车从脚踏转变为电动的过程中(我们常见的景象是车主到家后把自行车上的蓄电池摘下,直接拿回家充电),谈论电动汽车如何充电(汽车蓄电池想必不容易摘下了,充电问题同样困扰着已经上市的比亚迪F3DM,因此第一阶段它只针对政府采购和集团用户)恐怕还为时尚早。不过对未来憧憬下还是可以的,设想一下一天64公里,一星期开6天车,一年下来就是16128公里。只要你晚上回家插上电,电费相对便宜,因此第2天的64公里花费不了多少。这样下来,也许整年都不需要花费一分油钱,相对那些百公里耗油6升的小型轿车,一年能省
电动机与动力结合系统
下将近1000升汽油。
正常情况下,发动机不会轻易参与工作,也不会随便把蓄电池充满。因为最经济的行驶方式是:车辆到达目的地后,蓄电池电量将要耗尽,这时正好可以给它充电。通过导航系统计算目的地距离,可以计算出发动机给蓄电池的最恰当充电量,但即使是全靠发动机充电,沃兰达的百公里油耗只在4升左右,远远低于市售车辆的水平。
在行驶过程中,雪佛兰沃兰达电动车在确保车内非常安静的同时,还能拥有充满激情的驾驶性能。由超过220个锂离子蓄电池组成的蓄电池组为沃兰达提供充足的动力。沃兰达的电动系统可以产生大约110千瓦(150马力),370牛·米的即时转矩输出,从而实现161公里/小时的最高车速。较低的动力噪声加上特殊消音材料的应用,使沃兰达拥有一个非常安静的驾驶环境。
雪佛兰沃兰达可以通过标准家用120伏或220伏电源为车载蓄电池进行充电。沃兰达所具备的智能充电技术可以确保车载蓄电池在使用220伏电源时能够在3小时内完成充电。当然,如果蓄电池电量没有完全耗尽,充电的时间也会相应地缩短。如果沃兰达每天的行驶里程在64公里,其充电的成本大约80美分,这甚至比买一杯咖啡的价钱还要便宜。根据计算,每天进行一次充电的雪佛兰沃兰达比家用电冰箱的耗电量还要低。
动力传递示意图
掀开Volt车身,看到它的底盘上有我们熟悉的一些东西。它采用了通常的汽车平台(与雅特同平台),前置发动机,前轮驱动。Volt的特殊性在于把这些普通和特殊的部件组合在一起,创造出一辆非凡的插电混合动力车
Volt车架剖视图
1.神经中枢
电动机工作电压是360伏,而其他部件如车灯、音响、空调等设备依然在12伏电压下工作,控制所有这些设备的是一个性能卓越的处理单元
2.插电接口
可以用标准的美式110伏插座充电,也可以用240伏插座充电,后者充电速度更快,充满电的时间低于3小时
3.驱动电动机
看起来个头不大,但承担着全部重任。最大功率110千瓦,最大转矩370牛·米在车辆一起动时就能得到。有单一速比的减速器(www.daowen.com)
4.车架蓄电池
锂离子蓄电池组的容量是16千瓦时,它被制造成T字形,安放在中央车架和后排座椅下
5.排气系统
发动机工作时依然有尾气排放,后续型号有望用燃料电池取代发动机
6.冷却需求
散热器的冷却工作不仅要顾及到蓄电池、电器设备,也有考虑发动机燃烧时的情况
7.传统动力
1.4升发动机可以使用汽油或E85甲醇燃料,功率52千瓦。这部分动力可以用来发电,也可以直接驱动车辆
8.传动链接
发动机与电动机通过行星齿轮机构耦合,其特征与丰田普锐斯类似,但结构不尽相同,具有后发优势的沃兰达应该在效率方面表现更好。另一个53千瓦的兼具发电和助动功能的电动机与发动机通过离合器相接
9.能量转换
蓄电池组的重量相当于一个身强力壮的成年男人,但它在常温下的工作非常出色
10.制动回收
收加速踏板后,助动电动机转化成发电动机给蓄电池组充电,这时车辆受到电动机制动阻力而变得缓慢下来,结果是真正的制动系统反而缺少了用武之地
11.保障油箱
油箱一时半会还不能消失,因为如果你想一次行驶距离超过64公里的话,加上汽油是你必须做的事
通用汽车锂蓄电池组装厂建成投产
从沃兰达这个名字,就知道蓄电池对于这款车来说有多么重要。对于油电混合动力车型来说,蓄电池组不仅会对续航里程产生影响,并且直接决定了混合动力系统的使用寿命。
为了满足沃兰达以及通用旗下其他新能源车投放市场后对于锂离子蓄电池组的巨大需求,2009年8月,通用正式宣布投资4300万美元将一座位于美国密歇根州布朗斯敦占地面积14864平方米的厂房改建成锂离子蓄电池组装厂。仅仅用了短短五个月的时间,一座现代化的锂蓄电池工厂便建成投产了。厂房被划分成三个主要厂区,分别为蓄电池模块预装车间、蓄电池模块总装车间以及蓄电池组总装车间。原本空空荡荡的厂房如今已经被各种特种机械及专业设备所占满。
该蓄电池工厂隶属于通用汽车公司,是美国第一家整车厂控股的蓄电池工厂。相信它的建成投产,在满足通用旗下新能源车对于锂离子蓄电池组需求的同时,也一定会为通用在蓄电池相关领域的研发与制造积累宝贵的经验。
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