雪佛兰Volt新型四模——双电机增程式驱动系统

2011-08-09 15:57:28来源: 新能源汽车聚焦网 关键字:雪佛兰  驱动系统  增程式  四模混合动力系统

在相关专利授权获批后,通用终于向外界揭开了其新型四模——双电机增程式电驱动系统的神秘面纱。今天,新能源汽车聚焦网将带领各位一览该新型驱动系统的风采。

从传统意义上来看,雪佛兰Volt是一款增程电动车。所谓增程即是指在既有的系统结构上通过追加一些增程模块使得车辆的续航里程得以大幅提升的意思。对于雪佛兰Volt来说,一旦动力电池的可用容量(或荷电状态SOC)超过了设定下限,车辆将自动切换到增程模式,依赖发动机——发电机组继续前进。

由于雪佛兰Volt配备了大容量(16kWh)的T型锂电池,因而当动力电池的电量耗尽后,需要外接电源进行充电。所以,从某种意义上来说,我们也可以认为雪佛兰Volt是一款插电式串联型混合动力汽车。

通用原可以把雪佛兰Volt设计成简单的串联式混合动力汽车,但是他们没有那么做。为确保车辆的整车效率以及驾驶体验,通用的工程师设计了全新的电驱动系统。该驱动系统继承了通用之前双模混合动力系统的大部分优点,包括电子无级变速、能在不同车速下都获得较高的整车效率等。

考虑到双模混合动力系统更适用于SUV,通用也没有将整个系统全盘照搬。而是在此基础上作出了大幅度的调整,由此产生了新的四模——双电机增程式驱动系统。调整的目的是为了确保车辆行驶在增程模式下时,所有的驱动部分能够紧密协作,发挥出最高的效率并维持车辆的动力性能。

这套新型四模——双电机增程式电驱动系统包含一个111kW的主驱动电机和一个63kW的发电机,三个离合器以及一个行星齿轮组(如图1所示),相比原本的双模系统(双电机、三行星齿轮组、四个离合器)简化了不少。

 

雪佛兰Volt新型四模双电机增程式驱动系统结构
图1
 

该驱动系统采用同轴连接方式,电机、行星齿轮、发动机呈直线排列,两个离合器用于锁止行星齿轮的齿圈或把齿圈与发电机相连。第三个离合器则用于接合或脱开增程发动机。111kW驱动电机总是固定在太阳轮上的,而行星架则用于最终输出动力(被固定到了减速齿轮与差速器上)。

根据一般的划分原则,我们可以把车辆的形式模式分为纯电动模式(电量消耗模式,发动机不运转)以及增程模式(电量保持模式,发动机加入协同工作以提升整车效率)。

进一步地,我们又可以对以上两种模式进行细分,可分为低速—单电机模式与高速双电机模式。细分之后,雪佛兰Volt即拥有了四种运行模式,故而新能源汽车聚焦网称其为四模——双电机增程式驱动系统(如表1所示)。

 

表1  雪佛兰四模——双电机驱动系统的四种工作模式(新能源汽车聚焦网制表)

模式

子模式

能量源

纯电动模式

低速,单电机

动力电池

高速,双电机

动力电池

增程模式

低速,单电机

动力电池(由发电机补充能量)

高速,双电机

动力电池(由发电机补充能量);

增加的扭矩由发电机/电动机和发动机提供

 模式1(纯电动模式,如图2):在该模式下,齿圈被离合器1锁止,而离合器2与离合器3均处于脱开状态。故而发电机与发动机以及行星齿轮均无接触,两者都不工作。由于太阳轮与主驱动电机属于固定连接,因而车辆仅由主驱动电机驱动,行星齿轮实现减速驱动,透过与行星架连接的传动机构向车轮提供动力。

 

模式1
 

图2

模式2(纯电动模式):随着车速的升高,主驱动电机的转速也将随之升高。鉴于电机在高速区的表现不佳,故而此时车辆已经不再适合由单电机驱动。在该模式下,离合器1脱开,离合器2接合,发电机与齿圈连接。此时发电机以电动机惯例工作,从动力电池中获取能量以输出动力。相比车辆高速时单电机驱动的情况,双电机驱动可以使电机的转速显著降低,使其由单电机模式的6500rpm降低至3250rpm。电机效率的提高同时也意味着动力电池能量可以得到更有效地利用,换言之即是纯电动续航里程得以延长。

 

模式2
图3
 

模式3(增程模式):当雪佛兰Volt的电池组达到其设定的能量下限时,增程模块将启动。其具体过程为,离合器2脱开,离合器1将再次锁止齿圈,与此同时,离合器3将会把雪佛兰Volt的发动机与发电机组合起来形成增程模块。

 

 
模式3
图4
 

对于这类低速的情况,主驱动电机将从动力电池以及发动机——发电机组合获取能量,在维持动力电池SOC的同时,向车辆提供动力。

模式4(增程模式):在纯电动模式——低速中采用的双电机驱动策略在此处仍被继续延用。而与此同时,由于动力电池能量不足,发动机将加入到提供能量的行列中。如图所示,离合器1脱开,离合器23同时接合,整车效率因此提升1015个百分点。

值得一提的是,虽然在此时发电机主要是作为电动机输出动力,但它仍然必须发电以维持动力电池的荷电状态(SOC)。GM的话语让NEVFOCUS意识到,还有一些关键的东西没有被公布,也许我们必须等到SAE的相关论文发表后才能搞清楚这个问题。

 

模式4
图5
 

不难发现,在通用的整个设计思路中,效率始终是最核心的一个关键词。为了改善纯电动续航里程,使其增加约3.2km,通用不惜在纯电动——高速模式下使用双电机驱动,从而有效地解决了单电机驱动时因电机转速过高而导致驱动效率下降的问题。另一方面,也使得动力电池放电更为平稳,从而有助于动力电池的长时间使用。

关键字:雪佛兰  驱动系统  增程式  四模混合动力系统

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2011/0809/article_4170.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:美发明碳纤维锂空气电池 能量是锂离子电池4倍
下一篇:锂离子电池正极材料层状LiMnO2的研究进展

论坛活动 E手掌握
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
雪佛兰
驱动系统
增程式
四模混合动力系统

小广播

独家专题更多

迎接创新的黄金时代 无创想,不奇迹
迎接创新的黄金时代 无创想,不奇迹
​TE工程师帮助将不可能变成可能,通过技术突破,使世界更加清洁、安全和美好。
TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2017 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved