混合动力+双燃料 揭秘奥迪A3新动力技术

2013-06-14 20:17:37来源: 汽车之家

奥迪A3----即将入列的国产奥迪产品中最“亲民”的车型。很多人会贫嘴说,即便降下身段,它也依然是“富家子弟”。确实,作为奥迪在MQB(模块化横置发动机平台战略)阵线当中的先锋,生于“豪门”的A3无疑要比定位“大众”的高尔夫在成本方面更加“无忧无虑”,自然也是各种先进技术优先搭载的对象。如果现在MQB平台上要树立一个“技术标杆”,那么这辆车一定是奥迪A3,而不是人气更高的高尔夫。

奥迪用自己的实际行动证明了前面的观点,他们为A3准备了混合动力和双燃料两种先进的动力技术来凸显其“标杆”的地位,并将搭载这两类技术的奥迪A3分别命名为A3 e-tron和A3 g-tron。这些技术也许在未来会出现在国产的奥迪A3上,让我们先睹为快。

我相信看过我们MQB平台技术解读的朋友一定知道这个平台上一些基本的动力技术,编号EA211的1.4T增压发动机一定让大多数人印象深刻,因为这台四缸发动机具备“气缸按需工作”技术,能够在不需要太卖力的情况下关闭两个气缸休养生息(俗称闭缸)。这台发动机正是A3 e-tron和A3 g-tron重要的基础。

奥迪A3 e-tron

可纯电动行驶的动力系统

在A3上实践的“e-tron”(点击查看之前的e-tron技术解读)相对来说更注重实用,它既不是像A1那样使用的增程电动技术(点击了解A1 etron),更不是完全抛弃发动机的纯电动车,A3 e-tron使用了更灵活的插电式混合动力技术,可以在电动-油动-混合动力之间自如切换。

工程师们在1.4TFSI发动机和6速双离合变速器中间安置了一台功率为102马力(75千瓦)并拥有最大330牛·米扭矩输出的电动机,它与150马力(110千瓦)/250牛·米的1.4TFSI发动机一起组成了A3 e-tron的动力核心。虽然电动机为同轴设计,但是由于工程师们为电动机配置了分离离合器,因此电动机能与发动机曲轴完全断开,实现纯电动行驶,纯电动模式下的车速可以达到130km/h,基本覆盖日常行驶的速度要求。另外,A3 e-tron采用了电动空调压缩机以及电动刹车助力系统,以满足纯电动行驶的需要。

整套系统所能提供的动力输出为204马力(150千瓦)/350牛·米(并不是将二者动力数据直接相加),大致相当于目前主流2.0T发动机的动力输出水平。对于A3 e-tron而言,这样的动力水平已经绰绰有余,它仅需7.6秒就能完成0-100km/h的加速,而极速可以达到222km/h,据资料称,该车的油耗可以达到1.5L/100km的水平。

电池组/油箱及充电器

A3 e-tron的电能则由位于后排座椅下方的电池组提供,电池组被嵌入在车身结构中以保证其安全。这个重量125公斤的电池组容量为8.8千瓦时,内部分为8个电池模组,共由96个电池单元组成,其电力可以支持A3 e-tron以纯电动模式行驶约50公里。在家用电源上,电池电量只用3小时45分钟即可充满,而在工业用电接口上,充满电的时间在2小时左右。在车辆滑行及制动时,电动机将转换角色,利用电磁感应原理为电池组充电。

A3 e-tron带有一个40升的油箱,由于车底安装了电池组,油箱的位置被移到了车尾后备厢底部,按照奥迪的资料显示,A3 e-tron在使用汽油的情况下,行驶里程可达890公里。而车辆的后悬架并没有因为后部装备的增加而进行改动,依然是多连杆独立悬架。

奥迪A3 e-tron的充电系统不仅能够即时充电,还能够预约充电,可以更好地利用错峰电价为使用者带来实惠。A3 e-tron还可以使用奥迪开发设计的壁挂式充电盒,该充电盒既能够接驳家用电,也可以接驳工业用电。同时,奥迪还为A3 e-tron提供了基于网络的远程信息和远程控制功能,通过一部智能手机即可了解车辆的充电状态、剩余里程、温度、门锁、车辆位置等等信息,还能直接控制充电、开关车辆的空调系统等等。

 

奥迪A3 g-tron

车辆技术介绍

奥迪A3 g-tron则是一辆双燃料车型,以汽油和CNG(压缩天然气)为燃料,国内已经有很多使用压缩天然气的车辆(公交巴士、出租车等),甚至已经有厂商推出了CNG车型,考虑到我国丰富的天然气储量和天然气的价格优势,g-tron也许有希望在国内发扬光大。

天然气的主要成分是甲烷(CH4),甲烷也是我们常说的“沼气”的主要成分,甲烷燃烧速度快,且以气态存在,在发动机中燃烧时要比汽油“脾气”更大,所以,使用CNG燃料不仅要对喷射系统进行改造,还要对发动机进行一系列的强化。A3 g-tron的发动机基于普通版车型的1.4TFSI发动机改造而来,针对天然气的特性,对气缸盖、涡轮增压器、喷射系统以及催化转化器都做了专门设计。

双燃料1.4TFSI发动机可输出110马力(81千瓦)的最大功率和200牛·米的峰值扭矩,官方公布的0-100km/h加速时间在11秒以内,车辆极速则在190km/h的水平。对于奥迪而言,也许A3 g-tron更多的意义在于环保,而非抢眼的动力数据。

用来储存压缩天然气的气瓶(注意,即便在高压下,天然气仍然是以气态存在)是A3 g-tron的创新之一,两个气瓶被布置于车尾底部,占据原先备胎的空间。每个气瓶能够以200bar的高压各储存7.2公斤的天然气。它们采用了轻量化材料制造,由内外三层材料复合而成,内层采用不透气的聚酰胺材质(尼龙),中层为高强度的碳纤维聚合材料,最外层用来保护气瓶的外壳采用玻璃纤维聚合材料制成,气瓶比传统的钢瓶轻了70%,两个气瓶共减少了54公斤的重量。

供气系统采用的电子调压器也是其亮点之一,调压装置分两级将高压储存的天然气减压到5~9bar的压力,对于使用CNG的车辆而言,减压系统直接影响CNG发动机的工作性能,甚至是导致诸多故障的根源,奥迪高精度的电子调压器则保证了发动机的性能和可靠性。

A3 g-tron除了强化发动机、更换催化转化装置并改装喷射系统之外,因为车尾加入气瓶的原因,车辆的后悬架改为纵臂扭转梁悬架,并且出于安全考虑,将高温的排气管截止在气瓶之前,所以我们在车尾看不到排气管。

我们用短暂的时间简单体验了奥迪A3 g-tron,在柏林的城市道路上行驶了6公里左右的一段路程,车内比较显著的变化就是A3左侧仪表盘的水温表在这里变成了气瓶天然气的余量显示表,行车电脑也对应增加了天然气模式的“油”耗(气体消耗,以kg/100km计)及天然气剩余续航里程、混合续航里程的数据。

A3 g-tron车内并没有切换燃料来源的控制按钮,通常情况下,车辆会自动优先使用天然气燃料,在低温环境下,车辆会先使用汽油启动车辆,然后切换至天然气,当气瓶内的压力低于10bar以上(天然气剩余量小于0.6公斤),A3 g-tron才会将燃料切换成汽油。按照官方的数据,在新欧洲循环工况测试下,A3 g-tron使用天然气的续航里程可达400公里(消耗量约3.6kg/100km),而后继续使用汽油可以再走900公里,没错,两者加起来车辆的行驶里程可达1300公里。

从实际驾驶来看,天然气模式下A3的动力表现和使用汽油时的差别并不明显,在加速状态下依然保持着相当的冲劲儿,发动机的振动也抑制的相当到位,坐在车内其实很难察觉到这辆车与普通汽油车的差别。在天然气模式下,启停系统也完全能够正常工作。不过,在交通灯密集的城市中,车辆的燃料消耗似乎要比之前的官方数据高出不少,全程空调的情况下,平均“油”耗显示天然气的消耗量是7.9kg/100km,是官方数据的两倍还多。

奥迪e-gas:甲烷生产有学问

欧洲人在环保方面最重视的是“二氧化碳排放”水平,A3 g-tron在这方面充分挖掘和利用了天然气主要成分“甲烷”的特点,打起了燃料制造的主意,使A3 g-tron能够使用可再生的能源。

奥迪采用自己的技术和理念制造天然气燃料“e-gas”,开发了一整套燃料制造的流程和技术,他们不仅不向自然界排放二氧化碳,反而使用来自自然界的二氧化碳作为原料生产甲烷(天然气主要成分)。他们使用风能发电,用获得的电能电解水产生氢气,再用这些氢气和自然界中获取的二氧化碳(例如农业废料等)反应生产甲烷。

A3 g-tron使用天然气时的二氧化碳排放量为95g/km,对于使用e-gas燃料的A3 e-tron而言,每行驶一公里所需要的燃料,都是奥迪从自然界中固定95g的二氧化碳所制造的,相当于整个循环不产生二氧化碳。奥迪的工程师们称之为“固定”二氧化碳,他们把自然界中的这部分二氧化碳固定了,不增加,也不减少,相比于一直在排放二氧化碳的汽车而言,这种理念相当于能源的可再生和循环利用。

当然,如果要严格计算起来,在e-gas生产设备和工厂建设阶段也会产生二氧化碳排放,这相当于A3 g-tron每公里排放二氧化碳约20~30g,这个数字,和同排量的汽油车在燃料生命周期中(从油井到车轮)138g/km的二氧化碳排放量相比,减少了78~85%。

奥迪e-gas正在做更长远的计划,目前他们已经建成了一家e-gas工厂,这一工厂目前的产量能够满足1500辆A3 g-tron每年行驶15000公里,奥迪可以算是首个生产可再生能源的汽车生产商了。

小结:

A3 e-tron搭载的混合动力解决方案在目前看来是比较现实的解决方案,在欧洲这种人口密度较大的地区要比纯电动车型更易使用和普及,对于中国市场而言同样如此,如果国产A3考虑过引入新动力技术的话,A3 e-tron一定会出现在清单上,毕竟雷克萨斯CT200h已经开了个不错的好头,在动力性能、经济性、车辆实用性(空间、配置等)方面看起来都更有优势、并且还有三厢车型的A3 e-tron似乎没有什么好犹豫的。

而A3 g-tron,对于国内市场而言,同样比较适合国内已经对CNG车型拥有比较成熟观念的地区,虽然目前仍处于试点阶段,但是车辆部分的技术已经相对成熟,只要奥迪不纠结于e-gas的生产,使用国内现有的天然气资源、管网,引入g-tron还是比较容易的一件事情。对于基础设施相对齐全的地区而言,这也算是第一款高端的CNG车型了。

 

关键字:燃料  技术

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2013/0614/article_7332.html
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