通用是这样描述沃蓝达的:”这是一辆具有内燃机增程的电动车”,但是搭载了内燃机的沃蓝达还是难免被人贴上了”油电混合”的标签。经过长时间的猜测,随着沃蓝达即将上市,我们终于有幸一睹它的真容,让我们一起来看看它机盖下的奥秘。
从设计图纸上来看,沃蓝达的驱动单元(电机+发动机)与一般的油电混合车辆(如普锐斯)没什么两样,都是由一组行星齿轮组及两台电机搭配内燃机组成的。但是沃蓝达的连接方式是完全不同的,。
行星齿轮组(如下图),由太阳齿轮(黄色,下文简称”太阳”)、环形齿轮(红色,下文简称”外环”)、行星齿轮架(绿色,下文简称”托盘”)及连接它们的行星齿轮(蓝色)四个部分组成,其中太阳、外环及托盘为主要使用的零件。固定三个主要零件之一,另外两个都可以联动旋转,固定不同的零件既可以获得不同的齿轮比及旋转方向,如果三个零件同时旋转,那么就可以获得连续变化的齿轮比。沃蓝达及普锐斯都利用了这个机械特点来连接两个电机及发动机。以普锐斯为例(上图右侧),其发动机和两个电动机各自连接在不同零件上,所以纯电动行驶达到一定速度时,哪怕电池还有能量,为防止太阳上的辅助发动机超过额定转速,托盘上的发动机也必须开始转动。这就是为什么普锐斯的主电机动力小于发动机,这种设计本身无法完全发挥大功率电机的动力,使用了小电机的普锐斯自然在扭矩方面有所损失,难免启动会有点”肉”。沃蓝达的设计却使得他大部分的行驶中都不必使用到发动机,可以说是更合理的油电混合设计。
简单的来说,沃蓝达有四种行驶模式:
1、 当电池还有能量,车速低于112km/h时,主电机驱动着太阳,外环处于锁定状态,发动机及辅助发电机通过离合与外环脱离。行驶时主电机通过太阳直接驱动托架,驱动汽车,充分发挥电机启动扭矩大、输出平稳的特点。
2、 当电池还有能量,车速超过112km/h,主电机驱动着太阳,外环解锁并连接辅助电机,发动机与辅助电机断开。当车速较高时,主电机的转速将超出设计的节能转速,辅助电机通过外环输入动力,电池为两个电机供电,车辆在此模式下可达到161km/h。
3、 当电池没有能量,车速低于112km/h时,发动机连接辅助电机,外环固定,此时辅助电机做发电机使用并与外环脱离。此时发动机启动,通过辅助电机产生电力,共电机驱动汽车。
4、 当电池没有能量,车速超过112km/h时,发动机连接辅助电机并通过电机”串联”在外环上,此时辅助电机仍做发电机用。行驶时发动机既为辅助电机发电,又通过外环为车辆直接提供动力。
*能量回收:当车辆下坡或刹车时,太阳锁定,辅助电机作为发电机连接外环,动能通过托盘传到外,再由辅助电机回收。
这个设计除了可以充分的发挥电动机的性能,还为车辆省去了一个重要部件————变速箱。普锐斯尽管设计相似,但也必须配备无极变速箱,福特的混合动力车型还只配备了搭配转矩变换器(液力传动装置)的自动变速箱。这不仅减低了车辆重量,降低了生产成本,也为车主节省了一笔保养费用,更少的零件也意味着更少的机械故障。
综合以上分析,我认为,沃蓝达的设计可被誉为次时代油电混合蓝图。只要成本降低,电池容量增加,沃蓝达的前途是一片光明的,就通用所说:”我们要造一辆可以走很远、很远、很远的汽车!”
(编辑:辛迪嘉)
来源:第一电动网
作者:辛迪嘉
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