雪佛兰Volt插电式混合动力车技术解析与上市前瞻

本月汽车行业最引人注目的新车和有争议的重点无疑是备受瞩目的雪佛兰伏特。随着美国第一个插电式混合动力汽车的推出，主要的汽车媒体已经获得了首先体验试驾的机会，并且通用汽车往来的Volt 结构几乎被发现的专业记者揭示了。在疑问中，通用汽车终于正式宣布了驱动系统的技术细节。在这一点上，关于哪种类型的混合雪佛兰Volt属于哪种类型的辩论终于解决了。

Volt驱动器结构比Prius更复杂

从2007年底特律汽车展上的Volt Car的首次亮相到即将推出的发射，通用汽车一直非常不愿意与在宣传方面相提并论。关于雪佛兰伏特，通用汽车已将其连续将其标记为“电动汽车”和“延伸距离电动汽车”，并基于“伏特的电动机总是驱动车轮”的关键描述。尽管该行业和美国政府没有被移动并清楚地将雪佛兰伏特（ Volt）归类为插​​电式混合动力车，但它是否属于系列混合动力，平行混合动力车或混合动力，一直是一个谜。

图1：随着美国第一个插电式混合动力汽车的推出，不断秘密的混合系统结构几乎被试图找出真相的专业记者所揭示。

根据 的早期宣传：雪佛兰Volt的三部分动力总成串联连接起来，形成了一个动力单元系统，该系统由发动机驱动以发电。电能通过控制器发送到电池或电动机，电动机通过速度变化机构驱动车辆。因此，人们普遍认为，雪佛兰Volt采用串联混合体系结构。但是，通用汽车最近披露的技术细节表明，雪佛兰伏特比串联混合动力更复杂。

图2：混合系统比Prius的HSD混合系统更复杂。此外，行星齿轮动力耦合器的出现使雪佛兰伏特具有部分平行杂交功率的结构特性和功能。

雪佛兰伏特（ Volt）有两个电动机，但它也有一个行星电动耦合器（电源拆分）和三个离合器，毫无疑问，毫无疑问，毫无疑问，毫无疑问，毫无疑问，这并不奇怪。这意味着 Volt的驱动系统并不像通用电动机所宣传的那样：“它比具有混合混合架构的 Prius更简单。”相反，混合系统比Prius的HSD混合系统更复杂。此外，行星齿轮动力耦合器的出现使雪佛兰伏特具有部分平行杂交功率的结构特性和功能。

行星齿轮动力耦合器是串联（混合）混合动力系统的核心组件。丰田，福特雪佛兰混合动力汽车，日产和其他人生产的混合动力汽车都使用此类耦合器。为什么雪佛兰伏特（ Volt）始终声称“电动机始终驱动车轮”，它会使用可以将发动机和电动机的功率搭配的电源耦合器？当我们将雪佛兰Volt的行星齿轮动力耦合器与丰田Prius的行星齿轮动力耦合器进行比较时，我们可以看到一般工程师的良好意图。

通过行星齿轮集查看Volt的性质

首先雪佛兰混合动力汽车，让我们看一下丰田Prius的行星齿轮动力耦合器的结构。行星车轮连接到行星齿轮载体，发动机连接到行星齿轮载体，太阳齿轮连接到较不强大的MG1电动机，环齿轮连接到更强大的MG2电动机，并且环齿轮的外环连接到透射齿轮以驱动方向盘。作为主驱动电动机，MG2电机与Prius的车轮速度的固定还原比关系，而发动机速度与车轮速度没有直接关系。但是，这种结构使发动机必须以某些特定的车辆速度启动，以避免MG1电动机的过高速度。

图3：尽管使用了两个行星齿轮动力耦合器，但雪佛兰伏特的行星齿轮连接与普锐斯的伏特伏不同，并且电源混合的概念却大不相同。

雪佛兰伏特的行星齿轮连接与普锐斯的齿轮连接不同：电动主驱动电动机MG2机械地连接到太阳齿轮，输出轴机械地连接到行星齿轮载体，并且环形齿轮的连接非常复杂，并且由于存在三个离合器，并且在此处也存在着辩论的焦点。第一个离合器C1连接环齿轮和外壳。离合器C1接合时，环齿轮是固定的，无法旋转。第二个离合器C2连接环齿轮和功能较小的电动机MG1，第三个离合器C3连接发动机和电动机MG1。

当电池低并且电池电量高时，将离合器C1组合在一起，固定环齿轮，主驱动电动机MG2驱动太阳轮。太阳轮通过行星齿轮减速后，将电源传输到行星齿轮载体和输出轴驱动轮，即车辆的纯电动模式由电动机直接驱动。当车辆速度超过112公里/小时时，由于其高速，主驱动电动机MG2无法在经济区运行。目前，离合器C1分开，离合器C2组合，电动机MG1和电动机MG2共同驱动车辆，并且仍处于纯电动模式。

图4：在纯电动模式下，雪佛兰伏特可以用主电动机MG2分开驱动，也可以由行星齿轮功率耦合器共同驱动。

当电池电量较低（即扩展范围模式）并且车速低于112 km/h时，将离合器C1和离合器C3组合在一起。此时，发动机启动驱动电动机MG1以产生动力。但是，由于环齿轮是固定的并且不旋转，因此车辆仍由主驱动电动机MG2驱动。在这种情况下，可以将其视为典型的系列混合体系结构。但是，在扩展范围模式下，当车速高于112km/h时，雪佛兰伏特不再是串联混合动力。在这种情况下，离合器C1分离，离合器C2合并，并且离合器C3也合并。目前，发动机实际上通过驾驶MG1参与了车辆的驾驶。

图5：当车速高于扩展范围模式下的112公里/小时时，雪佛兰伏特不再是串联混合动力。在这种情况下，离合器C1分离，离合器C2合并，并且离合器C3也合并。目前，发动机实际上通过驾驶MG1参与了车辆的驾驶。

也就是说，当雪佛兰伏特处于扩展范围模式并且车速高于112公里/小时时，车辆的驱动力来自电动机和发动机之间的功率耦合，这是平行混合动力的主要特征。但是，由于发动机通过离合器C3连接到电动机MG1，因此GM坚持认为发动机未直接连接到输出轴。但是，从功率流的角度来看，在这种情况下，发动机的功率输出确实参与了车轮通过行星齿轮动力耦合器的驾驶。但是应该注意的是，雪佛兰伏特发动机不能单独驱动车轮，而典型的平行混合动力车可以在没有电动机的帮助的情况下分别驱动车轮。因此，从定义的角度来看，雪佛兰伏特无法完全满足并行混合力的定义。

图6：雪佛兰伏特（ Volt）配备了汽油发动机，两个电动机，一组行星齿轮动力耦合器和三个离合器。该阵容很大，甚至超过了被认为在结构上很复杂的混合动力的代表。但是在功能方面，雪佛兰Volt未能完全实现混合功率的功能，甚至不完全遵守并行混合功率的定义。

摘要：盲目追求电的价格

那么，雪佛兰伏特是串联的杂种，平行杂种还是杂交杂交型？从结构的角度来看，雪佛兰伏特配备了汽油发动机，两个电动机，一组行星齿轮动力耦合器和三个离合器。该阵容很大，甚至超过了被认为在结构上很复杂的混合动力的代表。但是，就功能而言，由于发动机无法单独驾驶车辆，并且无法根据当前的功率需求灵活地干预驱动器，因此 Volt尚未完全意识到混合动力的功能，并且甚至不完全遵守并行混合功率的定义。

图7：通过媒体测试驱动器，许多媒体发现，在扩展范围模式下，雪佛兰伏特的燃油消耗性能很平均，甚至与常规功率模型没有太大不同。该图显示了美国大众机械杂志测试后获得的燃料消耗结果：总里程为580.6公里，纯电动里程为53.1公里，行驶里程为527.5公里，在延长范围模式下。扩展范围模式的油耗为6.3升/100公里。

从行星齿轮，电动机和发动机之间的连接来看，通用工程师的主要目的是乘汽车驾驶车辆。发动机的主要任务是充当发电机电源。因此，雪佛兰伏特的本质仍然是串联的混合力。但是，串联混合形式的能量多阶段转化率的缺陷，大损失和最终的总能量利用效率较低。因此，工程师将行星齿轮动力耦合器引入了雪佛兰Volt的混合动力系统，从而使发动机在高速行驶时可以参与驾驶车轮，从而提高了扩展范围模式的工作效率并降低了增加规模模式的燃油消耗。实际上，即便如此，雪佛兰伏特在范围扩展模式下的燃油消耗仍比混合混合动力车高约20％，甚至接近具有相同位移的常规功率模型。这可能是盲目追求“电动机总是驱动车轮”的混合动力汽车的价格。