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别克VELITE 5如何做到动力平顺油耗低

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本帖最后由 永达南汇4s店 于 2017-7-10 13:51 编辑

随着别克VELITE5的上市, EREV增程式电动汽车的新颖概念改变了大家对新能源车的认知。结合了BEV和HEV的优点,同时在PHEV的基础上进一步提升了纯电续航里程和驾驶体验。这也正符合下图通用提出的新能源车型在提供智能电气化、高效、节能和环保等优势的同时任然兼顾驾驶乐趣和安全舒适“EVness”理念。那么它动力平顺油耗低的秘诀又是什么呢?

↑别克针对新能源车型引入EVness理念

通用第二代Voltec电子驱动系统有一个非常鲜明的特点。那就是整个系统的平顺性。如下为相关车速与加速度关系图。可见红色部分对应的电子驱动系统由于其连续可变的特性,相较传统的6AT变速箱能够在全车速范围内提供良好的平顺性。同时不管发动机是否启动,其整车的驾驶舒适度和加速性能是基本相同的。不会出现某些车型感觉很明显的有电时如虎,无电时像猫的感受。

↑别克智能电驱系统与传统6AT的换挡比较

其秘诀之一就是别克VELITE5的这套混合动力系统。其核心包括位于车头部的电驱动模块以及1.5L发动机和位于车身中部延伸至尾部的T形大容量高性能锂电池系统。

↑别克VELITE5 增程式混合动力总成

别克VELITE5的电池可由外部电网通过充电器充电,也可以通过电机回收制动能量或者通过发动机发电对电池组充电。车辆行驶可以由纯电驱动或者发动机通过齿轮组和电机配合驱动车轮。其他车内的传统低压负载则由DCDC转换器模块将电池的高压转换成低压供电。

↑别克VELITE5 驱动系统组件

EREV最大的特点是相比传统PHEV纯电历程更长,纯电模式驱动系统性能更强。

↑插电式混动PHEV和增程式混动EREV对比表

当车载电池组有电的情况下,车辆可以达到完全的性能,发动机可仅在电池组低电量的情况下介入。EREV在电池组有电的情况下,应对各种工况包括高速行驶时的全力加速发动机都不需要启动。此时车辆工作在纯电模式下,对应荷电消耗Charge Depletion(CD)工作模式。而进行长途城际旅行时,别克VELITE5又可以在电池电量较低时启动发动机,将综合续航里程扩展至768公里。从而有效消除纯电里程的焦虑。此时车辆工作在增程模式下,对应荷电保持Charge Sustaining(CS)工作模式。

↑别克VELITE5 纯电模式和增程模式示意图

下图为对应的别克VELITE5 电量消耗模式与电量保持模式工作区间示意图。它更详细的解释了电池电量与工作模式的对应关系。去除电池工艺所需的电池电量全满和全空的两段不可用限制区间。有超过70%的电量区间可用于车辆纯电行驶,处在荷电消耗模式。从而满足大部分日常使用工况。当长途旅行电池电量较低时,车辆进入增程行驶发动机启动,处在荷电保持模式。此时正常情况下电池就会不断维持在一个平衡的绿色区间内。智能电量管理系统会监控电池组电量是否进入过低的红色能量耗尽区域。对应的进行相应诊断和报警。

↑别克VELITE5 电量消耗模式与电量保持模式工作区间示意图(来自GM SAE论文)

其秘诀之二就是别克VELITE5采用的EREV增程型电驱系统。特别所搭载的专为混合动力开发的1.5L自然吸气直喷发动机。该系统连续两年上榜沃德十佳发动机。让我们来看看这款发动机的过人之处吧。

↑通用EREV增程型电驱技术 连续两次被评为沃德十佳动力总成

虽然别克VELITE5大部分时间可以工作在纯电模式下,但基于不算太大的30L容量油箱提供更长的综合续航里程,别克引入了一款高效的小排量汽油直喷发动机。这款1.5L的自然吸气发动机,配合电子可变驱动系统可达到768公里的综合续航里程。

该发动机拥有高达12.5的压缩比,配合集成排气歧管、两级可变机油泵、外部冷却加内部循环EGR系统以及带有LIVC(进气门延迟关闭)的DVVT技术。

↑别克VELITE5 配备的1.5L 第二代Voltec发动机

这款发动机沿用通用第二代Voltec发动机的技术特点,包括宽调节范围的凸轮轴正时DVVT系统(High-Authority Dual Cam Phasing with Retard Park Position,改善了静音、油耗和排放)、外部冷却型废气再循环EGR系统(External Cooled EGR,改善了油耗)、为混合动力工作模式而设计的内燃系统(Combustion System Designed for Hybrid Operation,改善了油耗)、集成式排气管(Integrated Exhaust Manifold,改善了油耗、排放和体积)、电子节温器(Electric Thermostat,改善了升温至最佳工作区的时间)、分体积紧凑耦合催化器SVCC (Split Volume Common Can Converter,改善了升温至最佳工作区的时间)和旁轴可变流量机油泵(Off-Axis Variable Oil Pump,改善了发动机长度、油耗和静音)。

↑通用第二代Voltec发动机的技术特点

其关键技术外部冷却型废气再循环EGR系统的细节可参考下图。排气通过电控阀进入液冷冷却器进行降温后回到进气歧管。这个外部冷却型废气再循环EGR系统从发动机的排气侧绕发动机一周回到进气侧。具有非常高的集成度。

↑通用第二代Voltec发动机配备的外部EGR系统

↑通用第二代Voltec发动机配备的外部EGR系统示意图

(左,发动机排气侧;右,发动机进气侧)

如上提到的使得这款发动机具有非常高效率的两大关键技术来自进排气正时独立可调的DVVT以及外部冷却EGR系统。如下列出了不同发动机负荷和转速区间下DVVT和EGR工作模式对应关系。

当发动机工作在低负荷区Zone1时,DVVT系统会尽量让系统处于LIVC(进气门延迟关闭)状态。即进入米勒循环,提高膨胀比,从而提升发动机效率。当发动机工作在中负荷区Zone2,且发动机转速不高时,外部冷却EGR系统打开工作,提高发动机节气门全开wide-open throttle (WOT)的性能。当发动机转速进一步提升至Zone3时,外部冷却EGR系统停止工作,从而提高发动机的扭矩响应性能。当发动机工作在高负荷区Zone4时,DVVT系统提前正时,配合发动机提升相应的效率和扭矩表现。

↑通用第二代Voltec发动机LIVC和EGR对应发动机工况示意图

综上所述,别克VELITE5 EREV车型更偏向于EV车型特点,加入发动机来去除用户的纯电里程焦虑,并且满足长途城际旅行的需要。同时能够在全车速范围内提供良好的平顺性。不管发动机是否启动,其整车的驾驶舒适度和加速性能是基本相同的。结合智能电驱系统和为混合动力专门设计的小排量发动机,使得VELITE5动力平顺同时综合油耗相当低。最后希望别克VELITE5 的EREV技术能够成为一把打开未来美好生活的钥匙,让消费者能够真正通过新能源享受科技带来的生活便利。

本文来自凤凰号,仅代表凤凰号自媒体观点。

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