通用汽车详细介绍雪佛兰Volt的驱动方式

雪佛兰Volt新型四模双电机增程式驱动系统雪佛兰Volt拥有二个电机，三个离合器以及一个行星齿轮组，可以分别工作在纯电动低速，高速以及增程低速、高速四种模式下，因而新能源汽车聚焦网称其为四模双电机增程式驱动系统。 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。2011-8-5 11:02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）。2011-8-5 11:03模式1（纯电动低速模式，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。2011-8-5 11:02模式2（纯电动高速模式，如图3）：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。2011-8-5 11:02图3模式3（增程低速模式，如图4）：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。2011-8-5 11:02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（增程高速模式，如图5）：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2、3同时接合，整车效率因此提升10到15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。2011-8-5 11:02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