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奧迪A3 e-tron技術解析

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發表于 2017-6-23 15:05:30 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
奧迪混合動力技術歷史

    [XCAR 科技 原創]
    對于交通工具來說,第一次工業革命將人類的出行從人力車、馬車時代帶入到了蒸汽機時代,縮小了人與世界間的距離,而內燃機技術的應用則將人們生存的地球變為了“地球村”,這算得上是第二次工業革命;而如今,奧迪A3 e-tron的插電式油電混合技術的到來,在節省燃油消耗、減少環境污染的同時,又提升了操控性能,這樣兩全其美的技術應用,不能不說是一場第三次工業革命。
一、歷史沿革
    別看目前的混合動力車型市場被日系品牌所充斥,其實奧迪早在上世紀八十年代就已開展對混合動力車型的研發工作。最早幾代混合動力車型被稱之為“duo”,即拉丁語“雙”的意思,意指既能用內燃機驅動,又能用電動機驅動。
在C3奧迪100平臺上研發的第一代奧迪duo概念車
    第一代奧迪duo在1989年誕生,搭載2.3L五缸汽油發動機驅動前軸,電動機驅動后軸。在純電動行駛時,最高車速52km/h,如果以經濟時速行駛,電動續航里程為40km,基本滿足了在歐洲大部分城市的市中心限速地段實現“零排放”行駛的需要。如果在發動機驅動下行駛,只要速度不超過8km/h,電動機也能參與推進,從而使奧迪duo成為一輛油、電混合驅動的四驅車型。
第二代奧迪duo采用C4奧迪100車型
quattro結構應用在第二代奧迪duo車型上,電動機搭載于行李箱位置
    第二代奧迪duo在1991年問世,與第一代相比,在驅動結構上有很大改變,2.0L四缸汽油發動機通過quattro系統直接驅動四個車輪。而安裝于后軸的電動機則變得更加強勁,當前軸與后軸斷開連接后,電動機可獨立驅動奧迪duo行駛80km,最高時速可達65km/h。
A4 Avant平臺上研發的第三代奧迪duo車型,當時已面向市場銷售
    1997年,奧迪正式推出了基于奧迪A4 Avant平臺打造的第三代奧迪duo。一臺1.9L TDI柴油發動機驅動前軸,同時,21kW(29PS)電動機也接入變速器驅動前軸。在純電動模式下,第三代奧迪duo的最高車速可達80km/h,續航里程能達到50km。第三代奧迪duo于1997年開始銷售,是歐洲最早投入量產的混合動力車,不過因為成本太高,市場接受量有限,最終只生產了不到一百輛。
    至此,奧迪對于混合動力車型duo的探索與研發告一段落,雖然在銷售成本、運轉效率和操作方式上不能被當時的市場所接受,但是對于新事物的嘗試和創新,奧迪還是十分值得敬佩的。同時,作為最早嘗試研發混合動力車型的品牌,為日后的混合動力產品研發積累了寶貴的經驗。
奧迪Q7 hybird,與普通版的外觀并無二致
電池搭載于行李箱下部,電動機與發動機串聯,也可以實現四輪驅動
    2005年,奧迪混合動力車型卷土重來,與此前三代奧迪duo混合動力車型不同,奧迪Q7 Hybrid不僅搭載了更為強大的功率為32kW(43.5PS),扭矩為200Nm的電動機。最重要的,在驅動方式上,發動機與電動機即可以獨立運轉,也可以協同工作,并且發動機可以為電動機進行充電。此后,搭載混合動力技術的車型層出不窮,在如今的國內市場中,奧迪已在Q5、A6、A8車系中均有混合動力車型供消費者選擇,未來,奧迪將會為旗下全部車系提供混合動力車型供用戶選擇。

A3 e-tron技術解析-動力系統

二、奧迪A3 e-tron結構
    有了奧迪在混合動力技術上的嘗試和不懈努力,如今,奧迪在混合動力技術上已經具有獨特的研發優勢,不再將混合動力局限于節省燃油、降低污染等層面,而是上升到讓駕馭樂趣絲毫不減的層面。正如本次廣州車展奧迪所傳遞的口號:“改變未來,而不改變美好環境;改變世界,而不改變每日生活;改變碳排放習慣,而不改變每日生活;改變碳排放習慣,而不改變駕駛習慣。”
奧迪A3 e-tron在外觀上與普通版A3并無區別
最醒目的還是要數e-tron標識了
1、主體結構
    奧迪A3 e-tron與普通版A3相比,在外觀上并沒有明顯區別,因為目前還沒有正式上市,所以我們無法從輪輞造型上來分辨,只能通過車身前后和側面的e-tron標識來區別。
堪稱復雜的奧迪A3 e-tron插電式混合動力系統
    而內部,奧迪A3 e-tron的變化可謂是天翻地覆,通過上圖可以看到,前部主要由1.4TFSI發動機、電動機和6擋S-tronic變速器組成。中間除了傳統的排氣系統、油路系統外,還多了電池冷卻系統、高壓電纜和最終要得電池組模塊。而后部則因為空間問題,普通A3的50L油箱改為了中置40L油箱,同時,12V電瓶也被從前部移到了車尾。
2、動力系統
發動機、電動機和變速器的組合十分緊湊
    奧迪A3 e-tron的動力系統采用1.4TFSI發動機與電動機通過離合器串聯,同時變速器與電動機通過離合器串聯,兩組動力系統和傳動系統為一個整體,共同為車輛提供動力。其車輛整體重量與奧迪A3 2.0TSI quattro相同,但是油耗僅為對方的1/8。
發動機、電動機與變速器采取串聯方式連接,但是可以獨立運轉
電動機結構與發動機、變速器相比要簡單許多
    通過以上圖示,我們可以了解到發動機與電動機通過離合器相連,而電動機與變速器也有離合器相連,這種組合形式的傳動效率更高,且動力傳遞的更為舒暢。
(1)只靠發動機驅動
此種情況適合高速行駛,同時發動機也處于省油工況
    發動機運轉,雙質量飛輪通過離合器繞開電動機與雙離合器連接,可直接將動力傳遞給變速器,此時,電動機內的轉子并不運轉,從而減少了發動機的負荷。最大功率為110kW(150PS),最大扭矩為250Nm。
(2)只靠電動機驅動
在純電動模式下,充滿電時,可供車輛行駛50km
    電動機運轉,電動機與發動機間的離合器分離,此時,發動機可以完全處于關閉狀態,電動機的動力只會傳遞至變速器。此時,最大功率為75kW(102PS),最大扭矩為330Nm,滿電情況下可提供50km的續航里程,最高時速為130km/h。
(3)發動機為電池充電
在此種模式下,發動機動力會有所損失,不過駕駛者完全感受不到
    發動機運轉,通過離合器接合,帶動電動機運轉,并將動力傳遞至變速器,此時,電動機變為發電機,產生的電能會為電池充電。據測算,行駛1小時,可以為電池充入可行駛20km的電量。
(4)發動機與電動機共同工作
在充滿電且裝滿油的情況下,車輛可以行駛長達940km
    發動機與電動機通過離合器接合,可同時將動力傳遞至變速器,此時,可產生最大功率為150kW(204PS),最大扭矩為350Nm的動力,從0加速至100km/h只需要7.6s,綜合油耗為1.5L/100km。

A3 e-tron技術解析-冷卻系統及電池

3、冷卻系統
    為了能夠長時間滿足消費者的日常使用,奧迪A3 e-tron擁有兩套冷卻系統,分別是動力冷卻系統和電池冷卻系統。
前方大中冷器主要為發動機和電動機冷卻
前方小中冷器主要為電池進行冷卻
4、電池
    奧迪A3 e-tron的電池搭載在車輛的后軸前端,由堅固的車身結構包裹,保證了電池的安全性。
電池被安置在后排座椅下方,后軸的前部,處于最為安全的位置
    鋰電池由松下提供,容量為8.8kWh,外殼主要由鋁材料制成,內部搭載有8個模塊共計96個能量存儲單元。
    在冷卻系統上,與常見的風冷電池不同,奧迪A3 Sportback e-tron采用帶低溫回路的液體冷卻系統,能夠將電池溫度控制在最佳范圍內,確保電驅單元即便在環境溫度較低的情況下也能獲得最佳的動力和耐力。同時,這一系統還與熱管理系統相輔相成,使電池、電子設備和電動機在各自理想的溫度下工作,從而實現最佳性能,提高車輛行駛里程。
5、充電系統
充電口被藏匿在奧迪LOGO后方,打開并充電后,還會有顯示功能
奧迪A3 e-tron為消費者提供了三種充電方式:
(1)利用工業充電系統進行充電,最快2小時15分鐘即可為電池充滿。
有多種充電方式供選擇
(2)如果使用家用電源為車輛充電,充滿8.8kWh的電池需要5小時。
A3 e-tron的原理相同,可以將制動力轉變為電能
(3)如果嫌充電麻煩,那么就選擇不充電。只要油箱中還有油,發動機就會給電動機充電,除此之外,剎車也可以為電池提供能源。
    在以上三種充電模式下,并結合40L的燃油,奧迪A3 e-tron總共可以行駛940km,相當于北京上海的直線距離。
    編輯點評:混合動力車型發展到今天,其技術已經相對成熟,如果還只是停留在以節省燃油、環保等理念上,就未免有些守舊了,畢竟現在的混合動力車型的價格堪比一輛中高級車型,同時,此價位的車型的價值絕大部分是體現在消費者的駕乘感受上,如何吸引消費者為混合動力車型來買單,就需要企業從產品的角度出發,為消費者帶來更多的驚喜。
    奧迪經過了數十年的研發,的確在混合動力技術方面有所建樹,雖然到來的有些晚,不過每一樣產品似乎更貼近實際駕駛,并且懂得消費者真正的需求。正如奧迪A3 e-tron,它顛覆了混合動力車型的生存法則,不再僅僅為了節省燃油而存在,動力和操控對于它來說同樣重要,可以讓駕駛者在激情駕控中變為環保達人。如果定價合理,相信上市后會有不錯的銷售表現。

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