PHEV+HEV+EV=VELITE 5,别克的增程型混合动力车,是因使用需求而诞生的新能源技术集大成者~
文 ▍顾家栋
在新能源车大行其道的现在,我想大家对于“插电式”和“混动”已经不会感到陌生了。但是关于“增程型混合动力车”,大家又有多少了解呢?
什么是“增程型混合动力汽车”?
打开百度搜索,似乎没有这个词条的解释,在查阅相关资料后,我认为根据结构分析,增程型混合动力汽车其实更应该被称为“增程型电动车”。 简单来说,增程型混动车是一辆可以充电同时又可以通过发动机发电以增加续航的车型。之所以称其为增程型电动车,是因为它的工作模式大部分情况下都是靠电力驱动的。
△增程型混动车型的底盘结构
在传统增程型结构中,发动机是不直接参与车辆动力输出的,只是用来于驱动发电机给电池充电,所以传统增程型电动车的动力其实是完全由驱动电动机输出,虽然被称为“混动”,但实际上是最接近纯电动车的存在。
在目前增程型混动市场中,宝马i3的增程版是传统定义的增程型混动代表车型。
△宝马i3增程型电动车
以宝马i3为例,它就是利用内部的双缸0.65L发动机的运转为电池组充电,同时也可外接电源充电,然后由电动机直接驱动车辆,是典型的传统增程型混合动力车型。
△别克VELITE 5插电式增程型混合动力汽车
在上海车展前,别克发布了VELITE 5车型,同为增程型混合动力汽车,却有着比i3高出一倍多的综合续航里程!至于原因,可能就是因为VELITE 5有着不同于传统增程型电动车的技术特点。
VELITE 5搭载了基于通用最新一代电驱系统,这套EREV系统中包括了一台专为混动系统设计的1.5L直喷发动机、EVT电控无级变速箱、高性能永磁双驱动电机以及一套三元锂电池组。
首先要说的就是双行星齿轮机构与双电机的组合,通过上面这张官方给出的结构图来看,在双排行星齿轮结构之间,装备了两组高性能永磁同步电机。据悉,两部电机可在单电机和双电机模式间自由切换。
就是说如果在动力输出偏低的情况下,车辆会以单电机行驶。如果有动力需求的话,立刻会以双电机驱动,保证了驾驶者在纯电动模式下的驾驶体验,这相对宝马i3在单电机模式(特别是在增程模式下)的动力体验来说是具有优势的。
△通用全新12极交流永磁同步电机结构
同时通过双行星齿轮,同轴双电机可实现两个连续可变速比和一个固定速比的输出,使VELITE 5相对拥有更宽的转动比,在全车速范围内实现能效提升,获得更好的燃油经济性。
△“Bar Winding”即条形绕组构造
在结构上两组电机采用了条形绕组构造以长方形的绕线结构,相比宝马i3做采用的传统圆形结构,散热特性更好。且分别采用内置式钕铁硼和铁氧永磁材料,据说这两种材料可以确保电机在大扭矩下仍保持动力输出的平顺性。
△高度集成的电驱系统(左)与传统6AT变速箱(右)体积相似
由于双电机的同轴设计以及双排行星齿轮组合的布置,使得这套电驱系统在结构以及重量方面也稍有优势,并且与电动机匹配的通用专利EVT电控无级变速箱的尺寸仅与一台6AT变速箱的体积相当,二者加起来重量仅为119kg。
△别克VELITE 5搭载的1.5L发动机
当然,这套EREV系统中不能忽视的还有这台1.5L直喷四缸发动机。
其最大功率为78kW/5800RPM,峰值扭矩为138N·m/4400RPM,而且在高速模式下或者电量低的情况下,这台汽油机还是可以直接参与到动力输出的,远不止是在传统增程型混动汽车充当一个“充电器”的角色那么简单。
这台发动机拥有12.5的高压缩比,相对普通发动机,汽缸内活塞行程更长,燃烧更为充分,而好处就是在带来不错的动力感受的同时进一步降低了发动机油耗,此外还使用了集成排气歧管、两级可变式机油泵、实现阿特金森循环效果的LIVC(进气门延迟关闭)以及DVVT技术。
△宝马i3结构剖面图
相比下来,i3上的那台只有34马力的0.65L双缸汽油发动机就显得相形见绌了,并且i3的发动机只负责为电动机发电,任何情况下都不能直接参与动力的输出。可见,在全工况模式的体验之下,VELITE 5丰富的动力模式优势就被凸显出来。
△三元锂电池组(定额电量18千瓦时、采用单片式液冷、IP67级外壳封装)
最后一部分聊一下这套三元锂电池组,其实际容量为18千瓦时,重量为183千克,折算下来与宝马i3(33千瓦时&285千克)旗鼓相当。
但是别克VELITE 5的亮点在于采用了先进的BMS电池热管理技术:通过专利片层式液冷结构(每个电池软包间都有导热层)保证了电池系统的环境温度适应性,整车在-30~60︒C的环境下,电芯的各个部分都能得到一致的冷却/加热效果。而i3采用的则是直冷方案(制冷剂蒸发吸走热量),相对来说冷却/加热效率就没有片层式液冷结构来的高。
同时VELITE 5采用IP67级外壳封装设计,整个电池系统位于车辆中后部,即使底盘涉水、车辆发生碰撞也不会引起火灾。
正是由于这套三元锂电池组的加持,VELITE 5在纯电动模式下,续航里程可达到116公里,并且最快只需4.7小时便可充满电。
而在混动模式下,其综合最大续航里程达到了768公里,相较于宝马i3增程混合动力车型的300公里左右的最大续航,实用性表现更好。而究其原因,除了丰富的动力模式之外,油箱大小的不同(宝马i3油箱容积为9L,VELITE 5油箱容积为34L)其实也是潜在原因。
△别克VELITE 5驾驶模式选择
VELITE 5还可以对不同的驾驶环境给出了四种驾驶模式可选,分别为普通、运动、山地和锁定模式,作为对比,宝马i3则配备了三种驾驶模式,在启动车辆后默认状态为COMFORT舒适模式,另外还包括了ECO PRO节能以及ECO PRO+超级节能模式,差距主要在电量的控制和电动机的输出层面,但主要还是由电动机主导整车运行。而VELITE 5则涉及到了不同模式下,电动机与汽油机来回切换工作。
其中锁定模式主要用于类似城际间的高速路段行驶,该模式下电池会保持目前电量储备,车辆将以汽油发动机驱动。进入城市道路后取消锁定模式,车辆将会以原有电量继续驱动,这正是锁定模式的设计初始意图。
作为新能源自然少不了提到科技配置,别克VELITE 5配备了第十代Onstar安吉星车载系统、苹果CarPlay手机映射,以及车载4G LTE网络。
安吉星手机App(全时在线助理服务)可提供新能源功能模块,包括电池电量远程监控、充电模式、在线寻找公共充电桩、车门远程应急开启、车辆安全电子围栏等功能。
这几项功能几乎已经涵盖了宝马i3的“BMW 互联驾驶”科技的大部分功能。但i3可根据电池电量及实时交通路况信息,及时在导航地图上直观地标识出剩余电量可以抵达的范围,这一点确实挺人性化。
△HBA智能远近光控制场景模拟
安全配置方面,VELITE 5配备有自适应巡航系统、前车距离提示、自动泊车系统、车道保持系统、侧盲区预警系统、前方碰撞预警、碰撞缓解系统、智能远近光控制等多项主动安全配备,同时,10安全气囊也成为了全系标配。
△VELITE 5一体式车身结构
VELITE 5采用了一体化车身结构,零件高强度钢比例达到73%,其C-NCAP碰撞测试也达到了应有的五星水平。
作为对比的宝马i3在这方面到让人有些许隐忧,特殊的CFRP碳纤维复合材质车身使得它在14年E-NCAP测试中获得了还不错的成绩(14年成绩为四星),但是碳纤维车架之外的部分(发动机盖前缘、A柱两侧及前档)却成绩一般。
△宝马i3在E-NCAP碰撞测试中的表现
而在安全辅助系统部分,宝马i3仅以ESC循迹控制系统以及前双座安全带未系警示系统获得5分的成绩,缺乏限速警示系统则未能进一步获得分数,使其在安全辅助系统的评等项目中,仅能拥有55%的评等,这也是它没能拿到整体五星评级的原因。
综上所述,在笔者眼里,相较于目前市场在售的混动车型,别克VELITE 5更像是一位“集大成者”,它将很多消费者对于新能源车的切实所需都融合在一起,变成了自己的卖点,比如:无续航里程焦虑、环保低排放、时尚科技感、手机App互联、安全配置丰富等…
当然,这无疑是通用别克苦心总结了近些年国内市场新能源汽车发展历程的结果,继而终于在2017年憋出了这么一个“大招”,我想这辆VELITE 5也击中了很多人的“需求G点”,就凭这些,你们觉得它能带给新能源车市场一场变革吗?
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