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奥迪A3 e-tron技术解析

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发表于 2017-6-23 15:05:30 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
奥迪混合动力技术历史

? ? [XCAR 科技 原创]
? ? 对于交通工具来说,第一次工业革命将人类的出行从人力车、马车时代带入到了蒸汽机时代,缩小了人与世界间的距离,而内燃机技术的应用则将人们生存的地球变为了“地球村”,这算得上是第二次工业革命;而如今,奥迪A3 e-tron的插电式油电混合技术的到来,在节省燃油消耗、减少环境污染的同时,又提升了操控性能,这样两全其美的技术应用,不能不说是一场第三次工业革命。
一、历史沿革
? ? 别看目前的混合动力车型市场被日系品牌所充斥,其实奥迪早在上世纪八十年代就已开展对混合动力车型的研发工作。最早几代混合动力车型被称之为“duo”,即拉丁语“双”的意思,意指既能用内燃机驱动,又能用电动机驱动。
在C3奥迪100平台上研发的第一代奥迪duo概念车
? ? 第一代奥迪duo在1989年诞生,搭载2.3L五缸汽油发动机驱动前轴,电动机驱动后轴。在纯电动行驶时,最高车速52km/h,如果以经济时速行驶,电动续航里程为40km,基本满足了在欧洲大部分城市的市中心限速地段实现“零排放”行驶的需要。如果在发动机驱动下行驶,只要速度不超过8km/h,电动机也能参与推进,从而使奥迪duo成为一辆油、电混合驱动的四驱车型。
第二代奥迪duo采用C4奥迪100车型
quattro结构应用在第二代奥迪duo车型上,电动机搭载于行李箱位置
? ? 第二代奥迪duo在1991年问世,与第一代相比,在驱动结构上有很大改变,2.0L四缸汽油发动机通过quattro系统直接驱动四个车轮。而安装于后轴的电动机则变得更加强劲,当前轴与后轴断开连接后,电动机可独立驱动奥迪duo行驶80km,最高时速可达65km/h。
A4 Avant平台上研发的第三代奥迪duo车型,当时已面向市场销售
? ? 1997年,奥迪正式推出了基于奥迪A4 Avant平台打造的第三代奥迪duo。一台1.9L TDI柴油发动机驱动前轴,同时,21kW(29PS)电动机也接入变速器驱动前轴。在纯电动模式下,第三代奥迪duo的最高车速可达80km/h,续航里程能达到50km。第三代奥迪duo于1997年开始销售,是欧洲最早投入量产的混合动力车,不过因为成本太高,市场接受量有限,最终只生产了不到一百辆。
? ? 至此,奥迪对于混合动力车型duo的探索与研发告一段落,虽然在销售成本、运转效率和操作方式上不能被当时的市场所接受,但是对于新事物的尝试和创新,奥迪还是十分值得敬佩的。同时,作为最早尝试研发混合动力车型的品牌,为日后的混合动力产品研发积累了宝贵的经验。
奥迪Q7 hybird,与普通版的外观并无二致
电池搭载于行李箱下部,电动机与发动机串联,也可以实现四轮驱动
? ? 2005年,奥迪混合动力车型卷土重来,与此前三代奥迪duo混合动力车型不同,奥迪Q7 Hybrid不仅搭载了更为强大的功率为32kW(43.5PS),扭矩为200Nm的电动机。最重要的,在驱动方式上,发动机与电动机即可以独立运转,也可以协同工作,并且发动机可以为电动机进行充电。此后,搭载混合动力技术的车型层出不穷,在如今的国内市场中,奥迪已在Q5、A6、A8车系中均有混合动力车型供消费者选择,未来,奥迪将会为旗下全部车系提供混合动力车型供用户选择。

A3 e-tron技术解析-动力系统

二、奥迪A3 e-tron结构
? ? 有了奥迪在混合动力技术上的尝试和不懈努力,如今,奥迪在混合动力技术上已经具有独特的研发优势,不再将混合动力局限于节省燃油、降低污染等层面,而是上升到让驾驭乐趣丝毫不减的层面。正如本次广州车展奥迪所传递的口号:“改变未来,而不改变美好环境;改变世界,而不改变每日生活;改变碳排放习惯,而不改变每日生活;改变碳排放习惯,而不改变驾驶习惯。”
奥迪A3 e-tron在外观上与普通版A3并无区别
最醒目的还是要数e-tron标识了
1、主体结构
? ? 奥迪A3 e-tron与普通版A3相比,在外观上并没有明显区别,因为目前还没有正式上市,所以我们无法从轮辋造型上来分辨,只能通过车身前后和侧面的e-tron标识来区别。
堪称复杂的奥迪A3 e-tron插电式混合动力系统
? ? 而内部,奥迪A3 e-tron的变化可谓是天翻地覆,通过上图可以看到,前部主要由1.4TFSI发动机、电动机和6挡S-tronic变速器组成。中间除了传统的排气系统、油路系统外,还多了电池冷却系统、高压电缆和最终要得电池组模块。而后部则因为空间问题,普通A3的50L油箱改为了中置40L油箱,同时,12V电瓶也被从前部移到了车尾。
2、动力系统
发动机、电动机和变速器的组合十分紧凑
? ? 奥迪A3 e-tron的动力系统采用1.4TFSI发动机与电动机通过离合器串联,同时变速器与电动机通过离合器串联,两组动力系统和传动系统为一个整体,共同为车辆提供动力。其车辆整体重量与奥迪A3 2.0TSI quattro相同,但是油耗仅为对方的1/8。
发动机、电动机与变速器采取串联方式连接,但是可以独立运转
电动机结构与发动机、变速器相比要简单许多
? ? 通过以上图示,我们可以了解到发动机与电动机通过离合器相连,而电动机与变速器也有离合器相连,这种组合形式的传动效率更高,且动力传递的更为舒畅。
(1)只靠发动机驱动
此种情况适合高速行驶,同时发动机也处于省油工况
? ? 发动机运转,双质量飞轮通过离合器绕开电动机与双离合器连接,可直接将动力传递给变速器,此时,电动机内的转子并不运转,从而减少了发动机的负荷。最大功率为110kW(150PS),最大扭矩为250Nm。
(2)只靠电动机驱动
在纯电动模式下,充满电时,可供车辆行驶50km
? ? 电动机运转,电动机与发动机间的离合器分离,此时,发动机可以完全处于关闭状态,电动机的动力只会传递至变速器。此时,最大功率为75kW(102PS),最大扭矩为330Nm,满电情况下可提供50km的续航里程,最高时速为130km/h。
(3)发动机为电池充电
在此种模式下,发动机动力会有所损失,不过驾驶者完全感受不到
? ? 发动机运转,通过离合器接合,带动电动机运转,并将动力传递至变速器,此时,电动机变为发电机,产生的电能会为电池充电。据测算,行驶1小时,可以为电池充入可行驶20km的电量。
(4)发动机与电动机共同工作
在充满电且装满油的情况下,车辆可以行驶长达940km
? ? 发动机与电动机通过离合器接合,可同时将动力传递至变速器,此时,可产生最大功率为150kW(204PS),最大扭矩为350Nm的动力,从0加速至100km/h只需要7.6s,综合油耗为1.5L/100km。

A3 e-tron技术解析-冷却系统及电池

3、冷却系统
? ? 为了能够长时间满足消费者的日常使用,奥迪A3 e-tron拥有两套冷却系统,分别是动力冷却系统和电池冷却系统。
前方大中冷器主要为发动机和电动机冷却
前方小中冷器主要为电池进行冷却
4、电池
? ? 奥迪A3 e-tron的电池搭载在车辆的后轴前端,由坚固的车身结构包裹,保证了电池的安全性。
电池被安置在后排座椅下方,后轴的前部,处于最为安全的位置
? ? 锂电池由松下提供,容量为8.8kWh,外壳主要由铝材料制成,内部搭载有8个模块共计96个能量存储单元。
? ? 在冷却系统上,与常见的风冷电池不同,奥迪A3 Sportback e-tron采用带低温回路的液体冷却系统,能够将电池温度控制在最佳范围内,确保电驱单元即便在环境温度较低的情况下也能获得最佳的动力和耐力。同时,这一系统还与热管理系统相辅相成,使电池、电子设备和电动机在各自理想的温度下工作,从而实现最佳性能,提高车辆行驶里程。
5、充电系统
充电口被藏匿在奥迪LOGO后方,打开并充电后,还会有显示功能
奥迪A3 e-tron为消费者提供了三种充电方式:
(1)利用工业充电系统进行充电,最快2小时15分钟即可为电池充满。
有多种充电方式供选择
(2)如果使用家用电源为车辆充电,充满8.8kWh的电池需要5小时。
A3 e-tron的原理相同,可以将制动力转变为电能
(3)如果嫌充电麻烦,那么就选择不充电。只要油箱中还有油,发动机就会给电动机充电,除此之外,刹车也可以为电池提供能源。
? ? 在以上三种充电模式下,并结合40L的燃油,奥迪A3 e-tron总共可以行驶940km,相当于北京上海的直线距离。
? ? 编辑点评:混合动力车型发展到今天,其技术已经相对成熟,如果还只是停留在以节省燃油、环保等理念上,就未免有些守旧了,毕竟现在的混合动力车型的价格堪比一辆中高级车型,同时,此价位的车型的价值绝大部分是体现在消费者的驾乘感受上,如何吸引消费者为混合动力车型来买单,就需要企业从产品的角度出发,为消费者带来更多的惊喜。
? ? 奥迪经过了数十年的研发,的确在混合动力技术方面有所建树,虽然到来的有些晚,不过每一样产品似乎更贴近实际驾驶,并且懂得消费者真正的需求。正如奥迪A3 e-tron,它颠覆了混合动力车型的生存法则,不再仅仅为了节省燃油而存在,动力和操控对于它来说同样重要,可以让驾驶者在激情驾控中变为环保达人。如果定价合理,相信上市后会有不错的销售表现。

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