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奥迪电动汽车驱动系统:通向汽车未来的道路

2011年04月13日22:32腾讯汽车[微博]综合报道我要评论(0)
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奥迪正致力于打造未来的汽车,在其提出的众多概念中,动力传动系统电气化占据了重要的位置。在奥迪帮助推动社会潮流和市场发展的策略中,新的混合动力汽车和电动汽车构成了该策略的基础。

奥迪已经踏出了电气化的第一步。许多标准型号都配置了自动起/停系统和能量回收系统,在这个意义上,它们即是微型混合动力。这些技术源自奥迪高效模块技术,通过整车高效战略,奥迪已经大幅度降低了能源消耗和车辆的二氧化碳排量。

下一个大踏步将是全时四驱混合动力Q5,奥迪将在2011将该车投入生产。这款中型高级SUV配有两个驱动系统,效率极高的并联混合动力技术非常先进。它的内燃机为2.0 TFSI燃油直喷涡轮增压发动机,与锂离子电池推动的电机协同驱动车辆。

奥迪全时四驱混合动力Q5的系统的最大功率为245马力(180千瓦),强大的系统扭矩可达480牛•米,从静止加速至100公里/小时仅为7.1秒,最高速度达到222里/小时。在纯电动模式下,这款运动型混合动力SUV可以超过60里/小时的速度行驶长达3公里的路程。它的每百公里油耗少于7.0升,同时二氧化碳排放量少于每公里160克。

作为纵置模块平台的一个组成部分,全时四驱混合动力Q5的动力系还可用于配有纵置发动机的其它奥迪型号,包括全新奥迪A8(A8L)和新一代A6以及新一代A6 Avant。

二十余载的经验:奥迪的混合动力汽车

奥迪在混合动力技术方面已经有二十余载的成功经验。第一代Audi duo早在1989年便已亮相——这是一辆基于奥迪100 Avant的概念车,前轮由一个五缸汽油发动机驱动,适时工作电机提供9千瓦(12马力)的驱动力来推动后轮。采用镍镉电池进行能量存储。两年之后,另一款基于奥迪100 Avant quattro的Audi duo新型号推出。

1997年,奥迪更进一步成为首家建造混合动力汽车限量版的欧洲车辆制造者——它推出了基于A4 Avant的Audi duo。提供驱动力的TDI清洁柴油发动机为1.9升,功率90马力(66千瓦);另一个提供驱动力的水冷电机功率为29马力(21千瓦),电能来自安装在车辆后部的铅晶胶电池。这两种装置协同为前轮提供动力。

在这两例研究中,Audi duo的生产遵循了前瞻性的插入式概念——电池可连接家用插座充电,其电机也可在减速过程中恢复能量。在纯电动模式下,Audi duo的最高车速可达80公里/小时,以TDI清洁柴油发动机为动力时最高速可达170公里/小时。该概念过于超前,因为将之市场化还为时尚早。

电动驾驶:e-tron型号

奥迪在开发混合动力技术的同时,也开发了可独立依靠电力长距离运行的一系列车型——e-tron,同时将插入式混合动力技术融入其中。其基本概念是一种驾驶乐趣——以先进、智能的形式带来动感。尽管奥迪的e-tron车型年纪尚轻,但它们的外观已大有不同。

第一辆e-tron于2009年9月亮相于法兰克福国际汽车展(IAA)——高性能跑车的四个电机共可输出功率313马力(230千瓦)。这辆双座高性能车仅用4.8秒即可从静止加速到100公里/小时,而最高时速被电子限制在200公里/小时。

锂离子电池可储存53千瓦时的能量,足够行驶250公里。采用高压电流时,它在插头插座上充电2.5小时左右即可将无电状态的电池充满电。四个单独电机的驱动系统设计概念使得协同驱动和单车轮超精准控制成为可能。这种“扭矩矢量控制”标志着quattro技术进入一个全新发展阶段——e-quattro阶段。

2010底特律车展上展出了另一款e-tron概念车——这是一辆重量很轻的双座紧凑型车,后桥装配的两个电机的输出功率为150千瓦(204马力)。

e-tron概念车最新的车型是性能强劲的e-tron Spyder,曾在2010年巴黎车展上大放异彩。其电池可连接插座充电,两个电机共同驱动前轮,输出功率为87马力(64千瓦)。乘客舱后面装有双增压的3.0升TDI清洁柴油发动机,它通过7速S tronic变速器输出300马力(221千瓦)和650牛•米扭矩到后轮上。

用于都市交通:奥迪A1 e-tron

与以上e-tron概念车相比,奥迪A1 e-tron的设计主要用于拥挤的市区交通行驶。在连续运行时,其电机输出为61马力(45千瓦),电力续航里程类似于e-tron Spyder,约为50公里。车后部的一个小型转子发动机用于增程——它为电池充电,由此用户不必顾虑续航里程方面的限制。在“续航”模式下,奥迪的都市型电动车可行驶更长的路程,达到200公里。

到2011年,奥迪将携手三家项目合作伙伴——能源供应商E.ON、慕尼黑公用事业公司和德国慕尼黑技术大学,共同启动A1 e-tron的大规模道路试车。到2011年年中,第一辆此类车型将在巴伐利亚首府上路,同时200座全新充电站将投入运营。

到2012年,奥迪的首个纯电动高性能e-tron跑车限量版将出现在道路上。它将由奥迪内卡苏姆工厂的quattro部门制造,这是一个在高档跑车制造方面具有丰富经验的部门。

奥迪的优势:综合性概念

这些多种多样、彼此各异的技术概念展示了奥迪在电动方面所追求的全面性。奥迪的工程师们不但专注于电池的化学技术,而且也专注于整体概念——部件之间的相互协作、智能封装以及电流的高效管理。

奥迪所追求的全面发展涵盖电动驾驶相关的所有实际领域。它的范围包括电池能量管理、机械装置操作策略,以及quattro全时四驱系统、制动能量回收等方面。精心处理每一点能量的高效原则是向电动汽车研发提出的新挑战。

除此之外,奥迪还提出了对于电动车行驶至关重要的车辆轻量化设计的新解决方案,这也是奥迪多年来一直专注的核心技术。强大的e-tron车型再次指明了道路:奥迪空间框架结构(ASF)车身含有铝合金和碳纤维部件。而被动安全也引来了不少关注:全新的碰撞模型计算被视为重中之重,车身的精密组装推翻了传统的碰撞计算。

凭借这种全面观点,奥迪确信,即使在电动车辆方面,其核心价值也将被人们所进一步认同。优雅、动感、高效——奥迪将继续维护和扩展其未来优势。

大力发展电动汽车:e performance项目

奥迪将大力推进电动汽车研究。目前,400多名专家工作于技术发展领域,数百名不同领域的同事为他们提供支持。该团队专注于将新技术投入生产,它在吸收高素质雇员的同时实现了高速成长。

从目前开始运行的新开发和测试中心,便可明显看出奥迪在这个新领域投入的力度。奥迪已经在奥迪电子工业中心的4个楼层设立了390个工作站,并在尖端技术方面投入了6500万欧元。

所有重要的活动领域都安排在一个地点,让沟通交流能够以最短的途径实现。三楼和四楼是办公工作站,工程师们在这里开发新的动力系。二楼设有实验室、车间和较小的试验设备。最后,一楼安装有用于传动系和整车的大型测试台。

e performance项目有作为奥迪独立智囊团的职能,核心团队的行动尤为迅速和有效。该团队包含一个较小些的专家团,他们来自各个学科领域并和外部专业人士保持紧密联系。

这些科技先驱的中心使命是一个名为e performance研究项目,它受到了德国联邦教育与研究部的资助,其目标是开发一种适用于从小型车到跑车的不同汽车电动驾驶部件的模块矩阵。

除了这些业务之外,奥迪还研究燃料电池驱动系统——奥迪Q5 HFC概念车采用了这种技术,并成为电动汽车长续航里程的佐证。“HFC”三个字母是“Hybrid Fuel Cell”(混合燃料电池)的缩写。

该概念车运用了未来混合动力汽车模型的众多技术部件。两个高压汽缸以7千万帕的压力存储氢气。聚合物电解膜(PEM)燃料电池输出98千瓦(133马力)。用于混合动力的锂离子电池的最大蓄电量为1.3千瓦时。驱动力由靠近车轮的两个电机提供,这些电机的共同输出为90千瓦,扭矩达420牛•米。

氢气的使用非常高效,在众多操作范围内燃料电池驱动力的效率大于50%。

不过,除了各种技术和商业挑战之外,在开始生产之前,氢气供应以及能量使用方面仍存在需解决的问题。

满足每种需求的正确概念

在电动驾驶方面,客户的需求也将变得多样化。除了具体的市场条件外,车辆的既定用途将扮演主要角色。从中期角度看,纯电动乘用车将拥有最多为200公里的续航里程。增程装置使得中等行驶路程成为可能,无论是常规还是插入式混合动力车,500公里以上的续航里程将成为混合动力车辆的主要发展方向。

在几年之内,汽车的未来将由多种技术和能量来源所并列主导。奥迪在混合动力和e-tron车型上,以及TDI清洁柴油发动机、TFSI燃油直喷涡轮增压发动机和新型燃料方面占据强大优势。用户将能够从多种多样的驱动技术中进行选择,奥迪将为每个人都提供最佳的解决方案。

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