央视主持人柴璐简历:雪佛兰Volt的混动秘密

得不偿失？揭开雪佛兰Volt的混动秘密

本月汽车界最引人注目的新车和争议的焦点，毫无疑问是备受瞩目的雪佛兰Volt。随着美国首款插电式混合动力车雪佛兰Volt的上市临近，各大汽车媒体都获得了抢鲜体验试驾的机会，而通用一直保密的Volt混动系统结构也被刨根问底的专业记者分析得几乎水落石出。在一片质疑声中，通用终于官方公布Voltec驱动系统的技术细节，至此雪佛兰Volt究竟属于何种混合动力类型的争论终于尘埃落定。

Volt驱动结构比普锐斯更复杂

从2007年底特律车展上Volt概念车的首次亮相，到如今即将上市，通用在宣传上都一直非常避讳将Volt与混合动力拉上关系。对于雪佛兰Volt，通用先后将其标榜为“电动车”和“增程式电动车”，而依据便是“Volt的电动机始终驱动车轮”这一关键描述。尽管工业界和美国政府并不为之所动，并且很明确的将雪佛兰Volt归类于插电式混合动力，但是它究竟属于串联混合动力，并联混合动力还是混联混合动力曾经一直是个谜。

图1：随着美国首款插电式混合动力车雪佛兰Volt的上市临近，一直保密的混动系统结构被刨根问底的专业记者分析得几乎水落石出

按照通用汽车的早期宣传：雪佛兰Volt的发动机、发电机和电动机三部分动力总成以串联的方式组成动力单元系统，由发动机驱动发电机发电，电能通过控制器输送到电池或电动机，由电动机通过变速机构驱动车辆。因此人们普遍认为雪佛兰Volt采用串联式混合动力架构。然而，通用近期公开的技术细节却显示：雪佛兰Volt比串联式混合动力还要再复杂一点。

图2：Voltec混动系统甚至比普锐斯的HSD混动系统更为复杂。并且行星齿轮动力耦合器的出现，令雪佛兰Volt具备有部分并联混合动力的结构特征和功能。

雪佛兰Volt有两台电动机并不令人吃惊，但是它还有一个行星齿轮动力耦合器（Power Split Device）和三个离合器无疑让所有关注雪佛兰Volt的人们感到大为震惊。这意味着雪佛兰Volt的驱动系统并非如同通用所宣传的那样：“比采用混联混合动力架构的丰田普锐斯的结构更简单”。相反，Voltec混动系统甚至比普锐斯的HSD混动系统更为复杂。并且行星齿轮动力耦合器的出现，令雪佛兰Volt具备有部分并联混合动力的结构特征和功能。

行星齿轮动力耦合器是串并联（混联）混合动力系统的核心部件。丰田，福特，日产等生产的混联混合动力车都应用有这样的耦合器，而一直标榜“电动机始终驱动车轮”的雪佛兰Volt为什么会使用可以将发动机和电动机的动力耦合并且输出的动力耦合器呢？当我们把雪佛兰Volt的行星齿轮动力耦合器与丰田普锐斯的行星齿轮动力耦合器两两对比之后，我们便能看到通用工程师的用心良苦了。

透过行星齿轮组看Volt本质

首先来看一下丰田普锐斯的行星齿轮动力耦合器结构。行星轮与行星齿轮架相连，发动机与行星齿轮架机械连接，太阳轮与功率较小的MG1电动机机械连接，齿圈与功率较大的MG2电动机机械连接，同时齿圈的外圈与传动齿轮相连驱动车轮。MG2电动机作为主驱动电机，它的转速与普锐斯的轮速存在固定减速比关系，发动机的转速则与轮速没有直接关系。但是这样的结构使得发动机需要在某些特定车速下必须启动，以避免MG1电动机转速过高。

图3：虽然都采用了行星齿轮动力耦合器，但是雪佛兰Volt的行星齿轮连接与普锐斯有所不同，而动力混合的思路也因此大相径庭。

而雪佛兰Volt的行星齿轮连接则与普锐斯有所不同：功率较大的主驱动电机MG2与太阳轮机械连接，输出轴则与行星齿轮架机械连接，齿圈的连接则因为三个离合器的存在而变得相当复杂和曲折，而争论的焦点也正是源于这里。第一个离合器C1连接齿圈和壳体，当离合器C1接合，齿圈固定不能旋转。第二个离合器C2连接齿圈和功率较小的电机MG1，第三个离合器C3连接发动机和电机MG1。

当低速并且电池电量高时，离合器C1结合，齿圈固定不转，主驱动电机MG2驱动太阳轮，太阳轮通过行星齿轮减速后将动力传输给行星齿轮架和输出轴驱动车轮，即由电动机直接驱动车辆的纯电动模式。当车速超过112km/h，主驱动电机MG2由于转速过高而不能再经济区内运行。此时离合器C1分离，离合器C2结合，电机MG1和电机MG2合力驱动车辆，仍为纯电动模式。

图4：纯电动模式下，雪佛兰Volt可以以主电机MG2单独驱动，也可以通过行星齿轮动力耦合器加入副电机MG1共同驱动。

当电池电量较低（即增程模式），并且车速处于112km/h以下时，离合器C1和离合器C3结合，此时发动机启动驱动电机MG1进行发电，而由于齿圈固定不转，车辆仍然由主驱动电机MG2驱动。这种情况下，可以认定是典型的串联式混合动力架构。但是在增程模式下，车速高于112km/h时，雪佛兰Volt便不再是串联式混合动力了。在这种情况下，离合器C1分离，离合器C2结合，同时离合器C3也结合，此时发动机通过带动MG1实际也参与了车辆的驱动。

图5：在增程模式下，车速高于112km/h时，雪佛兰Volt便不再是串联式混合动力了。在这种情况下，离合器C1分离，离合器C2结合，同时离合器C3也结合，此时发动机通过带动MG1实际也参与了车辆的驱动。

也就是说当雪佛兰Volt在增程模式，车速高于112km/h后，车辆的驱动力来自电动机和发动机的动力耦合，而这正是并联式混合动力的一大主要特征。但是由于发动机通过离合器C3连接至电动机MG1，因此通用汽车坚称发动机没有与输出轴直接相连。不过从动力流向的角度分析，在这种情况下，发动机的动力输出的确通过行星齿轮动力耦合器参与了车轮的驱动。但是需要指出的是，雪佛兰Volt的发动机不能单独驱动车轮，而典型的并联式混合动力则可以在不需要电动机的辅助下，单独驱动车轮。因此从定义上看，雪佛兰Volt又没有完全符合并联混合动力的定义。

图6：雪佛兰Volt搭载一台汽油机，两台电动机，一套行星齿轮动力耦合器和三个离合器，阵容可谓是相当庞大，甚至超过了一度被认为结构复杂的混联混合动力代表普锐斯。但在功能上，雪佛兰Volt没能完全实现混联混合动力的功能，甚至也没有完全符合并联混合动力的定义。

总结：一味追求电动的代价

那么，雪佛兰Volt究竟是串联混合动力还是并联混合动力，亦或是混联混合动力呢？从结构上看，雪佛兰Volt搭载一台汽油机，两台电动机，一套行星齿轮动力耦合器和三个离合器，阵容可谓是相当庞大，甚至超过了一度被认为结构复杂的混联混合动力代表普锐斯。但是在功能上，由于发动机不能单独驱动车辆，也不能根据当前动力需求，灵活地随时令发动机动力介入驱动，因此雪佛兰Volt没能完全实现混联混合动力的功能，甚至也没有完全符合并联混合动力的定义。

图7：通过媒体试驾，不少媒体发现雪佛兰Volt在增程模式下油耗表现相当一般，甚至与常规动力车型相差无几。图为美国《Popular Mechanics》大众机械杂志试驾后得出的油耗结果：总行驶里程580.6km，其中纯电动行驶里程53.1km，增程模式行驶里程527.5km。增程模式油耗为6.3升/百公里。

从行星齿轮与电动机和发动机的连接方式上看，通用工程师的主要目的还是以电动机驱动车辆为主，发动机主要任务是充当发电机动力源，因此雪佛兰Volt的本质还是串联式混合动力。但是串联式混合动力形式存在能量经过多级转化，损失较大，最终总能量利用效率偏低的缺陷，因此工程师将行星齿轮动力耦合器引入雪佛兰Volt的混合动力系统，令发动机可以增程模式下，当高速行驶时能够参与驱动车轮，从而提高增程模式的工作效率，降低增称模式的油耗。事实上，即便如此，雪佛兰Volt在增程模式下的油耗仍然较混联式混合动力高出20%左右，甚至接近同排量的常规动力车型。而这也许就是混合动力车一味追求“电动机始终驱动车轮”的代价。