马勒增程车辆

在电动传动的乘用车中使用内燃发动机作为增程装置,其行程可达到使用传统动力传动系统的车辆。 .因此,增程装置可广泛应用于使用电动传动系统的车辆中。 马勒目前正在自主开发的增程器内燃发动机和示范车中研发该类动力传动系统。

马勒选择了使用传统能源的B级车作为配置电动传动系统和增程器(增程电动车-REEV)的示范车的研发基础。 这一决策的主要依据是对增程动力传动和普通用户特点的市场调研,包括范围在50-80km的乡村或高速公路行程,以及包装相关的问题。 i马勒增程器紧凑的结构设计和安装灵活性显示了巨大的优势。

与1.2公直列式四缸发动机相比,配备集成发电机的直列式两缸设计大大减小了增程器体积。 凭借包装高度紧凑的55kW(峰值100kW)电力牵引马达和两级减速传动,除高压电池外,所有的大型传动组件(包括逆变器和控制装置)都轻松地安装在车辆前端模块中。

在车辆前端有限的安装空间内,由于内燃机与电动传动组件位置临近,需要另行集成组装一个冷却回路。 内燃机中的常用冷却剂温度约为90°C,因此必须采取隔热措施防止高温影响温度较低的电动马达(约40°C)冷却回路。 示范车主散热器的冷却理念是根据各个回路的实际需求。 如某个回路中需要额外冷却,在整个回路集成中,该回路将优先得到冷却处理。

电动动力传动的基本设计原则是使示范车满足、甚至超出基础车辆的驾驶性能,最高速度除外。 另外非常重要的一点时,确保传动配置不以牺牲装载容积为代价。 高压电池-14kWh存储容量,安装在后备轮胎下凹处的地板下,不会影响装载空间和轿厢。 此外,原基础车辆储量约45公升的油箱容量几乎减少一半,至25公升。

在符合排气、噪音和振动限值的同时,马勒优化了增程器的运行方式,最大程度地降低了车辆行驶中的燃油消耗。 为此,在研发初期,最大限度地降低了燃烧循环中的旋转速度的变化,从而将发动发动机对该应用的要求最小化。 发动机动力载荷控制和工作点的适当选择提供了良好的基本性能。 正如广泛的冷起动测试所显示的结果,在低速状态下的部分负荷工作点是低废气排放(约为欧洲6号标准的30%)和NEDC燃油消耗的最佳平衡。

根据当前适用的欧洲废气法案,为最大程度地降低配置增程器的电动车辆(统称为插电式混合动力车辆)的二氧化碳排放值,电动动力行程必须最大化,且必须防止增程器对电池过度充电。 假设电动动力由可再生能源提供(风力、水力或太阳能),在旅程结束时,电池中剩余的任何能源必须为不排放二氧化碳的类型。 REEV优化燃油消耗的运行策略是仅在电池达到低充电水平且剩余电量略微高于运行所需动力(例如+1 kW)时才启动增程器。 为使车辆行驶过程中产生的噪音低于道路背景噪音,如电量要求低于5kW或车辆速度低于45km/h,马勒采取的运行策略是仅在特殊情况(如电池电量很低)下才启动增程器。 在标准运行状态下,动力输出根据车辆速度进行调节。

运行策略的有效运用可使示范车的巡航行程超过纯电动车辆70km的范围,增程范围可达到400km,二氧化碳总排量低于45g/km。 与性能良好的普通车辆相比,这一数值相当于减少了三分之二的碳排放量。 关键因素是凭借马勒动力传动系统所实现的总体效率的提升。 在最佳水平时,总体动力传动系统效率高于31%都是一个非常理想的效果,尤其是考虑到混合动力线性传动理念由于两种能源转化(从机械能到电力,再由电力转化为机械能)而导致的实际效率缺陷。 与传动动力传动系统约35%(汽油)和超过40%(柴油)的传动效率相比,由于系统本身的性质,REEV的传动效率不能与之相比,但与马勒动力传动系统效率的差异却是极其微小的。

在全球大力降低车辆动力传动系统燃油消耗和碳排放的背景下,根据应用的领域,在未来将有大批不同的动力传动系统得到应用。 这在很大程度上归功于对现有内燃机持续不断的优化升级。 在未来十年中,小型紧凑纯电力动力传动系统的全球城市市场份额将达到5%。 利用增程器,该类车辆的巡航范围将大幅提升,并且由于电池容量的减少,电池的使用比例也将降低,从而实现整体成本的降低。 因此,增程器可使电动动力传动系统更受市场的青睐。 凭借自主研发的动力传动系统,马勒相信增程器在未来十年中在纯电动车辆市场中将拥有广阔的市场前景,并正在以此积极地塑造未来汽车行业的发展。