电力驱动下的多种发展方式

作者:Claus-Peter Köth 文章来源:AI《汽车制造业》 点击数:36 发布时间:2017-06-02
戴姆勒公司在“绿色”汽车技术领域中共投入了70亿欧元的资金。现在,戴姆勒公司旗下的梅赛德斯-奔驰公司所有系列的轿车都有电力驱动的类型,并且还在他们的GLC F-Cell轿车中采用了插电式的氢燃料电池驱动技术。另外,他们还开发了自己的蓄电池驱动轿车的框架结构。
电力驱动下的多种发展方式

汽油车、柴油车、插电式混合动力车、蓄电池驱动纯电动车以及氢燃料电池驱动车——这么多的驱动类型都是必要的吗?或者是举棋不定的一种表现?“在我们看来,它们都是必要的,这也正是戴姆勒公司不把未来的车辆驱动技术押宝似得押在其中某一种驱动方式上,而是采用多种技术共存这样一种战略的原因。”戴姆勒公司的研发领导人Thormas Weber博士说道。按照戴姆勒公司对未来的预测,上述所有的驱动方式都有自己的未来和机遇。

新的汽油发动机系列
在梅赛德斯-奔驰公司现代化的内燃机优化工作中,可持续性发展的路线图扮演着非常重要的角色。尤其是柴油发动机,它在降低最大油耗方面有着重要的作用和意义。

在2016年年初,OM 654柴油机首次装备在E 220轿车中面世之后,这一系列的柴油机将开始更多地在整个奔驰轿车和货车中使用。开发计划中的该系列的柴油机有多个功率等级,既有纵置发动机也有横置发动机的配置形式,既可用于前轮驱动、后轮驱动,也可以用于四轮驱动。

2016年,在展示了其最新研发的面向2017年的柴油机之后不久,戴姆勒公司就推出了新型的汽油发动机,这是他们的第一款配置了颗粒过滤器的汽油发动机。同时,配用这款汽油机的轿车采用了48 V的起动电压,并采用了标准型的起动发电机。戴姆勒公司计划利用这款新型汽油机实现迄今为止只有高电压的混合动力技术才能实现的节油目的。

不久您还将会在奔驰轿车的柴油机中看到烟尘颗粒过滤器。在S500轿车成功的2年野外行驶之后,新型S级轿车发动机将会配备这种烟尘颗粒过滤器。然后还会一步步地出现在其他的新车型中、改版车型和新一代的发动机车型中。

2017年,梅赛德斯-奔驰公司还将推出新一代的汽油发动机,开始时使用的将是智能化起动电动机(ISG)的直列6缸汽油机(M 256)。计划中还有一款配用皮带传动起动电动机(RSG)的4缸汽油机。

更多的插电式混合动力

“在未来的2年中,我们将在产品研发中投资145亿欧元,其中一半以上的投资用于‘绿色’技术的开发。仅在我们的轿车开发中就要投资54亿欧元。”Thormas Weber博士强调说。“我们将一步步地实现所有奔驰系列轿车的电气化驱动。”

在面向未来的节能减排的汽车中,一项很关键技术就是插电式混合动力技术。因为它在城乡两大地域的行驶中都具有独特的优点:在城市路况行驶中,它可以按照纯电动汽车的方式行驶,在远距离的郊区行驶中,发动机又可以为其提供很远的行驶里程。另外,混合动力提高了发动机的工作效率,提供了更高的动态性能。

图1  梅赛德斯-奔驰公司在大型轿车中采用的是插电式混合动力技术

目前,梅赛德斯-奔驰公司共有13种车型配用了插电式混合动力技术(见图1)。由于这一驱动技术在大型轿车和远近程混合行驶方式中都有着自己的长处,因此,梅赛德斯-奔驰公司从C级轿车开始就不断地采用这样的驱动方式。扩展开来讲,插电式混合动力驱动技术可以在多种系列的车型和车架版本中使用,包括不同国家和地区的左舵转向盘汽车和右舵转向盘汽车。

在戴姆勒公司的整体策略之下,梅赛德斯-奔驰公司还会继续坚持插电式混合动力驱动的攻势:2016年度中,GLC 350 e 4Matic双门跑车和E 350 e都在汽车市场上扩展到了7种或8种型号。进一步的技术飞跃将出现在2017年,并从S 500 e轿车的车型改版开始。梅赛德斯-奔驰公司正在进一步研发改进的锂离子蓄电池与优化的“智能化”驱动策略。据悉这一技术首次将电力驱动车辆的续驶里程提高50 km以上。

将来,每一款奔驰轿车都将实现电气化驱动,因为这家OEM汽车制造商正大力推动48 V系统的发展。在电流强度相同的情况下,48 V系统比12 V系统有着4倍的功率,同时它也省略了高电压电网的辅助安全保护构架体系。另外,它也有可能降低油耗,达到高电压混合动力轿车所能达到的节油水平。因为利用48V的高电压可以完成像“能量回收利用”和“升压”甚至“电力行驶和调车”等驾驶操作。

电力驱动的攻势

戴姆勒公司也将推出能够激起用户兴奋的纯电动轿车。“我们在电动汽车的研发中已经投入了大量的资金,我们坚信,现在该是电动汽车市场化的时候了。”ThormasWeber博士强调说。在2016年9月份的巴黎车展中,戴姆勒公司的电力驱动Smart Fortwo敞篷版和电力驱动的Forfour轿车完成了自己的全球首秀。新型的Smart Fortwo电动汽车将会在2017年上市。之后,还有2座和4座的车型出现在欧洲市场。

图2  紧凑型的氢燃料电池系统适合于安装在常规发动机舱中

梅赛德斯-奔驰公司还会在2017年中推出GLC F-Cell系列的插电式氢燃料电池轿车,在这款车中,梅赛德斯-奔驰公司的工程师们与戴姆勒公司的合作伙伴一起设计了一套结构紧凑型的氢燃料电池系统(见图2),以使其能够安装在常规的汽车发动机舱内。

图3  EVA公司所谓的跨车型平台的蓄电池驱动车辆

他们的另一个值得重点关注技术创新就是GLCF-Cell的大型锂离子蓄电池。这款全新的大功率蓄电池被用作电动机的辅助能源,而且也首次实现了外部插电式充电技术。据戴姆勒公司的工程师介绍,蓄电池与氢燃料电池的组合应用结合改进了的蓄电池供电策略,新系统提供了最大的驱动效率和车辆行驶舒适性。在NEFZ油耗循环测试中,GLC-Cell电动汽车的综合续驶里程已经达据合作伙伴EVA公司介绍,另一个推动电动轿车发展的重要步骤就是研发跨车型的蓄电池驱动轿车的车辆结构(见图3)。戴姆勒公司计划在这一个10年内推出第一种蓄电池驱动结构的车型。“完成这一步工作之后,电动轿车将会更加诱人,有着更高的使用价值。”Thormas Weber博士说道。

与合作伙伴一起创造新的增长点

除了内部的研发潜力和生产制造潜力之外,替代驱动方式的车型战略也是戴姆勒公司保障自己获取电动汽车关键技术的企业经营战略。据戴姆勒公司介绍,其100%控股的子公司Accumotive公司掌握了全部驱动蓄电池研发和生产的专业技术知识和技能。另一个子公司NuCellSys则是一家全球技术领先的车用氢燃料电池系统研发和生产制造的企业。作为具有潜在生产能力的还有合资公司,例如戴姆勒公司与博世公司合资的EM-Motive公司的电动机生产工厂、与福特公司合资合作的AFCC氢燃料电池生产工厂,还有生产氢燃料基础设备的合作伙伴H2 Mobility公司。2015年时,戴姆勒公司首次涉足固定式蓄电器的经营领域,也为汽车生产领域中的企业开辟了新的经济增长点。不久前,这家著名的德国公司还成立了自己在能源领域的子公司——梅赛德斯-奔驰能源有限责任公司,这家子公司现在正在积极地研发固定式的电力存储器并会在全球进行销售。