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畅游未来,2011年奥迪科技日见闻

文员实习报告 时间:2022-04-21 10:09:38

混合动力、纯电动、燃料电池,在本次科技日上,奥迪给我们端出了一整套的解决方案,以应对或远或近的未来。虽然在某些关键技术上还有待突破,但它已经勾勒出较为清晰的发展脉络,你不想来了解一下吗?

“突破科技,启迪未来”,相信大家对奥迪这个品牌理念并不陌生,它仅仅是一句口号吗?关于未来,关于科技,奥迪又有哪些实质性的内容呢?

要想深入去了解,奥迪科技日就是个好机会,这项由一汽大众在2007年发起的活动已经演变成为奥迪的年度技术大展。前几次的奥迪科技日都是在国内举办,比如去年就以绿色为主题选在桂林,而今年首次移师海外,一下回到了奥迪的老家,多达80多位的国内专家学者及媒体人士齐聚英戈尔斯塔特,那场面可真不小。奥迪此举,就是想让大家近距离地了解其最新科技成果和未来发展规划。

几年前率先在中国大举推广柴油技术的就是大众和奥迪,而现在到了电力驱动技术越来越热门的时候,它们的态度也非常积极。回顾一下奥迪的历史,人家其实早有准备。

早在1989年,奥迪就推出了它的第一款混合动力概念车——Audi duo,该车基于奥迪100旅行车,前轮由一台5缸汽油发动机驱动,另有一台9kW的电机为后轮提供驱动力,采用镍镉电池未进行能量存储。1997年,奥迪又推出了一款基于A4旅行车的Audi duo,1.9升TDI柴油机与21kW的水冷电机协同为前轮提供动力,电能来自于后置的铅晶胶电池。回头来看,这两款车型的设计概念其实已经相当超前,可连接家用电源插座来充电,也就是现在所谓的插电式,而在减速过程中电机还能进行能量回收。虽然Audiduo的技术颇为前瞻,但在当时形势下只能是昙花一现。

二十多年后的今天,奥迪的节能环保汽车技术又到了什么水平?在英戈尔斯塔特,奥迪向我们展出了多款采用不同电动系统的代表车型,感兴趣的话请往下看。

混合动力

最近奥迪在量产车上已经踏出了电气化的第一步,全新的A8、A7开始装备自动起/停以及能量回收系统,它们其实就可以算是微混合动力。

刚在日内瓦车展上亮相的Q5 hybrid quattro将会迈出更大的一步,该车将成为奥迪首款量产的全混合动力车型。相比之下,e-tron Quattro插电式混合动力概念车更具前瞻性,它所独创的驱动模式被认为是奥迪新一代quattro的雏形。

混合动力的发展趋势是什么?答案好像很简单,那就是电驱动在混合动力系统当中所占的比例会越来越大,否则还混它干啥?

Q5 hybrid Quattro

关键词:奥迪首款全混合动力,即将量产,还会国产

技术亮点:锂电池组主动风冷式散热

技术参数:0-100km/h加速7.1秒,纯电力驱动下最高车速可达100km/h,但最多只能行驶3公里(60km/h匀速),综合油耗低至6.9L/100km

Q5 hybrid quattro的2.0TFSI汽油发动机与永磁同步电机采用直列排列、并联驱动的设计组合,通过8速自动变速箱及Torsen中央差速器实现全时四轮驱动。整套混合动力系统的总输出功率有180kW,总扭力更是高达480Nm。相比普通Q5 2.0TFSI它的动力提升非常明显,油耗也降低到了接近于高尔夫的水平。

Q5 hybrid quattro的锂电池组位于行李箱地板下,重量仅为36.7公斤,体积也就26升,而容量有1.3千瓦时。就电驱动能力而言,Q5 hybrid quattro已经超过了它的姊妹车型——使用镍氢电池的途锐、卡宴混合动力。

电池组的双重主动风冷散热是该车一大技术亮点,除了能吸入自然风降温,还配有与主空调系统相连但可单独循环制冷的管路及蒸发器,外界温度较高时即可吹入空调冷风给电池组强制散热,从而让混合动力系统能始终保持高效工作。试驾过程中该车极为充沛的扭力给我留下深刻印象,在德国开放道路上车速普遍较高,但用它超车异常轻松,而在纯电力模式下行驶时又格外静谧,拿“动如脱兔、静若处子”来褒奖它并不为过。

据悉,Q5 hybrid quattro将会引入国产。

e-tron Quattro

关键词:插电式混合动力,新一代quattro

技术亮点:前轮混合驱动,后轮电驱动并兼顾能量回收

技术参数:纯电力驱动下,最高车速可达100km/h,最长能行驶40公里

当电能在混合动力所占比例高到一定程度时,用外接电源给它充电才有意义,e-tron Quattro就是这样一款所谓的插电式混合动力车型。

除此之外,它驱动系统设计得也很特别。为前轮提供动力的是由2.0TFSI发动机、永磁同步电机组成的并联式混合动力驱动系统,锂离子电池组安装在中央通道上,与Q5 hybrid quattro明显不同的是后驱动方式,它没有了中央传动轴,后轮动力并非来自于前混合动力总成,而是由位于后轴上的另一台电机直接驱动。驾驶者松开油门后,后驱动电机又会变身为发电设备,从事能量回收工作。

前后刹车系统也随之分离,前轮仍为传统的机械液压制动,而后轮则变成了反应更为迅捷的电控伺服装置。

纯电力驱动时,它的最高车速可达100km/h,最长能行驶40公里。很明显,与Q5 hybrid quattro相比,它的电驱动能力更强。

奥迪已经将e-tron Quattro技术应用于A5,但在本次科技日上该车没有露面。另一款展出的e-tron Spyder敞篷概念车采用的是柴电混合动力,其quattro系统也是基于同样概念。

纯电动汽车

正如“Quattro”已是奥迪全时四驱的代名词一样,“e-tron”也将成为奥迪电动技术的标志性符号。2009年奥迪在法兰克福车展上展出了第一款e-tron概念跑车,2010年日内瓦车展A1 e-tron闪亮登场,而本次科技日上奥迪又全球首发了A3 e-tron概念车。纯电动汽车的春天真的到了吗?我想这还很难说,电池的容量和成本、充电的便利性,这些都还是有待突破的老问题,但前面已有曙光,加把劲吧。

A3 e-tron

关键词:全球首发,最接近现实的纯电动车

技术亮点:液冷锂电池组,手机远程电能管理

技术参数:0-100km/h加速11.2秒,最高车速达到145km/h,续行里程也有140公里

A3 e-tron概念车的开发理念十分明确,奥迪要将它打造成为在动力、续行里程、车内空间、操控性等诸多方面都尽量贴近常规需求的一款纯电动车。

该车安装了一台转速可达16000rpm的永磁同步电机,可输出60kW的持续功率,急加速时瞬时最高功率更可达100kW,峰值扭力也有279Nm,动力表现还相当不错。

按新欧洲驾驶循环标准(NEFZ)测试,A3 e-tron可以连续行驶140公里,这说明它足以应付日常市区交通。如使用230V家用电源插座充电,9个小

时即可充满;换用400V高压电充电,充电时间可缩短到4个小时。

这款车并没有因为片面追求续行里程而拼命堆砌电池组,所以车内空间仍十分充裕。它的锂离子电池组呈T形布置于行李箱底板、后座及中央通道下方,行李箱底板仅比普通A3 Sportback车型高出3厘米,装载空间还留有265升。注意!它的电池组已经采用了液冷散热技术,整个组件自重仅有300公斤,容量达到了26.5千瓦时,整车也只有1592公斤重,仅比普通A3略沉一点,试驾时感觉它的操纵还是相当灵活。

为了节电,它用加热风挡玻璃来取代空调完成除雾除霜功能。值得一提的是,奥迪和苹果也勾搭上了,A3 e-tron的电能管理系统已经可以通过iPhone手机程序进行远程监控,将来肯定也会扩展到其他智能手机系统。

A1 e-tron

关键词:增程式电动“小一哥”,剑指MINI e

技术亮点:转子式增程发动机,手机远程电能管理

技术参数:0-100km/h加速10.2秒,最高车速可达130km/h,锂电池电力仅可支撑50公里,但设计增程距离大于200公里,算起来综合油耗是1.9L/100km,二氧化碳排放是45g/km

A1本来小巧玲珑,让它背上太多的蓄电池,肯定难以消受,因此,加装能应急的增程发动机以弥补其续行里程的不足,应该是明智之举。

A1 e-tron的电动机横向安装于车身前部较低位置,其持续输出功率为45kW,瞬时最大功率可达75kW,持续输出扭矩为150Nm,峰值输出扭矩达240Nm。同样呈T形布置的锂电池组容量有12千瓦时,纯电动模式下A1 e-tron只能开50公里,上下班刚刚好,再想到别的地方转悠一下就悬了。好在行李箱下方多了一个小型转子发动机,必要时可以自动运转,带动发电机给电池充电。12升的备用汽油可换来超过200公里的增程距离,再不用担心半路没电抛锚了。

这台转子发动机排量只有254ml,尺寸紧凑但运转平稳振动小噪音低,加上15kW的发电机,整套系统也才65公斤重。用230V家用电源3小时内即可将电充满,用380V高压电源则缩短到不足1小时。即便如此,我想肯定会有懒人依赖增程而只加油不充电,那可就有违设计初衷了。

奥迪公布了A1 e-tron综合油耗,仅为1.9L/100km,二氧化碳排放也只有45g/km,应该是考虑到纯电力行驶、增程充电等各种工况。尽管增程在技术上有一定的投机性,但权宜之计却能解决现实问题,所以在现阶段还是有它的存在空间。

F8 e-Tron

关键词:电动也凶猛!

技术亮点:4轮独立电机驱动,完全电子化的quattro四驱

技术参数:0-100km/h加速仅需4.8秒,设计续行里程达到250公里

R8也电动?这确实有点令人匪夷所思。照我看来,奥迪关键是要通过这款概念车来证明,高性能与电驱动并不矛盾。

4个可独立运转的异步电机,分别驱动4个车轮,在R8 e-tron纯电动跑车身上,quattro全时四驱系统真正实现了高度电气化。如果说230kW的电机输出功率对于高性能跑车而言还较为平淡,那经过减速装置所或得的总扭矩就相当吓人,4500Nm!0-100km/h加速仅需4.8秒!这才叫风驰电掣。

液冷锂离子电池组重550公斤,容量达到53千瓦时,按新欧洲驾驶循环标准(NEDC),其设计续行里程约为250公里,在城市间奔袭问题不大。

R8 e-tron采用了ASF铝框架车身,再加上没有了传动轴、差速器这些笨重机械,整备质量仅为1600公斤,而它的前后轴荷也达到了与普通R8相同的偏后驱配比(42:58)。驱动力通过电子分配也更加高效智能,与普通R8一样,正常情况下70%的动力施加于后轮,以获取后驱跑车化的性能表现,随路面附着条件变化4个车轮的驱动力可适时分配,动态稳定性的保证更是信手拈来。从理论上讲,纯电动跑车的驾驶乐趣更精准也更有安全保障。

用230V家用电源给R8 e-tron充电需要6-8个小时,用高压充电设备则可缩短到2.5个小时。奥迪将于2012年底在位于内卡苏姆工厂投产R8e-tron电动跑车限量版。

奥迪电驱动技术简介

电池

关键词:能量密度,成本,寿命

奥迪目前采用了两种锂离子电池,高功率型针对中度混合或全混合动力车型,另一种高能量型则适用于依靠电力进行长距离行驶的车型,包括插电式混合动力及纯电动车型。

尽管锂电池技术近年来有了相当进步,但目前汽车行业所用的锂电池能量密度仍维持在大约0.14千瓦时/公斤的水平,每千瓦时锂电池的成本也还高达几百欧元,预计在下个十年内价格会降低一半。

锂电池最佳工作温度约为25-45℃,因此根据不同需求应采用风冷或液冷装置来散热。在环境温度适宜以及使用得当的情况下,锂电池的预计寿命为10年以上。

德国汽车工业协会正在与汽车厂商一起制定统一的电池标准,其中菱形电池是一大发展趋势,因为与目前所用的圆形电池相比,它有更大的表面积,更利于散热,也更好紧密排列节省空间。

电机

同步、异步,效率,散热

电动机与内燃机不同,它几乎在整个转速范围内都能输出93-97%的动力,从启动开始即可获得最大扭矩,因此,纯电动汽车中使用单级变速器即可满足动力输出需求。

奥迪用于驱动的电动机分两类,一类是异步电机(ASM),它没有永磁体,设计简单结实耐用保养成本低廉,这类电机仅限用于集成于变速箱的应用方案。第二类是永磁同步电机(PSM),具有较高的功率密度,更加轻质紧凑,在较低转速范围内即可获得很高的扭矩和效率。

奥迪所用电动机均为液体冷却式,以便将其控制在180℃左右的可靠工作温度。

氢燃料电池

氢燃料电池动力一直被认为是未来新能源汽车的终极解决方案,奥迪在2004年曾推出过一款以燃料电池混合驱动系统为基础的A2H2概念车,而该技术的最新成果则体现在现在这款Q5 HFC身上,怪不得它的机器盖奥迪根本不让打开。

Q5 HFC

关键词:未来终极目标,任重道远

技术亮点:氢燃料电池的零排放与高效率

技术参数:0-100km/h加速13.4秒,最高车速160km/h,可续行500公里

Q5 HFC配有2个700bar的高压氢气瓶,可存贮3.2公斤的氢气,别看没装多少,但氢燃料电池的效率高达50%,因而可以轻松实现长达500公里的续行里程。安装在前轮附近的两个驱动电机总功率达到90kW,峰值扭矩更高达420Nm,不过如此动力并没有换来上佳表现,试驾时感觉加速比较平淡。

众所周知,氢燃料电池汽车的发展还受制于加氢站这些附属设施的缺失,目前谁也拿不出准确的时间表来。

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