雪佛兰Volt新型四模——双电机增程式驱动系统

在相关专利授权获批后，通用终于向外界揭开了其新型四模——双电机增程式电驱动系统的神秘面纱。今天，新能源汽车聚焦网将带领各位一览该新型驱动系统的风采。

从传统意义上来看，雪佛兰Volt是一款增程电动车。所谓增程即是指在既有的系统结构上通过追加一些增程模块使得车辆的续航里程得以大幅提升的意思。对于雪佛兰Volt来说，一旦动力电池的可用容量（或荷电状态SOC）超过了设定下限，车辆将自动切换到增程模式，依赖发动机——发电机组继续前进。

由于雪佛兰Volt配备了大容量（16kWh）的T型锂电池，因而当动力电池的电量耗尽后，需要外接电源进行充电。所以，从某种意义上来说，我们也可以认为雪佛兰Volt是一款插电式串联型混合动力汽车。

通用原可以把雪佛兰Volt设计成简单的串联式混合动力汽车，但是他们没有那么做。为确保车辆的整车效率以及驾驶体验，通用的工程师设计了全新的电驱动系统。该驱动系统继承了通用之前双模混合动力系统的大部分优点，包括电子无级变速、能在不同车速下都获得较高的整车效率等。

考虑到双模混合动力系统更适用于SUV，通用也没有将整个系统全盘照搬。而是在此基础上作出了大幅度的调整，由此产生了新的四模——双电机增程式驱动系统。调整的目的是为了确保车辆行驶在增程模式下时，所有的驱动部分能够紧密协作，发挥出最高的效率并维持车辆的动力性能。

这套新型四模——双电机增程式电驱动系统包含一个111kW的主驱动电机和一个63kW的发电机，三个离合器以及一个行星齿轮组（如图1所示），相比原本的双模系统（双电机、三行星齿轮组、四个离合器）简化了不少。

该驱动系统采用同轴连接方式，电机、行星齿轮、发动机呈直线排列，两个离合器用于锁止行星齿轮的齿圈或把齿圈与发电机相连。第三个离合器则用于接合或脱开增程发动机。111kW驱动电机总是固定在太阳轮上的，而行星架则用于最终输出动力（被固定到了减速齿轮与差速器上）。

根据一般的划分原则，我们可以把车辆的形式模式分为纯电动模式（电量消耗模式，发动机不运转）以及增程模式（电量保持模式，发动机加入协同工作以提升整车效率）。

进一步地，我们又可以对以上两种模式进行细分，可分为低速—单电机模式与高速双电机模式。细分之后，雪佛兰Volt即拥有了四种运行模式，故而新能源汽车聚焦网称其为四模——双电机增程式驱动系统（如表1所示）。

 模式1（纯电动——低速模式，如图2）：在该模式下，齿圈被离合器1锁止，而离合器2与离合器3均处于脱开状态。故而发电机与发动机以及行星齿轮均无接触，两者都不工作。由于太阳轮与主驱动电机属于固定连接，因而车辆仅由主驱动电机驱动，行星齿轮实现减速驱动，透过与行星架连接的传动机构向车轮提供动力。

图2

模式2（纯电动——高速模式，如图3）：随着车速的升高，主驱动电机的转速也将随之升高。鉴于电机在高速区的表现不佳，故而此时车辆已经不再适合由单电机驱动。在该模式下，离合器1脱开，离合器2接合，发电机与齿圈连接。此时发电机以电动机惯例工作，从动力电池中获取能量以输出动力。相比车辆高速时单电机驱动的情况，双电机驱动可以使电机的转速显著降低，使其由单电机模式的6500rpm降低至3250rpm。电机效率的提高同时也意味着动力电池能量可以得到更有效地利用，换言之即是纯电动续航里程得以延长。

模式3（增程——低速模式，如图4）：当雪佛兰Volt的电池组达到其设定的能量下限时，增程模块将启动。其具体过程为，离合器2脱开，离合器1将再次锁止齿圈，与此同时，离合器3将会把雪佛兰Volt的发动机与发电机组合起来形成增程模块。

对于这类低速的情况，主驱动电机将从动力电池以及发动机——发电机组合获取能量，在维持动力电池SOC的同时，向车辆提供动力。

模式4（增程——高速模式，如图5）：在纯电动模式——低速中采用的双电机驱动策略在此处仍被继续延用。而与此同时，由于动力电池能量不足，发动机将加入到提供能量的行列中。如图所示，离合器1脱开，离合器2、3同时接合，整车效率因此提升10到15个百分点。

值得一提的是，虽然在此时发电机主要是作为电动机输出动力，但它仍然必须发电以维持动力电池的荷电状态（SOC）。GM的话语让NEVFOCUS意识到，还有一些关键的东西没有被公布，也许我们必须等到SAE的相关论文发表后才能搞清楚这个问题。

不难发现，在通用的整个设计思路中，效率始终是最核心的一个关键词。为了改善纯电动续航里程，使其增加约3.2km，通用不惜在纯电动——高速模式下使用双电机驱动，从而有效地解决了单电机驱动时因电机转速过高而导致驱动效率下降的问题。另一方面，也使得动力电池放电更为平稳，从而有助于动力电池的长时间使用。