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奥迪插电式混动车型之道:绿色环保、高效节能、满足日常驾驶需求

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李林桐 2020-09-11

30秒懂奥迪插电式混动车型之道:

• 奥迪插电式混合动力车型实现本地日常出行零排放

• 奥迪紧凑型及全尺寸车型系列也将于今年推出插电式混动版本 

• 出行一体化:奥迪 e-tron 充电服务实现便捷充电

• 破除迷思,与 PHEV 车型畅行无忧

2020 年 9 月 11 日,英戈尔施塔特——选择传统内燃机还是纯电驱动系统?这个现代出行时代 里举足轻重的问题,现在有了新的解决方案:插电式混合动力车型(PHEV),简称插混车型。由 于搭载了传统内燃机(IC)与由车辆后部锂离子电池供电的电动机,插电式混动车型可实现本地日 常出行零排放驾驶,整体能源低消耗。奥迪 PHEV 技术和插电式混动车型概述如下:

“混合动力系统”与插电式混合动力车型究竟是什么?

传统而言,结合了两种驱动技术的动力系统(即整合了内燃机、电动机以及各自能量存储系统的动力系统) 就称为混合动力系统。内燃机与电动机结合的混合动力车型的一个典型特征是:电动机既可作为牵引电机单 独使用,实现本地日常出行零排放驾驶,也可配合内燃机,为汽车提供额外动力。牵引电机也可作为能量回 收电机,将动能转化为电能,储存在锂离子电池中。目前,PHEV 车型已成为最常见的混合动力车型 (HEV):PHEV 车型的电池可以通过外接充电站或电源插座,进行外部充电。插电式混合动力车型的电池 容量也相应增加,提高了汽车的行驶里程。 插电式混合动力车型是两种动力系统的强强结合。

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奥迪的最佳总体技术方案是什么?

奥迪的重点是放在三个目标上:自信驾驶体验、便捷充电管理和日常驾驶的高适应性。这三个要素构成了奥 迪 PHEV 技术研发的三大目标。 目标一是电动驾驶体验。奥迪 PHEV 车型的电机马力强劲,驱动功率最高可达 105 千瓦(具体功率取决于 具体车型),保证在各种驾驶情况下,均可在较大的车速范围内实现纯电动驾驶。奥迪插电式混合动力车型 动力系统管理技术先进,为频繁、持久的电动驾驶打下了扎实基础。智能动力系统管理系统控制电机与内燃 机间的互动,判定车辆何时进入纯电动驾驶模式、车辆何时进行能量回收、何时在发动机未关闭时进行智能 滑行、何时额外使发动机介入。各种车辆传感器、路线数据和路线信息对智能动力系统管理、长距离电能驱 动、高效驾驶至关重要,在实际驾驶时尤其如此。根据全球轻型车测试规程(WLTP),奥迪 PHEV 车型的 电动里程可达 59 公里。

目标二是便捷充电管理。奥迪中型和全尺寸 PHEV 车型的充电功率最高可达 7.4 千瓦,约 2.5 小时充满电 池。这个充电周期完美契合 PHEV 车主的典型用户模式,一天充一至两次,在家或单位都能充电,使车辆充 电变得简单快捷。奥迪还推出了便捷的道路充电服务——奥迪专属 e-tron 充电服务。利用该服务,奥迪 PHEV 车主可在 25 个欧洲国家的约 137,000 个充电点使用充电卡进行充电。除了针对家用和工业电源插座 设置的配备电缆的“紧凑型”充电系统外,所有奥迪 PHEV 车型还标配了一根带有 2 相插头的模式 3 电缆, 可在公共充电桩为电池充电。 目标三是日常驾驶的高适应性。显而易见,这个目标由前两个目标(长距离的纯电驾驶与便捷充电管理)衍 生而来。奥迪 PHEV 车型空间宽敞、可变性高、实用性强,也提高了车辆的日常适用性。在设计奥迪 PHEV 车型时,奥迪的工程师们在空间节省和后备厢电池紧凑布置方面投入了大量精力。由于电池位于后备厢底部, 与传统车型相比,奥迪 PHEV 车型的后备厢地板略高,但不存在高低不平的情况。这就使得后备厢地板非常平坦,不会影响后备厢的使用。除奥迪 A8 TFSI e 之外,所有奥迪 PHEV 车型还配置了拖车挂接装置,其牵 引力与常规车型相同(奥迪Q5 除外:其常规车型牵引力为2,500 千克,PHEV 车型牵引力为1,750 千克)。 电动驾驶体验、便捷充电方式与日常驾驶高适用性的完美融合,保证插电式混合动力车型实现可持续的本地 日常出行零排放驾驶,也使插电式混合动力车型荣获许多客户(尤其是通勤用户)的青睐。 

目前奥迪车型系列中的插电式混合动力车有哪些? 

目前,奥迪插电式混合动力车型阵容包括奥迪 A6、奥迪 A7、奥迪 A8、奥迪 Q5 和奥迪 Q7 车型系列。对 于奥迪 A6、奥迪 A7、奥迪 Q5 和奥迪 Q7 的插混车型版本,客户可选舒适版和高性能版。高性能版系统性 能更加强劲,采用了运动型配置,标配 S line 内饰、紧实的悬架和动力系统设置。奥迪 A8 客户可选标准轴 距款或长轴距版本奥迪 A8L。 奥迪将在未来几个月推出更多 PHEV 车型,八个车型系列都将配备插电式混合动力版车型。全新奥迪 A3、 奥迪 Q8 和奥迪 Q3 紧凑型 SUV 也计划推出插电式混合动力车型。

奥迪使用的是什么版本的动力系统?

奥迪动力系统包括涡轮增压直喷汽油发动机(TFSI)和一台电机,电机的锂离子电池安装在后备厢地板底部。 奥迪所有PHEV车型的混合动力系统的电机均集成于变速器之中。混合动力模块由一台电机和一个连接TFSI 发动机与传动系统的分离器组成。分离器位于变速器正前方——奥迪 Q5、奥迪 A6 和奥迪 A7 插混车型搭载 的是七速 S tronic 变速器,奥迪 Q7 和奥迪 A8 插混车型搭载的是八速 tiptronic 变速器。 所有奥迪插电式混合动力车型的动力均由四轮传递。即使在恶劣的道路和天气条件下,车辆也能获得最大牵 引力,在运动驾驶模式下,车辆操作十分灵敏。奥迪六缸车型标配全时 quattro 驱动系统,四缸车型标配 quattro ultra 驱动系统。四缸车型(奥迪 A6、奥迪 A7、奥迪 Q5 插混车型)系统输出为 270 千瓦(367 马力),六缸车型(奥迪 Q7、奥迪 A8 插混车型)的系统输出为 335 千瓦(456 马力)。对于欧洲市场, 奥迪 A6、奥迪 A7 和奥迪 Q5 插混车型系列还有另一款动力版本可选:该车型版本搭载 2.0 TFSI 汽油发动 机和一台电机,系统输出为 220 千瓦(299 马力)。 

奥迪 PHEV 车型使用的是何种电池技术?

电动机由一个液冷锂离子电芯组成的电池系统供电,该电池系统位于后备厢地板下方。在所有中型和全尺寸 车型中,奥迪 Q7 插混车型电池电压为 385 伏,容量为 14.1 千瓦时和 17.3 千瓦时。奥迪 A6、奥迪 A7 和奥迪 A8 插混车型的电池由 104 个袋式电池组成,这些电池组合成八个模块。奥迪 Q5 插混车型中的锂离子 电池由方形锂电池组成。电池的冷却电路集成在为电动机和电力电子设备供电的低温电路中。电力电子系统 将高压蓄电池的直流电转换成三相交流电,供交流电机使用。在能量回收模式下,三相交流电将转为直流电, 用于给高压蓄电池充电。 

给PHEV 车型充电要多长时间?

连接在 7.4 千瓦、400 伏的三相交流充电器时,大多数车型搭载的 14.1 千瓦的电池充满大约需两个半小 时。如接在一个 230 伏的家用插座上,充满大约需 6 个半小时。 

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动力系统管理:驾驶者如何选择可用的驾驶模式?

插电式车型的混合管理系统旨在实现最高效率,提高客户舒适度,会自动选择最佳驾驶策略。驾驶者可以选 择三种操作模式:除“自动”混动模式(主动路线引导期间的标准模式)外,驾驶者还可以在“纯电动 (EV)”模式和“电池保持(Hold)”模式之间进行选择。在“EV”模式下,只要驾驶员不将油门踏板压 到可感知变化的压力点,车辆将以纯电力驱动。当车辆起动时,默认模式为“EV”模式。在“Hold”模式 下,动力系统管理系统将控制动力系统,以保持电池的现有充电状态,例如以便后续在城区路段保持纯电动 驾驶。即便如此,该模式也涵盖纯电动驾驶模式。 此外,驾驶者可使用奥迪驾驶模式选择系统(Audi drive select driving dynamics system)中选择“舒 适”、“高效”、“自动”和“动态”模式,影响动力系统、悬架和转向系统的设置。在加速过程中,将根 据模式设置,系统改变介入策略,决定是两个推进系统协同工作还是电机提供助力,以产生最大扭矩。在 “动态”模式下,电机更多是为内燃机助力,以获得最佳动态性能。

奥迪 PHEV 车型的动力系统管理是如何运作的? 

少即是多。奥迪 PHEV 车型的动力系统能效高、能量回收能力强。为了使 PHEV 车型实现尽可能长时间纯电动驾驶,奥迪依靠合适的电池尺寸和先进的动力系统管理之间的相互作用,摆脱了对更大尺寸电池的依赖。 奥迪预测式高效驾驶辅助(Predictive Efficiency Assistant, PEA)和预判式操作策略(Predictive Operating  Strategy, POS)是 PHEV 车型的技术核心。通过预测性推进及能量回收管理,这两个系统都可最高效地利用 存储在锂离子电池中的电能,亦可将大量动能转为电能给电池充电。 标准车型中的 PEA 预判式效率辅助系统可基于预测路线数据的即时参数和周边参数,对驱动方式和能效回 收进行调节。路线数据包括前方城市交通标志、十字路口、环形交叉路口、弯道、上坡和下坡等路段地形、 限速标识,以及雷达传感器检测到的前方行驶车辆。PEA 系统可在相应的显示屏将数据显示给驾驶者,并通 过油门踏板提供触觉反应,提醒驾驶者松开油门。 POS 预判式操作策略系统可在整个路线规划中,对驱动方式和能效回收进行调节。在主动路线引导期间, POS 预判式操作策略系统将对导航数据, PEA 预判式效率辅助系统和车辆传感器提供的信息,进行分析。 基于这个分析,POS 预判式操作策略系统将为整个路线做出一个大致规划,并为接下来的几公里行驶准备一 个详细规划。到要松开油门时,驾驶者会收到信息提示。同时,系统将开始预测性能量回收。路线规划的目 的是实现最大驾驶能效,在城区优先使用纯电驾驶,让车辆到达目的地时电量差不多刚好用完。这样车辆可 尽可能多地利用电能,在目的地充电。

什么是主动加速踏板?

主动加速踏板通过提供触觉反馈,帮助驾驶者实现驾驶效率最大化。根据油门踏板上一个压力点的信息,该 系统会提示驾驶者何时对加速踏板的压力超出了纯电动驱动切换发动机介入临界值。根据 PEA 预判式效率 辅助系统提供的信息,该系统还会提示驾驶者松开油门,让车辆智能滑行或进行能量回收。

能量回收是如何运作的? 

就能量回收而言,PHEV 车型的动力系统与全新纯电动奥迪 e-tron 的动力系统类似,旨在提高能效,最大程 度地提高能量回收能力。在制动过程中,奥迪 PHEV 车型回收的能量可高达 80 千瓦。电动机处理所有的轻度减速,即日常驾驶中的大部分制动由电动机完成。在中度制动情况下,电动机动能回收和液压车轮制动器 将同时作用,只有在制动力超过 0.4g 的情况下,液压车轮制动器才会单独作用。先进的车辆调校功能,加 上踏板上经过仔细设置、巧妙设定的一致的压力点,可确保电动机和常规车轮制动器之间无缝衔接,产生难 以察觉的“混合”效果。 

什么是 boosting(加速模式)? 

奥迪车辆驱动策略旨在为驾驶者提供多样化的驾驶体验:一方面实现最高能效,纯电动驾驶比例高,另一方 面适时地使用 boosting(加速)模式,带来极具动感的驾驶体验。在 boosting 模式下,电动机辅助内燃机 提供动力,辅助程度取决于所选的驾驶模式。根据车辆型号和电机配置,该模式输出扭矩可高达 500 牛·米(奥迪 Q5、奥迪 A7 插混车型)或 700 牛·米(奥迪 Q7、奥迪 A8 插混车型),比单独使用 TFSI 发动机高 200 牛·米。 若预先选择“动态”驾驶模式,并换入“S”档时,电动机可始终保持激活状态并在减速时进行能量回收。 当与预测效率辅助系统配合时,只要从能量角度比滑行操作更节能,就能实现能量回收。能量回收的最大制 动力约为 0.1g,可给锂电池以 25 千瓦的功率充电。 

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热管理系统的作用是什么? 

先进的热管理系统对长距离纯电动续航里程和快速内部加热至关重要。TFSI 发动机及其辅助设备和变速箱 由高温回路冷却。电池、充电系统、电动机和电力电子系统通过低温回路冷却。热管理系统中集成了一个热 泵。该热泵可以利用 1 千瓦的电能产生高达 3 千瓦的热量输出。热泵与空调系统的制冷回路耦合,并利用 高压组件的多余的热量对车辆内部进行加热。 

myAudi应用程序为PHEV车型带来了数字化体验? 

myAudi 应用程序是操作汽车的实用工具。通过该应用程序,客户可使用智能手机享受奥迪 connect 产品组 合中的服务。使用该应用程序,客户可远程检查电池和续航里程状态、启动充电、设定充电计时并查看充电 和用电数据,甚至还可以在出发前预先调节车内温度。

奥迪如何提供绿色电力? 

奥迪客户可以利用“Volkswagen Naturstrom”为房屋和车库提供电力。该电力 100%来自可再生能源, 如水力发电等,其产地每年都经由 TÜ V 认证。此外,在必要情况下,奥迪还会帮客户联系电工,以便客户 在车库中安装合适的充电解决方案。因此,奥迪给客户提供的移动出行方案是综合全面的。

破除迷思,混动电动车型提供全方位的优势性能

插电式混合动力车型此前一再受到人们批评:太复杂、太重、续航里程短。现在我们对这些关键问题做出一 个明确的回答。

PHEV车型是否只是纯电动车价格显著下降或续航里程满足日常驾驶需求前的一种过渡技术? 

插电式混合动力技术不是一种过渡技术,而是对车型阵容的有益补充。并且,由于客户使用需求更加多样, 该车型对可持续移动出行意义重大。对许多通勤者来说,由于 PHEV 车型的纯电动驾驶模式可涵盖许多日常 路线,实现本地日常出行零排放,所以它是本地零排放驾驶的理想解决方案。PHEV 车型可在家或工作单位 的外部充电点充电,让许多日常路段行驶完全可以仅靠电力驱动。此外,由于搭载了汽油发动机,PHEV 车 型也很适合长途驾驶。得益于电池容量和动力系统管理技术的飞跃,近年来 PHEV 车型的续航里程明显提高。 

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奥迪推出大量PHEV车型就是因为税收减免和政府购车补贴?

税收减免是一种购买激励,但在许多情况下并不是唯一的决定性因素,个人客户更是如此。他们有可持续意 识,因为他们希望既能实现本地零排放驾驶,又能有合适的充电点,所以才会选择 PHEV 车型。作为公司用 车,用户(如后台员工)特征表明:如用户倾向于进行短途旅行,有明确的通勤或市内行驶路线,即日常上 下班通勤路线时,插电式混合动力车型始终是公司用车的最佳选择。然而,如果年均里程数非常高,那么现 代柴油车型显然是首选。 

电池尺寸更大,发动机尺寸更小?

在 PHEV 动力总成的概念设计之初,奥迪为动力总成精心设计了合适尺寸,配备了智能管理系统,可根据四 缸或六缸 TFSI 发动机、车辆类型和尺寸灵活匹配。强劲的电机、高效的推进系统和能量回收管理,PHEV 车型可实现超低能耗。基于奥迪客户的典型驾驶特性,当纯电续航里程达成 40 至 50 公里,PHEV 车型可 完美平衡客户的需求。启动传统发动机时,V6 发动机在现实路况中适合较大较重的车型(例如奥迪 A8 或 奥迪 Q7),而四缸发动机则适合奥迪 Q5、奥迪 A6 和奥迪 A7 等车型。

实际上,插电式混合动力车型比传统燃油车更耗油?

不同用户间的油耗可能差异巨大,混合动力车型也是如此。混合动力车型为日常通勤者而生。基于其独特的 动力系统,混合动力车型能够发挥其长处,实现零本地排放。在短途出行、通勤路线和城市区域尤为如此。 奥迪的 PHEV 车型搭载精密先进的动力总成管理系统,旨在实现最佳能效。动力总成管理系统综合分析出行 路线、传感器数据和路线特点等众多信息,以实现效率最大化。此外,特别是在走走停停的城市交通中, PHEV 车型完全可以依赖纯电动模式,为车主带来显著的能耗节约。在能效回收和 PEA 和 POS 等功能的加 持下,能效进一步提升。奥迪充分挖掘这些前沿技术的潜力,致力于在城市场景中推广电动出行。 

实际油耗远高于 WLTP工况下的油耗? 

与以前的新标欧洲循环测试规程(NEDC 工况)相比,全球统一轻型车测试规程(WLTP)旨在提供更符合 实际的能效测量方式。在 WLTP 工况测试中,PHEV 车型会被循环驾驶多次。从电池充满电开始重复循环直 到电池电量耗尽。最后一个循环中,车辆在电池电量耗尽的状态下,仅由发动机产生的能量和回收的能量驱 动。WLTP 工况测试通过多阶段测量,最终确定油耗及二氧化碳排放值、纯电续航里程和整体续航里程。奥 迪为 PHEV 车型开发了精密的运行策略,在现实路况驾驶中,可实现超长纯电续航里程和超高能效。

PHEV车型不适合日常驾驶?

在开发 PHEV 车型时,保持宽大空间不妥协,同时具备灵活可变的特性是奥迪的重要诉求。PHEV 车型的后 备厢容积通常比常规车型略小一些:标准奥迪 A6 Avant 系列车型的标准后备厢容积为 565 升,而奥迪 A6  Avant TFSI e 目前的后备厢容积为 405 升。在奥迪 A6 Avant 标准车型中,后备厢下方的凹槽空间被纳入计 算(PHEV 车型凹槽空间中放置的是锂离子电池)。对奥迪而言,PHEV 车型的实用性极为重要,因此电池 被集成到后备厢里。后备厢地板平坦且没有凸起,大件物品也可轻松收纳,其后排座椅靠背也可折叠。所有 PHEV 车型(奥迪 A8 除外)都可以使用拖车挂钩,这对 SUV 和 Avant 车型尤其重要。PHEV 车型的牵引能 力与常规车型的牵引力相同(奥迪 Q5 除外:常规车型版本 2,500 千克,PHEV 车型版本:1,750 千克)。 此外,奥迪的 PHEV 车型采用了多种能效技术,例如空调预调节、热泵和触觉加速器踏板,始终如一地为客 户提供奥迪品牌舒适节能的驾驶体验。

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