[XCAR 评测 原创]
前言:在如今的大环境下,几乎所有汽车厂商都在研究新能源汽车和新的移动解决方案,不过目前消费者对于纯电动车的认可度并不高,续航里程、充电方式以及售价较高等原因一直是纯电动车最大的问题。虽然目前电动车存在诸多的问题,但是每个汽车品牌都在新能源领域大力发展,以此用电能来替代日益枯竭的石油。而今天我们所介绍的主角,是来自奥迪的插电式混合动力车型——A3 Sportback e-tron。
“e-tron”由英语“电子(electron)”一词演变而来。就像quattro代表奥迪的全时四驱技术与全时四驱车型一样,e-tron代表了奥迪的电动科技与电动车型。
e-tron的前身——奥迪duo
20世纪70、80年代,石油危机和环境污染的阴影,使汽车减排的课题大受关注。开发电动汽车替代内燃汽车,再次被汽车企业提上日程。
奥迪是欧洲最早研究电动车的企业之一。1989年秋天,奥迪推出了第一代奥迪duo概念车,并在1990年春天的日内瓦车展上进行了展示。“duo”是拉丁语“双”的意思,意指这款车既能用内燃机驱动,又能用电动机驱动。这款车之所以采用“双驱动”而非“纯电动”,是因为奥迪相信在短时间内,纯电动无法取代内燃机。
第一代奥迪duo用一台5缸汽油发动机驱动前轴,一台电动机驱动后轴。在纯电动行驶时,最高车速52km/h,如果以经济时速行驶,电动续航里程可达40km,基本满足了在欧洲大部分城市的市中心限速地段实现“零排放”行驶的需要。如果在汽油动力下行驶,只要速度不超过8km/h,电动机也能参与推进,从而使奥迪duo成为一辆油-电混合驱动的四驱轿车。
两年后,第二代奥迪 duo问世了。奥迪工程师并没有让第二代奥迪 duo成为第一代车型的“修改版”,而是再度创新。首先,第二代奥迪duo是一款四驱车型,2.0L四缸汽油机可以通过quattro系统直接驱动四个车轮。其次,安装于后轴的电动机变得更加强劲,当前轴与后轴断开连接后,电动机可独立驱动奥迪 duo行驶到65km/h,纯电动续航里程高达80km。
1997年,奥迪正式推出了基于奥迪A4打造的第三代奥迪 duo。第三代奥迪 duo由一台奥迪1.9L TDI柴油发动机驱动前轴,同时,电动机也接入变速箱驱动前轴。在纯电动模式下,第三代奥迪 duo的最高车速可达80km/h,续航里程能达到50km。
第三代奥迪duo于1997年开始销售,是欧洲最早投入量产的混合动力车,不过其成本太高,市场无法接受,最终只生产了不到一百辆。
e-tron时代的到来
2009年,奥迪在法兰克福国际车展发布了首款名为“e-tron”的概念车。这款概念车拥有比奥迪R8更为梦幻的超级跑车外形,它从静止加速到100公里/小时仅需4.8秒,续航里程达到248公里,最高车速被限制在200公里/小时。更绝妙的是,这款超级跑车采用的是4台轮毂电机驱动4个车轮的复杂技术,让业界惊叹不已。奥迪用这样一部前瞻、精密的“纯电动四驱超跑”展示了强大的技术开发能力。
随后,以这款e-tron超跑作为技术基础,奥迪在2010年打造出奥迪R8 e-tron纯电动四驱超级跑车,并在勒芒赛道进行了动态展示。同年,这款奥迪R8 e-tron原型车还在澳大利亚举办的Silvretta电动车拉力赛中获得了第一名。
与此同时,奥迪还将电驱动技术投入到勒芒24小时耐力赛中。奥迪R18 e-tron quattro赛车的TDI发动机永远只驱动后轮,位于前轴的电动机按需求推动前轮。当柴油发动机和电动机同时工作时,这款赛车就变成了一部四驱油电混合动力赛车!搭载这项技术的奥迪R18 e-tron quattro赛车在参赛第一年就取得了胜利。现在,奥迪R18 e-tron quattro已经连续3年捧回勒芒24小时耐力赛的冠军奖杯。
此外,奥迪还通过A5 e-tron quattro插电式混合动力四驱车,A1 e-tron增程式电动概念车和技术原型车,以及奥迪A3 e-tron插电式混合动力原型车等车型,进行了多方向的技术尝试。
2011年,奥迪A3 e-tron concept在上海车展全球首发。这款e-tron搭载了“插电式混合动力”驱动系统。简单地说,这一系统由一部汽油发动机、一部电动机、一部变速箱和一个高压电池组组成。一年后,在北京车展全球首发的奥迪A6L e-tron concept同样也采用了插电式混合动力驱动系统,只是其动力总成为纵向布局。
2014年,经过数十年的技术积累和十余款e-tron的探索,第一款正式量产的e-tron——奥迪A3 Sportback e-tron终于在欧洲上市。
2015年,在日内瓦车展上,奥迪发布了全新奥迪R8 e-tron的量产版车型,将众人期盼已久的“钢铁侠座驾”带入了现实!全新奥迪R8 e-tron是一款名副其实的纯电动超级跑车,它的电动续航里程达到450km,0-100km/h加速只需3.9秒,最高车速可达250km/h。
同时,奥迪还在日内瓦车展和上海车展,先后发布了两款全新奥迪Q7 e-tron,这两款车分别采用3.0 TDI涡轮增压柴油直喷发动机与2.0 TFSI涡轮增压汽油直喷发动机作为内燃动力来源,同时配合盘型电动机构成插电式混合动力系统。其中奥迪Q7 e-tron 3.0 TDI quattro是该级别细分市场中首个柴油发动机的插电式混合动力四驱车型。
2015年上海车展,由中德双方专为中国市场联合研发的奥迪A6L e-tron正式全球首发。相比2012年发布的奥迪A6L e-tron概念车,这款奥迪A6L e-tron插电式混合动力车将在一汽-大众实现国产,为一汽-大众奥迪开启“e-tron”时代。
强劲高效的动力系统
奥迪A3 Sportback e-tron(以下简称A3 e-tron)采用的是插电式混合动力系统,其中经过调校的1.4 TFSI涡轮增压燃油直喷发动机输出功率可达110kW,最大扭矩为250Nm。该发动机通过全新设计的6速e-S tronic变速器与一台输出功率为80kW的电动机实现动力连接。在电动和汽油两种驱动的协同下,A3 e-tron拥有150kW的最大系统功率和350Nm的最大系统扭矩。
电池组和能量管理系统
动力电池是电动车的关键部件。A3 e-tron配备的锂离子电池组容量为8.8千瓦时,其外壳主要由铝材制成,内部包括8个模块共计96个电池单元。在中国,如采用工业电压充电,约2小时15分钟可充满电量,如采用家用电压充电,约5小时可以把电充满。
A3 e-tron的电池组安置于后排座椅下方,不仅节省了空间,又最大限度地保证了被动碰撞安全,而车辆高压线路中的所有组件与车辆的其他部件都是绝缘的。一旦事故发生,车辆首先会触发安全带张紧装置或安全气囊,而电控系统会立即切断电池与任何系统组件的连接,保证碰撞后的车辆安全。
为避免温度对电池性能造成影响,A3 e-tron采用带低温回路的液体冷却系统,能够将电池温度控制在最佳范围内,确保电池组即便在环境温度较低的情况下也能获得最佳且持久的电力输出。同时,这一系统还与热管理系统互补,使电池组、电子功率装置和电动机在各自理想的温度下工作。
A3 e-tron在制动能量回收方面也非常创新。真空制动伺服机构与电动真空泵相连接,制动力度会根据电机的运行做出相应调整。例如,以中等力度制动时,负责驱动车辆的电动机会转变成为交流发电机,这样不仅可以产生绝大部分的制动力,同时还可以将大量动能转化为电能存入电池组内。真正意义上的“车轮制动”只有在驾驶员以更大力度制动时才会介入。
不改变驾驶习惯
A3 e-tron启动后,会自动激活纯电动行驶模式,在一般情况下,汽车会尽量以纯电动行驶。当需要额外的动力时,例如急加速或者车速超过纯电动行驶的车速上限(130公里/小时),汽油发动机才会介入驱动。在车辆刹车和在某些条件下滑行时,电动机会转变成为发电机,为电池组回收能量。在一些情况下滑行时,电动机也可不进行能量回收,以实现更长的滑行距离。
A3 e-tron的混合动力管理系统负责协调上述这些复杂的工况,但不管车辆处于何种行驶状态,驾驶方式和驾驶感受都不会与驾驶一辆汽油车有太大差异,驾驶习惯绝不会因为电动而改变。
驾驶者可以通过按仪表台上的“EV”按键或者操作MMI系统中的“e-tron mode”(e-tron模式)菜单选择A3 e-tron的混合动力驱动策略。目前有4种e-tron模式可供选择,分别是“EV”、“Hybrid Auto”、“Hybrid Hold”和“Hybrid Charge”。
“EV”模式下,车辆采用纯电动驱动策略,但在以下四种情况下,系统会自动退出EV模式:第一,触发强制降挡,第二,变速杆挂入S挡,第三,车速超过130公里/小时,第四,电池温度低于限值。
“Hybrid Auto”模式下,系统会根据驾驶风格自动决定混合动力驱动策略,原则上会尽量使用高压蓄电池中的电力行驶,尽量不启动汽油发动机,以降低排放。如果用户选装了导航并设置了目的地,系统还会参考预测的道路数据制订更加精确的驱动策略,以充分使用电池中的电而非油箱中的汽油。
“Hybrid Hold”模式下,系统会尽量维持高压蓄电池中的电量不变,这种情况下车辆只使用很少一部分的电能。“Hybrid Charge”模式下,系统会尽量为高压蓄电池充电,为下一段距离较长的纯电动行驶做准备。
究竟应该选择哪种e-tron模式完全由驾驶者的需要决定。比如,模拟从市中心出发前往郊区再返回市中心的行程:当用户从市中心出发时可选择EV模式以实现完全零排放;驶上高速路后,选择Hybrid Charge模式以尽量恢复电池电量;到达郊区后可使用Hybrid Auto模式高效行驶;返回市区的高速路上再次使用Hybrid Charge模式为电池充电,抵达市中心后,采用EV模式纯电动行驶。
A3 e-tron在“Hybrid Auto”模式下省油吗?
由于A3 e-tron可以由驾驶员自由选择行驶模式,我们此次针对A3 e-tron的油耗测试将分两个环节来进行。
首先,我们在蓄电池电量比较充足的情况下,将行驶模式调整至“Hybrid Auto”模式,也就是系统会优先使用高压蓄电池中的电力行驶,尽量不启动汽油发动机。
在此段油耗测试中,我们驾驶A3 e-tron总共行驶了169.9km,全程车内都是乘坐3个人(包含驾驶员),并附带少量的负载。全程有20%左右是城市路段,不过由于此次测试是在周末进行的,路上的社会车辆会比工作日略少一些,平均时速在30km/h左右;另外有80%左右的高速路段,我们开启了ACC自适应巡航系统,并将车速上限设定在120km/h。由于此次油耗测试时北京的气温达到了34℃,因此在整个测试的过程中空调系统一直处于A/C ON的状态,而车内恒定温度则设定在24℃。
需要注意的是,A3 e-tron在“Hybrid Auto”模式下只有在中低速行驶时可以使用纯电力行驶,当系统检测到车速高于100km/h后,发动机便会自动启动。
此段油耗测试结束后,A3 e-tron的行车电脑显示平均时速为78km/h,平均油耗为5.4L/100km,而它的实际耗油量为8.94L。经过换算后,最终得到的平均油耗是5.26L/100km。
A3 e-tron在“Hybrid Charge”模式下省油吗?
而第二段我们将要测试的是A3 e-tron在“Hybrid Charge”模式下的油耗表现。将行驶模式调整至“Hybrid Charge”模式后,系统会让发动机最大程度地为高压蓄电池充电。
在此段油耗测试中,我们驾驶A3 e-tron总共行驶了108.2km,全程车内都是乘坐3个人(包含驾驶员),并附带少量的负载,空调系统同样一直处于A/C ON的状态。全程均城市路段,虽然不算特别拥堵,但红绿灯较多,平均时速在30km/h左右。
此段油耗测试结束后,A3 e-tron的行车电脑显示平均时速为31km/h,平均油耗为8.2L/100km,而它的实际耗油量为9.42L。经过换算后,最终得到的平均油耗是8.71L/100km。
A3 e-tron在“EV”模式下能跑多远?
在测试条件保持不变的基础上(全程车内乘坐3个人,并附带少量的负载,空调系统一直处于A/C ON的状态,而车内恒定温度则设定在24℃。),我们实测A3 e-tron在“EV”模式下行驶了31km。
编辑点评:由于驾驶员完全没有必要担心A3 e-tron的续航里程问题,并且是否能安装充电桩也并不是太重要,所以,采用插电式混合动力的A3 e-tron要比传统的纯电动车更加实用。通过以上测试我们可以发现,A3 e-tron在“Hybrid Auto”模式下更适合在城市中行驶,车辆会优先使用高压蓄电池中的电力行驶,尽量不启动汽油发动机,从而达到节省燃油的目的。而在“Hybrid Charge”模式下,虽然发动机在车辆行驶的同时还一直在为高压蓄电池充电,但通过测试我们可以发现A3 e-tron并没有因此而产生过高的油耗,此时的油耗水平仅与搭载1.4 TFSI发动机的A3相近。那么,A3 e-tron在省油的同时性能如何?敬请关注我们之后对于A3 e-tron的性能测试文章!