新能源汽車分類和新概念
↑新能源車型分類（來自SAE J1715）
1. n新能源車型種類比較
根據行業信息報告（行業標準）SAE J1715的定義，新能源車型的種類如果分大類常見的有BEV，HEV和PHEV。
純電動汽車BEV能量走向比較簡單。電池組RESS的電量主要來自於插電介面來自電網的電力。少部分可以在行駛過程中進行制動能量回收，從而少量動態補充。行駛時動力電機Traction Motor通過電池的電量經齒輪組Gearing進行車輛驅動。
↑純電電動汽車BEV能量走向示意圖
而對應的全混合動力汽車HEV能量走向則都來自於燃料，最常見的能量來源就是汽油。車輛工作在電量保持模式下，發動機通過齒輪組和電機配合驅動車輪。電池組可以通過電機輸出扭矩，也可以通過電機回收制動能量或者通過發動機發電對電池組充電。這邊提到的齒輪組又有多種分類，稍後會有具體介紹。
↑全混合動力汽車HEV能量走向示意圖
相應的插電混合動力汽車PHEV能量走向則結合了BEV的插電部分和HEV的發動機部分。電池可由外部電網通過充電器充電，也可以通過電機回收制動能量或者通過發動機發電對電池組充電。車輛行駛可以由純電驅動或者發動機通過齒輪組和電機配合驅動車輪。
↑插電混合動力汽車PHEV能量走向示意圖
那麼如前面提到的混合動力齒輪組又分為多種類型。具體如下。
雙電機動力分流
小星曾在之前的多篇新能源相關文章中提到，目前世界兩大混合動力陣營，主要以雙電機動力分流和單電機+變速箱兩種類型分界。關於雙電機動力分流，目前通用和豐田都基於該技術類型，並且已有多年大銷量的使用經驗。再細節來看，通用和豐田在類型細分上又有些不同。
如下圖左為輸入分流，發動機動力從輸入側就開始分流，齒輪組靠近發動機側，車輪則靠近電機。豐田混動系統即屬於該種類型。圖右為輸出分流，發動機動力從輸出側分流。齒輪組靠近車輪，發動機則靠近電機。
↑輸入動力分流（左）和輸出動力分流（右）示意圖
而另一種分類，則考慮了如上提到的兩種方式進行結合，成為複合分流。在發動機和車輪側都留有齒輪組。通用第二代Voltec電子可變驅動系統即屬於該種類型。通過離合器可靈活的根據工況在輸入分流和複合分流工作模式之間切換。
↑複合動力分流示意圖
單電機+變速箱
另一種比較大的分類就是單電機+變速箱。由於其和之前傳統車使用的變速箱變化不大，因此使用也比較廣泛。比如單電機雙離合P2，將電機放置在發動機和變速箱之間。兩邊分別用兩組離合器控制其連接和脫開。大眾、奧迪、賓士和寶馬的多款新能源車型即使用的該種方式。而比亞迪的多款車型則把電機放置在了P3的位置。同樣是和傳統變速箱配合，不過電機更多的考慮純電形式的工況。對應的越來越多的四驅車型，開始使用P4的混動模式。比如寶馬的i8和X1nPHEV，又或者是沃爾沃、比亞迪和其他國內整車廠的新能源SUV車型。單電機+變速箱的混動系統的鮮明特點就是結構簡單。但由於只有一組電機，工作模式相對也會少一些。
↑單電機雙離合器混合動力示意圖
那麼通用提出的增程式電動車EREV到底是個什麼概念呢？實際上行業標準SAE J1715並沒有做出明確的規定。不過在文首新能源車型分類圖中，你可以看到行業標準將EREV歸類在PHEV的範疇中。你可以認為它是一種特殊的PHEV。怎麼個特殊法呢？通用相關SAE論文中給出了更詳細的定義。當車載電池組有電的情況下，車輛可以達到完全的性能，附屬供能裝置（通常是發動機）可僅在電池組低電量的情況下介入。這樣的車型定義為EREV。
EREV與傳統PHEV車型特性的對比，則可以參考下圖。
上半部分為PHEV特性下半部分為EREV特性。同樣工作在電量消耗模式，EREV較傳統PHEV的純電行駛里程更長。並且傳統PHEV在電池組有電的情況下，要達到全性能工況時需要啟動發動機。這些工況可能就包括高速行駛時的全力加速。而對應的EREV在電池組有電的情況下，應對各種工況發動機都不需要啟動。
↑PHEV與EREV基於電量消耗模式對比（來自通用MTZ期刊文章）
將上述對比圖簡化成如下圖表，EREV最大的特點是相比傳統PHEV純電歷程更長，純電模式驅動系統性能更強。
↑插電式混動PHEV和增程式混動EREV對比表（來自通用SAE論文）
如下表格詳細對比了HEV，PHEV，EREV和BEV的各個重要參數。可以看到傳統的PHEV發展思路更偏向於對HEV車型的強化。加入充電系統和加大電池容量。但其純電模式還是滿足大部分的城市工況。而EREV的發展思路更偏向於EV車型，加入發動機來去除用戶的純電里程焦慮，並且滿足長途城際旅行的需要。
↑HEV、PHEV、EREV和EV之間的特性對比（來自通用SAE論文）
其實由於國內新能源政策的導向，不難發現很多國內自主車型也開始向更長的純電行駛里程發展。相關電機也不斷強化去滿足越來越高的性能要求。但是通用第二代Voltec電子驅動系統有一個非常鮮明的特點。那就是整個系統的平順性。如下為相關車速與加速度關係圖。可見紅色部分對應的電子驅動系統由於其連續可變的特性，相較傳統自動變速箱能夠在全車速範圍內提供良好的平順性。同時不管發動機是否啟動，其整車的駕駛舒適度和加速性能是基本相同的。不會出現某些車型感覺很明顯的有電時如虎，無電時像貓的感受。
↑別克智能電驅系統與傳統自動變速箱比較
2.t別克VELITE5 引入3e理念
隨著別克VELITE5增程式電動車EREV新能源車型的上市，小星有機會通過試駕感受了其特有的平順且相當均衡的駕駛體驗。具體來說，別克今年提出了3e技術理念，即智能電驅eMotion、智能互聯eConnect和智能安全eProtect，拿VELITE 5車型來說很有代表性，讓消費者能夠真正通過新能源享受科技帶來的生活便利。而不用向純電里程焦慮做出妥協，也不用犧牲安全性能。
智能電驅eMotion
如下圖所示別克VELITE5的這套混合動力系統的核心包括位於車頭部的電驅動模塊以及1.5L發動機和位於車身中部延伸至尾部的T形大容量高性能鋰電池系統。
↑別克VELITE5n增程式混合動力總成
如開頭提到的能量流走向。別克VELITE5的電池可由外部電網通過充電器充電，也可以通過電機回收制動能量或者通過發動機發電對電池組充電。車輛行駛可以由純電驅動或者發動機通過齒輪組和電機配合驅動車輪。其他車內的傳統低壓負載則由DCDC轉換器模塊將電池的高壓轉換成低壓供電。
↑別克VELITE5n驅動系統組件（來自通用SAE論文）
其電驅動系統的設計採用了通用第二代Voltec的設計理念。如下圖所示動力電機功率逆變器驅動模塊TPIM和雙電機（Motor A和B）集成在一起，這樣省卻了高壓大功率三相交流電纜。來自鋰電池系統的高壓直流電纜連接器位於模塊的上部（High-voltage connection to battery），逆變器與電機的連接被高壓連接端子（High-voltage connection to power electronics）所取代並集成在模塊內部，這樣大幅降低了整體模塊的體積。
↑通用全球第二代VOLTEC增程型電驅技術-–-電控智能無極變速箱
如下圖的電驅動模塊剖面圖所示，雙電機定子繞線採用條狀繞線設計Bar Winding。這樣的設計降低了電機工作時的噪音，提高了工作效率。
↑電驅動模塊剖面圖
別克VELITE 5配備通用專利的EVT電控智能無級變速箱5ET50包括5種工作模式。其中兩種為純電模式EV Mode（發動機保持關閉）和三種增程模式Extended Range Mode。
↑通用專利的EVT電控智能無級變速箱5ET50包括5種工作模式
具體來看的話，下圖為第二代Voltec的純電模式示意圖。兩組行星齒輪的內齒齒圈分別通過自動鎖止單向離合器OWC1和離合器鎖止至變速箱體並處於靜止狀態。電機MGA和MGB可通過行星齒輪組PG1和PG2分別以不同的傳動比向車輪輸出動力。右邊即為對應的兩種純電操作模式及對應的車速扭矩區間：單電機EV模式CD1和雙電機EV模式CD2。
↑第二代Voltec的純電模式示意圖
相應的下圖為第二代Voltec增程模式示意圖。增程模式下，發動機工作輸出的動力通過不同的離合器C1和B1的連接組合將動力傳輸至車輪。增程模式包括三種操作模式：低增程模式LownExtended Range（屬於輸入動力分流Input Split模式），固定比率增程模式Fixed Ratio Extended Range（輸出傳輸比固定，此模式沒有動力分流）和高增程模式High Extended Range（屬於複合動力分流Compound Split模式）。
↑第二代Voltec增程模式示意圖
nnnn文首提到的別克VELITE5優越的平順性，具體來看由如下的多種工作模式進行保證。多個工作模式之間的轉移都考慮了相應的過渡同步動作。最終的效果就是不管動力來自純電電機驅動還是發動機混合動力模式，其加速都隨叫隨到。
nnnn開過傳統AT變速箱的朋友都知道，當高速上進行超車時，踩下油門後，變速箱需要一個比較明顯的反應時間。然後變速箱進行降檔操作，發動機轉速提升再提速超車。這個AT變速箱反應造成的延遲在渦輪增壓的發動機渦輪延遲面前顯得尤為明顯。而VELITE5由於採用了電子可變驅動系統，其加速不存在降檔過程。踩下油門，幾乎同時迅猛的加速即爆發了出來。給高速超車提供了更多的信心。同時整個加速過程由於沒有擋位的概念，更加的持續和平順。
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↑多模式智能切換關係圖(來自GM SAE論文)
雖然別克VELITE5大部分時間可以工作在純電模式下，但基於不算太大的34L容量油箱提供更長的綜合續航里程，別克引入了一款高效的小排量汽油直噴發動機。這款1.5L的自然吸氣發動機，配合電子可變驅動系統可達到768公里的綜合續航里程。
該發動機擁有高達12.5的壓縮比，配合集成排氣歧管、兩級可變機油泵、外部冷卻加內部循環EGR系統以及帶有LIVC（進氣門延遲關閉）的DVVT技術。
↑別克VELITE5 配備的1.5L 第二代Voltec發動機（來自通用SAE論文）
如上提到的使得這款發動機具有非常高效率的兩大關鍵技術，來自進排氣正時獨立可調的DVVT以及外部冷卻EGR系統。如下列出了不同發動機負荷和轉速區間下DVVT和EGR工作模式對應關係。
當發動機工作在低負荷區Zone1時，DVVT系統會盡量讓系統處於LIVC（進氣門延遲關閉）狀態。即進入米勒循環，提高膨脹比，從而提升發動機效率。當發動機工作在中負荷區Zone2，且發動機轉速不高時，外部冷卻EGR系統打開工作，提高發動機節氣門全開wide-open throttle (WOT)的性能。當發動機轉速進一步提升至Zone3時，外部冷卻EGR系統停止工作，從而提高發動機的扭矩響應性能。當發動機工作在高負荷區Zone4時，DVVT系統提前正時，配合發動機提升相應的效率和扭矩表現。
↑通用第二代Voltec發動機LIVC和EGR對應發動機工況示意圖（來自通用SAE論文）
別克VELITE5還提供了多種駕駛模式，可供駕駛者靈活選擇。駕駛模式具體包括普通模式、運動模式、山地模式和鎖定模式。當選擇到運動模式時，車輛對加速的響應會更快，滿足較激進的駕駛風格。而山地模式專用於長時間的爬坡工況。鎖定模式則用於讓駕駛者主動選擇發動機開始工作的時間點。比如行駛在路況好的高速上，此時發動機可工作在高效區。此時可以主動選擇讓發動機開始工作。從而保持更多的電量用於後續進入市區擁堵路段進行純電行駛。
↑別克VELITE5的多種駕駛模式選擇
智能互聯eConnect
說到汽車互聯，可能首先想到的就是通用的OnStar安吉星系統。此次別克VELITE5搭載了最新的第10代安吉星系統。支持4G LTE的高速通訊。當然給乘客的最大好處就是可以方便的享受車內WIFI系統了。
↑別克VELITE5n配備的最新的第10代安吉星
nnnn另一方面車輛的關鍵信息，比如充電狀況和電量信息都能上傳至雲端
↑別克VELITE5的車輛能量及充電狀態可通過安吉星上傳至雲端
通過手機端OnStarnAPP可查詢從車況、4G、遙控到充電的多種信息。而且更多的功能比如和智能家電的配合正在逐步加入和完善起來。
↑OnStarnAPP可查詢車況、4G、遙控和充電信息
在享受智能互聯的同時，別克品牌成名的靜音控制技術也在VELITE5車型上得到了很好的體現。配合BOSE高端音響，旅途中可以好好享受音樂了。
↑別克VELITE5 配備的BOSE音響
同時別克VELITE5還提供了Carplay系統，可USB連接iphone進行導航或其他應用的屏幕投射。
↑別克VELITE5 配備Carplay手機屏幕投射
智能安全eProtect
在某些新能源車型上，為了追求能耗採用了低滾阻的輪胎，這無形中降低了車輛的安全性。而別克VELITE5引入了智能安全eProtect的理念，絕不對安全妥協。該車型搭配了215寬度的17寸米其林輪胎，配合硬朗的懸掛支持，讓該車具備了良好的安全性和操控性。
被動安全方面別克VELITE5配備了行業領先的10安全氣囊。
↑別克VELITE5n配備的10安全氣囊
於此同時，更多的主動安全幫助VELITE5防範事故於未然。比如其不僅配備自動泊車功能，而且其倒車影像系統還帶障礙物識別功能。能夠智能提醒駕駛者在倒車時注意後方的障礙物。
↑別克VELITE5n配備集成障礙物識別功能的倒車影像
同時別克VELITE5還配備自適應巡航及碰撞預警功能。這點在長途駕駛時非常有用，自適應巡航系統可自動保持與前車的距離。當有碰撞風險時，抬頭警示LED還會發出紅光照射至擋風玻璃進行視覺警示。當出現車道偏離時，車輛還能識別出車道並主動通過方向盤給出回正力提醒駕駛者注意。
↑別克VELITE5n配備自適應巡航及碰撞預警
另一個主動安全功能在雨天非常有用，那就是盲點監測功能。可以提醒駕駛者兩側盲區當中的是否存在車輛。如下為別克VELITE5的盲點監測功能相關視頻。
別克VELITE5盲點監測_騰訊視頻以上，如果推薦最能滿足消費者需求的新能源汽車種類，小星會推薦通用提出的EREV概念。因為它在PHEV的基礎上進一步提升了純電續航里程和駕駛體驗。比如別克VELITE5 EREV車型更偏向於EV車型特點，加入發動機來去除用戶的純電里程焦慮，並且滿足長途城際旅行的需要。同時能夠在全車速範圍內提供良好的平順性。不管發動機是否啟動，其整車的駕駛舒適度和加速性能是基本相同的。結合通用的3e理念，即智能電驅eMotion、智能互聯eConnect和智能安全eProtect，讓消費者能夠真正通過新能源享受科技帶來的生活便利。
參考文獻和擴展閱讀
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SAE論文 SAE 2015-01-1164 雪佛蘭Volt電氣化單元Chevrolet Volt Electric Utilization
SAE論文 SAE 2015-01-1152 新一代 「Voltec」 增程式電子驅動系統The Next Generation 「Voltec」 Extended Range EV Propulsion System
SAE論文 SAE 2011-01-0887 通用n「Voltec」 4ET50多模式電子驅動系統The GM 「Voltec」n4ET50 Multi-Mode Electric Transaxle
SAE論文 SAE 2005-01-1162 對比分析單模式和多模式混合動力電子可變變速箱工作模式Comparative Analysis of Single and Combined Hybrid ElectricallynVariable Transmission Operating Modes
SAE行業信息報告 SAE J715 混合動力HEV與純電動EV術語 HybridnElectric Vehicle (HEV) and Electric Vehicle (EV) Terminology
MTZ 2011/05期刊文章n「Voltec」 --雪佛蘭Volt和歐寶Ampera電子驅動系統 Voltec – the Propulsion system for chevrolet Volt and opel ampera by LarrynNitz
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