鲜人为知的流浪地球能源计划 美国通用与戴姆勒的1-0合作创世纪

全球混合动力能源组织是由宝马、奔驰(戴姆勒)、凯迪拉克以及雷克萨斯组成,他们之间的关系比较复杂,但是目的只有一个--拯救地球石油能源匮乏。他们合作事宜前端事件导火索是1979年年末发生的第二次全球石油危机,伊朗爆发伊斯兰革命,而后伊朗和伊拉克爆发两伊战争,原油日产量锐减,国际油市价格飙升,每桶原油的价格从14美元涨到了35美元。第二次石油危机也引起了西方工业国的经济衰退,据估计,美国GDP大概下降了3%。



汽车制造公司是一体化的,从来不是个体,汽车产业是为了共荣发展。曾经有这么一段历史,豪华品牌联合开发清洁能源,只是现在被人遗忘的差不多了。



2005年美国,当时尚未分家的戴姆勒-克莱斯勒集团与通用汽车集团达成了一项合作协议,初期的合作意图是想通过各种现有的技术减少车辆的排放,戴姆勒其中一位技术总监克劳尔·图斯马克说道减少排放的最快途径是减少一台车额定的燃料,最后他们联合研制一套新型混合动力系统。这套系统需要适应横置和纵置发动机布局,能驱动小到两厢微型车、大到皮卡和 SUV 甚至商用车辆的各种车型。



为了应付多样的使用场景同时降低燃油消耗,这套混合动力系统配备了两台电动机并按发动机布局的不同配以 2 组(横置)到 3 组(纵置)行星齿轮。两台电动机分别连接发动机与“变速箱”输出端,可以分别实现回收动能/发电和驱动车辆的功能;行星齿轮为发动机提供四组档位齿比。



它可以实现纯电力/内燃机驱动或联合驱动,并且它并不需要向插电式混合动力那样依靠外接电源,电池组的能量来源是回收的制动能量和系统中的发电机。



“行星齿轮”,这个结构总会让人想起丰田 THS 混合动力系统,这套系统同样利用一个行星齿轮组和两台电动机实现电力驱动与发动机驱动的融合。巧合的是同在 2005 年,这套成为丰田代名词的混动系统改名Lexus Hybrid DriveLexus Hybrid Drive出现在雷克萨斯 RX 400h 的机舱内,这就是雷克萨斯品牌原始混合动力鼻祖。




签署合作开发协议后一个月,宝马集团也加入了混合动力系统合作开发项目。四个汽车集团成立了名为 Global Hybrid Cooperation(全球混合动力合作组织)的机构负责协调开发,联合研发中心设在美国密歇根州。四家汽车集团共投资十亿美元用于这套混合动力系统的研发,作为成品的混合动力系统后来命名为 2-Mode Hybrid System(双模式混合动力系统)。



时间又过去了一年多,2007 年全球混合动力合作组织的两个成员——戴姆勒-克莱斯勒和宝马又达成了一份双边合作协议,表明两家公司将共同开发新型轻混合动力系统。在此期间梅赛德斯-奔驰和宝马分别推出了自己的混合动力概念车,例如 2007 年的宝马 X6 ActiveHybrid 概念车,2008 年的宝马 X5 EfficientDynamics 概念车、奔驰 Vision GLK BlueTec Hybrid 概念车等。



但是使用双模式混合动力系统的概念车只有 X6 ActiveHybrid,其余概念车全部使用将电机安放在发动机与传统自动变速箱间的 P2 结构。



双模式混合动力系统在 2008 年前后完成了三组,三款豪华 SUV 成为其纵置版本的第一批量产用户——凯迪拉克凯雷德 Hybrid、梅赛德斯-奔驰 ML 450 Hybrid 和宝马 X6 ActiveHybrid,混合动力的加持让这些“油脑斧”的燃油经济性提升了三分之一到一半左右。



在 2008 年发布的凯雷德 Hybrid 上,双模式混合动力系统与一台 6.0L V8 自然吸气发动机联合工作。最大功率379PS足以推动这台全尺寸 SUV 在8.2s内从静止加速至100km/h,或者牵引2.7吨重的拖车。V8 发动机具备关闭其中四个汽缸的功能,燃油经济性比常规版凯雷德提升近一倍。



2009 年诞生的梅赛德斯-奔驰ML 450 Hybrid更加注重燃油经济性,它配备的3.5L V6自然吸气发动机甚至改为阿特金森循环,在双模式混合动力系统的加持下系统综合最大功率 340PS,综合最大扭矩 517Nm,它的0-100km/h加速只需 7.8s 就可以完成。



同年的宝马 X6 ActiveHybrid 的着眼点则在性能,从它搭载的 4.4T V8 涡轮增压发动机即可看出端倪。它的 0-100km/h 加速时间只需要 5.4s 即可完成,此时系统综合最大功率为485PS,扭矩峰值 780Nm,它还提供时长15s 的 E-Boost 电力辅助驱动功能。



“全球混合动力合作组织”似乎已经取得了初步成果,这套行星齿轮混合动力系统似乎即将迎来大规模量产。然而随着宝马集团、戴姆勒集团和零部件供应商大陆集团的合作深入,两家车企分别推出了采用大陆 P2 电动机+传统自动变速箱结构的S 400 BlueHYBRID和ActiveHybrid 7混合动力大型轿车。这套联合研制的行星齿轮混动系统除两家的中大型 SUV 外,再没有其它车型搭载。



2009 年底,宝马集团和戴姆勒集团先后宣布退出“全球混合动力合作组织”。2010 年后,插电式混合动力和轻混合动力逐渐盖过了非插电混合动力的势头成为新潮流。P2 电动机+自动变速箱的组合由于结构简单成本较低,逐渐成为多数车企的选择。



2009 年,除了奔驰 ML 450 Hybrid 和宝马 X6 ActiveHybrid 面世之外,凯迪拉克也在一月底特律车展展出了名为Converj的双门轿跑概念车。这台概念车的动力总成没有太多消息流出,人们只猜测它可能使用混合动力或纯电驱动。不过以当时的电池技术而言,纯电驱动并不是一个足够好的方案。



谜底揭晓时已经是 2013 年,曾经的 Converj 概念车已经更名为凯迪拉克ELR。这台轿跑车搭载增程式混合动力总成,包括一台 1.4L L4 自然吸气发动机、一块 16.5kWh 锂电池和Voltec 4ET50多模式电驱动桥。负责驱动的电动机功率和扭矩都被提升,因为 ELR 绝大部分时候是由这台电机单独驱动的。



Voltec 4ET50驱动桥具备两台电动机(一台负责发电,功率更大的一台负责驱动)和双排行星齿轮结构,显然它正是双模式混合动力系统横置发动机衍生型的改进版。由于 ELR 的增程特性,驱动电机将始终保持运转,电量不足或需要维持电量的时候发动机将带动发电机为电池充电,有必要时发动机也能直接驱动车辆。它的最低油耗数据是 2.9L/100km。



总结:混合动力汽车最原始的方案只是造清洁能源,相信很多80、90后们都看过不少车迷大全书籍等,可以看到各种非常奇幻的汽车,这些汽车都曾经真实存在过,只不过全世界也就那么几台留存在博物馆里。混合动力的建立是为了减少汽车自身排放并不损失多少性能实力,目前全世界汽车厂商开发的混合动力技术仍然没有走到最终目的;有的车商是为了减少排放比如德国汽车厂商都在研究MHEV(48V轻混),他们从发动机启停开始往后衍生发展,保留现有动力减少每百公里1-3L的油耗。日本厂商项目较多,日本厂商对世界带来的贡献也很大,他们毫不吝啬的拿出技术与其他厂家共荣研发,目前世界上最先进的清洁能源是氢核燃料电池与太阳能板混合动力。希望混合动力技术能越走越远,能够创造出不损失原本动力还能有更好协调性的动力机构。



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