宝马X6_E72_混合动力新技术剖析_1

汽车维修技师·2010 年第7期20 2009 年 底，宝 马 推 出 其 第 一 款 采用混合动力技术的量产车型宝马 ActiveHybrid X6（研 发 代 码 E72）。 与 目 前 市 场 上 所 有 其 他 混 合 动 力 车辆不同的是，这款全世界最先采 用混合动力驱动装置的全能轿跑车 （SAC）不仅效率很高，其功率和敏捷 性也同样出色，在动力性能方面堪为 众多竞争对手的绝对标杆。除动力 性 外，宝 马 ActiveHybrid X6 还 能 在 几乎同样出色的动力性能下将宝马 X6 xDrive50i 的法定 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 油耗降低 20%。 宝马 ActiveHybrid X6 作为全混 合动力驱动的全能轿跑车结合使用 V8 汽油发动机和电动驱动装置。宝 马 ActiveHybrid 技术能够通过纯电 动方式、内燃机动力或结合使用两种 驱动方式实现行驶。采用纯电动、无 CO2 排放的驱动方式时，最高车速可 达 60km/h。内燃机会根据负荷要求 启动并在低于 65km/h 的滑行阶段自 动关闭。 宝马 ActiveHybrid X6 的驱动系 统由采用宝马 TwinPower 涡轮增压 技术的 300kW/407bhp 大功率 V8 发 动机和 67kW/91bhp 或 63kW/86bhp 两个电动机组成。最大可用系统功 率为 357kW/485 bhp，最大扭矩可达 780N·m。 因 此，宝 马 ActiveHybrid X6 堪称全世界最高效的混合动力车 辆。其 0 〜 100km/h 加速时间为 5.6s， 在符合 EU5 要求的循环工况试验中 耗油量为 9.9L。这相当于 CO2 排放 量为 231g/km。 混合动力 新技术剖析(一) 宝马X6(E72) 张立新 1. 双模式主动变速器 双模式主动变速器结构如图 1 所示。两个大功率电动机（67 kW/91 bhp 和 63 kW/86 bhp）和“双模式主 动变速器”集成在一个与传统自动变 速器大小相仿的壳体内。 通过将两个电动机集成在宝马 ActiveHybrid X6 双模式主动变速器 内，可实现两种驱动方式。双模式主 动变速器以无级 ECVT 变速器（电动 连续可变变速器）为基础，该变速器 可在两种功率分支式运行状态下工 作。顾名思义，双模式主动变速器可 以明显改变电动和机械传输功率的 比例。根据行驶情况，可通过电动机、 内燃机或以可变比例使用两种驱动 装置驱动。 （1）处于模式 1 时主要在低速行 驶状态下通过使用电动机显著降低 耗油量，同时产生附加驱动力。 （2）处于模式 2 时则在高速行驶 状态下降低电动传输功率，同时提高 内燃机效率（通过负荷点调节）和燃 油效率。处于这种模式时，两个电动 机也以不同方式工作，除提供电动驱 动助力和发电机功能外，还特别负责 以最高效率划分挡位。 两种电动机运行模式都采用固 定传动比。因此实际上有 7 个挡位 可供使用，通过这些挡位可在确保宝 马特有动力性能的同时，在车辆整个 运行范围内实现完全、高效的混合动 力功能。 2. 镍氢蓄电池 镍氢蓄电池结构如图 2 所示。镍 氢蓄电池是全混合动力驱动装置最 重要的组件之一，因为它决定了功率 和可达里程。由于这种类型的蓄电池 存储容量较大且比较成熟，因此目前 所有全混合动力车型均采用这种蓄 电池。宝马 ActiveHybrid X6 采用的 288V 蓄电池重 83kg，容量为 2.4kWh。 高电压蓄电池通过冷却液散热，必要 时还通过空调系统冷却。因此高电 压蓄电池的冷却效率比雷克萨斯 RX 450h 等车辆采用的传统风冷系统高 得 多。 因 此，宝 马 ActiveHybrid X6 的蓄电池可以更加高强度地使用并 实现更长久的功率输出，特别是在极 端车外温度情况下。 3. 行驶情况 （1）发动机节能启停功能 宝马 ActiveHybrid X6 是第一款 配备发动机节能启停功能的自动变 速器车辆。发动机节能启停功能在 怠速情况下关闭内燃机，例如遇到红 灯或堵车时。这样可以减少 CO2 排 放量并降低耗油量。高电压蓄电池 在车辆静止状态下也能为空调和车 辆照明等提供所需能量。如果高电 图1 双模式主动变速器 图2 镍氢蓄电池 www.atauto.com.cn/20100701 汽车维修技师·2010 年第7期 21 压蓄电池电量不足，就会启动内燃 机，从而通过电动机为高电压蓄电池 充电并为用电器提供充足的电能。 如果车辆驶近交通信号灯，则制动过 程中车辆静止前（达到规定速度时） 会关闭内燃机。 （2）起步 在内燃机达到运行温度且高电 压蓄电池电量充足的情况下踩下加 速踏板，宝马 ActiveHybrid X6 就会 以电动方式起步。起步时在低转速 范围内使用电动机提供的较高扭矩。 从静止状态起步时仅由电动机驱动 车辆，由高电压蓄电池提供所需能 量。内燃机仍处于关闭状态（发动机 处于运行温度）。 （3）行驶 在车速不超过约 60 km/h 的情 况 下，宝 马 ActiveHybrid X6 可 以 通 过纯电动方式行驶最多 2.5km。车 速更低时可以行驶更远。这样行驶 不仅不会排放废气，而且几乎没有噪 音。只有在仅依靠两个电动机的功 率不足以驱动车辆时，才会启动内燃 机。在行驶过程中会根据车速和蓄 电池充电状态以不同比例驱动内燃 机和电动机。低速至中速行驶时，内 燃机不在最佳范围内运行。而电动 机在较低转速时便可输出最大扭矩。 高电压蓄电池电量充足时，从高电压 蓄电池获取车辆电动驱动所需的电 能。只有高电压蓄电池电量不足时， 才会频繁启动内燃机为高电压蓄电 池充电。以恒定高速行驶期间，内燃 机以最佳效率运行。在该功率范围 内电动机则需要从高电压蓄电池获 取过多的能量。因此通过内燃机提 供绝大部分驱动力。高电压蓄电池 电量不足时，内燃机的部分功率还将 通过电动机用于蓄电池充电。只有 高电压蓄电池温度高于 10℃时，才允 许以纯电动方式行驶。 （4）加速 电动机的突出优势在于起步时可 以提供非常直接而强大的功率输出。 在加速和超车过程中，这种感觉会尤 为突出。在交通信号灯处、斜坡上或 超车过程中急加速时，如果高电压蓄 电池电量充足便可以额外提供能量并 通过电动机作为驱动功率使用。此功 能称为助推功能。通过结合使用内燃 表1 配置和技术数据 宝马ActiveHybrid X6 宝马 X6 xDrive 50i 奔驰ML450Hybrid 雷克萨斯 RX 450h 发动机和变速器 结构形式/汽缸数/每缸 气门数 V/8/4 V/8/4 V/6/4 V/6/4 排量 cm3 4395 4395 3498 3456 变速器 七挡自动变速器 六挡自动变速器 无级自动变速器 无级自动变速器 动力传动系 四轮驱动 四轮驱动 四轮驱动 四轮驱动 内燃机最大功率 kW(bhp)/r/min 300(403)/5500〜6400 300(407)/5500〜6400 205(279)/6000 183(249)/6000 内燃机扭矩 N·m/r/min 600/1750~4500 600/1750~4500 350/3000~5500 317/4800 总系统功率 kW(bhp) 357(485) 300(407) 250(340) 220(299) 总扭矩 N·m 780 600 517 无数据 蓄电池类型 镍氢蓄电池 － 镍氢蓄电池 镍氢蓄电池 动力性 0〜100km/h加速时间 s 5.6 5.4 8.2 7.8 最高车速（限速） km/h 236(250 1) 250 210 200 耗油量和排放量 欧规市内耗油量 1/100km 10.8 17.8 无数据 6.6 欧规市郊耗油量 1/100km 9.4 9.9 无数据 6.0 欧规综合耗油量 1/100km 9.9 12.7 7.7 6.3 CO 2 排放量 g/km 231 299 185 148 质量和重量 长/宽/高 mm 4877/1983/16972 4877/1983/1690 4781/1911/1815 4770/1885/1685 轴距/转弯直径 mm/mm 2933/12.8 2933/12.8 2915/无数据 2740/无数据 前/后轮距 mm 1644/1706 1644/1706 1627/1629 1630/1635 欧规整备质量 kg 2525 2265 2500 2185 DIN规定有效载荷 kg 575 650 无数据 515 燃油箱容积 I 85 85 90 65 后备箱容积 I 470~1350 570~1450 551~2050 446~1570 1.预计自2010年4月起配备选装置SA330运动套件。 2.车辆高度包括车顶栏杆在内：1706mm。 汽车维修技师·2010 年第7期22 机和电动机的功率，可以实现与使用 更大功率发动机车辆一样的行驶动力 和加速度。在此电动机相当于一种“电 动涡轮”，在加速过程中为内燃机提供 助力且不会带来额外的燃油消耗。 （5）制动能量回收利用 驾 驶 员 松 开 加 速 踏 板 后，电 动 机的作用相当于发电机，可以免费产 生电流。因此它就像自行车发电机 一样将滑行车辆的动能转化为电能。 高电压蓄电池较大的存储容量有助 于充分发挥回收利用潜能。 在宝马 ActiveHybrid X6 和宝马 ActiveHybrid 7 上，电动机可以回收 行驶车辆的部分动能并将其以电能 形式存储在高电压蓄电池内。 混合动力驱动装置的主要优点 是可以利用下坡行驶或制动时释放 出的动能。多余动能不再转化为车 轮制动器上的热能，而是通过作为发 电机工作的电动机转化为电能并存 储在高电压蓄电池内。这些可以之 后重复使用的能量不必通过内燃机 产生。稍稍踩下制动踏板时，电动机 会产生更多电流，起到发动机制动器 的作用。这种功能被称为能量回收 利用或再生制动。只有在需要紧急 制动的情况下才必须操作机械车轮 制动器。 4. 配置和技术数据（如表 1 所示） 宝马 ActiveHybrid X6 仅为左侧 驾驶型车辆。因此它并非面对全球 市场，而是仅限特定市场使用。一些 底盘控制系统诸如主动转向系统、动 态驾驶系统、垂直动态控制系统和动 态驱动力分配系统并未配备给宝马 ActiveHybrid X6 使用。但车辆出色 的动力性能仍然保持不变，而且明显 高于竞争对手。 （1）动力传动系统 由于 E72 采用混合动力驱动装 置，其动力传动系统在部分方面与 E71 存在明显区别。表 2 概括了宝马 X6 xDrive 50i 与 ActiveHybrid X6 传 动系统的主要区别。 （2）底盘和行驶动态管理系统 E72 与 E71 的行驶动态管理系 统存在一些不同之处。在此简要概 况了这些区别，如表 3 所示。 由于可供使用的安装空间较小， 因此在 E72 上无法安装动态驱动力 分配系统。电动机械式助力转向系统 （带有电子助力转向功能）首次应用于 宝马集团的 X 系车型。与液压助力 转向系统不同，该系统可以在纯电动 行驶期间内燃机静止的情况下实现转 向助力。这也是 E72 不提供主动转向 系统（液压转向系统）的原因所在。对 于选装配置动态驾驶系统而言情况相 似，这种液压系统也只能在内燃机运 转时工作。因此它并不适用于 E72。 为了识别出轮胎充气压力降低的情 况，美规和欧规 E72 均配备主动测量 系统“轮胎压力监控系统”。根据具体 国家规格使用不同无线电频率。 （待续） 表2 宝马 X6 xDrive 50i 与 ActiveHybrid X6 传动系统的主要区别 组件 X6 xDrive 50i ActiveHybrid X6 备注 发动机 N63B44O0 N63B44O0改进型 皮带传动机构，冷却系统，发动机管理 系统 变速器 自动变速器GA6HP26Z TU 混合动力主动变速器 全新研发的主动变速器，包含2个电动 机、4个固定的基本挡位和2个ECVT模式 后部传动轴 钢制，插在后桥主减速器上 钢制，插在后桥主减速器上 E72采用了E71的部件 前部传动轴 钢制，插在分动器上 钢制，插在分动器上 E72采用了E71的部件 后桥主减速器 HAG225 HAG215 E72无动态驱动力分配系统，i=3.64 分动器 ATC700 ATC700 继承部件，由于固定原因而对壳体进行 改进 前桥主减速器 VAG180A VAG180A E72传动比经过改进（i=3.64） 表3 底盘和行驶动态管理系统区别 系统 E71 xDrive 50i E72 ActiveHybrid X6 xDrive四轮驱动系统 标准配置 标准配置 动态驱动力分配系统 标准配置 不可用 转向系统 液压助力转向系统，选装配置主动转向系统 电动机械式助力转向系统，选装配置主动转向系统 不可用 动态驾驶系统 作为选装配置在“自适应驾驶系统”套件中提供 使用 不可用 垂直动态控制系统（电子减振器控制系统的后继开 发产品） 作为选装配置在“自适应驾驶系统”套件中提供 使用 不可用 带有车辆高度调节系统的空气悬挂 标准配置 标准配置 轮胎 轮胎失压显示(RPA) 轮胎压力监控制系统