能源革命| 新型增程動力測試平臺

摘要

1）介紹動力測試平臺的初步設(shè)定，并將近期使用這個平臺進行實體測試。

2）動力平臺的設(shè)計利用了近期學(xué)習(xí)到知識，相當于一次學(xué)習(xí)內(nèi)容的總結(jié)。

插混其實都可以看成是插電混動增程車型。市面上各種插混車型、不同的是油電供能比例的不同。根據(jù)油電比例的不同，電動化車輛可以有一個新的劃分方式。100％油供能稱為油氣電動化車輛。100％電供能稱為電池車。而短途純電長途增程則稱為增程車。

增程車還分兩種。

第一種是偏油氣車：以滿足城市通勤、短途出行（通常小于60～100公里）的大功率油氣發(fā)動機增程車。

第二種是偏電池車：當純電續(xù)航里程較長（如160～500公里）、根據(jù)每次出行的里程需求、當出行距離超過純電距離、選擇小功率發(fā)動機作為增程動力，增程發(fā)電在電池電量較充足的情況就與電池一起供能。

這兩種車沒有明顯的區(qū)分劃線，二者最大的差別在于增程發(fā)動機功率。還有一個差別在于節(jié)油效果。偏油氣車的節(jié)油效果要差于偏電池車。偏電池可以將石油消耗降低到當前5％的水平。

具體的做法如下：

假定百公里耗電15KWH，使用15KWe增程系統(tǒng)只是作為備用電源，以及電量低于50公里續(xù)航后的增程電源。如果充電樁普及，100公里范圍內(nèi)有快速充電樁可用，當純電續(xù)航低于50公里，開啟增程模式。行駛到充電樁位置，用10～15分鐘的快充，將續(xù)航里程由50公里，提升到160～300公里。也就是說，整段行程中，只有增程里程耗油，這個增程里程決定了耗油量。普通車主一年的里程中，超過160公里每天的出行需求應(yīng)該低于90％。剩下的10％出行需求，燃油提供的能量占比仍將低于50％。也就是說車主全年只有5％的里程需要有燃油提供。當車主每天出行超過160公里，適當增加電池組電量?？梢宰屵@個假設(shè)成立。100公里內(nèi)都沒有充電樁的情況下，使用增程系統(tǒng)發(fā)電30～60分鐘，可以得到7～15度電，給電池充電，電池續(xù)航里程由50公里增加到100～150公里。這個時候繼續(xù)開車前行，增程發(fā)動機一直運行，就能保證車輛行駛里程過程電量充足。直到油箱燃油耗盡。

基于上面的設(shè)想，我們設(shè)計了一個新型增程車平臺如下圖一：

圖1 新型增程車

該車配置如下 ：

車身尺寸（略），整備質(zhì)量2000KG。

動力總功率120KW，其中電機A百轉(zhuǎn)公司48V電機系統(tǒng) 50KW，電機B為跟肇慶永磁電機定制的發(fā)動電動機，驅(qū)動功率20KW，發(fā)電功率7～15KW，發(fā)電電壓48V～80V直流，最大電流200A。電機C為北汽集團的C33DB系統(tǒng)，功率為53KW。

表 1 電機A參數(shù)

表 2 電機C參數(shù)

以上動力平臺的電機及傳動系統(tǒng)、電機控制器可與廠家聯(lián)系都可以直接購買訂做?；蛘咴谝蜒b配車型上拆卸二手零部件。百轉(zhuǎn)公司48V電機系統(tǒng)已運行長達9年，大批量裝配。北汽的應(yīng)用就更加多了。現(xiàn)在的問題是發(fā)電電動機能否購買到合適產(chǎn)品。

電池電量是40度電。整車整備質(zhì)量2噸百公里耗電在15～18度。可以確保純電續(xù)航里程實際值大于200公里。

車載一個15KW的交流充電樁，作為發(fā)電電動機的可逆充電裝置。另外還有一個120KW直流快充接口。在大部分情況下，慢充不需要建充電樁，只要有插座插頭即可。不需要建充電樁的，能夠保證每個車位都有電源，停車即充確保出發(fā)前都是滿電狀態(tài)。

在純電續(xù)航里程下，滿電40度出門，電池電量低于12度充電。純電續(xù)航在150～180公里之間。如能找到快速充電裝?？斐涞?6度。用時在12～15分鐘?；謴?fù)純電里程150公里以上，通常150公里需要耗時至少2個小時。也就是2小時休息15分鐘。絕大多數(shù)車主能夠接受。

當然，也可以一開始啟動車載增程系統(tǒng)，假設(shè)增程系統(tǒng)有35升汽油，可以發(fā)電約90度。所以這新型增程車平臺的續(xù)航里程是130度的里程。約720～860公里。

該測試平臺通過總線控制。相關(guān)資料缺乏，我還在學(xué)習(xí)過程中。當我認為我足夠了解這個平臺，我就會購買二手車輛拆取零部件或者跟廠家定做。

本人認為車輛動力控制策略、發(fā)電電動機、高效增程系統(tǒng)是目前我們改造設(shè)計一輛LY混動車的關(guān)鍵技術(shù)。

車輛輕量化、三電技術(shù)這些內(nèi)容不需要過多關(guān)注，其他工作原理，基礎(chǔ)知識也可以放棄學(xué)習(xí)。今后將集中時間精力優(yōu)化三個關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)于平臺的成本：

如果所有零部件都是從快報廢的車輛上拆取，只要能夠聯(lián)系到足夠多的人。并獲得他們的幫助。購買車輛平臺零部件的費用在我能承受的范圍之內(nèi)。全部全新訂做則會超出我的能力范圍。

量產(chǎn)車型成本無法估計，也不會有以這樣一個平臺來作為原型的量產(chǎn)車型。但可以很負責任地說這樣的車輛肯定很低。通常與市面上A級車型250公里巡航的純電動車相當。因48V電機只作為一個加速驅(qū)動電機，其價格低廉。這個車輛量產(chǎn)在10萬元是可行的。并且沒有里程焦慮充電難題。還是一個四驅(qū)車型。

關(guān)于這個平臺的意義：

作者從事生物發(fā)電設(shè)計工作。這個平臺的增程系統(tǒng)原本是設(shè)計用來降低生物質(zhì)沼氣發(fā)電的。如果這樣的車型能夠普及，那么有可能這個平臺發(fā)電度電成本比電網(wǎng)用戶側(cè)電價還便宜。而低于用戶側(cè)電價的可發(fā)電量總量超過水電，也就是超過2018年發(fā)電總量16％。

此外、這個平臺的能夠?qū)崿F(xiàn)低于燃油車的生命周期購車用車成本。加速、提前實行電動車的普及。如果能夠?qū)⒂秃慕档偷疆斍八降?0％以內(nèi)。那么環(huán)保問題將得到很大的緩解。中國的能源安全問題也能在10年內(nèi)獲得保障。

后記：在很多人眼里，這樣的設(shè)計簡單而沒有新意。但這是作者花費了近三年的時間學(xué)習(xí)實踐得到的，在一千零八個日夜里，點滴的積累，匯聚起來的能量仍有限，在此樂于分享，也懇請指導(dǎo)。