能源革命| 新型增程动力测试平台

摘要

1）介绍动力测试平台的初步设定，并将近期使用这个平台进行实体测试。

2）动力平台的设计利用了近期学习到知识，相当于一次学习内容的总结。

插混其实都可以看成是插电混动增程车型。市面上各种插混车型、不同的是油电供能比例的不同。根据油电比例的不同，电动化车辆可以有一个新的划分方式。100％油供能称为油气电动化车辆。100％电供能称为电池车。而短途纯电长途增程则称为增程车。

增程车还分两种。

第一种是偏油气车：以满足城市通勤、短途出行（通常小于60～100公里）的大功率油气发动机增程车。

第二种是偏电池车：当纯电续航里程较长（如160～500公里）、根据每次出行的里程需求、当出行距离超过纯电距离、选择小功率发动机作为增程动力，增程发电在电池电量较充足的情况就与电池一起供能。

这两种车没有明显的区分划线，二者最大的差别在于增程发动机功率。还有一个差别在于节油效果。偏油气车的节油效果要差于偏电池车。偏电池可以将石油消耗降低到当前5％的水平。

具体的做法如下：

假定百公里耗电15KWH，使用15KWe增程系统只是作为备用电源，以及电量低于50公里续航后的增程电源。如果充电桩普及，100公里范围内有快速充电桩可用，当纯电续航低于50公里，开启增程模式。行驶到充电桩位置，用10～15分钟的快充，将续航里程由50公里，提升到160～300公里。也就是说，整段行程中，只有增程里程耗油，这个增程里程决定了耗油量。普通车主一年的里程中，超过160公里每天的出行需求应该低于90％。剩下的10％出行需求，燃油提供的能量占比仍将低于50％。也就是说车主全年只有5％的里程需要有燃油提供。当车主每天出行超过160公里，适当增加电池组电量。可以让这个假设成立。100公里内都没有充电桩的情况下，使用增程系统发电30～60分钟，可以得到7～15度电，给电池充电，电池续航里程由50公里增加到100～150公里。这个时候继续开车前行，增程发动机一直运行，就能保证车辆行驶里程过程电量充足。直到油箱燃油耗尽。

基于上面的设想，我们设计了一个新型增程车平台如下图一：

图1 新型增程车

该车配置如下 ：

车身尺寸（略），整备质量2000KG。

动力总功率120KW，其中电机A百转公司48V电机系统 50KW，电机B为跟肇庆永磁电机定制的发动电动机，驱动功率20KW，发电功率7～15KW，发电电压48V～80V直流，最大电流200A。电机C为北汽集团的C33DB系统，功率为53KW。

表 1 电机A参数

表 2 电机C参数

以上动力平台的电机及传动系统、电机控制器可与厂家联系都可以直接购买订做。或者在已装配车型上拆卸二手零部件。百转公司48V电机系统已运行长达9年，大批量装配。北汽的应用就更加多了。现在的问题是发电电动机能否购买到合适产品。

电池电量是40度电。整车整备质量2吨百公里耗电在15～18度。可以确保纯电续航里程实际值大于200公里。

车载一个15KW的交流充电桩，作为发电电动机的可逆充电装置。另外还有一个120KW直流快充接口。在大部分情况下，慢充不需要建充电桩，只要有插座插头即可。不需要建充电桩的，能够保证每个车位都有电源，停车即充确保出发前都是满电状态。

在纯电续航里程下，满电40度出门，电池电量低于12度充电。纯电续航在150～180公里之间。如能找到快速充电装。快充到36度。用时在12～15分钟。恢复纯电里程150公里以上，通常150公里需要耗时至少2个小时。也就是2小时休息15分钟。绝大多数车主能够接受。

当然，也可以一开始启动车载增程系统，假设增程系统有35升汽油，可以发电约90度。所以这新型增程车平台的续航里程是130度的里程。约720～860公里。

该测试平台通过总线控制。相关资料缺乏，我还在学习过程中。当我认为我足够了解这个平台，我就会购买二手车辆拆取零部件或者跟厂家定做。

本人认为车辆动力控制策略、发电电动机、高效增程系统是目前我们改造设计一辆LY混动车的关键技术。

车辆轻量化、三电技术这些内容不需要过多关注，其他工作原理，基础知识也可以放弃学习。今后将集中时间精力优化三个关键技术。

关于平台的成本：

如果所有零部件都是从快报废的车辆上拆取，只要能够联系到足够多的人。并获得他们的帮助。购买车辆平台零部件的费用在我能承受的范围之内。全部全新订做则会超出我的能力范围。

量产车型成本无法估计，也不会有以这样一个平台来作为原型的量产车型。但可以很负责任地说这样的车辆肯定很低。通常与市面上A级车型250公里巡航的纯电动车相当。因48V电机只作为一个加速驱动电机，其价格低廉。这个车辆量产在10万元是可行的。并且没有里程焦虑充电难题。还是一个四驱车型。

关于这个平台的意义：

作者从事生物发电设计工作。这个平台的增程系统原本是设计用来降低生物质沼气发电的。如果这样的车型能够普及，那么有可能这个平台发电度电成本比电网用户侧电价还便宜。而低于用户侧电价的可发电量总量超过水电，也就是超过2018年发电总量16％。

此外、这个平台的能够实现低于燃油车的生命周期购车用车成本。加速、提前实行电动车的普及。如果能够将油耗降低到当前水平的10％以内。那么环保问题将得到很大的缓解。中国的能源安全问题也能在10年内获得保障。

后记：在很多人眼里，这样的设计简单而没有新意。但这是作者花费了近三年的时间学习实践得到的，在一千零八个日夜里，点滴的积累，汇聚起来的能量仍有限，在此乐于分享，也恳请指导。