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能源革命| 新型增程动力测试平台

2019-07-12 09:05
LY说新能源
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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。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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