淺談新能源小車在主機(jī)廠的應(yīng)用

（上汽通用五菱汽車股份有限公司 545000)

我國發(fā)展新能源汽車，是應(yīng)對節(jié)能減排重大挑戰(zhàn)的需求，同時也是汽車產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展和提升國際競爭力的需要。歐美國家及日本，都把發(fā)展新能源汽車作為戰(zhàn)略制高點(diǎn)來考慮，國家投入力量加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。我國傳統(tǒng)汽車領(lǐng)域和國外相比還比較落后，但在新能源汽車方面，我們和發(fā)達(dá)國家站在同一起跑線上，說法較多的是我們可以實(shí)現(xiàn)“彎道超車”，我們有機(jī)會在新能源領(lǐng)域與西方發(fā)達(dá)國家在同一個層面上發(fā)展創(chuàng)新。

目前我國汽車工業(yè)以純電驅(qū)動作為技術(shù)轉(zhuǎn)型的主要戰(zhàn)略方向，重點(diǎn)突破電池、電機(jī)和電控技術(shù)，推進(jìn)純電動、燃料電池、插電式混合動力、油電混合動力等汽車產(chǎn)業(yè)化，實(shí)現(xiàn)汽車工業(yè)的跨越式發(fā)展。近期我國以混合動力汽車為重點(diǎn)，大力推廣普及節(jié)能汽車，逐步提高我國汽車燃油經(jīng)濟(jì)性水平。

作為全國汽車銷售冠軍，上汽通用五菱汽車股份有限公司也開啟了我們自己的新能源汽車之路，最先推出的是適合城市內(nèi)便利出行的E100兩座電動汽車，外觀小巧精致，內(nèi)部空間適中，乘坐舒適，停車方便，作為家庭的“第二輛車”受到了廣大消費(fèi)者的青睞。新能源車推出解決大眾出行的節(jié)能減排問題的同時，根據(jù)公司自己內(nèi)部情況，在主機(jī)廠擴(kuò)展了E100新能源電動汽車的應(yīng)用，目前已經(jīng)啟動了3個方面的應(yīng)用：物流轉(zhuǎn)運(yùn)小車、無人駕駛場內(nèi)擺渡以及回收電池在AGC小車上的應(yīng)用[2]。

1 物流轉(zhuǎn)運(yùn)小車

根據(jù)E100小車尺寸小，使用靈活的特點(diǎn)，將E100小車經(jīng)過改造后用于車間現(xiàn)場物流轉(zhuǎn)運(yùn)，替代現(xiàn)有的電瓶拖車，減少電瓶拖車投入和維修成本的同時提高了拖車電池的使用效率。經(jīng)濟(jì)效益見表1所示。

表1 E100拖車的經(jīng)濟(jì)效益Table 1 E100 trailer economic bene fi ts

1.1 車輛硬件改造

根據(jù)轉(zhuǎn)運(yùn)物料的重量，經(jīng)評估后重新設(shè)計(jì)了E100拖車的底盤加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)小車底盤的受拉扯力。根據(jù)小車的底盤結(jié)構(gòu)，首先在底盤中部的受力中心處增加了受力點(diǎn)，采用螺栓鉚接；然后根據(jù)小車的底盤尺寸量身設(shè)計(jì)制作拖車支架，螺栓鉚接到小車底部左右豎梁上，3個點(diǎn)形成三角受力結(jié)構(gòu)，大大提升了小車底盤的抗拉扯能力。

1.2 速度優(yōu)化

根據(jù)主機(jī)廠的場內(nèi)行駛速度限制以及物料配送車輛的速度管理規(guī)定，改造后的E100拖車進(jìn)行降速優(yōu)化，通過速度刷新軟件將E100拖車的最高速度刷新到25 km/h，以確保拖車的行駛安全，避免員工駕駛超速。

2 無人駕駛場內(nèi)擺渡

在主機(jī)廠內(nèi)，根據(jù)道路規(guī)劃路線，選擇了一條場內(nèi)人員的進(jìn)出路線，將E100新能源車改造成無人駕駛擺渡車輛，按照規(guī)定的線路進(jìn)行巡航擺渡，在規(guī)定地點(diǎn)等候，周期性循環(huán)運(yùn)行，滿足人員的接送需求。

圖1 E100無人駕駛擺渡車

2.1 車輛改造

對E100新能源車進(jìn)行改裝，增加單線激光雷達(dá)、超聲波雷達(dá)、DGPS、行駛攝像頭，以及車體的線控改造，驅(qū)動轉(zhuǎn)向改造等，改造后的E100車輛如圖1所示。

2.2 路網(wǎng)搭建

對選定的擺渡路線進(jìn)行規(guī)劃，對路網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行搭建，具體步驟如如圖2所示。

圖2 擺渡路線規(guī)劃流程

圖3 擺渡路線圖

經(jīng)過現(xiàn)場實(shí)景數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)模擬分析，根據(jù)分析結(jié)果對路線上特殊區(qū)域或路段安裝信號增加附件，最后進(jìn)行擺渡地圖繪制和路網(wǎng)搭建。完成路網(wǎng)搭建后開發(fā)車輛控制程序，進(jìn)行現(xiàn)場運(yùn)行調(diào)試，最終完成車輛固定路線的無人駕駛擺渡。如圖3所示。

3 回收電池在AGC小車上的應(yīng)用

新能源車主要使用的主要是鋰電池，鋰電池具有高存儲能量密度、高電壓、高低溫適應(yīng)性強(qiáng)、使用壽命長以及綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。新能源電動車的出現(xiàn)和普及使用，隨即產(chǎn)生周期性的鋰電池回收，回收的鋰電池可以進(jìn)行二次利用，使用到其他電動設(shè)備上，在主機(jī)廠利用最多的就是現(xiàn)場AGC物流小車，AGC小車本身使用的電池從性能和電能使用效率方面來說，都遠(yuǎn)差于新能源車的鋰電池。為了實(shí)現(xiàn)電池資源的二次利用，建立綠色能源工廠?，F(xiàn)對E100新能源小車的回收電池進(jìn)行改裝，以適用于現(xiàn)場的AGC小車。

現(xiàn)有的AGC物流小車使用的電池為8串磷酸鐵鋰電池，采用的保護(hù)板是8串80 A的磷酸鐵鋰電池保護(hù)板。而E100新能源小車使用的是卡耐的三元鋰電池。電池箱的外觀尺寸、電池容量及其他一些保護(hù)參數(shù)都不太一樣，故對電池要重新組裝設(shè)計(jì)，保護(hù)板也需要修改保護(hù)參數(shù)[3]。

圖4 電池存放箱體結(jié)構(gòu)

3.1 電池組的改造

對現(xiàn)有AGC小車的電池存放空間進(jìn)行實(shí)際測量，并調(diào)整優(yōu)化AGC小車內(nèi)部元器件的布局后得出可存放電池箱的最大尺寸為400*270*210 mm，如圖4所示。

圖5 電池模組組裝圖

AGC小車電池存放箱體結(jié)構(gòu)確定后，對卡耐的電池模組進(jìn)行設(shè)計(jì)，要求尺寸在AGC電池存放箱體最大允許范圍內(nèi)，根據(jù)卡耐電池參數(shù)和AGC小車電池的使用需求，最終采用卡耐5并7串結(jié)構(gòu)（圖5）。

表2 電池參數(shù)對比Table 1 Battery parameters comparison

3.2 電池保護(hù)板修改

現(xiàn)有AGC小車使用的電池是8串，而卡耐的組裝是7串，以及一些參數(shù)的差異，保護(hù)板不能通用，需要對保護(hù)板參數(shù)進(jìn)行修改優(yōu)化。參數(shù)如表2所示。

按照卡耐電池組的參數(shù)將原有保護(hù)板更改為7串三元鋰電池保護(hù)板。

經(jīng)過改裝拼接后的7串卡耐三元鋰電池用在AGC小車上，使用情況很好，電量是原來電池的3倍，充電后電池的使用時間更長久，電池的使用壽命也會更好[4]如圖6所示。

4 結(jié)束語

新能源汽車在快速發(fā)展，市場占有率也越來越高，伴隨著新能源電動汽車的普及，能源綠色化的步伐又向前邁進(jìn)了一步。各大汽車生產(chǎn)制造廠家都在陸續(xù)推出自己的新能源汽車，面向市場，走向世界。但除了外銷以外，新能源汽車以及新能源汽車的一些能源使用鏈產(chǎn)品都可以在汽車主機(jī)廠內(nèi)加以推廣，從身邊做起，最大化地實(shí)現(xiàn)節(jié)能、綠色環(huán)保、高效地使用新能源產(chǎn)品。讓工廠一改“高污染、高排放、高能耗”的不好形象，對社會做出貢獻(xiàn)的同時也為大家賴以生存的大自然做出努力。

圖6 7串保護(hù)板電路圖

【參考文獻(xiàn)】

[1]陳國定,等.機(jī)械設(shè)計(jì)(第九版),北京：高等教育出版社.2013.

[2]王銀濤,等.一種新的AUV路徑跟蹤控制方法[J].西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2009,27(4)：517-521.

[3]喻凡,等.汽車系統(tǒng)動力學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2005.

[4]詹弗蘭科.皮斯托亞.鋰電子電池技術(shù)--研究進(jìn)展與應(yīng)用.化學(xué)工業(yè)出版社,017.