關(guān)于増程掛車的工程應(yīng)用研究

倪紹勇 沙文瀚 劉琳 章友京

摘 要：本文研究了一種純電動(dòng)汽車加増程掛車的工程應(yīng)用。將増程式電動(dòng)汽車中的增程器和電動(dòng)汽車分離，以增車掛車的形式掛在純電動(dòng)汽車尾部，在日常駕駛中采用純電動(dòng)行駛，在長途行駛前安裝上増程掛車，以増程式電動(dòng)汽車的形式保證長途形式的需要。本文提出了一種増程掛車的工程應(yīng)用方案，并介紹了增車掛車應(yīng)用系統(tǒng)中的各個(gè)模塊所需的適應(yīng)性變更。

關(guān)鍵詞：純電動(dòng)汽車；增程器；増程掛車；程式電動(dòng)汽車；工程應(yīng)用

1 増程掛車的介紹

眾所周知，純電動(dòng)汽車受動(dòng)力電池比能量較小、價(jià)格高、充電時(shí)間長等因素的影響，續(xù)駛里程不能滿足遠(yuǎn)距離出行的需要，但經(jīng)過近幾年發(fā)展，足以滿足市區(qū)內(nèi)日常出行的需求。 在純電動(dòng)汽車上加裝一套由 “內(nèi)燃機(jī)+發(fā)電機(jī) ”組成的車載發(fā)電機(jī)組，即增程式電動(dòng)汽車，雖解決了純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程短的 “里程焦慮”，但對(duì)大部分客戶而言，純電行駛足以滿足大部分日常出行需要，利用增程器發(fā)電延長續(xù)航里程的情況較少，性價(jià)比相對(duì)較低。

本論文研究的一種増程掛車，將增程器以掛車的形式獨(dú)立于純電動(dòng)汽車，在高速路口、城市間重要交通樞紐設(shè)置増程掛車租賃點(diǎn)。日常市區(qū)行駛時(shí)，純電動(dòng)汽車采用純電動(dòng)方式行駛；在需要長途行駛時(shí)，在増程掛車租賃點(diǎn)租賃増程掛車，將搭載整車器的増程掛車車身與純電動(dòng)車身連接并固定，將純電動(dòng)車身和増程掛車車身組裝成臨時(shí)的增程式電動(dòng)汽車，滿足長途行駛的需要；結(jié)束長途行駛時(shí)，斷開整車掛車與純電動(dòng)車身的連接，恢復(fù)日常的純電動(dòng)汽車狀態(tài)。

2.増程掛車的結(jié)構(gòu)說明

掛載増程掛車的電動(dòng)汽車主要由純電動(dòng)汽車、増程掛車、高壓插件、低壓插件及機(jī)械連接固定裝置組成。

作為可掛載増程掛車的純電動(dòng)汽車，純電動(dòng)車身本身需包含了純電動(dòng)汽車的所有裝置，包括與増程掛車相關(guān)的包括車輛控制器VCU、動(dòng)力電池及其控制器BMS、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制器MCU、高壓配電盒PDU；為増程掛車應(yīng)用的需要，需新增固定連接裝置、高壓插件（母頭）和低壓插件（母頭）及其高低壓線束。

増程掛車包括車身輔助控制器（ACM）、底盤、車身、車燈、車輪、高低壓插件（甩線）、油箱、懸置裝置及增程器，増程器由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器（ECU）以及發(fā)電機(jī)控制器（GCU）組成；高低壓插件的公頭配合線束，可與固定在純電動(dòng)車身上的母頭連接，實(shí)現(xiàn)能量流動(dòng)和信號(hào)傳輸；輔助控制器輔助増程掛車實(shí)現(xiàn)各種燈光的控制以及信號(hào)的轉(zhuǎn)發(fā)。

3.増程掛車工程應(yīng)用的技術(shù)說明

對(duì)于增車掛車的應(yīng)用，増程掛車的設(shè)計(jì)需滿足以下要求：（1）提高純電動(dòng)汽車的制動(dòng)能力；（2）増程掛車與純電動(dòng)車身的連接需保證絕對(duì)可靠，且必須為機(jī)械剛性連接、保證強(qiáng)度；（3）増程掛車的安裝和拆卸需簡單便捷；（4）増程掛車的寬度不大于純電動(dòng)車身；（5）増程掛車的長度盡可能短；（6）純電動(dòng)車身與増程掛車連接后的間距盡可能??；（7）増程掛車可便捷地利用相應(yīng)運(yùn)輸設(shè)備進(jìn)行運(yùn)輸；

對(duì)于可掛載増程掛車的純電動(dòng)汽車，車輛在硬件上需預(yù)留與增車掛車的連接空間和固定裝置，保證增車掛車的連接穩(wěn)固和安全，新增能量傳輸所需高壓插件和高壓線束，新增信號(hào)傳輸所需的低壓插件和低壓線束；在控制系統(tǒng)的軟件上需進(jìn)行適應(yīng)性更改，保證加上増程掛車后，增車掛車可給純電動(dòng)汽車的電池充電，滿足車輛長途行駛。具體為：（1）加大相應(yīng)制動(dòng)行程下的液壓制動(dòng)力；（2）車身后端新增固定位置的高壓插件和低壓插件接口（均為母頭）；（3）車身后端新增與增程掛車機(jī)械固定的結(jié)構(gòu)；（4）純電動(dòng)車中的從高壓配電盒新增高壓線束到高壓插件；（5）純電動(dòng)車中新增30電、15電、地線和CAN線到低壓插件；（6）新增對(duì)高壓插件的環(huán)路互鎖及增程掛車電器模塊的網(wǎng)絡(luò)通訊診斷；（7）新增増程駕駛模式以及增程器的控制系統(tǒng)；（8）提高純電動(dòng)車低壓供電模塊的功率。

對(duì)于増程掛車，增程掛車端包括車身輔助控制器（ACM）、底盤、車身、車燈、車輪、高低壓插件（甩線）、油箱、懸置裝置及增程器，增程器包括發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、ECU、GCU及內(nèi)部控制需要的線束和傳感器。需保證以下要求：（1）增程掛車的車身和純電車身應(yīng)當(dāng)可穩(wěn)定、便捷地連接固定，便于拆卸；（2）新增甩線的高壓線束（公頭）和低壓插件（公頭），長度合適且保證防水和絕緣等級(jí)；（3）增程掛車的增程器新增ECU、GCU、ACM需要的30電線束、15電線束、地線和CAN線到低壓插件（公頭）；（4）增程掛車新增車身輔助控制器，接收純電車端車身控制器發(fā)送的燈光信號(hào)，以點(diǎn)亮増程掛車上的燈光。（5）純電動(dòng)車身端的整車控制器通過低壓插件控制增程器進(jìn)行發(fā)電工作；（6）所有控制器的電源和弱電信號(hào)均通過低壓插件來源于純電動(dòng)車，増程掛車本身不附帶任何電源或能量存儲(chǔ)裝置。

4.結(jié)論

在増程掛車工程應(yīng)用方面的研究，主要可分為以下幾個(gè)方面：

（1）在結(jié)構(gòu)和框架方面

a）將増程器系統(tǒng)附加車身、底盤、燈光等模塊，以掛車的形式掛在純電動(dòng)汽車尾部；

b）純電動(dòng)車車身和増程掛車通過機(jī)械剛性連接保證行駛的安全性，并在連接空間、連接強(qiáng)度、掛車尺寸、安裝、拆卸和運(yùn)輸方面做出特定要求；

c）對(duì)純電動(dòng)車的外部結(jié)構(gòu)和軟硬件做適應(yīng)性變更，以滿足純電動(dòng)模式駕駛和増程模式駕駛。

（2）在工程應(yīng)用的技術(shù)方面

a）純電動(dòng)車身與増程掛車通過機(jī)械的剛性連接后，采用高壓插件的形式傳輸動(dòng)力電能，采用低壓插件的形式進(jìn)行信號(hào)整理、分配和傳輸，并規(guī)定了高、低壓插件的類型和接線方式。

b）對(duì)與増程掛車端，對(duì)増程掛車上的控制模塊做出合理化建議，增程器的工作通過純電動(dòng)車端的整車控制器完成，燈光的控制通過増程掛車本身附加的輔助控制器完成，并規(guī)定了控制器的工作電源、信號(hào)來源、通訊方式和線束。

c）對(duì)于純電動(dòng)車端，在車輛和掛車機(jī)械連接的外部結(jié)構(gòu)上、控制器的軟硬件、高低壓線束、液壓制動(dòng)方面做適應(yīng)性變更，以滿足純電動(dòng)模式駕駛和増程模式駕駛。

作者簡介：

倪紹勇，性別：男，身份證號(hào)為420300197204062550，奇瑞新能源汽車技術(shù)有限公司，副總經(jīng)理兼研究院院長，職稱：汽車高級(jí)工程師。