主讲人：美国拖雷多大学教授    张洪延

         张洪延：大家好，因为我是做具体工作的，所以我谈问题的观点也是比较具体。在这里跟大家分享一下我在增程式电动汽车设计里面的一点体会。

         纯电车有很多优点，大家已经看到了，排放、效率，但是由于它的电池的能量密度很低，所以这个问题也还挺大，因为续航里程短，还有其他舒适性各方面相比传统车辆都有很多缺陷，在纯电车的电池密度有革命性的改变之前，我觉得还是不可能完全取代传统汽车的，从传统汽车到纯电车，中间得有一个过渡产品，这个过渡产品，增程式电车就是一个很好的方案，它就是说携带一部分汽油，在电不够的时候，来给它做一些补充。但是这里带来一个问题，这里有一个问题，如果这么做的话，你把汽油，化学能变成机械能，再把机械能变成电能，这个损耗是相当多的，如果你把增程式电车按照汽油车那么开，每时每刻都要发电的话，它的效率比传统车还要低很多。所以更合理的方案就是混合动力车，但是这里面我主要是讲一下增程式电车的设计所需要考虑的几个问题。

        我做了一个模拟系统，这个系统选了一个参考系，驾驶工况按国标，重复9次，车辆系数也列在这里，一会儿我把这些车辆系数做一些变化，看他们对于驾驶的成本。对动力系统这一块，参考系统是这样的，主要一个限制就是动力电池设了一个下限，20%的电量是不能超过的，在这个之前，增程气一定要打开。所有国标要求的这些车辆的参数都是和车重和驱动电机的功率是有关系的，基本上都是车越重，驱动电机的功率越大，我选的是1400公斤的，30千瓦的电机，应该满足大部分的要求，有一部分不满足，在取峰值功率的时候也是可以做到，所以不成问题。在控制这方面，大家听到一些报道，是随动式控制，发动机/发电机输出功率随动力需求变化，还有一种做法是优化电池使用寿命，电池寿命跟使用方法的关系，最主要的是节省使用成本，后来我考虑了一个，所谓的最低使用成本，让驾驶员在下次充电之前，把这个电池的电量用得越光越好，这样的使用成本就会最低。

        在使用之前，驾驶员可以有选择，行驶的里程还有工况，城市、高速，这两个混合的都作为参数输入，输入以后，控制器来计算需要多少电量，再计算可电量是多少，把需求这一部分要发的电给分成一些区间，在行驶里程和功率都达到的情况下来进行发电，这样就有效地避免长时间发电，最后车停下来以后，还有很多电能在那里，这样费用相对低一些。

       这是一个典型的工况，下面是99.2公里的速度曲线，这个绿色是电池的SOC，可以看到最终走到下面的时候，基本上接近20%的浮差了，红的是用增程器来发的电，蓝的是制动能回收这部分。

        对于控制参数这一块，最小的发电时间这一部分，从零秒到600秒，增程器打开以后，保持它要它至少在这么长时间发电，避免频繁启动。蓝的那条线起伏比较大，按理讲它是一个平滑的曲线，但是在这里，它这个选择和其他的控制参数是有互相交互关系的，所以有这么一些比较大的起伏。下面一个是要行驶的距离的关系，在70多公里以前，是不需要增程器启动的，以后就要启动，就可以看到它的价格也在增加。

        另外一个准则就说是，当增程器启动，功率需求达到一定程度启动，这样做的好处，可以发出电直接可以用来驱动，而不是说进行充电，避免效率损失，可以看到对输出的影响并不是很大，当输出功率增加的时候，它的成本、价格也在稍微地增加一些。

        对于这个系统的参数方面，比如说车重，也是车越重，需要打开增程器的时间越长，它的价格也会越高，这个曲线也不是平滑的，它是跟其他的参数一个交互作用。对于增程器的功率来讲，对这几方面的影响不是很大，可以看到，当功率比较小的时候，和比较大的时候，燃油的量小一点，它的价格也稍微低一点。所以20这一块不是很经济，但是如果太大的话，整个车的成本就会增加，如果太小了，又达不到要求。

        还有一个制动能回收的效率这一块，如果没有制动能回收，最左边成本要求很高，增加回收效率，可以把成本降低，但是降的不是非常多，这一部分做起来，实现起来比较困难。

       最后一个是空气阻力系统这一块，可以看到，价格和汽油的，增程器的使用这一块都在增加，在中间这一块比较稳定，增加得并不是太多，刚开始和最后增加比较多，这也是跟工况比较多，如果高速情况，可能就把空气阻力系数就会更明显一些。

        最后我比较三种工况，一种是城市的工况，另外是城市、高速混合的情况，还有一个是完全高速的，从电池的使用这方面，绿色的线可以看到，差别并不是很大，对增程器的使用这一块，城市工况这一块是最低的，高速和混合状况两个差不多太多，对于制动能回收这一块，城市这一块是回收的效率是最大的，高速也是最低的，这也是大家可以预料到的。

        我觉得对于增程式电车的设计，不光要考虑硬件的选择，更重要的是它的控制这方面，只有这两方面都结合起来做好了，才能真正达到节能减排的目的。谢谢！