姚学松 （奇瑞新能源轿车股份有限公司，安徽 芜湖 241002）
摘 要：经过对某款增程式电动轿车动力体系的能耗进行剖析，发现其增程器发电体系存在发起机与发电机高 效作业点转速不匹配问题，发起机高功率区散布在低转速区域，发电机高功率区散布在高转速区域，导致发电 机的高功率区域不能充沛的使用。为了处理此问题，本文提出了一种优化计划，经过在发起机和发电机之间增 加变速体系，对发起机转速进行扩大。剖析成果显现，添加变速体系后发电机的高功率区域得到充沛的使用， 有用的提高了增程器发电体系的功率，进一步下降了增程式电动轿车的能耗水平，提高了整车的续驶路程。
关键词：增程式电动轿车；能耗；发电机；变速体系
0 导言
伴随着日趋严重的环境问题及不行再生资源的枯 竭，电动轿车因为其所具有的零排放、低能耗、低噪音 等特色成为最有潜力的新能源轿车。但现阶段纯电动汽 车面对续驶路程短、电池本钱高、充电时间长等痛点， 还无法彻底满意用户的需求[1]。而增程式电动轿车作为 过渡车型，能够在燃油轿车燃料耗费和纯电动轿车续驶 路程短的问题上做到较好的平衡，一起能够减小电池电 量处理纯电动轿车电池本钱高、充电时间长的问题。增 程式电动轿车不同于燃油轿车，其发起机可依据整车需 求一直作业在最高功率点[2]，使发起机的燃油经济性达 到最高。而驱动部分与纯电动轿车的电驱动体系相同， 保持着电驱动体系的高效特性。作为增程式电动轿车动 力体系的另一个重要组成部分，发电体系的能效转化率 对整车的全体能耗水平就显得尤为重要。 本文依据某款增程式电动轿车，结合发起机、发电 机的作业特性，对其发电体系进行能耗剖析，发现发起 机高效作业点的转速与发电机高效作业点的转速存在不匹配问题，经过在发起机和发电机之间添加变速体系， 规划适宜的速比，使发起机和发电机均作业在高效区 域，处理转速点不匹配问题，可有用提高发电体系的运 行功率，然后进一步下降整车的能耗水平，提高续驶里 程，具有较高的使用价值。
1 增程式动力体系结构及作业原理
增程式电动轿车的动力体系首要由增程器体系、动 力电池、驱动体系等组成[3]，其结构框图如图1所示。 增程器体系首要包含发起机、发电机、GCU（发电机控 制器总成，Generator Controller Unit，简称GCU），增 程器发起时，由动力电池给GCU供电，驱动发电机来 发起发起机，发起机发起后增程器转入发电形式，给驱 动体系供电或许对动力电池进行充电。驱动体系首要包 括减速器、驱动电机、MCU（电机操控器总成，Motor Controller Unit，简称MCU），驱动体系接纳增程器或 者动力电池的能量来驱动车辆行进或许撤退，一起在车 辆制动时发电并充入到动力电池中。
增程式电动轿车一般分为纯电形式和增程形式 两种驾驭形式[4]，动力电池SOC（荷电状况，State of Charge，简称SOC），值较高时选用纯电形式，相当于 纯电动轿车。当SOC值低于设定的下限值时，增程器启 动，发电机将发起机发生的能量转化为电能供应给驱动 电机，并将剩余的电能储存在电池中，给动力电池充 电。别的当整车急加快等工况需求较大的功率，而动力 电池或增程器独自作业均无法满意需求时，由动力电池 和增程器共同为驱动电机供电，以满意整车性能需求。
2 增程发电体系能耗剖析
2.1 发起机能耗剖析
本文依据某款增程式电动轿车进行剖析，其增程器搭 载的是一款四缸1.5 L天然吸气发起机，增程器规划峰值功 率50 kW，最大扭矩130 N·m，最高转速4500 r·min-1。 在增程形式下，为了确保发起机一直作业在最高功率 点，依据发起机的万有特性曲线及整车的功率需求，确 定发起机的作业点如图2所示，五个作业点别离对应10 kW、20 kW、30 kW、40 kW、50 kW五个输出功率，对 应的发起机转速、转矩、燃油耗费率见表1，均匀燃油 耗费率为252 g/kW·h，处于发起机的高效区。
2.2 发电机能耗剖析
依据整车性能需求，其需求确保增程器在40 kW工 况下继续作业，发电机匹配一款额定功率为40 kW的永 磁同步电机，发电机的性能参数见表2。依据增程器发 动机的作业点及发电机的功率MAP图，匹配的发电机 作业点如图3所示，发电机五个作业点的功率见表3，其 均匀功率为87.4%。因发起机的高效区首要会集在中低 转速2000 r·min-1~4000 r·min-1之间，而发电机的高 效区首要会集在高转速4000 r·min-1~9000 r·min-1区 域，导致发电机与发起机的作业点不匹配，发电机的高 效区无法使用，增程器的体系功率偏低。
2.3 发电体系能耗优化剖析
针对增程器发起机与发电机高效作业点不匹配问 题，在发起机和发电机之间添加变速体系，依据发起 机和发电机各自的高功率区对应的转速区间，规划合 适的速比，使发起机和发电机均作业在高效区域。本 文对原增程器体系发起机和发电机之间添加一个速比 为2的变速箱，对发起机转速进行扩大，将发电机工 作的转速区间由2000 r·min-1~4000 r·min-1扩大到 3000 r·min-1~8000 r·min-1。优化后的发电机作业点 散布图见图4，发电机作业点功率见表4，其均匀功率为 90.8%。
3 定论
本文对某款增程式电动轿车发电体系的能耗剖析发 现，发起机高功率区转速低，发电机高功率区转速高， 两者存在不匹配问题，经过在发起机和发电机之间添加 速比为2的变速体系，扩大发起机转速，使发电机作业 在高功率区，优化前后发电机各个作业点的功率对比方 图5所示，添加变速体系后，发电机五个作业点的功率 均有较大提高，特别是在低功率区间功率提高显着，单 作业点最大功率提高4.8%，均匀功率提高3.4%。
经过对增程式电动轿车发起机和发电机之间添加变 速体系，处理了发起机和发电机高效作业点转速不匹配 问题，有用的提高了发电机体系功率，然后进一步下降 了增程式电动轿车的能耗水平，提高续驶路程，具有较 高的使用价值。
参考文献：
[1] 刘青,贝绍轶,汪伟,等. 增程式电动轿车动力体系参数匹配仿真 与剖析[J]. 现代制作工程, 2017(11):76-80.
[2] 洪木南,周安健,苏岭,等. 增程式混合动力轿车的分段式能量管 理战略研讨[J]. 轿车工程学报, 2019,9(2):104-108.
[3] 聂立新,刘同乐,刘涛,等. 增程式电动轿车动力参数挑选及操控 战略研讨[J]. 客车技能与研讨, 2019,(1):16-18.
[4] 张民安,储江伟. 选用恒功率操控战略的增程式轿车动力体系匹 配[J]. 重庆理工大学学报, 2019,33(3):73-79.
本文来源于科技期刊《电子产品世界》2020年第03期第82页，欢迎您写论文时引证，并注明出处。
