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增程式电动车动力系统技术及评价

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增程式电动车动力系统技术及评价

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来源:
节能与新能源汽车年鉴
日期:
2019/12/23
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2019年新能源汽车智新峰会暨《节能与新能源汽车年鉴》发行十周年会议上,苏州达思灵新能源科技有限公司董事长兼技术总监吴德平先生作为嘉宾参会,发表《增程式电动汽车动力系统技术及评价》的主旨演讲。

 

一、达思灵新能源介绍

 

苏州达思灵是2012年回国创立的,创立之初目标就是是做增程器,但是我们的核心技术是我们的双凸极直流发电机技术,这个技术得到小米雷军的支持,美国斐然资本也成立了中国基金支持我的开发,这个公司处在相当于产品样机供货阶段。和达思灵打交道的车企目前为止也有30、50家了。

 

 

达思灵发电机技术一直以来都是在中国军方使用,中国目前的无人机全部使用的这个技术。大家说,我没有听说过。达思灵是把它拿出来做民用化的的开发。这个技术有两个基本特点:1,不用永磁材料。2,不用逆变器。平均效率永远不会低于92%。随着功率提高可以达到94%、95%,可以耐很高的温度,可靠性非常高。军方评估可靠性是永磁电机的六倍。

 

达思灵除了做发电机之外,还有双凸极高速驱动电机技术,电机的最高转速不受限制,制约我们的是减速器。如果是说各位有应用说不需要减速器你给我做到十万转,没有问题。限制我们的就是减速器,没有做到。所以我们开发了两万转的电机,转速高了之后可以达到比较高的功率密度,由于减速比比较大,可以有很大的启动扭距,同时可以支持高车速。在一些中高端的车一般用两台驱动电机,我们一台可以代替两台。目前正在开发。A样刚刚开始测试。我们的目标是中高端的驱动乘用车。

 

 

 

双凸极励磁发电机和启动发电系统国防技术发明一等奖,双凸极励磁电机国家技术发明二等奖,都是国家级的奖项。

 

 

 

在过去八年的增程器开发的时间中我们也有很多发明专利围绕着发电机技术和发动机改装技术,达思灵除了开发更注重测试,在过去八年的时间,我有几十次跟国家各个层面领导接触、推广增程器的标准,达思灵在没有国家标准情况下制定了企业的标准,开发了我们完善的实验室测试系统,包括排放测试,现在达到国六、静音测试,包括增程器全自动化模拟测试。各位如果有需求可以到我这儿来,给你提供很好的测试。

 

 

达思灵在过去的八年中开发了十几款增程器,剩下来的,就是通过我们测试的,包括发动机,就是这样几款。12千瓦、20千瓦、30千瓦和60千瓦。很多的发电机由于在开发的过程中发现有这样那样的问题,不满足我们的要求,最后都淘汰了。达思灵在不断的寻找比较好的发动机技术,用我们的发电机技术特别的设计去匹配那个发动机。如果车厂说我有自己的发动机,那么达思灵可以做订制开发,我们的开发除了刚才王总讲的那些之外,对于电池的保护、增程器维修保养都做了多年的探索。我们开发增程器,除了正常的增程器功能之外还可以延长电池的寿命,开发电池的残值,同时确保增程器的维修和保护。

 

 

这一款使用我们增程器开发MPV的案例,这是在江苏卡威纯电动版基础上开发。这个案例专门说一下。增程式电动汽车不一定是要很大的增程器、很大的电池,其实满足要求就好了。我们用了两个电池包,一个23度电,用了20千瓦的增程器,1.9吨的车,如果是说单电池包23度电,在纯电80公里之后启动增程器,综合里程可以达到480公里,这辆车的成本就非常低了,有很多人到达思灵试驾后经常会说,1.9吨的车至少得45千瓦、60千瓦的增程器。我说其实够用就好,看看我们设定的目标,我们里程目标不必设置到接近一千公里。

 

这是达思灵的介绍。如果是说相关的车厂需要合作,包括用你们自己的发动机做增程器的开发,我们可以提供相关的服务,包括汉腾,不要找里卡多,可以找我们,便宜很多。看来我们宣传不够,又都去找国外的企业了,我们的技术也是我从加拿大带回来的。

 

二、增程式电动车技术问题讨论

 

达思灵过去八年中通过市场接触以及开发自己总结出来的,跟大家一起分享。有什么问题我们可以会后讨论。

 

 

开发增程式电动汽车的目的。

我们认为增程式电动汽车不是一个独立的技术方案,是为纯电动车而生的,如果没有纯电动汽车增程式电动汽车就不会存在。它是为了解决纯电动汽车瓶颈而诞生,既不是取代纯电动汽车也不是取代插电混合动力,因此开发增程式电动汽车我们必须要有明确的目的,为什么要考虑增程式?这里面就是后面我们讲了,如何定义增程式车,我在这儿以不同的角度来说一遍,虽然王总讲过了。

 

我还要讲一个反面,增程式电动汽车不是插电式混合动力车,插电式混合动力是以省油为目标,增程式电动汽车是以不用油为目标。增程式电动汽车是应该以电为主,以油辅助;插电式混合动力车以油为主,电辅助。这两个是截然不同的。虽然不是想替代它,但是也不是插电式混合动力车。

 

如何定义增程式电动汽车?增程式电动汽车首先是电动汽车,如果不明确定义就会产生很多的争论,就会有人说我要搞插电式混合动力,或者说你就是插电式混合动力车。增程式要能够充分享受纯电动汽车的优势,充电开车,不用油,同时又解决纯电动汽车里程焦虑问题,让使用增程式电动汽车人都是以充电为主,尽量不需要烧油。因此我也有一个推荐,如何配置增程式电动汽车?

 

1、电池的容量,我们希望95%日常出行都是纯电,因此电池容量不能太小,太小就不能属于纯电动车了,就是串混混合动力车。

 

2、综合续驶里程不需要一千公里,够用就可以了,纯电动汽车五百就可以了,为什么增程式电动汽车就需要一千公里呢?就是系统的成本高低、功率大小的问题,功率大又成本低,这是不可能。我们考虑电池不要太大,但也不能太小。增程器不要太大,够用就好。

 

 

我们的体验,我们认为大家一谈到增程式车有两个误区:

 

1、拿补贴的思维惯性延续。拿了补贴满足国家要求的情况下,可以拿补贴的情况下,电池越小越好,这样成本很低,我可以赚更多的钱。其实这是补贴在才可以做的事情。开发增程式电动车的目标是要有人买,有人买必须给带来好处,而不仅是便宜。如果便宜就可以热卖,我们国家便宜的车多了去了,但是热卖的很少。像e-一Power属于典型的走到了极致,1.86度电,。并不是功率越大越好,功率要高,同时成本要低,这两个是矛盾的。

 

2、性能误区,主要是由传统车厂思维来开发增程式的时候,他们会这样想,发动机油耗要很低。当然油耗低好,我们选油耗低的发动机这是毫无疑问,但开发增程式不是认为油耗低我才来开发,因为增程式大多数时间是纯电动的。烧油只是辅助。只要有合适的发动机,成本、体积合理就可以做增程式。关于省油,很多人说增程式发动机百公里耗多少油?这时传统车的思维,因为我们增程式车是以纯电为主,95%的时间应该是纯电。

最后一个是噪声,一谈到发动机时就有噪声,有噪声就不好,重要的是管理噪声,而不是消除噪声。发动机一定有噪声。如果有人说我不同意你的说法,我也非常欢迎。我只是我拿过来跟大家分享。

 

如何构成增程器?达思灵用的汽油发动机,我们还开发了甲醇发动机,还有压缩空气发动机技术。刚才王总所说氢燃料电池也是增程器,其实不是增程式电动汽车一定烧油,这是一个错误的观念。

 

另外关于增程器的控制,达思灵在设计增程器的时候我们是买汽车发动机,我们不设计发动机,但我们的发电机必须匹配发动机。同时,还要负责跟整车的匹配,把APU跟GPU集成到一起,我们没有分开的控制器,是集成在发电机里面的。

 

我们做四个方面的基本工作: 

 

1、启动。以电池的充电量为依据,自动启动。

 

2、噪声管理。我们的发电功率和发动机转速是要和整车的车速匹配起来。

 

3、保护电池。这是达思灵在开发方面做了很多的保护工作。我们的目标电池寿命秩少延长一倍至两倍,让电池的负荷降到最低,尤其是电池工作很努力的时候,比如低温、高温、过载等。

 

4、支持维修保养。大家说发动机谁不知道怎么保养,5年30万公里。增程式一旦95%的时间不用它,它的维修保养变性质了。它不工作反而不行。我们还要让它工作,我们要时刻对增程器的工作状态进行监控,长时间不工作也坏了。

 

三、增程器技术性能评价指标

 

达思灵制定了自己的企业标准,我们对它进行评价,我们还进行了各种测试。我们主要测试三个方面来定义一个增程器的性能。这不是增程式汽车性能。

 

 

1、额定发电功率,有一些说60千瓦,其实额定是35千瓦,60千瓦可能4600转,噪声非常大。噪声控制的情况下,效率的情况下达到最佳的功率,我们定义它为额定发电功率。

 

2、发电油耗。油耗永远是最重要的,评价一个增程器油耗是一个重要指标,发动机选的好坏都是重要指标。匹配发电机的效率和控制器的效率,我们控制器的效率也要匹配。

 

3、噪声,噪声和额定功率和发电机油耗矛盾,降低噪声前面两个就要降低,我们认为评价一个增程器,我们要从三方面同时评价,缺少一项都是不合理、不公平的。

 

评价的过程:

 

 

1、效率。我们要有标准工况来评价。不能说不发电、不运行这个效率就很高吗,不是的。现在我们已经改为WLTC工况进行评价,模拟WLTC工况,模拟增程器在WLTC这个工况下的运行。

 

2、功率密度,也是用额定功率连续发电来评价,在市场上很多说我的功率密度都以峰值功率来评价,但是峰值评价不会永远只工作在这儿。

 

达思灵在这方面试图制定企业标准并推向国内,我正在做这个工作,目前在中汽研这边也参与了增程式电动汽车的标准的委员会,我也在努力把这些理念推销出去。希望大家了解到了,也支持我。

 

四、总结

 

大家为什么买增程式电动车?是因为它便宜吗?不是。首先买增程式电动车,如果说在座的各位:第一,可以充电开车,不用油。第二没有里程焦虑,没有充电焦虑。仅此而已。是一个纯电动汽车的补充。一定是为了纯电动汽车而生的。

 

 

如何配置增程式电动汽车?我认为纯电里程不能小于150公里,做到95%的工况用纯电。增程器的功率如何配置,我们推荐只要满足80公里时速就行,不需要一定要120公里,那个成本太高,纯电用完了之后不趴窝,可以开到加油站就行了。

 

续航里程,我们不认为应该设置到800公里、900公里,1000公里,其实500公里以上就行了,450公里是世界上公认的汽车驾驶员的心理底线。任何一个车低于450公里大家就不安全,超过它基本上就可以了。特斯拉第一辆车出来就470公里,各种纯电动车基本上都是往这个方面靠,但是你说800公里没有意义。

 

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