關于増程掛車的工程應用研究

倪紹勇 沙文瀚 劉琳 章友京

摘 要：本文研究了一種純電動汽車加増程掛車的工程應用。將増程式電動汽車中的增程器和電動汽車分離，以增車掛車的形式掛在純電動汽車尾部，在日常駕駛中采用純電動行駛，在長途行駛前安裝上増程掛車，以増程式電動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用方案，并介紹了增車掛車應用系統中的各個模塊所需的適應性變更。

關鍵詞：純電動汽車；增程器；増程掛車；程式電動汽車；工程應用

1 増程掛車的介紹

眾所周知，純電動汽車受動力電池比能量較小、價格高、充電時間長等因素的影響，續駛里程不能滿足遠距離出行的需要，但經過近幾年發展，足以滿足市區內日常出行的需求。 在純電動汽車上加裝一套由 “內燃機+發電機 ”組成的車載發電機組，即增程式電動汽車，雖解決了純電動汽車續駛里程短的 “里程焦慮”，但對大部分客戶而言，純電行駛足以滿足大部分日常出行需要，利用增程器發電延長續航里程的情況較少，性價比相對較低。

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

2.増程掛車的結構說明

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

作為可掛載増程掛車的純電動汽車，純電動車身本身需包含了純電動汽車的所有裝置，包括與増程掛車相關的包括車輛控制器VCU、動力電池及其控制器BMS、驅動電機及其控制器MCU、高壓配電盒PDU；為増程掛車應用的需要，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，増程器由發動機、發電機、發動機控制器（ECU）以及發電機控制器（GCU）組成；高低壓插件的公頭配合線束，可與固定在純電動車身上的母頭連接，實現能量流動和信號傳輸；輔助控制器輔助増程掛車實現各種燈光的控制以及信號的轉發。

3.増程掛車工程應用的技術說明

對于增車掛車的應用，増程掛車的設計需滿足以下要求：（1）提高純電動汽車的制動能力；（2）増程掛車與純電動車身的連接需保證絕對可靠，且必須為機械剛性連接、保證強度；（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車身；（5）増程掛車的長度盡可能短；（6）純電動車身與増程掛車連接后的間距盡可能小；（7）増程掛車可便捷地利用相應運輸設備進行運輸；

對于可掛載増程掛車的純電動汽車，車輛在硬件上需預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，新增信號傳輸所需的低壓插件和低壓線束；在控制系統的軟件上需進行適應性更改，保證加上増程掛車后，增車掛車可給純電動汽車的電池充電，滿足車輛長途行駛。具體為：（1）加大相應制動行程下的液壓制動力；（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械固定的結構；（4）純電動車中的從高壓配電盒新增高壓線束到高壓插件；（5）純電動車中新增30電、15電、地線和CAN線到低壓插件；（6）新增對高壓插件的環路互鎖及增程掛車電器模塊的網絡通訊診斷；（7）新增増程駕駛模式以及增程器的控制系統；（8）提高純電動車低壓供電模塊的功率。

對于増程掛車，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，增程器包括發動機、發電機、ECU、GCU及內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當可穩定、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；（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送的燈光信號，以點亮増程掛車上的燈光。（5）純電動車身端的整車控制器通過低壓插件控制增程器進行發電工作；（6）所有控制器的電源和弱電信號均通過低壓插件來源于純電動車，増程掛車本身不附帶任何電源或能量存儲裝置。

4.結論

在増程掛車工程應用方面的研究，主要可分為以下幾個方面：

（1）在結構和框架方面

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

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

c）對純電動車的外部結構和軟硬件做適應性變更，以滿足純電動模式駕駛和増程模式駕駛。

（2）在工程應用的技術方面

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

b）對與増程掛車端，對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，并規定了控制器的工作電源、信號來源、通訊方式和線束。

c）對于純電動車端，在車輛和掛車機械連接的外部結構上、控制器的軟硬件、高低壓線束、液壓制動方面做適應性變更，以滿足純電動模式駕駛和増程模式駕駛。

作者簡介：

倪紹勇，性別：男，身份證號為420300197204062550，奇瑞新能源汽車技術有限公司，副總經理兼研究院院長，職稱：汽車高級工程師。