增程式电动车参数匹配与分析 .pdfVIP

增程式电动车参数匹配与分析

蒋建华;范港;张翀

【摘要】针对增程式电动车研发中动力系统的参数匹配问题,以整车动力性和续航

里程为设计目标,从电驱动系统、动力电池系统、内燃式增程器系统等方面出发,设

计了增程式电动车动力系统参数,并以软件AVLCRUISE为仿真平台,采用增程器恒

功率控制策略搭建了整车模型,验证了所设计的增程式电动车的整车动力性和续航

里程.研究结果表明,车辆的最高车速、加速性能和爬坡性能满足车辆动力性能要求;

车辆在10km/h和15km/h匀速工况下纯电动续航里程和增程模式的续航里程也

满足车辆续航里程要求.

【期刊名称】《机电工程》

【年(卷),期】2016(033)003

【总页数】5页(P373-377)

【关键词】增程式电动车;动力系统;参数匹配;仿真

【作者】蒋建华;范港;张翀

【作者单位】浙江大学动力机械及车辆工程研究所,浙江杭州310007;浙江大学动

力机械及车辆工程研究所,浙江杭州310007;浙江大学动力机械及车辆工程研究所,

浙江杭州310007

【正文语种】中文

【中图分类】TP391.9

目前纯电动车受到动力电池比能量小，价格高等因素的影响，并且充电设施复杂充

电时间过长，就存在续航里程短不能满足远距离行驶的问题。为延长EV的续航里

程，将燃油发动机和电机组成的发电机作为增程器,与动力蓄电池一起构成动力源，

是一种可供选择的方案。增程式电动车是一种以蓄电池为主动力的电动汽车，只是

在车上装了另一个较小功率的车载发电机(增程器)并配置合适大小的油箱，以增加

续航里程[1]。增程式电动车跟串联式电动车的结构相似，发动机仅有的功能是发

电。在串联式混合动力车中，动力电池实际上起到平衡发动机输出功率和电动机输

入功率的作用，使发动机一直工作在最佳稳定区，致使电池的电能主要来自发动机

而且发动机基本在车辆运行时都在工作。但是增程式电动车的设计目标是尽量使用

电网给蓄电池充电的能量，当蓄电池的SOC低于限定限值后，发动机启动给蓄电

池充电的同时又给车辆供给动力，所以发动机的启动频率很低。

增程式电动车有两种形式模式，一种是纯电动模式，另一种是增程模式。在纯电动

模式下，动力系统设定只有动力电池供电，消耗的电能都来自电网，这种模式下能

够在零油耗和零排放的情况下满足日常的行驶续航里程要求。在当蓄电池电量低于

限值后，增程器开始工作，产生的电能可用于驱动汽车行驶和给动力电池充电，从

而增加增程式电动车的续航里程。跟传统的纯电动车相比，增程式电动车在不明显

增加车辆尺寸的基础上，尽量增加车辆的续航里程。

动力系统设计是增程式电动车研究的重点内容之一。目前已发表了许多有关混合动

力汽车动力系统参数匹配的研究结果。同济大学的余弢等人[2]提出一种功率平衡

性的增程式公交客车动力系统设计方案。长安大学以一款增程式商用车为研究对象，

对发动机与发电机的匹配对整车经济性的影响情况做了详细的研究[3]。辽宁工业

大学的申彩英[4]在基于驾驶员的驾驶习惯分析了增程式电动车的性能，并对动力

系统参数进行匹配。文献[5]在对ADVISOR仿真软件进行二次开发后，建立了后

轮驱动式增程式电动校车仿真模型，并对整车动力系统验证进行了验证。文献[6-7]

以油耗和加速性能为目标，设计了多目标遗传算法对增程式电动汽车动力系统参数

匹配进行了优化研究。

本研究以整体动力性和续航里程为设计目标，从电池系统、动力电池系统、内燃式

增程器系统等方面出发，设计增程式电动车动力系统参数。

增程式电动车是在纯电动的基础上增加一套由“发电机+发动机”组成的车载发电

机组，可随时可为车辆补充电能，其简化结果如图1所示。

动力电池作为增程式电动车的主要的动力源与驱动电机直接相连，为驱动电机提供

能量。只有当蓄电池的电量低于限定值后，启动发动机发动机，由发动机与发电机

组成的增程器给驱动电机提供能量，同时也可以给动力电池充电，以增加续航里程

达到长途行驶的目的。

增程式电动车有两种工作模式:纯电动模式和增程模式。在纯电动模式下，动力电

池提供增程电动车全部能量，即增程器不工作的状态。而在蓄电池电量低于某个限

定值时，车辆进入增程模式启动发动机和发电机给整车提供电能带动驱动电机工作。

增程式电动车的动力系统主要由动力电池系统，增程器和电力驱动系统组成，有燃

油发动机发电及电网充电两种方式提供动力。

所研究的增程式电动车是某款增程式电动自行车，根据一般日常应用需求，整车的

参数及性能如表