LY混動車

安全壓倒一切，LY混動車是較安全的電動車設計

Jackiehjm 2019-04-08 07:35

摘要：

A 本文從用電安全角度出發(fā)探討如何保證LY混動的安全性能。

B LY混動車在安全性能方面具有優(yōu)越性能。

全新設計的LY混動車是基于傳祺GA5增程版設計的一輛純電里程160KM，增程里程500KM以上的混動車。該車如圖1所示，LY混動有三個電機。主驅(qū)動電機94KW。作為后輪的驅(qū)動電機。前輪驅(qū)動有兩個發(fā)電電動機，驅(qū)動功率15KW、發(fā)電功率也是15KW。前艙有傳動耦合裝置，通過外置或車載動力裝置帶動發(fā)電電動機發(fā)電。

增程系統(tǒng)由20馬力發(fā)動機、油箱和傳動耦合構成，前輪兩個發(fā)電電動機A/B分別對應增程系統(tǒng)A/B。單個增程系統(tǒng)凈重不超25KG，滿油重量不超50KG。每個增程系統(tǒng)總發(fā)電量不少65KWH。車載發(fā)電可以使用一個或兩個增程系統(tǒng)，兩個增程系統(tǒng)車載總電量在130KWH。純電+增程續(xù)航超過900公里。

LY混動測試車有兩個充電口。一個是車載15KW的充電接口，另外一個是75KW直流快充。車載電池組在36KWH電量左右。直流快充15分鐘可以充滿80%，足夠100KM以上續(xù)航。

安全壓倒一切，LY混動車是較安全的電動車設計

圖 1 LY混動測試車結構框圖

本文從用電安全，解決安全當前電動車安全問題兩個角度出發(fā)探討如何保證全新LY混動的安全性能。

按相關規(guī)范標準，電動車的安全要求包含以下

(1) 防水防塵性能要求

a. 整車涉水要求

b. B級電壓部件防護等級要求

c. 整車浸水要求

(2) 防火性能要求

a. B級電壓部件阻燃性能要求

b. 可充電儲能系統(tǒng)（或安裝艙體）與客艙間阻燃隔熱要求

(3) 可充電儲能系統(tǒng)安全要求

a. 蓄電池系統(tǒng)最小管理單元熱失控要求

b. 可充電儲能系統(tǒng)內(nèi)零部件材料阻燃要求

c. 安裝艙體隔離要求

d. 斷開裝置要求，可充電儲能系統(tǒng)應安裝維修開關和熔斷器。

e. 泄壓透氣裝置要求，蓄電池包應設有定向泄壓和透氣裝置，泄壓壓強應不大于50 kPa。

(4) 控制系統(tǒng)安全要求

a. 制動信號優(yōu)先要求

整車控制系統(tǒng)當制動信號和加速信號同時發(fā)生時，應只響應制動信號。

b. 行駛中斷電要求，車輛在行駛過程中，出現(xiàn)需要整車主動斷B級高壓電的車輛異常情況時，在車速大于5 km/h時應至少保持轉(zhuǎn)向助力狀態(tài)30 s后再斷B級電。

(5) 充電安全要求

a. 充電接口安全要求，整車具備多個充電接口時，充電時不工作的充電接口應不帶電。

b. 充電插座溫度監(jiān)控要求，車輛的充電插座應設置溫度監(jiān)控裝置，該裝置應能根據(jù)溫度變化傳送相應信號給車輛，用于實現(xiàn)車輛充電接口的溫度監(jiān)測和過溫保護功能。

(6) 車輛結構安全要求

a. 車輛碰撞安全要求

b. 上部結構安全要求

（一）動力系統(tǒng)安全性能

按照上面的安全要求內(nèi)容。LY混動車在無車載增程系統(tǒng)時，是純電動車。由于LY混動車有三套電機，三套動力系統(tǒng)主回路是相互獨立的，互為冗余,電池系統(tǒng)也有兩套也是相互獨立，冗余。很好滿足整車主動斷B及高壓電的車輛異常情況，在車速大于5 km/h時應至少保持轉(zhuǎn)向助力狀態(tài)30 s后再斷B級電。

此外電機、電池的分開布置，有利于發(fā)熱部件的散熱、溫控的要求。這樣的布置安全性能也由于單電機的純電動車。

再者，動力系統(tǒng)控制失效情況下，三個電機任何一個出現(xiàn)失速或過速，都可以調(diào)整另外的電機進來彌補，或者直接切斷故障電機。例如，主驅(qū)動電機故障，完全停止主驅(qū)動B級電力回路。使用前輪兩個電動機驅(qū)動汽車行駛到安全位置、或開往檢修廠。

第四點，動力回路的安全性能是由多電機、多功率單元、控制單元組成的，雖然增加了建造成本。但安全是用車中第一要素。費用是值得花。前輪動力系統(tǒng)、增程系統(tǒng)可以所有車型共用同一套規(guī)格。這樣可以通過量產(chǎn)降低成本。

（二）電源系統(tǒng)的安全性能

36KWH的車載電池電量系統(tǒng)續(xù)航大于160KM以上，滿足大多數(shù)車主的日常用車需求。當然也可以通過調(diào)整電池電量為12KWH、使用兩個增程系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)就跟傳祺GA5增程版一致。但傳祺GA5增程版就是一個失敗的產(chǎn)品，其原因在于，燃油成本高，增程動力經(jīng)過發(fā)電、充電等變換后，整體燃油到車輛動力的效率變低了，還要多載重12KWH電池的重量。

短途純電不帶增程系統(tǒng)、長途燃油發(fā)動機增程發(fā)電。這樣就可以充分發(fā)揮了電動車、燃油車的各自優(yōu)勢。

通過調(diào)整電池電量和增程系統(tǒng)的發(fā)電能力，可以找到一個最優(yōu)的應用工況。目前看來車主日常里程短途需求跟電池電量成正比。而車載增程發(fā)動機則作為一個備用電源存在。在絕大算數(shù)情況下，只需要一個15KWe增程系統(tǒng)即可。這樣的配置是最優(yōu)化的。

這樣的配置也是最安全的。假設后輪電池組燒毀，前輪仍能按30KW功率低速前進。假設前輪電池組燒毀，正常運行不受到影響。假設增程系統(tǒng)故障，正常運行只需要低電量充電或立即更換增程系統(tǒng)。

也就是說這是三個相互獨立的電源系統(tǒng)。電力系統(tǒng)通常只跟電力、用電特性、功率這些因素有關系。并不會因為將這三個電源分開造成更高的成本。

（三）發(fā)電、充電的安全性能

LY混動車設置兩個充電口，15KW車載充電口是用了發(fā)電系統(tǒng)的功率單元?？梢灾苯邮褂?80V三相電源充電?？梢栽?.5個小時充滿車載電池組，這樣可以滿足絕大多數(shù)車主用車需求。也可以使用75KW直流快充。二者可以同時進行。15分鐘內(nèi)能在充電到80%電量。

這樣的系統(tǒng)同樣也是因為采用了冗余設計使得充電的失效性很低。而成本只是增加一個充電接口。

發(fā)電機也是兩個電機，如果其中一個故障不能發(fā)電，另外一個同時發(fā)生故障的可能也很低。這樣增程發(fā)電可靠性得到保障。而增程發(fā)電電量可以不經(jīng)過電池組直接驅(qū)動另外一個發(fā)電電動機。又能保證效率，和增加電池使用壽命。

（四）電池燃爆、充電過熱、車輛起火、冬天凍傷、取暖等問題

電池燃爆、充電過熱、車輛起火、冬天凍傷，取暖等問題是不可避免的，任何想從誘發(fā)源徹底解決的辦法都因高昂的成本變得不可行。LY混動車成本低廉地解決些問題，LY混動車因考慮增程系統(tǒng)的冷卻，必須配置強大的熱控制系統(tǒng)。這樣的熱控制系統(tǒng)可以有效防范過熱。

電池問題更好解決了。當檢測到前輪電池組、后輪電池組其中一個存在發(fā)生故障的前兆。立即切斷B級電源，電池停止充放電后，其安全性能可以很快恢復。或者及時去檢修。當兩個電池組同時故障，還有車載增程系統(tǒng)提供動力。

冬天電池凍傷、取暖的解決車載增程系統(tǒng)可以自啟動供暖。

安全壓倒一切，LY混動車是較安全的電動車設計

圖 2 更安全的車輛--LY混動車

（五）自動駕駛的安全問題

作者大學專業(yè)是自動化、出于專業(yè)知識角度考慮。任何載人車輛做任何全程無人駕駛都是不可取的，經(jīng)濟上不可取、安全上不可取。而自動輔助駕駛是非常有必要的。

為何這樣呢？首先，有人的車上，除了車上的人存在智力障礙，不然考取駕照，然后在車上作為安全第一責任人才是尊重生命的體現(xiàn)。而把不具備駕駛能力的人放在無人駕駛汽車上，比如老人小孩，是一種典型的騙保行為。不管發(fā)生故障的概率有多大。人的生命只有一次，一旦發(fā)生對個人、家庭的損害則是100%。而人在車上的的時間非常不值錢的。在車上不能辦公，狹小的空間不能娛樂。休息則是比較多人的選擇，請問誰會在安全懸崖上睡覺？一不小心就永遠睡著了。

輔助駕駛是非常有必要的。商業(yè)、貨物運送等車輛可以實現(xiàn)無人駕駛、開辟獨立運輸?shù)缆纷鳛闊o人貨物長途道路?？梢源蠓档瓦\輸成本。商業(yè)是可以行的。

作者十幾年的自動化工作中，設計、調(diào)試和生產(chǎn)過的工業(yè)自動化大大小小系統(tǒng)數(shù)百個，未曾有任何一個系統(tǒng)能夠離開人的管控而實現(xiàn)最優(yōu)化生產(chǎn)。我們舉個最簡單的特斯拉生產(chǎn)線的例子，汽車工業(yè)生產(chǎn)線工況穩(wěn)定，干擾源少?？墒牵两裎磥硗耆珴M足生產(chǎn)設計要求，更別說完全無人化。這樣自動化程度生產(chǎn)出來的產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。次品率高于傳統(tǒng)汽車大廠。

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