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A 本文從用電安全角度出發(fā)探討如何保證全新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(shè)計的LY混動車是基于傳祺GA5增程版設(shè)計的一輛純電續(xù)航160KM,增程續(xù)航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(gòu)成,前輪兩個發(fā)電電動機A/B分別對應(yīng)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)電可以使用一個增程系統(tǒng),也可以使用兩個,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(shè)計
本文從用電安全角度出發(fā)探討如何保證全新LY混動的安全性能。
按相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),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(hù)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.?dāng)嚅_裝置要求,可充電儲能系統(tǒng)應(yīng)安裝維修開關(guān)和熔斷器。
e.泄壓透氣裝置要求,蓄電池包應(yīng)設(shè)有定向泄壓和透氣裝置,泄壓壓強應(yīng)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(dāng)制動信號和加速信號同時發(fā)生時,應(yīng)只響應(yīng)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(yīng)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(yīng)不帶電。
b.充電插座溫度監(jiān)控要求,車輛的充電插座應(yīng)設(shè)置溫度監(jiān)控裝置,該裝置應(yīng)能根據(jù)溫度變化傳送相應(yīng)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(hù)功能。
(6)車輛結(jié)構(gòu)安全要求
a.車輛碰撞安全要求
b.上部結(jié)構(gòu)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混動車在不帶車載增程系統(tǒng)的時候是純電動車。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互為冗余?梢院芎脻M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(yīng)至少保持轉(zhuǎn)向助力狀態(tài)30 s后再斷B級電。
此外電機、電池的分散,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(jìn)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)可以所有車型共用一套。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(dāng)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,增程效率經(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、長途增程。這樣就可以充分發(fā)揮了電動車、燃油車的各自優(yōu)勢。
當(dāng)然通過調(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(yīng)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(shè)后輪電池組燒毀,前輪仍能按30KW功率低速前進(jìn)。假設(shè)前輪電池組燒毀,正常運行不受到影響。假設(shè)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(guān)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(shè)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380V三相電源充電?梢栽2.5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(jìn)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(shè)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。
(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(dāng)檢測到前輪電池組、后輪電池組其中一個存在故障。那么立即切斷B級電源,電池停止充放電后,其安全性能可以很快恢復(fù);蛘呒皶r去檢修。當(dāng)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(shè)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(xué)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(jì)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(zé)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。地球上80億人,單次路程發(fā)生故障的概率達(dá)到億分之一,但一旦發(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,請問睡會在安全懸崖上睡覺?一不小心就永遠(yuǎn)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。