增程式电动车|增程器控制技术

增程式电动车就是加了增程器的电动车，这是串联混动的一种。增程器由发动机和发电机组成，发动机单纯驱动发电机发电，将电能储存到电池。增程器可以解决电池电量用完后如何继续前进的问题。如果用户每天的行驶距离少于纯电动车一次充满电后能够运行的距离，那么增程器就是一个多余的包袱。但是如果偶然需要多行驶一点距离，则增程器就成为一个救星。

增程式电动车的电池一般要保留一点电能以备后用，即电池电量（SOC）小于一定值时就要起动增程器充电。究竟电池最少应该保持多少电，这是一个系统最佳化问题。比如当快到目的地时，就不必再用发动机充电，理论上，这时SOC下限值就可以设为0，即尽量不启动增程器。但如果在平常不补电，电池一旦没有电，那么继续行驶时发动机就必须一直工作，车辆的最大驱动功率就是发动机的最大输出功率和总效率的乘积。再有从电池寿命考虑，SOC的下限值不能太低。

要驱动电动机输出峰值功率，系统就要能提供峰值电流，但电池SOC较小时，难以长时间提供大电流。在串联系统中，峰值电流可由电池和发电机共同供给。所以，正确确定SOC下限的大小是增程器控制的一个重点，即确定在什么时候启动增程器效果最佳。

增程器作为一个整体，通常有三个功率参数：峰值功率、额定功率和经济功率。峰值功率是在短时间内增程器能提供的最大输出功率；额定功率是增程器能持久提供的最大输出功率；经济功率是发动机工作在最佳效率点时的输出功率。

系统设计时，如何选取发动机和发电机的功率呢？首先是确定发电机应该输出的峰值功率和额定功率。发电机能输出的峰值功率和电池能提供的峰值功率之和如果等于驱动电动机的峰值功率，那么电动机就可以按峰值功率驱动车辆。电池的输出功率取决于电池SOC及允许最大放电倍率的大小。由于峰值功率使用时间很短，所需总能量并不大，所以在大部分情况下电池是可以提供的，只不过是放电倍率有所限制。电池放电倍率越大，电池的寿命可能就越短。电池放电倍率的大小取决于驱动电动机所需的峰值电流和发电机能提供的峰值电流大小：

K₁=（电动机所需的峰值电流-发电机能提供的峰值电流）/电池标称电流

可以看出，发电机能提供的峰值电流越大，电池的放电倍率就越低，电池越安全，电池的寿命相对越长。当放电倍率太高时，发动机就应该起动提供电流，为电池分担负荷。如电池的放电倍率足够高并且能量够，那么发动机就没有必要起动。需要发电机提供的电流越大，那么要求发电机的功率也就越大，所以，

发电机需提供的峰值电流=电动机所需的峰值电流(www.xing528.com)

-安全放电倍率下电池的电流

当发电机的输出功率大于车辆行驶时驱动电动机的平均功率，那么发电机除了驱动车辆外，还可以给电池充电。忽略损耗，在行驶中电池从没有电到充满电所需的时间为：

t=电池容量/（发电机额定输出功率-行驶平均功率）

发电机额定输出功率越大，充满电池的时间就越短，充电电流的倍率也越高。当然发电机不一定工作在额定功率下，而大部分时间应工作在最佳效率区，即输出经济功率。发动机也不是一直工作，只是在需要工作的时候才工作：需要充电和需要供给电动机能源时。

究竟设置在行驶中多少时间充满电为好，还取决于路况。如果是平坦的道路，驾驶人喜欢柔和驾驶，车辆总工作在平均功率状态，那么整车控制器不需要考虑提供动态电流降低放电倍率，而只需要考虑延长行驶距离。那么在用完电后，用发电机全额供电就可以了，也就是说使发电机的经济功率和平均功率相等就可以了。但是全是平坦道路而且驾驶人总不加速减速的可能性很小，这就要看上坡时电动机所需能量比平均功率运行下增加的总电能是多少。这些电能必须在上坡前积蓄好，否则上坡时电池就没有足够的电能提供给电动机。还要了解上坡的间隔是多长，整车控制器最好在这个间隔里给电池充上所需要的电。在互联网还不完善时，尚不知道所有道路上坡的间隔和坡度大小的分布情况，所以驾驶人没有办法预先准确核定，只能估计坡高和间隔的长短，然后在间隔里将电池充到所需的电能水平，再加一点余量最好。余量越大，上坡和加速的能力越强。当然有上坡就有下坡，下坡时可以回收能量。所以发电机的经济功率值应该在车辆的平均行驶功率和驱动电动机的额定功率之间选择。路面越平坦（不使用动力模式驾驶），发电机的功率余量可以越小。山区道路或喜欢动力模式驾驶的人群应该选用输出功率较大的发电机。

配置增程器可以延长行驶距离，但也增加了系统的复杂程度。提高动力总成系统的效率应该是一个比较好的解决方案。系统效率提高了，一次充电的续航里程也就能延长。选择好的电动机可以提高效率，使用多档AMT更可以提高效率。