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      解放青汽李勝:“為什么選擇混動”“如何做好混動”

      作者:森林 2022-08-09 20:39:18 來源:新能源汽車網

        2022年8月8-9日,第十四屆國際汽車變速器及驅動技術研討會(TMC2022)在青島召開。本屆會議圍繞“雙碳”戰略目標,深化混動技術研討,同時向電驅動系統縱深發展,并聚焦高速化、高壓化、高集成化、智能化等關鍵技術發展。值得關注的是,本屆論壇首次設置了商用車動力系統論壇。在8日下午的商用車論壇上,一汽解放青島汽車有限公司常務副總經理李勝做了題為《基于地理位置的預見性混合動力控制技術在長途重卡上的應用》專題演講。在長達20分鐘演講中,李勝分析了長途重卡節能減排壓力,介紹了長途重卡混合動力技術,重點介紹了解放青汽的預見性混合動力控制技術應用情況,并且對預見性控制技術的發展做了展望??梢哉f,李勝解析了解放青汽關于“為什么選擇混動”的思考,并講述了解放青汽多年來“如何做好混動”的路程。

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        政策·技術·需求——解放青汽為什么選擇混動從宏觀上看,長途重卡是公路貨運的主力軍:2021年公路貨物運輸量、公路貨物運輸周轉量分別為391.4億噸和6.91萬億噸公里,分別占貨物運輸總量和貨物運輸周轉總量的73.9%和30.9%。其中,中重卡是城際公路運輸的主要承擔者,占整個公路貨運量的82%,其中長途重卡占比超過60%,并且載貨汽車數量和噸位數都有所增長,這說明重型載貨車的數量仍處于上升趨勢。而重型貨車四項污染物排放量分別為一氧化碳(CO)79.2萬噸、碳氫化合物(HC)27.5萬噸、氮氧化物(NOx)463.0萬噸、顆粒物(PM)3.3萬噸;其中NOx、PM占汽車總排放量的的75.4%、52.1%。要治理道路車輛排放問題,重型載貨車是一個繞不過去的坎兒。國家最新發布的政策法規也要求長途重卡更節能、更環保。2022年6月17日工信部在《重型商用車輛燃料消耗量限值》(征求意見稿)就提出:四階段油耗限制力度加嚴12%到16%不等;2021年10月11日發布的GB/T278-——2021《重型商用車輛燃料消耗量測量方法》,更是明確四階段重型商用車油耗測試將從C-WTVC循環切換到CHTC循環工況。

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        除了傳統燃油車,目前批量生產的商用車無非就是三種技術路線:純電動(包括充電、換電)、燃料電池、混合動力。其中,純電動減排效果好,但是存在購置成本高、續航里程短、自重大、配套基建覆蓋度低等問題;燃料電池可實現近零排放,但同樣存在成本高、自重大、配套基建少等問題,短期內無法實現產業化應用;而混合動力運營過程與傳統燃油重卡相同,動力性、燃油經濟性、舒適性優勢明顯,購置成本適當增加,且不需要新增運營基建??紤]到長途重卡往往服務于快遞快運行業,對里程、時效性都有較強的要求;且根據市場調研長途重卡用戶期待的產品,是更節油、更舒適、更宜修、更保值的產品,因此解放青汽堅信:混合動力是長途重卡節能減排實用方案?;厥?middot;現狀·展望——解放青汽如何做好混動解放青汽進入混動領域,最早可以追溯到2015年。經過市場調研、產品策劃,解放青汽于2016年進行了集團立項,混動項目正式開始推進。通過2016年的整車開發、產品試制,2017年解放青汽已對混動重卡進行了路試,2018年對整車進行了工況路試,整車節油率得以提升并量化。2019年,解放青汽進行了P2方案路試,提升了控制策略。2020年,解放青汽交付了P1方案用戶體驗車,并進行國六整車開發、路試及試驗,以及預見性控制技術的研究與應用。2022年,解放青汽混動重卡進行了整車放行試驗,面向長途高速的P2整車計劃完成放行試驗、長途高速P2整車路試和量產??梢哉f,七年的時間里,解放青汽在一個從未涉及過的領域走出了自己的道路?;旌蟿恿ο到y有串聯式、并聯式、混聯式等多種原理構型、結構構型。綜合考慮布置空間、能量效率、扭矩耦合性、整車動力性等多方面因素,基于用戶需求,解放青汽最終選擇為長途混動重卡配備并聯式混動系統,同時確認了同軸布置、P2構型、高壓側掛布置等構型。

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        基于“發動機及發動機控制技術、電機及電機驅動技術、電池及電池管理技術、自動變速箱技術、整車電氣電控架構、整車控制技術”這六大長途重卡混合動力整車開發關鍵技術,解放青汽研發了JH6 P2混動整車,其搭載6DL6/WP10.5H發動機,搭載具有混動專用數據的青汽自主AMT,采用前后兼容、扁平化結構的動力電機,并利用自主集成式空調液冷機組進行熱管理,采用集成化模塊化高壓系統。

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        在多年的開發試制中,解放青汽也發現了長途重卡混動產品的痛點:“應激式”控制策略無法實現最優的能量管理?;靹酉到y主要通過“聯合驅動”、“制動能量回收”等工作模式實現節能,而傳統的“應激性”控制策略存在“上坡前無電”、“下坡前滿電”、“爬坡動力不足”、“下坡制動消耗”等問題。此外,由于國六發動機排溫要求較高,發動機排溫提升加熱模式占比影響燃油經濟性,電驅系統峰值功率驅動或回收受溫度影響,較大散熱功率的溫度管理系統體積較大、能耗較高。這都是混動長途重卡的痛點。

      解放青汽李勝
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        針對這些問題,解放青汽認為:預見性控制技術是解決混動長途重卡痛點的優秀解決方案。相較于“應激性”控制技術,預見性控制技術有如車輛長了眼,可以看到前方道路狀態,根據路形變化,“預見性”調整動力傳動系統、溫度管理系統等控制策略,進而實現車輛長時域的最優控制。

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        基于這樣的理念,解放青汽通過進行遠、中、近場景識別,以動力傳動系統、熱管理系統、制動系統控制量解耦,實現了PACC(預見性自適應巡航)、PEM(預見性能量管理)、PTM(預見性溫度管理)三項功能開發。PACC通過整車動能、勢能相互轉化,對車速進行長時域管理,大大降低了駕駛員工作強度,避免因駕駛習慣導致燃油經濟性查等問題。PEM策略則通過路形識別與劃分進行扭矩分配干預,實現動力電池目標電量管理,即“上坡前電量充足”、“下坡前可充電量最大”,在動力電池吞吐量前提下實現循環壽命最優。PTM則以實現發動機、動力電池、動力電機最優溫度管理為目標,基于路形識別與劃分進行扭矩分配干預,最終干預熱管理機組負荷;PTM可以干預后處理系統排溫量,降低發動機后噴加熱模式燃油消耗量,并通過優化動力電池溫度實現動力電池SOP及壽命最優管理。

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        經過混動重卡高速路況整車節油率仿真、混動重卡預見性控制策略離線策略驗證及優化、混動重卡預見性控制策略長途高速路況下的雙車對比長測,解放青汽得出結論:預見性控制技術發展到目前階段,對混動重卡的有益效果包括幾方面:高速路況大幅節油;發動機排溫適宜,油耗及排放占優;聯合驅動效果好,回收電量高;SOC利用率高;駕駛強度低;動力電池同等吞吐量下壽命優化等。而談到預見性控制技術的未來,李勝提出了“地圖數據優化”、“高效溫度管理”、“拓展路況、天氣等信息”、“長途重卡自動駕駛”、“高精度多場動力學模型”、“軟件定義汽車”等6點優化方向。

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