关于増程挂车的工程应用研究

倪绍勇 沙文瀚 刘琳 章友京

摘 要：本文研究了一种纯电动汽车加増程挂车的工程应用。将増程式电动汽车中的增程器和电动汽车分离，以增车挂车的形式挂在纯电动汽车尾部，在日常驾驶中采用纯电动行驶，在长途行驶前安装上増程挂车，以増程式电动汽车的形式保证长途形式的需要。本文提出了一种増程挂车的工程应用方案，并介绍了增车挂车应用系统中的各个模块所需的适应性变更。

关键词：纯电动汽车；增程器；増程挂车；程式电动汽车；工程应用

1 増程挂车的介绍

众所周知，纯电动汽车受动力电池比能量较小、价格高、充电时间长等因素的影响，续驶里程不能满足远距离出行的需要，但经过近几年发展，足以满足市区内日常出行的需求。 在纯电动汽车上加装一套由 “内燃机+发电机 ”组成的车载发电机组，即增程式电动汽车，虽解决了纯电动汽车续驶里程短的 “里程焦虑”，但对大部分客户而言，纯电行驶足以满足大部分日常出行需要，利用增程器发电延长续航里程的情况较少，性价比相对较低。

本论文研究的一种増程挂车，将增程器以挂车的形式独立于纯电动汽车，在高速路口、城市间重要交通枢纽设置増程挂车租赁点。日常市区行驶时，纯电动汽车采用纯电动方式行驶；在需要长途行驶时，在増程挂车租赁点租赁増程挂车，将搭载整车器的増程挂车车身与纯电动车身连接并固定，将纯电动车身和増程挂车车身组装成临时的增程式电动汽车，满足长途行驶的需要；结束长途行驶时，断开整车挂车与纯电动车身的连接，恢复日常的纯电动汽车状态。

2.増程挂车的结构说明

挂载増程挂车的电动汽车主要由纯电动汽车、増程挂车、高压插件、低压插件及机械连接固定装置组成。

作为可挂载増程挂车的纯电动汽车，纯电动车身本身需包含了纯电动汽车的所有装置，包括与増程挂车相关的包括车辆控制器VCU、动力电池及其控制器BMS、驱动电机及其控制器MCU、高压配电盒PDU；为増程挂车应用的需要，需新增固定连接装置、高压插件（母头）和低压插件（母头）及其高低压线束。

増程掛车包括车身辅助控制器（ACM）、底盘、车身、车灯、车轮、高低压插件（甩线）、油箱、悬置装置及增程器，増程器由发动机、发电机、发动机控制器（ECU）以及发电机控制器（GCU）组成；高低压插件的公头配合线束，可与固定在纯电动车身上的母头连接，实现能量流动和信号传输；辅助控制器辅助増程挂车实现各种灯光的控制以及信号的转发。

3.増程挂车工程应用的技术说明

对于增车挂车的应用，増程挂车的设计需满足以下要求：（1）提高纯电动汽车的制动能力；（2）増程挂车与纯电动车身的连接需保证绝对可靠，且必须为机械刚性连接、保证强度；（3）増程挂车的安装和拆卸需简单便捷；（4）増程挂车的宽度不大于纯电动车身；（5）増程挂车的长度尽可能短；（6）纯电动车身与増程挂车连接后的间距尽可能小；（7）増程挂车可便捷地利用相应运输设备进行运输；

对于可挂载増程挂车的纯电动汽车，车辆在硬件上需预留与增车挂车的连接空间和固定装置，保证增车挂车的连接稳固和安全，新增能量传输所需高压插件和高压线束，新增信号传输所需的低压插件和低压线束；在控制系统的软件上需进行适应性更改，保证加上増程挂车后，增车挂车可给纯电动汽车的电池充电，满足车辆长途行驶。具体为：（1）加大相应制动行程下的液压制动力；（2）车身后端新增固定位置的高压插件和低压插件接口（均为母头）；（3）车身后端新增与增程挂车机械固定的结构；（4）纯电动车中的从高压配电盒新增高压线束到高压插件；（5）纯电动车中新增30电、15电、地线和CAN线到低压插件；（6）新增对高压插件的环路互锁及增程挂车电器模块的网络通讯诊断；（7）新增増程驾驶模式以及增程器的控制系统；（8）提高纯电动车低压供电模块的功率。

对于増程挂车，增程挂车端包括车身辅助控制器（ACM）、底盘、车身、车灯、车轮、高低压插件（甩线）、油箱、悬置装置及增程器，增程器包括发动机、发电机、ECU、GCU及内部控制需要的线束和传感器。需保证以下要求：（1）增程挂车的车身和纯电车身应当可稳定、便捷地连接固定，便于拆卸；（2）新增甩线的高压线束（公头）和低压插件（公头），长度合适且保证防水和绝缘等级；（3）增程挂车的增程器新增ECU、GCU、ACM需要的30电线束、15电线束、地线和CAN线到低压插件（公头）；（4）增程挂车新增车身辅助控制器，接收纯电车端车身控制器发送的灯光信号，以点亮増程挂车上的灯光。（5）纯电动车身端的整车控制器通过低压插件控制增程器进行发电工作；（6）所有控制器的电源和弱电信号均通过低压插件来源于纯电动车，増程挂车本身不附带任何电源或能量存储装置。

4.结论

在増程挂车工程应用方面的研究，主要可分为以下几个方面：

（1）在结构和框架方面

a）将増程器系统附加车身、底盘、灯光等模块，以挂车的形式挂在纯电动汽车尾部；

b）纯电动车车身和増程挂车通过机械刚性连接保证行驶的安全性，并在连接空间、连接强度、挂车尺寸、安装、拆卸和运输方面做出特定要求；

c）对纯电动车的外部结构和软硬件做适应性变更，以满足纯电动模式驾驶和増程模式驾驶。

（2）在工程应用的技术方面

a）纯电动车身与増程挂车通过机械的刚性连接后，采用高压插件的形式传输动力电能，采用低压插件的形式进行信号整理、分配和传输，并规定了高、低压插件的类型和接线方式。

b）对与増程挂车端，对増程挂车上的控制模块做出合理化建议，增程器的工作通过纯电动车端的整车控制器完成，灯光的控制通过増程挂车本身附加的辅助控制器完成，并规定了控制器的工作电源、信号来源、通讯方式和线束。

c）对于纯电动车端，在车辆和挂车机械连接的外部结构上、控制器的软硬件、高低压线束、液压制动方面做适应性变更，以满足纯电动模式驾驶和増程模式驾驶。

作者简介：

倪绍勇，性别：男，身份证号为420300197204062550，奇瑞新能源汽车技术有限公司，副总经理兼研究院院长，职称：汽车高级工程师。