耶赫利克：插电式有多样性的操作模式

    [编者按]“2009国际电动汽车创新发展论坛”于2009年10月22-23日在重庆举办。本届论坛由科技部举办，众多业界人员参与论坛，一起分享最新成果，争辩方向，激扬思想，以下是美国阿岗国家实验室首席机械工程是福雷斯特·耶赫利克的现场演讲。

美国阿岗国家实验室首席机械工程是福雷斯特·耶赫利克

　　陈清泉：各位专家，各位领导，各位朋友。昨天大家经过半天的会议，我们听到不少专家的高见，这样对推动我们电动汽车的发展有很大的作用。今天又有很多的专家继续发表高见，今天的会议主持人是王秉刚先生，他也是我们国家很资深的汽车专家，现在有请王秉刚先生。

　　王秉刚:尊敬的来宾，女士们，先生们上午好，非常荣幸来主持今天上午的论坛，今天上午非常荣幸地邀请到五位演讲嘉宾，他们是美国阿岗国家实验室首席机械工程师福雷斯特·耶赫利克，德国FDV发动机技术有限公司高级顾问专家汉斯·肯珀，奥地利AVL SCHRICK责任有限公司混合动力与电动车研发公司海克·布拉克，英国米拉有限公司德里克·查特斯，英国莲花汽车科技工程首席工程师菲尔·巴克先生，让我们对他们的到来表示最热烈的欢迎。

　　现在请美国阿岗国家实验室首席机械工程是福雷斯特·耶赫利克，就阿岗国家实验室先进车辆技术评价分析发表演讲，大家欢迎。

　　福雷斯特·耶赫利克：今天看看我的PPT，主要是介绍一下阿岗的国家实验室，以及它的动员机构。然后会给大家讲一下，我们的一些具体工作，我们的实验室的设备，然后讲一些具体的研究发现，就是比较高层的一些研究结果。当然由于时间的原因，我不会讲得很细，最后就会做一些总结。但是你们还是可以在会后进行私人交流。讲一下介绍的部分，我们国家实验室是能源部最老、最大的一个研究机构，它是在1946年成立的，是由芝加哥大学来运作的。如果你们去芝加哥的话，我想你们也会受到很大的欢迎，但是冬天不要去因为太冷了，夏天去、春天去都非常不错，这一共有2900名职员，有1000多名科学家工程师，其中有750人都有博士的学位，我们预算每年约为4.7亿美金，80%是来自于能源部，在这个交通部门我们重点是在能源的资源方面，也就是说要提高能源的效率和生产力来减少对环境的影响，这个跟中国重庆的努力是相象的，另外我们有很多的优势，比如说整车系统，技术分析，电池，引擎等等，我个人在交通部门这块工作，我想现在有一些问题，比如说很多的数据都是专利的，然后要支持现在快速的技术发展的支持不够，我们可以看到这些专业的东西都是很秘密的，很难获得这些专利的信息，所以我们很难有效的收集到一些有用的资源或数据。

　　所以，我们的方法就是要建立起一种测试的机制来获得这种很难测量的部件以及整车级的部件。最开始是在1996年建立了这样一个高级动员机构，你们可以看到这是一些图片，起初的起点是比较低的，用的是老的设备，一些小的部门，然后慢慢扩展。最后拿到一些高级的数据，比方说在最开使用老的两轮驱动的公里去（音）来测试，今天能做更多的事情，比如说用其他的生物能源研究EV、HEV，所以我们现在研究的目标是多了很多的内容，所以现在我们还能够研究减排方面的，还有电子方面的，还有提高效率方面的研究。

　　我们可以看到这里有很多的研究工具，可以研究很多体问题。比如说这个标杆管理，我这个小组就是做这样的事情，我们的测试整车也测试部件，在座的各位可能对PSAT也熟悉，我想做一些数据可以做自模，可以做设计，然后做出原形的车型。然后做整车的测试，我们做标杆测试有12年的经验，两个月前又有新的成员加入进来。这也是一个非常优秀的新成员，我们先OEM方面有10年人的经验，在纯电动、混合动力方面有20年人的经验，另外在公里机（音）测试方面有17年人的经验，另外在车辆的扭矩感应器方面也有非常丰富的经验，在过去的五年都是跟Tier1公司合作。我们在06年，在引领插电式的混合动力方面，我们是在引导这个项目，08年跟其他的一些机构一直来组织SAE6、34纯电动的项目，这是比较高级别的科研项目。

　　在我们研究室有两层次的测试：比方说我们看看它的排放，还有它的燃料，还有引擎的速度，以及对它电力动力做一些分析，另外一个层次是做比较深入的分析。比如说看看各个部件的效率，还有它的温度，还有它燃料的测试等等。在这一方面还可以看看它的轴扭矩，在它运行的里程方面，测试各方面的数据。

　　这里可以看到07年到09年测试过插电式过的汽车型号，我这里就不细说了，但是你可以从这个表上看到，我们做了很多大量的测试。其实，这个测试的具体内容是很详细的，比如说我们很跟OEMs也做了很多的测试，但是我这里没办法深入的讨论下去。我们的确是给了很多车进行测试，根据我们目前的时间，可能有时候是做2-3辆，有时候是做6辆车的测试。

　　下面讲我们的研究发现。主要是看一下能耗方面的内容，我们看看这个插电式的定义：历史上它的定义在引擎发动之前，这个混插式的跟电动车差不多的，然后等引擎发动之后按照混合动力的模式来运行的，那么看看这个蓝线是充电的状态，那么看到有两种模式，有电量消耗模式，有电量的持续模式。在整个过程中有两种模式在进行的，比如说普锐斯就是一种混合的模式，因为引擎的运行是时断时续的，主要是根据它的充电状态有关，那么我们可以看到插电式有各种多样性的操作模式，可以是这种维持式的，消耗式的，也可以是混合式的，同样如果有兴趣的话可以在会后给我详细的交流。

　　再看看插电式部件的的测试，第一个是纯充电式的模式，最开始的是纯充电的，然后有重复的周期，直到汽车进入像电量维持的模式。然后还有一种是电量维持的测试，就跟今天的混合动力的测试是差不多的，主要是电量维持的这种混合动力。

　　下面看看其他的一些研究发现，下面是能耗，然后我们再看到这个数轴是这个消耗的燃料，这个是来自美国的数据，这里有六种不同的插电式的汽车型号。我们看到每一种车的表现是不一样的，然后，我们看看这里也是电量维持的模式，还可以看到对这两种的测试。

　　上面一种是更有效的利用方法，可以看到这里有一个控制的策略方法，这样可以提高它的效率，右边是对EVBs的充电，在电量维持方面可以看到能够降低能耗，提高燃料的使用性。比较一下Hymotion合插电式，像Hymotion可以看到，每一组电池5千瓦的电量，有意思的就是如果你们熟悉这种插电式，你们可能不会想到Hymotion个燃料的经济性有这么高，现在的确电池的电量也提高了而且燃料经济性也提高了，那么现在发现，这个控制的系统是策略式非常重要的，这个红色的是引擎开始的时候，绿色是电池的能量，然后会循环的进行，我们看到Hymotion的电池较小，然后在电池维持的模式，可以看到它对汽油的取代达到了62%，可以看到整个周期运行图表是很明显的。那我们再看看这个图表是两维图，这里有电量维持，有纯电量驱动，然后有耗电的率，那么这两者之间耗电和燃料之间就是混合的运行模式。之前也讲了，这种Hymotion，更多的是使用电量消耗模式，它可能就会速度更快一些。像这种插电式可以减排，像Hymotion我们是进行标定，红色是引擎开始的时候，绿色是这种重复的周期。可以看到具体的温度，在引擎没有工作的时候它是怎样的一个状态，但不一定全是这种状况。

　　像这种插电式第二种可能是不同的PHEV就有不同的模式，它的燃料消耗或者其他的指标也不同。这个标定改变以后，在加州有很严格的排碳标准。所以很多汽车制造商在燃料和减排方面做出权衡，当然这个不是一个简单的工作。

　　下面我们再看看一些对未来几年很有意思的话题，就是热效应的问题。我希望你们能来芝加哥看看我们，我不知道重庆的冬天有多冷，芝加哥是非常冷的，可能是美国最冷的一个地方。我同事发表了一个论文，他研究的是低碳车，研究了它的油耗等等。我们可以看到这个引擎在预热的时候，如果是在非常冷的温度预热会有一些能损耗，很大一部分是来自电池温度的限制。那样，普通的消费者会经常在低温环境下启动他们的汽车，另外在美国很多地方是很热的、沙漠型的环境，所以他们的情况又不同，所以我们做了很多的研究是跟环境温度有关的，我们希望能够对现实生活中的一些具体的情况有帮助，希望能够减少这种热效应，可以看到这里有三种不同的温度：比如说5度，零下5度等等，我们可以看到这个图表，可以看到环境温度上升以后，这个表现是不一样的。这个时候电池就可以发生作用，这个也是能启动，这个可以详细的解释一下。

　　去年就发表了一些资料，我们这个实验室的数据显示，我们有40%的燃放损耗是环境能启动22度的时候发生的。另外，我们还可以看到插电式的引擎会有比较长周期的不可运行性，这个主要是在电量的消耗模式下进行的。那么，我们可以看到这个周期是在引擎预热以后的一个状况，可以看到这里是40%的消耗，我们研究了很多的插电式这个温度很小的变化会导致很大的，其他方面的不同。这里也是我们实验室的一个数据，在重复的循环过程中可以看到，如果是十分钟以后，在两个UDDS这个周期以后，这个周期的引擎温度会更高，这样会带来整体的消耗更低。

　　在第一个周期可能会消耗更多的燃料，但这个燃料降低以后，电池就开始发挥作用，如果理论上来设定一个温度，我们可以做一个测试，但是其实是有一些损耗的。所以燃料的损耗在这个周期中可能会稍有不同。我们希望能减少这种损耗，比如说降低25%，提高整个燃料经济性。

　　下面再讲讲我们的标准，委员会的工作，就以1711为例，我们看到这个车辆电气化时代即将来临，我们对PHEV和EV都在研究，现在我没有办法告诉你们具体的细节，但是我们还在具体的研究中，但是还有意思的一点，我们都相信这个事业有些难题，但是传统上来说可能会比较简单，就是一个周期结束以后，燃料和电池的交替使用。

　　但现在呢，我们做了一个功力极的测试，这是电力的使用，这是PHEV能耗的一个模式，我们测试也是跟英方有合作，这里可以看到具体的数字，包括距离，燃料经济性和电气的使用等等。你们可以意识到这里有很多不同的周期，他们的MPG的数值也是不一样的。我们可以看到其中有几种MPG达到了100以上，这个是不错的。下面，我们再看一看路面的测试也是关于平均油耗的一个测试，这里是根据不同的日平均行驶功能进行的测试，我们是以Hymotion作为一个样本的，那么我们可以看到随着每天行驶的距离越来越长，这个MPG的数值是在下降的。我们现在再看一下，这个设备使用效率就是UF，像UF是一个很重要的数值，我们有10英里和40英里两种不同的测试，所以多是这种假定40英里或者10英里的行驶里程，我们看到每天的行驶距离会决定消耗的比例，这里不同的行驶里程电量消耗的百分比是不同的，下面看一下供车市场整个车辆消耗里程，像63%的人口每天大概40英里的车程。所以我们根据这个模式，看看部分的UF的测量方法：

　　第一个循环是测试7.5英里，第二个循环测试的是15英里，然后我们得到了这个循环的UF数值在下降，你可以看到MPG就是燃料的经济性也不同，可以根据这个公次计算出来，之前我们回到豪门李慎（英），我们可以看到不同的UF值对MPG的等级有什么影响？那么我们可以看到UF的权重会让MPG尽快的进行消耗，这样可以帮助消费者尽量的减少油耗。

　　这个是我们这个项目的里程性标志性事件，去年完成大部分的工作，已经在进行一些无记名投票的工作，做总结性的工作，这样子会对美国的管理或者是立法提供一些参考性的数据。像1711项目已经达到了一些共识。

　　下面这一页关于标杆设备的一些成果。像这种四轮驱动功率功器的设备作为一种高级的测试，然后还有很多更多的成果，大家可以看到，主要的这些成果我会介绍一下，另外讲了四轮车的功率器（音）以后，还有管理润跟（音）的混合动力车四轮车的研究，还有动力性的供应系统和整车进行标杆管理的配置，这个是其他的地方还没有做到的。另外还有一点就是还有一组哈肯（英）的工具，它的程序就是读取一些专利的网络数据可以给任何一个OEM网络应用，还有PHEV的数据，我们自己的动员系统唯一能提供的一些数据，它可以从任何一个可研究的数据库网站来下载。下面就是AML环保总局四轮驱动的一个研究，他研究主要是滑行测试的程序，以及功率计的准确度。

　　最后，我还要感谢重庆的组委会，这是一个非常有益的经验，所以我发言的时间很短，非常感谢和大家交流，谢谢大家。