汉斯·肯珀：增程型电动车的理论与实践

　　[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，以下是德国FEV发动机技术有限公司汉斯·肯珀现场演讲:

德国FEV发动机技术有限公司汉斯·肯珀

　　王秉刚：非常感谢福雷斯特·耶赫利克先生发表了Hymotion，阿岗实验室在交通能源的测试到很多东西，非常感谢。下面请德国FEV发动机技术有限公司汉斯·肯珀谈谈“增程型电动车的理论与实践”，请大家欢迎

　　汉斯·肯珀：非常感谢主席先生。非常感谢您的邀请参加这次会议，我来谈谈增城车电动车的理论与实践，女士们，先生们，感谢你们在公共的舆论都在谈论一个新的问题，在欧洲在过去两年，还有在亚洲都有一个概念的转换。

　　增城型整车的发展。现在电动汽车在世界存在100多年的时间了，而且由于成熟内燃机的技术，我们也进行一些改变。主要是一些关键的市场已经启动了很多汽车商启动了这样的计划，而且这些产品是非常受欢迎的。主要的这种驱动力就是电池蓄电量的提高，电池寿命提高，这些都是未来应对挑战的一些驱动能力。

　　现在最关键的问题是解决技术和接见实验是一个方面，另外怎么真正的投入市场，进行市场化的推广。主要的挑战仍然是关系到信息里程成本等等的问题，还有整个系统的综合成本，比如说电池的成本也是今后采用驱动的重要一块，然后耐久性，当然可用性消费的时候是否真正使用，比如说充电系统，其他整个电网配备的问题。现在给大家展示的是锂子的驱动，现在随着气侯变化的状况，现在在图上仍然面临局限性，随着时间的限制，比如说在安全性方面仍然存在问题，首先不是非常容易的方便采用，在目前不成熟的阶段采用会有很多后续的问题。这个就是一些挑战，刚刚讲了锂电子的趋势带来的挑战，在充电方面带来一些局限。

　　我刚才强调了图表上标志充电都会对汽车使用带来局限，可以看到刚刚指出充电的功率有一定的范围限制。因为更好的技术需要时间才能够实现，所以现在我们也在采取很多的计划来推进这方面的工作，当然这会花很多的时间，也会有很多的准备工作。不管怎么说，如果我们没有成熟的机制就上网的话，消费者使用会有抱怨，或者有一系列的风险由他们承担。

　　所以说在这几个方面，很多人持有一个非常谨慎的态度，现在最重要的是增程型电动车的问题，根据我们研究表明，在这个地方列出了在增程型电动车可能使用的电动车分类：整合型的混合动力，功力驱动型的混合动力，在中国可能有一个电池的设置使他有插入型的方式来取得动力，而在结合混合型当中，这个功率电池是在4千瓦时以下就采用，在混合型就是下一步，在图的右上角所展示的模式。从另外一条线路上来讲，我们可以从串联的混合动力角度来进行发展，最后移到可插入式的发展。

　　现在关键的问题是我们怎么样提供这种增程型的混合动力，因为它是混合型的，所以在电力方面怎么提供小型的，功力比较强大的系统，给大家介绍这种典型的情况，现在一年当中有129多天当中行驶不会超过40功力，但是现在情况下这种纯电动蓄电池还是不能使用，所以我们需要今后进一步提高这种技术的应用，能够承受行驶距离达到200功力的情况下是否能够继续。现在整车型电动车由于工作的限制在模式上可以表明，温度的变化对于电池的放电仍然可以产生限制，就是说怎么样对电池进行冷却，因为很多塑料电池受热不能充电。在这样的情况下，另外一种情况是电池的温度太低也是不能充电的时候，我们要提供燃量加热电池来进行正常的充电，所以有很多的挑战和具体的问题。所以这样的增程系统，我们有一个电动汽车必须怎么样配备有效的锂电池电子系统。一个能源的储存系统以便充电时使用。然后怎么样把增程型的系统和其他的发电系统或者是跟电力机的系统能够连接，这也是要解决的具体问题。

　　增程型模块在现在机械连接方面仍然会出现一些问题，特别是在电池方面是不太足的，不能有效的进行电池的供应，以及有效的进行供暖。所以，我们说从20-30千瓦时降低到10千瓦时，实现美国专家说到Hymotion的模式。另外就是尺寸的问题，电池过大怎么样缩小电池的尺寸？这个才能够有效使用的电池对他们进行有效的管理，我们也需要其他的一些转换或者是系统的配置，比如说一个有效的控制系统，牵引系统，舱的加热器系统等等，这个确实是使用于未来城市使用车的概念。能够适合城市驾驶的情况，希望通过增程蓄电能达到80功力以上，而且不需要连接。而且工作循环能够达到0-10%，希望增程型在没有电的情况下降低，然后这个车要降低成本也是很关键的，另外大部分的工作在单纯消耗电池电量模式，电池没有电的时候，在充电的模式下车辆能够自动的冷却化。

　　当然在整个系统当中也有一定的空间，就是不同的情况不同的国家，不同的地形也有不同的方式，这有一定的自由运作和运作空间的，所以我们采用多程的方式来解决这个模块。比如说上面是一个循环模式，这是在欧洲所使用的一种模式。另外一个就是分为上下两个，一个是启动的内燃机的模式，一个是非启动内燃机在模式的下方，在市场能够得到解决的方案，一个是内燃机功率的提高，发电机的电源提供是否有解决的方式呢？这需要在整个工业体系里面得到解决。这个地方可以看到，这个中线是燃料消耗的情况，这边是功力的情况。当然在这个方面，如果要做细致的讨论，我们还有很多的事情可以说。

　　在左下方的图展示功力、车辆比重之间的关系，表明现有的通车是不太适合汽车应用的。当然我们其实还有其他的一些具体数字可以充分考虑整个汽车行驶各个因素之间的关系。也就是最后解决方案就是必须要根据车，比如说冲量和其他行驶情况的不同需求来设定发电的功率和发电的量。这张图简要的列举了一些形成模块的例子，因为它有气缸的数量和气缸的形态不同的，所以与电源连接也有不同的设计方式。这是一些基本的标识，我们对它进行了测试，NVH是一个重要的点。然后成本气体排放、重量，系统包、燃油燃料的效率是一个循环性需要考虑的。在欧洲的情况下我们是以NVH作为考虑的出发点，另外就是怎么样来减少噪音的问题，由于传统的发动机所产生的噪音，随之而来还有其他的油和滚动所产生的噪音，所以在发展增程型汽车当中，我们都在逐步的解决，但是目前仍然不是非常的满意。

　　现在内燃机其实已经得到很大的改善，现在可以看到内燃机产生的噪音已经降低到了一定的程度。我们的战略就是希望能够对整个系统进行进一步的升级和转换，unacce发动机的一个情况，就是觉得它经过比较比单气缸的情况要好一些，最后我可以肯定用EAH的效率要比单气缸的效率要高。unacce在功率方面是比较大的，但是占有的空间相对要小一点，这个不同颜色的线展示了不同的单缸双缸和不同型号下的比较。能源消耗的问题，希望在今后的生产发动机不但实现高度速度，同时相对降低能源的消耗。

　　也就是说在增程的情况下实现较的好消耗率不会只追求纯电动的汽车，其实，对我们来说能够通过一些附加的手段，来实现增程型汽车运作的效率，这个结果就是必须有一个简单的，而不是非常复杂的发动机。通过简化这种发动机可以实现简化的一个整体系统。比如说实现了低的摩擦力，低的动力设计，使得传统的机器能够符合今后摩擦力的要求，根据估计单缸、双缸，还有unacce还有燃料电池，都对他们设定了一个基准的标准。现在我们还在分析当中，其实这个表上的数据都不是我们最后得出确定的一个标准。

　　我们在现有的情况下确定的一些成本的数据，所有的这些相关现代车的数据都在我这个图上得到一些展示，大家可以完全通过我的线条分析相互之间的关系。NVH仍然是我们现在认为最好的一点，而且以这个为基础做出相关的决定进行设计或者是改进方面的决定。

　　通过以上的分析，我们都意识到我们必须要基于这样，在使用的单盘转子发动机，而且实现一种良好的朋友（音）的控制，主要采用的感应电机采用的是20千瓦的，这些可以产生以下两个方面的好处，一个是因为转子发动机本身没有往返惯力，所以相对平稳一些，另外实现最高的体积和功率的密度，很紧凑。另外电机设计的选择，你可以选择90度微型的两缸，可以采用机车的发动机，可以宣称单件性的高压或者合成气缸。所以通过这样的事情可以减少摩擦，优化了摩擦设置。而且这个系统在冷却的方面也有一个非常良好的循环，不需要水泵的设计，然后整个的构建是非常好，低摩擦，然后建造成本也非常低。

　　另外，在欧洲有一种车型现在完全适应了这方面的优势，这是关于低成本概念另外的一张图表，通过展示分割的图式，比如说单缸连杆，因为他只是冲压加工，所以对整个系统来说是比较经济和有效的方式。这在欧洲是很好的车了，因为很好的采用了刚刚所设计的这种方式。德国政府非常鼓励这种车型的发展。

　　大家可以看到在车底部有一个非常大的锂电子的电池箱，通过这样的一种方式，我们通过立法已经在实行当中，对燃料经济性的立法方案。而且在其中设定了A和B的两个方案。就是测定在电池的存储，如果产生的消耗量会有多大，这是用电的一个电动汽车的话，在A情况下它的排放应该是零的，在我们研究所设计能够达到二氧化碳的1/3的减少。