摘要：

A 本文從用電安全角度出發(fā)探討如何保證LY混動(dòng)的安全性能。

B LY混動(dòng)車在安全性能方面具有優(yōu)越性能。

全新設(shè)計(jì)的LY混動(dòng)車是基于傳祺GA5增程版設(shè)計(jì)的一輛純電里程160KM，增程里程500KM以上的混動(dòng)車。該車如圖1所示，LY混動(dòng)有三個(gè)電機(jī)。主驅(qū)動(dòng)電機(jī)94KW。作為后輪的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。前輪驅(qū)動(dòng)有兩個(gè)發(fā)電電動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)功率15KW、發(fā)電功率也是15KW。前艙有傳動(dòng)耦合裝置，通過(guò)外置或車載動(dòng)力裝置帶動(dòng)發(fā)電電動(dòng)機(jī)發(fā)電。

增程系統(tǒng)由20馬力發(fā)動(dòng)機(jī)、油箱和傳動(dòng)耦合構(gòu)成，前輪兩個(gè)發(fā)電電動(dòng)機(jī)A/B分別對(duì)應(yīng)增程系統(tǒng)A/B。單個(gè)增程系統(tǒng)凈重不超25KG，滿油重量不超50KG。每個(gè)增程系統(tǒng)總發(fā)電量不少65KWH。車載發(fā)電可以使用一個(gè)或兩個(gè)增程系統(tǒng)，兩個(gè)增程系統(tǒng)車載總電量在130KWH。純電+增程續(xù)航超過(guò)900公里。

LY混動(dòng)測(cè)試車有兩個(gè)充電口。一個(gè)是車載15KW的充電接口，另外一個(gè)是75KW直流快充。車載電池組在36KWH電量左右。直流快充15分鐘可以充滿80%，足夠100KM以上續(xù)航。

圖 1 LY混動(dòng)測(cè)試車結(jié)構(gòu)框圖

本文從用電安全，解決安全當(dāng)前電動(dòng)車安全問(wèn)題兩個(gè)角度出發(fā)探討如何保證全新LY混動(dòng)的安全性能。

按相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，電動(dòng)車的安全要求包含以下

(1) 防水防塵性能要求

a. 整車涉水要求

b. B級(jí)電壓部件防護(hù)等級(jí)要求

c. 整車浸水要求

(2) 防火性能要求

a. B級(jí)電壓部件阻燃性能要求

b. 可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)（或安裝艙體）與客艙間阻燃隔熱要求

(3) 可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)安全要求

a. 蓄電池系統(tǒng)最小管理單元熱失控要求

b. 可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)零部件材料阻燃要求

c. 安裝艙體隔離要求

d. 斷開裝置要求，可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)安裝維修開關(guān)和熔斷器。

e. 泄壓透氣裝置要求，蓄電池包應(yīng)設(shè)有定向泄壓和透氣裝置，泄壓壓強(qiáng)應(yīng)不大于50 kPa。

(4) 控制系統(tǒng)安全要求

a. 制動(dòng)信號(hào)優(yōu)先要求

整車控制系統(tǒng)當(dāng)制動(dòng)信號(hào)和加速信號(hào)同時(shí)發(fā)生時(shí)，應(yīng)只響應(yīng)制動(dòng)信號(hào)。

b. 行駛中斷電要求，車輛在行駛過(guò)程中，出現(xiàn)需要整車主動(dòng)斷B級(jí)高壓電的車輛異常情況時(shí)，在車速大于5 km/h時(shí)應(yīng)至少保持轉(zhuǎn)向助力狀態(tài)30 s后再斷B級(jí)電。

(5) 充電安全要求

a. 充電接口安全要求，整車具備多個(gè)充電接口時(shí)，充電時(shí)不工作的充電接口應(yīng)不帶電。

b. 充電插座溫度監(jiān)控要求，車輛的充電插座應(yīng)設(shè)置溫度監(jiān)控裝置，該裝置應(yīng)能根據(jù)溫度變化傳送相應(yīng)信號(hào)給車輛，用于實(shí)現(xiàn)車輛充電接口的溫度監(jiān)測(cè)和過(guò)溫保護(hù)功能。

(6) 車輛結(jié)構(gòu)安全要求

a. 車輛碰撞安全要求

b. 上部結(jié)構(gòu)安全要求

（一）動(dòng)力系統(tǒng)安全性能

按照上面的安全要求內(nèi)容。LY混動(dòng)車在無(wú)車載增程系統(tǒng)時(shí)，是純電動(dòng)車。由于LY混動(dòng)車有三套電機(jī)，三套動(dòng)力系統(tǒng)主回路是相互獨(dú)立的，互為冗余,電池系統(tǒng)也有兩套也是相互獨(dú)立，冗余。很好滿足整車主動(dòng)斷B及高壓電的車輛異常情況，在車速大于5 km/h時(shí)應(yīng)至少保持轉(zhuǎn)向助力狀態(tài)30 s后再斷B級(jí)電。

此外電機(jī)、電池的分開布置，有利于發(fā)熱部件的散熱、溫控的要求。這樣的布置安全性能也由于單電機(jī)的純電動(dòng)車。

再者，動(dòng)力系統(tǒng)控制失效情況下，三個(gè)電機(jī)任何一個(gè)出現(xiàn)失速或過(guò)速，都可以調(diào)整另外的電機(jī)進(jìn)來(lái)彌補(bǔ)，或者直接切斷故障電機(jī)。例如，主驅(qū)動(dòng)電機(jī)故障，完全停止主驅(qū)動(dòng)B級(jí)電力回路。使用前輪兩個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車行駛到安全位置、或開往檢修廠。

第四點(diǎn)，動(dòng)力回路的安全性能是由多電機(jī)、多功率單元、控制單元組成的，雖然增加了建造成本。但安全是用車中第一要素。費(fèi)用是值得花。前輪動(dòng)力系統(tǒng)、增程系統(tǒng)可以所有車型共用同一套規(guī)格。這樣可以通過(guò)量產(chǎn)降低成本。

（二）電源系統(tǒng)的安全性能

36KWH的車載電池電量系統(tǒng)續(xù)航大于160KM以上，滿足大多數(shù)車主的日常用車需求。當(dāng)然也可以通過(guò)調(diào)整電池電量為12KWH、使用兩個(gè)增程系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)就跟傳祺GA5增程版一致。但傳祺GA5增程版就是一個(gè)失敗的產(chǎn)品，其原因在于，燃油成本高，增程動(dòng)力經(jīng)過(guò)發(fā)電、充電等變換后，整體燃油到車輛動(dòng)力的效率變低了，還要多載重12KWH電池的重量。

短途純電不帶增程系統(tǒng)、長(zhǎng)途燃油發(fā)動(dòng)機(jī)增程發(fā)電。這樣就可以充分發(fā)揮了電動(dòng)車、燃油車的各自優(yōu)勢(shì)。

通過(guò)調(diào)整電池電量和增程系統(tǒng)的發(fā)電能力，可以找到一個(gè)最優(yōu)的應(yīng)用工況。目前看來(lái)車主日常里程短途需求跟電池電量成正比。而車載增程發(fā)動(dòng)機(jī)則作為一個(gè)備用電源存在。在絕大算數(shù)情況下，只需要一個(gè)15KWe增程系統(tǒng)即可。這樣的配置是最優(yōu)化的。

這樣的配置也是最安全的。假設(shè)后輪電池組燒毀，前輪仍能按30KW功率低速前進(jìn)。假設(shè)前輪電池組燒毀，正常運(yùn)行不受到影響。假設(shè)增程系統(tǒng)故障，正常運(yùn)行只需要低電量充電或立即更換增程系統(tǒng)。

也就是說(shuō)這是三個(gè)相互獨(dú)立的電源系統(tǒng)。電力系統(tǒng)通常只跟電力、用電特性、功率這些因素有關(guān)系。并不會(huì)因?yàn)閷⑦@三個(gè)電源分開造成更高的成本。

（三）發(fā)電、充電的安全性能

LY混動(dòng)車設(shè)置兩個(gè)充電口，15KW車載充電口是用了發(fā)電系統(tǒng)的功率單元?？梢灾苯邮褂?80V三相電源充電?？梢栽?.5個(gè)小時(shí)充滿車載電池組，這樣可以滿足絕大多數(shù)車主用車需求。也可以使用75KW直流快充。二者可以同時(shí)進(jìn)行。15分鐘內(nèi)能在充電到80%電量。

這樣的系統(tǒng)同樣也是因?yàn)椴捎昧巳哂嘣O(shè)計(jì)使得充電的失效性很低。而成本只是增加一個(gè)充電接口。

發(fā)電機(jī)也是兩個(gè)電機(jī)，如果其中一個(gè)故障不能發(fā)電，另外一個(gè)同時(shí)發(fā)生故障的可能也很低。這樣增程發(fā)電可靠性得到保障。而增程發(fā)電電量可以不經(jīng)過(guò)電池組直接驅(qū)動(dòng)另外一個(gè)發(fā)電電動(dòng)機(jī)。又能保證效率，和增加電池使用壽命。

（四）電池燃爆、充電過(guò)熱、車輛起火、冬天凍傷、取暖等問(wèn)題

電池燃爆、充電過(guò)熱、車輛起火、冬天凍傷，取暖等問(wèn)題是不可避免的，任何想從誘發(fā)源徹底解決的辦法都因高昂的成本變得不可行。LY混動(dòng)車成本低廉地解決些問(wèn)題，LY混動(dòng)車因考慮增程系統(tǒng)的冷卻，必須配置強(qiáng)大的熱控制系統(tǒng)。這樣的熱控制系統(tǒng)可以有效防范過(guò)熱。

電池問(wèn)題更好解決了。當(dāng)檢測(cè)到前輪電池組、后輪電池組其中一個(gè)存在發(fā)生故障的前兆。立即切斷B級(jí)電源，電池停止充放電后，其安全性能可以很快恢復(fù)。或者及時(shí)去檢修。當(dāng)兩個(gè)電池組同時(shí)故障，還有車載增程系統(tǒng)提供動(dòng)力。

冬天電池凍傷、取暖的解決車載增程系統(tǒng)可以自啟動(dòng)供暖。

圖 2 更安全的車輛--LY混動(dòng)車

（五）自動(dòng)駕駛的安全問(wèn)題

作者大學(xué)專業(yè)是自動(dòng)化、出于專業(yè)知識(shí)角度考慮。任何載人車輛做任何全程無(wú)人駕駛都是不可取的，經(jīng)濟(jì)上不可取、安全上不可取。而自動(dòng)輔助駕駛是非常有必要的。

為何這樣呢？首先，有人的車上，除了車上的人存在智力障礙，不然考取駕照，然后在車上作為安全第一責(zé)任人才是尊重生命的體現(xiàn)。而把不具備駕駛能力的人放在無(wú)人駕駛汽車上，比如老人小孩，是一種典型的騙保行為。不管發(fā)生故障的概率有多大。人的生命只有一次，一旦發(fā)生對(duì)個(gè)人、家庭的損害則是100%。而人在車上的的時(shí)間非常不值錢的。在車上不能辦公，狹小的空間不能娛樂(lè)。休息則是比較多人的選擇，請(qǐng)問(wèn)誰(shuí)會(huì)在安全懸崖上睡覺(jué)？一不小心就永遠(yuǎn)睡著了。

輔助駕駛是非常有必要的。商業(yè)、貨物運(yùn)送等車輛可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛、開辟獨(dú)立運(yùn)輸?shù)缆纷鳛闊o(wú)人貨物長(zhǎng)途道路?？梢源蠓档瓦\(yùn)輸成本。商業(yè)是可以行的。

作者十幾年的自動(dòng)化工作中，設(shè)計(jì)、調(diào)試和生產(chǎn)過(guò)的工業(yè)自動(dòng)化大大小小系統(tǒng)數(shù)百個(gè)，未曾有任何一個(gè)系統(tǒng)能夠離開人的管控而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化生產(chǎn)。我們舉個(gè)最簡(jiǎn)單的特斯拉生產(chǎn)線的例子，汽車工業(yè)生產(chǎn)線工況穩(wěn)定，干擾源少?？墒牵两裎磥?lái)完全滿足生產(chǎn)設(shè)計(jì)要求，更別說(shuō)完全無(wú)人化。這樣自動(dòng)化程度生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。次品率高于傳統(tǒng)汽車大廠。

圖三特斯拉無(wú)人駕駛慘烈車禍現(xiàn)場(chǎng)

你拿如此這般靠過(guò)度營(yíng)銷的特斯拉電動(dòng)車去自動(dòng)駕駛，無(wú)人駕駛。無(wú)異于自尋死路。其安全性能還不如無(wú)證駕駛的人。

結(jié)論

全新設(shè)計(jì)的LY混動(dòng)車具有超高的安全性能。

紙上造車E：安全壓倒一切，LY混動(dòng)車是較安全的電動(dòng)車設(shè)計(jì)－－光液之二十六。

作者介紹：lightyear，從事生物質(zhì)發(fā)電研發(fā)設(shè)計(jì)工作，電氣自動(dòng)化專業(yè)本科學(xué)歷。首先提出將電動(dòng)車、生物質(zhì)、太陽(yáng)能三者有機(jī)結(jié)合起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)新的能源利用體系。因lightyear所提的理念目前還不被認(rèn)可，只能獨(dú)自一人想辦法實(shí)現(xiàn)這些想法。

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