3 安装ISG系统的技术优势
对比BSG系统,安装了ISG系统的海格插电混联式混合动力公交车具有下列明显的技术优势。
1)燃料消耗低、排放性好。安装ISG系统的海格插电混联式混合动力公交车,通过采取下列措施来减低燃料消耗:①纯电起步。由于采用了超级电容及锂电池组共同作为高压储能装置,在能量充足的情况下,海格公交车可纯电起步加速至30 km/h ,且纯电行驶里程超过30 km②选择小排量的发动机,优化发动机的性能,使发动机始终在高效区运转。③怠速起停。发动机起动后及整车运行中,在满足一定的条件下(如储气筒压力、发动机水温、超级电容电量、车辆滑行时等)发动机自动停机(图8)。④智能控制。利用线性控制策略取代开关式制动能量回收控制;采用时间积分控制策略对空调进行智能控制。
据统计,安装ISG系统的海格插电混联式混合动力公交车与安装BSG系统的同类型混合动力公交车比较,燃料消耗降低5%~10%;与同类型的普通公交车相比较,燃料消耗降低超过40%。
安装ISG系统的海格插电混联式混合动力公交车,C02排放量降低40%左右,采用柴油动力的油电混合动力系统的公交车PM排放降低接近90%,采用NG发动机的气电混合动力的公交车PM排放几乎接近为0。
2)动力性提升明显。安装ISG系统的海格插电混联式混合动力公交车,由于ISG发电机与驱动电机同轴串联,并且ISG发电机功率及扭矩(峰值功率135 kW,峰值扭矩850 Nm)大,ISG发电机除了具有发电、反拖启动发动机功能外,在重载爬坡及急加速时还可以提供辅助驱动功能,因此,整车的动力性得到明显改善。
3)驾乘舒适、平顺性好。安装ISG系统的海格插电混联式混合动力公交车,在发动机与ISG发电机之间安装了液力扭转减震器,使发动机与传动系之间的扭转震动起到了良好的阻尼衰减作用,驾乘舒适性明显提高;双电机直驱,无级变速,大大减轻驾驶员的劳动强度;由于发动机重新优化并且处于最佳工况下工作,发动机的噪声降低且无共振现象;在电量充足的情况下,在0~30 km/h采用纯电起步,因此,无换挡顿挫且噪声降低;采用线性控制再生制动,无制动“点头”及“深浅不一”的现象;采用时间积分智能空调,车内温度恒定,乘客感觉舒适。
4)性价比高。购买安装ISG系统的插电式混合动力系统的公交车,可以继续享受新能源汽车财政补贴以及免征车辆购置税,因此,整车价格仅比同类型公交车高5~10万元;采用驱动电机直接驱动,取消变速器,维护保养成本降低;车辆制动时,驱动电机发电以进行制动能量回收,这样即节约了能源又减少了制动片的磨损(据统计,制动片磨损仅为常规车的三分之一左右);据测算,安装ISG系统的插电式混合动力系统的公交车,在整个使用周期内的综合费用比同类型的公交车降低约15%左右。
5)整车状态实时监控,强化主动安全防护措施。采用了带CAN通信的欧可佳仪表,混合动力系统的主要参数:锂电池的荷电状态SOC、超级电容电荷剩余量SOE(State Of Energy)、电池舱内的温度、电池故障码、电容故障码、ISG发电机温度、驱动电机温度、高压设备舱温度一、离合器状态、档位等都可以在组合仪表的监视系统上实时直观显示。
为保证行车安全,安装ISG系统的插电式混合动力系统的公交车采用下列主动安全防护措施:踩住制动才能挂入前进挡或倒挡;关上车门后,才能挂入前进挡或倒挡;行驶中车门不能开启。主动安全防护原理如图9所示。
附:补充说明
1)配套的电池组厂家有江苏春兰、深圳沃特玛及北京中信国安盟固利等3家,这3家的电池都为锂电池,但并不都是磷酸铁钗电池。
2)BSG(Belt-alternator Starter Generator)字面意思是:皮带驱动的起动机发电机,而ISG(Integrated Starter Generator)的字面意思是:集成式起动机与发电机。
目前,宇通及海格等公交车国内主流的插电式混合动力系统,已采用了高压发电机(海格公司称
为ISG发电机,宇通公司称为ISG电机)和驱动电机
6)可外接充电,充电时间短、充电设备成本低。安装ISG系统的海格插电混联式混合动力公交车晚间收车时,可以更经济地利用电网低谷电量外接充电,可以选择利用车载充电机、便携式充电机或充电桩等方式给锂电池组充电。外接充电时间短,一般只需要40 min左右的时间即可充满电。
7) 24 V蓄电池智能充电管理。通过设置DC/DC转换器,整车控制器可以通过DC/DC转换器将高压直流转换为低压直流,给24 V蓄电池进行智能充电控制。