李勝：解放青汽擦亮混動長途重卡之眼

本刊記者 劉海帆 文

At the 14TM Symposium China - ICE, (P)HEV & EV Transmissions & Drives (TMC2022) Commercial Vehicle Forum held on August 8, 2022, Li Sheng, the executive deputy general manager of FAW Jiefang Qingdao Automobile Co., Ltd., gave a special speech titled “The Application of Predictive Hybrid Control Technology Based on Geographic Location on Long-distance Heavy Truck”, analyzed Jiefang Qingdao Automobile’s thinking about “Why choose hybrid”, and described the journey of “how to manufacture hybrid vehicles properly” of Jiefang Qingdao Automobile over the years. This paper sorts out the content of his speech.

2022年8月8-9日，第14屆國際汽車變速器及驅(qū)動技術(shù)研討會（TMC 2022）在青島召開。本屆會議圍繞“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)，深化混動技術(shù)研討，同時向電驅(qū)動系統(tǒng)縱深發(fā)展，并聚焦高速化、高壓化、高集成化、智能化等關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展。

值得關(guān)注的是，本屆論壇首次設(shè)置了商用車動力系統(tǒng)論壇。在8日下午的商用車論壇上，一汽解放青島汽車有限公司常務(wù)副總經(jīng)理李勝作了題為《基于地理位置的預(yù)見性混合動力控制技術(shù)在長途重卡上的應(yīng)用》專題演講。在長達(dá)20 min演講中，李勝分析了長途重卡節(jié)能減排壓力，介紹了長途重卡混合動力技術(shù)，重點介紹了解放青汽的預(yù)見性混合動力控制技術(shù)應(yīng)用情況，并且對預(yù)見性控制技術(shù)的發(fā)展作了展望。可以說，李勝解析了解放青汽關(guān)于“為什么選擇混動”的思考，并講述了解放青汽多年來“如何做好混動”的路程。

政策·技術(shù)·需求——解放青汽為什么選擇混動

從宏觀上看，長途重卡是公路貨運的主力軍：據(jù)統(tǒng)計，2021年公路貨物運輸量、公路貨物運輸周轉(zhuǎn)量分別為391.4億t和6.91萬億tkm，分別占貨物運輸總量和貨物運輸周轉(zhuǎn)總量的73.9%和30.9%。其中，中重卡是城際公路運輸?shù)闹饕袚?dān)者，占整個公路貨運量的82%，其中長途重卡占比超過60%，并且載貨汽車數(shù)量和噸位數(shù)都有所增長，這說明重型載貨車的數(shù)量仍處于上升趨勢。而重型貨車4項污染物排放量分別為一氧化碳（CO）79.2萬t、碳?xì)浠衔铮℉C）27.5萬t、氮氧化物（NO）463.0萬t、顆粒物（PM）3.3萬t；其中NO、PM占汽車總排放量的75.4%、52.1%。

李勝表示，要治理道路車輛排放問題，重型載貨車是一個繞不過去的坎兒。國家最新發(fā)布的政策法規(guī)也要求長途重卡更節(jié)能、更環(huán)保。2022年6月17日工信部在《重型商用車輛燃料消耗量限值》（征求意見稿）就提出：四階段油耗限值力度加嚴(yán)12%～16%不等；2021年10月11日發(fā)布的GB/T278——2021《重型商用車輛燃料消耗量測量方法》，更是明確四階段重型商用車油耗測試將從C-WTVC循環(huán)切換到CHTC循環(huán)工況。

圖1 一汽解放青島汽車有限公司常務(wù)副總經(jīng)理李勝作專題演講

除了傳統(tǒng)燃油車，目前批量生產(chǎn)的商用車無非就是3種技術(shù)路線：純電動（包括充電、換電）、燃料電池、混合動力。其中，純電動減排效果好，但是存在購置成本高、續(xù)航里程短、自重大、配套基建覆蓋度低等問題；燃料電池可實現(xiàn)近零排放，但同樣存在成本高、自重大、配套基建少等問題，短期內(nèi)無法實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用；而混合動力運營過程與傳統(tǒng)燃油重卡相同，動力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、舒適性優(yōu)勢明顯，購置成本適當(dāng)增加，且不需要新增運營基建。考慮到長途重卡往往服務(wù)于快遞快運行業(yè)，對里程、時效性都有較強的要求；且根據(jù)市場調(diào)研長途重卡用戶期待的產(chǎn)品，是更節(jié)油、更舒適、更宜修、更保值的產(chǎn)品，因此解放青汽堅信：混合動力是長途重卡節(jié)能減排實用方案。

圖2 2022年6月17日工信部在《重型商用車輛燃料消耗量限值》(征求意見稿)提出：四階段油耗限制力度加嚴(yán)12%～16%不等

回首·現(xiàn)狀·展望——解放青汽如何做好混動

據(jù)李勝介紹，解放青汽進(jìn)入混動領(lǐng)域，最早可以追溯到2015年。經(jīng)過市場調(diào)研、產(chǎn)品策劃，解放青汽于2016年進(jìn)行了集團(tuán)立項，混動項目正式開始推進(jìn)。通過2016年的整車開發(fā)、產(chǎn)品試制，2017年解放青汽已對混動重卡進(jìn)行了路試，2018年對整車進(jìn)行了工況路試，整車節(jié)油率得以提升并量化。2019年，解放青汽進(jìn)行了P2方案路試，提升了控制策略。2020年，解放青汽交付了P1方案用戶體驗車，并進(jìn)行國Ⅵ整車開發(fā)、路試及試驗，以及預(yù)見性控制技術(shù)的研究與應(yīng)用。2022年，解放青汽混動重卡計劃完成整車放行試驗、面向長途高速的P2整車路試和量產(chǎn)工作。可以說，7年時間里，解放青汽在一個從未涉及過的領(lǐng)域走出了自己的道路。

混合動力系統(tǒng)有串聯(lián)式、并聯(lián)式、混聯(lián)式等多種原理構(gòu)型、結(jié)構(gòu)構(gòu)型。綜合考慮布置空間、能量效率、扭矩耦合性、整車動力性等多方面因素，基于用戶需求，解放青汽最終選擇為長途混動重卡配備并聯(lián)式混動系統(tǒng)，同時確認(rèn)了同軸布置、P2構(gòu)型、高壓側(cè)掛布置等構(gòu)型。

圖3 解放青汽JH6混動車型

圖4 混動系統(tǒng)有多種構(gòu)型

基于“發(fā)動機及發(fā)動機控制技術(shù)、電機及電機驅(qū)動技術(shù)、電池及電池管理技術(shù)、自動變速器技術(shù)、整車電氣電控架構(gòu)、整車控制技術(shù)”這6大長途重卡混合動力整車開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)，解放青汽研發(fā)了JH6 P2混動整車，其搭載6DL6/WP10.5H發(fā)動機，搭載具有混動專用數(shù)據(jù)的青汽自主AMT，采用前后兼容、扁平化結(jié)構(gòu)的動力電機，并利用自主集成式空調(diào)液冷機組進(jìn)行熱管理，采用集成化模塊化高壓系統(tǒng)。

李勝介紹說，在多年的開發(fā)試制中，解放青汽也發(fā)現(xiàn)了長途重卡混動產(chǎn)品的痛點：“應(yīng)激式”控制策略無法實現(xiàn)最優(yōu)的能量管理。混動系統(tǒng)主要通過“聯(lián)合驅(qū)動”、“制動能量回收”等工作模式實現(xiàn)節(jié)能，而傳統(tǒng)的“應(yīng)激性”控制策略存在“上坡前無電”、“下坡前滿電”、“爬坡動力不足”、“下坡制動消耗”等問題。此外，由于國Ⅵ發(fā)動機排溫要求較高，發(fā)動機排溫提升加熱模式占比影響燃油經(jīng)濟(jì)性，電驅(qū)系統(tǒng)峰值功率驅(qū)動或回收受溫度影響，較大散熱功率的溫度管理系統(tǒng)體積較大、能耗較高。這都是混動長途重卡的痛點。

針對這些問題，解放青汽認(rèn)為：預(yù)見性控制技術(shù)是解決混動長途重卡痛點的優(yōu)秀解決方案。相較于“應(yīng)激性”控制技術(shù)，預(yù)見性控制技術(shù)有如車輛長了眼，可以看到前方道路狀態(tài)，根據(jù)路形變化，“預(yù)見性”調(diào)整動力傳動系統(tǒng)、溫度管理系統(tǒng)等控制策略，進(jìn)而實現(xiàn)車輛長時域的最優(yōu)控制。

基于這樣的理念，解放青汽通過進(jìn)行遠(yuǎn)、中、近場景識別，以動力傳動系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、制動系統(tǒng)控制量解耦，實現(xiàn)了PACC（預(yù)見性自適應(yīng)巡航）、PEM（預(yù)見性能量管理）、PTM（預(yù)見性溫度管理）三項功能開發(fā)。PACC通過整車動能、勢能相互轉(zhuǎn)化，對車速進(jìn)行長時域管理，大大降低了駕駛員工作強度，避免因駕駛習(xí)慣導(dǎo)致燃油經(jīng)濟(jì)性查等問題。PEM策略則通過路形識別與劃分進(jìn)行扭矩分配干預(yù)，實現(xiàn)動力電池目標(biāo)電量管理，即“上坡前電量充足”、“下坡前可充電量最大”，在動力電池吞吐量前提下實現(xiàn)循環(huán)壽命最優(yōu)。PTM則以實現(xiàn)發(fā)動機、動力電池、動力電機最優(yōu)溫度管理為目標(biāo)，基于路形識別與劃分進(jìn)行扭矩分配干預(yù)，最終干預(yù)熱管理機組負(fù)荷；PTM可以干預(yù)后處理系統(tǒng)排溫量，降低發(fā)動機后噴加熱模式燃油消耗量，并通過優(yōu)化動力電池溫度實現(xiàn)動力電池SOP及壽命最優(yōu)管理。

經(jīng)過混動重卡高速路況整車節(jié)油率仿真、混動重卡預(yù)見性控制策略離線策略驗證及優(yōu)化、混動重卡預(yù)見性控制策略長途高速路況下的雙車對比長測，解放青汽得出結(jié)論：預(yù)見性控制技術(shù)發(fā)展到目前階段，對混動重卡的有益效果包括幾方面：高速路況大幅節(jié)油；發(fā)動機排溫適宜，油耗及排放占優(yōu)；聯(lián)合驅(qū)動效果好，回收電量高；SOC利用率高；駕駛強度低；動力電池同等吞吐量下壽命優(yōu)化等。而談到預(yù)見性控制技術(shù)的未來，李勝提出了“地圖數(shù)據(jù)優(yōu)化”、“高效溫度管理”、“拓展路況、天氣等信息”、“長途重卡自動駕駛”、“高精度多場動力學(xué)模型”、“軟件定義汽車”等6點優(yōu)化方向。

商用汽車雜志記者在論壇現(xiàn)場聆聽了李勝的專題演講后，隨機采訪了幾位專業(yè)聽眾。他們普遍認(rèn)為，解放青汽對混動長途重卡痛點的理解可謂鞭辟入里，而對其高效節(jié)能的考量堪稱精益求精。在能源日益緊缺、減排刻不容緩的當(dāng)下，長途重卡的新能源化出路在何方？解放青汽選擇的方案是混動。而在混動賽道上如何才能實現(xiàn)節(jié)能的最優(yōu)解？解放青汽亦在給出自己的答案。

圖5 混動車型常見的痛點

圖6 解放青汽將“預(yù)見性控制技術(shù)”應(yīng)用在混動長途重卡上

圖7 “預(yù)見性控制技術(shù)”系統(tǒng)介紹