扩展续航电动汽车（EREV）核心系统功能说明

最新推荐文章于 2025-11-24 16:50:05 发布

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一、系统概述

扩展续航电动汽车（Extended-Range Electric Vehicle, EREV）核心系统是一套融合电力驱动与燃油发电的混合能源管理架构，其核心设计目标是解决纯电动汽车续航焦虑问题，同时保留电动驱动的平顺性与低能耗优势。该系统通过智能协同控制动力电池组、驱动电机、增程器（燃油发电机）及相关辅助模块，实现"纯电优先、燃油补能"的运行模式，在满足城市短途纯电行驶需求的同时，通过增程器实时补能支撑长途出行，形成全场景无焦虑的出行解决方案。

系统整体架构遵循"分层控制、模块解耦"设计原则，从功能上可划分为能源供给层、动力驱动层、智能控制层和状态监测层四大核心层级，各层级通过标准化通信接口实现数据交互与协同控制，确保系统运行的稳定性、高效性和可扩展性。

二、核心功能模块详解

（一）能源供给管理模块

能源供给管理模块是EREV系统的能量核心，负责动力电池组与增程器的协同工作，实现能量的生成、存储、分配与回收，确保整车能源供给的连续性与经济性。

动力电池组管理

采用高能量密度锂电池组作为核心储能单元，支持快充与慢充双模式补能，具备超过200km的纯电续航能力（NEDC工况）。
集成电池管理系统（BMS），实时监测单体电池电压、温度、SOC（State of Charge）状态，通过均衡控制技术确保电池组一致性，延长使用寿命。
具备电池热管理功能，通过液冷/风冷温控系统将电池工作温度维持在15-35℃区间，保障高低温环境下的性能稳定性。

增程器协同控制

增程器采用小排量高效内燃机与发电机集成设计，专为发电优化，热效率可达40%以上，在动力电池SOC低于设定阈值（通常为15%-20%）时自动启动。
支持动态功率调节，根据整车能耗需求（如加速、爬坡、匀速行驶等不同工况）智能输出发电功率，避免发动机在低效区间运行，兼顾能源效率与NVH性能。
具备快速启动与停机功能，启动响应时间小于1.5秒，停机时平滑切断动力输出，确保驾驶体验的平顺性。

能量回收系统

制动能量回收与滑行能量回收双模式设计，在车辆减速或滑行时，驱动电机反向工作为动力电池充电，回收效率最高可达30%。
回收强度自适应调节，根据驾驶习惯、电池SOC状态及制动强度动态调整回收力度，平衡回收效率与驾驶舒适性。

（二）动力驱动模块

动力驱动模块负责将电能转化为机械能，驱动车辆行驶，核心由驱动电机、电机控制器、传动系统组成，追求动力输出的平顺性、响应速度与高效性。

驱动电机特性

采用永磁同步电机，最大功率可达150kW以上，峰值扭矩350N·m，0-100km/h加速时间小于8秒，满足日常驾驶的动力需求。
高效区间覆盖广，在20-120km/h常用车速区间，电机效率维持在85%以上，兼顾动力性能与能耗经济性。

电机控制策略

电机控制器采用矢量控制技术，精准控制电机的转速、扭矩输出，响应时间小于20ms，实现线性的动力输出。
支持多模式驱动控制，根据驾驶模式（经济、标准、运动）调整动力输出特性，经济模式下优先保障能耗效率，运动模式下最大化动力输出。

传动系统设计

采用单速减速器设计，结构紧凑、传动效率高（大于95%），简化动力传输路径，降低机械损耗。
集成差速器功能，确保车辆转向时左右车轮的转速协调，提升行驶稳定性。

（三）智能控制模块

智能控制模块是EREV系统的"大脑"，基于整车控制器（VCU）实现多模块协同控制，根据驾驶需求、路况信息、能源状态制定最优控制策略，是系统高效运行的核心。

模式智能切换控制

自动实现纯电模式与增程模式的无缝切换，当动力电池SOC充足时，优先采用纯电模式行驶，断开增程器；当SOC低于阈值或动力需求超过电机输出能力时，自动启动增程器补能，切换过程无明显顿挫感。
支持手动模式选择，用户可根据需求强制开启纯电模式（电量充足时）或增程模式，满足个性化驾驶需求。

动力分配策略

基于整车能耗模型，实时计算驱动需求功率与能源供给能力，动态分配电池放电功率与增程器发电功率，确保在满足动力需求的前提下，最小化能源消耗。
极端工况（如急加速、爬坡）下，协调电池与增程器同时提供能量，最大化动力输出；匀速巡航工况下，控制增程器维持在高效区间发电，多余电能为电池充电。

故障诊断与保护

实时监测各模块运行状态，包括电池电压异常、电机温度过高、增程器故障等，一旦检测到故障，立即启动保护机制，如限制动力输出、关闭故障模块、切换运行模式等，并通过仪表向用户报警。
具备故障自恢复功能，对于轻微故障（如瞬时电压波动），通过控制策略调整实现自恢复，保障行驶连续性。

（四）状态监测与交互模块

该模块负责采集整车运行数据，向用户反馈系统状态，并支持用户对系统进行参数设置，核心包括状态采集、仪表显示、人机交互等功能。

多维度状态采集

采集整车关键运行参数，包括电池SOC、电池温度、增程器转速与发电量、电机输出功率、整车车速、剩余续航里程（纯电续航+综合续航）等，采集频率最高可达10Hz。
监测驾驶操作信息，包括加速踏板行程、制动踏板行程、档位状态、驾驶模式选择等，为控制策略制定提供输入依据。

信息反馈与显示

通过仪表盘、中控屏直观显示系统运行状态，包括当前驱动模式、SOC值、剩余续航里程、增程器工作状态、能量流向图等，让用户实时掌握车辆能源情况。
提供能耗统计功能，显示纯电能耗、增程模式能耗、综合能耗等数据，辅助用户优化驾驶习惯。

人机交互功能

支持驾驶模式切换、能量回收强度调节、增程器启动阈值设置等操作，用户可通过方向盘按键、中控屏触控实现便捷设置。
具备远程监控功能，通过手机APP可查看车辆SOC、剩余续航、增程器状态等信息，支持远程空调控制、充电预约等功能，提升使用便利性。

三、系统工作流程

（一）启动阶段

用户启动车辆后，整车控制器（VCU）进行系统自检，包括电池、电机、增程器、控制器等核心模块的状态检测。
自检通过后，VCU读取电池SOC状态，若SOC≥设定阈值（如20%），默认进入纯电模式，增程器保持关闭，驱动电机处于待命状态；若SOC<设定阈值，自动启动增程器预热，同时电池提供初始动力，进入增程模式。

（二）行驶阶段

纯电模式行驶：用户踩下加速踏板，VCU根据踏板行程计算动力需求，电机控制器驱动电机输出相应扭矩，带动车辆行驶；此时增程器不工作，能量仅来自动力电池。
增程模式行驶：当SOC低于阈值或动力需求超过电机最大输出时，VCU启动增程器，增程器发电后一部分电能直接供给驱动电机，另一部分多余电能为动力电池充电；制动或滑行时，启动能量回收，为电池充电。
模式切换：行驶过程中，若SOC从低于阈值回升至高于阈值（如通过能量回收或增程器充电），VCU自动切换回纯电模式，关闭增程器；若动力需求突变（如急加速），VCU可临时启动增程器协同供电，完成后自动恢复原模式。