增程式與其他新能源電動車的優(yōu)劣差異

顧孜軼，陳榮章

（同濟大學(xué)，上海 200092）

引言

隨著國家補貼政策的收緊，新能源汽車的發(fā)展方向也受到一定影響。楊裕生院士認(rèn)為增程式電動車是減少補貼退坡影響的最佳技術(shù)方向。現(xiàn)階段新能源汽車產(chǎn)業(yè)將增程式汽車作為炙手可熱發(fā)展新方向。

增程式汽車是什么？與純電汽車、插電式混合動力差異在哪里？本文通過5 個方面來簡單闡述增程式汽車與其他新能源汽車的優(yōu)劣差異，以及增程式適用于何種行駛環(huán)境，對新能源汽車產(chǎn)業(yè)的意義是什么，消費者該又該如何選擇。

1 補貼政策的影響

無論是車企在考慮發(fā)展方向還是消費者在考慮購買的車型，考慮國家對新能源的政策補貼都是起決定性因素之一。每一年國家補貼政策對新能源汽車?yán)锍虜?shù)和電池密度的要求逐年遞增。補貼力度的下降，引發(fā)新能源汽車市場競爭愈發(fā)激烈，綜合能力強的企業(yè)和科技感高車型將進一步占據(jù)市場。年初，國家發(fā)改委公布的《汽車產(chǎn)業(yè)投資管理規(guī)定》中明確將增程式電動汽車劃分為純電動汽車投資項目。因此，增程式電動汽車不僅歸屬政策補貼最高的純電動類，還有其特有的里程優(yōu)勢。在享受國家政策補貼方面其優(yōu)勢明顯。

2 汽車結(jié)構(gòu)的差異

從架構(gòu)的復(fù)雜程度而言，純電動汽車對比混合動力和增程式的簡單不少。其主要核心技術(shù)僅需關(guān)注“三電系統(tǒng)”，因此大量車企可利用老平臺進行“油改電”獲取較短的研發(fā)周期，推出新車型。做個粗略的比喻，用電機替換發(fā)動機，其次底盤下方排列一層電池組，最后搭配一套電控系統(tǒng)，即構(gòu)成了一輛純電動車。

混合動力和增程式相對則比較復(fù)雜，分別需考慮燃油和電動兩套系統(tǒng)。兩套系統(tǒng)不光是控制系統(tǒng)的復(fù)雜化，還要考慮多一套系統(tǒng)組件所增加的重量對油耗的影響。

增程式在新能源汽車原本“三電系統(tǒng)”的基礎(chǔ)上增加了一個依靠“燃油發(fā)動機”的發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)動機不是直接機械傳動，而是給輸出給發(fā)電機。在原有的三電控制系統(tǒng)上，再增加一套技術(shù)要求極高的系統(tǒng)，其研發(fā)難度不僅僅是1+1 如此簡單，而是迭代的幾何性的增長。

3 行駛經(jīng)濟性

百公里油耗是大眾消費者不得不考慮的另一個重要方向，電動汽車在市區(qū)行駛過程中有巨大的成本優(yōu)勢，根據(jù)參考資料假設(shè)每度電1 元及每升油7 元情況下，A 級純電轎車百公里成本15 元；A 級燃油轎車百公里成本：49 元；A 級增程式轎車百公里成本：30 元。B 級車方面，李想聲稱“在城市工況下，相比同級別的寶馬X5 百公里油耗12.9，理想ONE 的百公里油耗低于5L”。從以上數(shù)據(jù)可以看出在市區(qū)內(nèi)增程式電動汽車對比傳統(tǒng)燃油車還是有巨大優(yōu)勢。

在跑高速時，增程式動力系統(tǒng)的劣勢則非常明顯，由于多了一個將燃油能力轉(zhuǎn)換為電力的過程，其能量轉(zhuǎn)換效率受到影響，會造成油耗偏高的情況。

4 充電&續(xù)航

圖1 各種汽車動力構(gòu)架對比圖

相比純電汽車在續(xù)航能力受限不斷尋找充電樁以及長時間充電，增程式電動汽車和混合動力汽車可以通過先使用電池中的電量后期使用燃油進行驅(qū)動，從而減少在行駛過程中由于電量不足，找不到充電樁、長時間充電所產(chǎn)生的焦慮。同樣用國內(nèi)新推出的的增程式電動車?yán)硐隣NE 為例，官方表示其市區(qū)工況續(xù)航可超過1000km，NEDC 綜合續(xù)航也能超過700km。因此，增程式電動車是可以完全滿足遠程長時間駕駛，無需考慮行駛續(xù)航問題。

5 增程式電動車發(fā)展方向和技術(shù)特點

BWM I3 銷量慘淡，其原因在于不討好的設(shè)計。由于其低功率的增程系統(tǒng)，導(dǎo)致其增程效果并不突出，純電汽車存在的充電和里程問題不但沒少，外加增程系統(tǒng)帶來的平臺復(fù)雜性、額外的維修成本和雙系統(tǒng)重量導(dǎo)致額外行駛成本。反觀日產(chǎn)Note e-Power 在日本熱賣，其原因是放棄插電式的充電方式，改成純?nèi)加桶l(fā)電進行驅(qū)動，有效規(guī)避充電樁不足和充電時間的劣勢，同時還能保證較好的行駛經(jīng)濟性，非常符合日本國民節(jié)約、環(huán)保、生態(tài)生活態(tài)度。新上市的理想ONE保持電插及燃油2 種充能方式的同時也進行了一定的優(yōu)化，當(dāng)SOC 低于閾值后，或在全油門或大負荷的情況下增程器還會在供給電動機能量的同時給電池充電，避免電池過放的現(xiàn)象產(chǎn)生。當(dāng)電量高于設(shè)定閾值后增程器自動停止充電避免這種不如充電樁效率的充電方式增大能耗。（見下圖）?？梢哉f理想ONE 給出了增程式發(fā)展的新方向。

圖2 理想ONE 增程器運行示意圖

除去市內(nèi)工況良好的經(jīng)濟型、較高的續(xù)航能力以及充能的多樣性。這里再介紹下增程器其他特點，通過增程器直接給電池供電再放電給電機，能大幅提升增程器工作效率并減少電池充電次數(shù)。然而增程器的運行會導(dǎo)致發(fā)動機的噪聲、動力系統(tǒng)切換時影響的平衡性，影響駕駛體驗。因此優(yōu)化增程器、SOC 和電機三者的運行策略優(yōu)化是增程控制系統(tǒng)的核心技術(shù)要點之一。

6 結(jié)論

有了增程，純電是不是就會被邊緣化了？答案是不會，在全產(chǎn)業(yè)配套還未完善，電池技術(shù)還未有重大突破的今天，增程器無疑是非常好的一種曲線救國的過渡形式。目的是在現(xiàn)階段三電技術(shù)還未完善的情況下的一種擴充，是為了滿足用戶不同行駛需求的一種補充。