增程式電動汽車技術路線淺析

劉金周 吳征 李永康

（中國汽車技術研究中心政策研究中心 新能源汽車與財稅政策研究室，天津 300300）

主題詞：技術路線 增程式 新能源汽車

1 前言

2014年，國務院辦公廳發(fā)布《關于加快新能源汽車推廣應用的指導意見》,明確“以純電驅動為新能源汽車發(fā)展的主要戰(zhàn)略取向，重點發(fā)展純電動汽車、插電式（含增程式）混合動力汽車和燃料電池汽車，以市場主導和政府扶持相結合，建立長期穩(wěn)定的新能源汽車發(fā)展政策體系，創(chuàng)造良好發(fā)展環(huán)境，加快培育市場，促進新能源汽車產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展”。

近年來，新能源汽車技術路線正快速發(fā)展，但也呈現(xiàn)一些變化。比如，國家發(fā)改委發(fā)布《汽車產(chǎn)業(yè)投資管理規(guī)定》，明確增程式電動汽車按照純電動汽車管理，行業(yè)專家也在呼吁“及時推動插電式向增程式方向發(fā)展”，部分企業(yè)加快研發(fā)布局增程式電動汽車，補貼退出后增程式電動汽車市場規(guī)?？赡芸焖贁U大。在補貼逐步退坡、電池尚未突破、充電仍不便利、節(jié)能減排要求趨嚴的背景下，增程式汽車成為行業(yè)企業(yè)關注熱點。

2 新能源汽車技術路線發(fā)展關系

2.1 多種技術路線并存發(fā)展

2009年以來，在國家政策的大力引導和支持下，新能源汽車迅速發(fā)展，取得較好成績，產(chǎn)業(yè)規(guī)模保持全球領先，技術水平加速提升。但由于早期政策的導向作用，使得前期的市場推廣多傾向于純電動技術路線，充電基礎設施發(fā)展不完善、充電難等問題為消費者帶來了一定的里程焦慮。然而，隨著汽車產(chǎn)業(yè)的加速變革，以及新能源汽車支持政策的持續(xù)調整完善，產(chǎn)業(yè)內(nèi)呈現(xiàn)出純電動、插電式、增程式、燃料電池等技術路線并存發(fā)展的態(tài)勢，各種技術路線發(fā)展的比較優(yōu)勢也不斷變化。目前，長期依靠補貼推動市場的不可持續(xù)性已是行業(yè)共識，2020年補貼退出后，將促進新能源汽車技術路線的選擇可能更加多元化。

關于未來技術路線的發(fā)展，目前行業(yè)內(nèi)主要觀點為：

一是未來傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車與新能源汽車不是對立非此即彼，而是將呈現(xiàn)相輔相成、協(xié)同發(fā)展的關系，簡言之，新能源汽車的發(fā)展不是否定內(nèi)燃機汽車。

二是技術路線在不同的發(fā)展階段有不同的發(fā)展重點，整體要多元化，各技術路線應是平行的、補充的。

三是市場總量很小的時候，要集中重點發(fā)展某一技術路線，但市場形成一定規(guī)模后，不同細分市場可以發(fā)展多元化的技術路線。

四是從企業(yè)的層面看，在新能源汽車成本未實現(xiàn)明顯下降時，傳統(tǒng)燃油車依然是車企的主要收入來源，車企應當繼續(xù)挖掘燃油車的節(jié)能潛力。

五是各技術路線發(fā)展時，要充分考慮國家能源多元化的現(xiàn)狀和趨勢。

2.2 專家呼吁發(fā)展增程式電動汽車

增程式電動汽車通過引入增程器，可使得發(fā)動機不直接參與動力傳遞，而是為動力電池補充電能，這種工作狀態(tài)下，發(fā)動機可始終保持在最佳燃效區(qū)域，系統(tǒng)效率可以得到有效提升，具有較好的節(jié)能減排效果[1]。與此同時，增程式電動汽車可減少對充電基礎設施的依賴，具有綜合續(xù)駛里程高、無里程焦慮、燃料多元化等優(yōu)勢，切實迎合市場需求，具有一定的應用前景。

目前，眾多行業(yè)專家紛紛看好增程式電動汽車，并呼吁產(chǎn)業(yè)應重視增程式技術路線的發(fā)展。2018年12月，全國政協(xié)副主席、中國科學技術協(xié)會主席萬鋼在人民日報發(fā)表署名文章《促進新能源汽車產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展》，提出應及時推動插電式混合動力向增程式發(fā)展，充分利用內(nèi)燃機新技術，促進內(nèi)燃機與電驅動技術融合發(fā)展。中國中國工程院院士楊裕生認為，“增程式是電動汽車銷售補貼退坡影響走向市場化的最佳技術路線，可以解決純電動汽車的四大焦慮問題”。中國科學院院士歐陽明高在2016全國兩會提案《關于增程式電動乘用車測試規(guī)范修改的建議報告》中提出，“增程式電動乘用車是我國新能源汽車技術的重要發(fā)展技術路線之一”。中國汽車工程學會名譽理事長付于武表示，“推動插電式混合動力向增程式混合動力發(fā)展，是應對補貼退坡、走向市場化的最佳技術路線，也符合目前國家倡導的發(fā)展方向”。

3 增程式技術路線行業(yè)發(fā)展情況

隨著財政補貼的逐步退坡，新能源汽車將由以往的政策引領發(fā)展向“政策和市場”主導發(fā)展轉變，未來市場格局將由市場需求所主導，包括增程式電動汽車在內(nèi)，多種技術路線迎來了競相發(fā)展的機會。

3.1 企業(yè)開始布局增程式技術路線

目前，國內(nèi)多數(shù)整車企業(yè)開始轉變思路，為迎合市場需求，正積極謀劃研究符合未來變革趨勢的技術路線發(fā)展方向，一方面加強新能源汽車的戰(zhàn)略部署，另一方面也在積極探索并布局增程式技術路線，目的是在2020年補貼退出后，推出真正符合市場需求的產(chǎn)品，“多條腿走路”應對愈加嚴峻的排放標準。

企業(yè)積極布局開發(fā)增程式產(chǎn)品，如車和家2018年發(fā)布首款SUV“理想智造ONE”，采用了增程式技術路線，新車在NEDC工況下的續(xù)駛里程達700 km，最大續(xù)駛里程超過1 000 km。金康旗下SERES同時推出SUV車型SF5的純電動和增程式版本，其中，增程式車型搭載了33 kW?h的動力電池系統(tǒng)及1.5T四缸發(fā)動機的增程器，純電續(xù)駛里程達150 km。吉利商用車集團旗下遠程汽車推出并上市增程式輕卡產(chǎn)品RE500，通過增程式技術路線解決純電動物流車的痛點。別克推出增程式車型VELITE 5，純電動續(xù)駛里程達116 km，綜合續(xù)駛里程為768 km，最低油耗可達0.9 L/100km。

3.2 推廣應用存在多方面障礙和問題

行業(yè)專家的支持對增程式電動汽車帶來了積極作用，企業(yè)的發(fā)力也為產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來了更多的可能性，但增程式電動汽車仍存在一定爭議。

一是產(chǎn)品管理歸類不一致。《汽車產(chǎn)業(yè)投資管理規(guī)定》按照驅動動力系統(tǒng)劃分汽車整車投資項目類型，將增程式電動汽車納入以電動機提供驅動動力的純電動汽車投資項目中?！缎履茉雌嚿a(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準入管理規(guī)定》則是將增程式技術路線納入插電式混合動力汽車類型中。GB 7258—2017《機動車運行安全技術條件》也同樣將增程式電動汽車納入插電式混合動力汽車范疇，定義為具有可外接充電功能，且有一定純電驅動模式續(xù)駛里程的混合動力汽車。

二是增程式電動汽車缺乏專門的測試規(guī)范。目前，增程式電動乘用車的測試標準主要參考插電式混合動力乘用車的測試標準GB/T 19753—2013的要求，然而，增程式電動汽車與插電式混合動力汽車的技術原理并不相同，且控制系統(tǒng)和控制策略也有較大差異，后者的測試標準并不能真實體現(xiàn)增程式電動汽車的性能水平。

三是增程式電動汽車的政策支持力度相對較小。由于增程式電動汽車按照插電式混合動力類別管理，有關補貼、雙積分等優(yōu)惠政策支持力度相對較小。如增程式電動汽車的補貼標準和技術要求主要參照插電式混合動力汽車，比如乘用車要求純電續(xù)駛里程需達50 km以上，最高補貼1萬元，難以有效推動市場發(fā)展。如部分國外采取串聯(lián)式技術路線的車型雖然具有較好的節(jié)能環(huán)保效果，但由于不符合新能源汽車的技術標準，沒有在中國實現(xiàn)大規(guī)模推廣，技術優(yōu)勢難以轉化成市場競爭力，這也是增程式電動汽車發(fā)展緩慢的關鍵因素。

四是在使用環(huán)節(jié)難以享受優(yōu)惠政策。如部分地區(qū)僅支持純電動汽車享受免限購措施，增程式電動汽車則依舊占用燃油車指標。部分地區(qū)對非純電動車型仍要求限行，如僅允許純電動物流車進城，而增程式車型難以享受優(yōu)惠政策。

3.3 技術經(jīng)濟性存在爭議

目前，增程式在成本和技術上也存在爭議，比如成本較高，燃油經(jīng)濟性、節(jié)能減排效果難以達到預期效果，這也使得業(yè)內(nèi)企業(yè)不敢貿(mào)然發(fā)力增程式技術路線。

一是增程式電動汽車的技術水平尚未成熟，能效、排放水平的提升效果有待驗證。在實際行駛過程中，復雜工況下增程器發(fā)動機無法長時間保持在高效區(qū)工作，且增程器發(fā)動機往往排量較小，若滿負荷工作，不僅會加大噪音，將會出現(xiàn)“小馬拉大車”的情況，從而使得油耗、排放增高。與此同時，相比燃油車，增程式電動汽車增加了發(fā)動機發(fā)電的能源轉換環(huán)節(jié)，這將帶來能量損耗、降低綜合能耗水平。但即便如此，也有觀點認為，增程式電動汽車的綜合能源效率仍比傳統(tǒng)燃油車有明顯的提升。

二是增程器開發(fā)成本較高，布局相關業(yè)務的企業(yè)難以從中獲得可觀的經(jīng)濟效益，由此，早期布局增程式的部分企業(yè)不得已暫停了這一技術路線。2019年2月，通用正式停產(chǎn)增程式電動汽車雪佛蘭沃藍達，主要原因在于銷量不振；寶馬將在歐洲市場停供新款i3的增程式版本，而只銷售純電車型。與此同時，增程式電動汽車市場價格普遍較高，比如寶馬i3增程式車型，國內(nèi)售價為41.58萬元，現(xiàn)代途勝FCEV增程式售價6 890萬韓元（約合40萬元人民幣），雪佛蘭Volt增程式售價49.8萬元，較高的售價使得增程式電動汽車推廣應用緩慢，市場份額較少。不過，隨著技術水平的提升，以及技術開發(fā)成本的不斷下降，比如日產(chǎn)e-POWER等部分優(yōu)質產(chǎn)品已開始獲得較高的市場接受程度[2]。

4 主要建議

針對增程式電動汽車推廣應用過程中存在的問題，為進一步推動其發(fā)展，提出以下幾個方面的建議。

4.1 系統(tǒng)開展不同技術路線的技術經(jīng)濟性對比評價

隨著增程式電動汽車將會迎來快速發(fā)展、市場規(guī)模逐漸擴大、核心技術水平和研發(fā)實力得到提升，亟需研究科學、合理的增程式技術評價指標體系，全方位評價增程式電動汽車的節(jié)能減排效果和產(chǎn)品競爭力，并與其他新能源汽車技術路線的評價結果展開對比，分析未來各技術路線的行業(yè)格局，判斷增程式電動汽車的發(fā)展方向、市場趨勢，為未來行業(yè)管理或政策完善提供技術支撐或參考依據(jù)，提前規(guī)范和引導增程式電動汽車的發(fā)展，避免增程式電動汽車行業(yè)的無序發(fā)展。

4.2 開展增程式電動汽車的適用車型及應用場景研究

新能源汽車不同種技術路線存在各自的優(yōu)劣勢，適用于不同的應用場景。由于增程式電動汽車市場規(guī)模較小，行業(yè)發(fā)展初期并未形成規(guī)模化應用的示范效應。為更好的推動增程式電動汽車發(fā)展，應對產(chǎn)業(yè)變革帶來的市場變化趨勢，應加強開展適用車型及領域的研究，比如評價增程式乘用車、客車、貨車的技術難點、技術成本，在出租車、公交車、物流車等領域應用的可行性和經(jīng)濟性等，為未來有針對性的開展增程式電動汽車市場推廣應用做鋪墊。

4.3 依據(jù)減排效果在使用環(huán)節(jié)給予支持

增程式電動汽車的優(yōu)勢在于節(jié)能減排，在行業(yè)發(fā)展初期，這一優(yōu)勢并未得到充分的支持。目前，國家已宣布取消地方補貼，地方政策支持的重點將從購置環(huán)節(jié)向使用環(huán)節(jié)傾斜。地方在研究制定使用環(huán)節(jié)政策時，可探索依據(jù)節(jié)能減排效果給予支持的可能性，比如設定低排放區(qū)、零排放區(qū)的通行政策，可通過搭建監(jiān)控平臺，實現(xiàn)對增程式電動汽車行駛狀態(tài)以及能耗、排放水平的監(jiān)控，依據(jù)節(jié)能減排效果提供一定的費用減免優(yōu)惠。

4.4 進一步優(yōu)化和完善政策法規(guī)

建議加快推動制定或修訂相關技術法規(guī)、測試規(guī)范，突破政策標準方面的障礙。比如，單獨制定增程式電動汽車的技術標準，并考慮產(chǎn)品單獨分類的可能性。進一步修訂增程器標準規(guī)范，將有效地促進增程器產(chǎn)業(yè)發(fā)展，倒逼增程器技術水平提升，從而加快推動增程式電動汽車的市場發(fā)展。

4.5 加快增程器專用發(fā)動機開發(fā)

目前，國內(nèi)缺少成熟的增程器專用發(fā)動機，主要還是基于傳統(tǒng)發(fā)動機進行系統(tǒng)匹配，相比國外先進技術，增程器熱效率較低，能耗水平還有待進一步改善。因此，相關企業(yè)還應加快研究技術配置方案，加大增程器技術研發(fā)投入力度，加強增程器專用發(fā)動機開發(fā)，提高發(fā)動機綜合效率，優(yōu)化電機控制策略，降低噪音水平，實現(xiàn)更高水平的節(jié)能減排效果。