換個“充電寶”，增程能逆襲？

李爾欣

小媳婦的命運

如今說到增程式電動車，估計尋常百姓對它的印象多半是：雞肋！哪怕雪佛蘭、寶馬等主流大廠一再現(xiàn)身說法：“別看增程式電動車主要靠電力驅(qū)動，但只要有加油站，它就不會陷入里程焦慮，而與此同時，它又能有效地減少碳排……”.也無法讓增程式電動車成為市場上的活躍角色。

究其原因在于，業(yè)界曾以為那不過是命運開的玩笑：在增程式電動車首度卷土重來的21世紀(jì)初，各類新能源汽車基本都有環(huán)保人士給它們兜底，就算沒有節(jié)能補(bǔ)貼，亦無需為銷量發(fā)愁。偏偏增程式電動車由于暫時不能熟練地將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，導(dǎo)致自身的節(jié)能與減排效果都不盡如人意，以至于不但勸退買家，還害得自己未能攢足口碑資本，更因此錯過第一個風(fēng)口。

等到進(jìn)入補(bǔ)貼時代，增程式電動車又被官方劃入插電式混合動力車門下，無緣與純電動車享受同等補(bǔ)貼待遇。結(jié)果，面對技術(shù)已臻成熟的插電式混合動力車，未被廠商重視的增程式電動車幾無性價比優(yōu)勢可言，只能再次錯失崛起的機(jī)會。

可隨著新能源汽車消費市場的興起，殘酷的現(xiàn)實將增程式電動車擁躉的最后那點幻想也徹底打碎：即便補(bǔ)貼、價位等外在條件都一樣，增程式電動車在市場上也仍然不及插電式混合動力車吃香。更不幸的是，拉低增程式電動車市場競爭力的“元兇”，恰是整個增程系統(tǒng)的核心：傳統(tǒng)增程器。

不是所有的發(fā)動機(jī)都適合增程

事實上，追溯增程式電動車被輿論批判之根源，其中多半可歸咎于用來增程發(fā)電的發(fā)動機(jī)，例如2缸或3缸發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)時固有的抖動，以及發(fā)動機(jī)高速運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的噪音等“原生缺陷”，都會給增程式電動車帶來難以根治的NVH振動、噪音問題。又比如，部分發(fā)動機(jī)的低速性能較弱，每當(dāng)要用大功率帶動增程器發(fā)電時，就得先拉高轉(zhuǎn)速，以至于給群眾留下“增程式電動車跑高速更耗油”的糟糕印象;要是再碰上熱效率偏低的汽油發(fā)動機(jī)，那無疑會是雪上加霜。更別提隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，滑向超標(biāo)邊緣的發(fā)動機(jī)日益增多，而工程師研發(fā)新世代機(jī)型的難度卻是直線上漲。

顯然，增程式電動車要想改變當(dāng)下的境遇，不宜再坐等政策紅利，主動出擊才是上策。而自救的第一步，必須是優(yōu)化傳統(tǒng)增程系統(tǒng)，或者用其他“素材”打造新型增程器取而代之。只不過，對于有意于此的廠商而言，雖然直接優(yōu)化傳統(tǒng)增程系統(tǒng)會更省事，但要想突破眼前的技術(shù)瓶頸卻頗為不易。

首先，不是所有的發(fā)動機(jī)都適用于增程系統(tǒng)。跟驅(qū)動傳統(tǒng)燃油車不同，發(fā)動機(jī)在增程系統(tǒng)里頭主要與發(fā)電機(jī)或發(fā)電部件相連，即便被行星齒輪耦合到傳動齒輪上，也只是充當(dāng)輔助動力，并且不用全程保持運轉(zhuǎn)狀態(tài);相反，發(fā)動機(jī)要反復(fù)經(jīng)歷從靜止到啟動，然后在極短的時間內(nèi)進(jìn)入高效工作狀態(tài)，之后再停機(jī)等待的過程。也就是說，用于增程系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)必須得勝任頻繁啟停的工作模式。

純電動、增程式電動、常規(guī)混動的區(qū)別：純電動系統(tǒng)里沒有發(fā)動機(jī)，電池直接通過逆變器帶動驅(qū)動電機(jī)工作（左）在增程式電動系統(tǒng)中，發(fā)動機(jī)只與發(fā)電機(jī)相連，并且為驅(qū)動電機(jī)與電池供電的都是發(fā)電機(jī)，發(fā)動機(jī)一般不直接參與驅(qū)動車輪（中）在常規(guī)混合動力系統(tǒng)中，發(fā)動機(jī)與驅(qū)動電機(jī)均可直接驅(qū)動車輪，亦可協(xié)同工作，而電池只需為驅(qū)動電機(jī)和啟動電機(jī)供電即可（右）

此外，鑒于傳統(tǒng)燃油車搭載的發(fā)動機(jī)都已經(jīng)有很好的燃油經(jīng)濟(jì)性與排放性能，那作為新能源汽車中的一員，增程式電動車自然更有必要配備環(huán)保性能出眾的發(fā)動機(jī)一起碼要能在中低轉(zhuǎn)速區(qū)間即可輸出高功率和大扭矩，并擁有高于同類平均水準(zhǔn)的熱效率。另外，ExtendedRangeElectricVehicle畢竟是電動車，其NVH性能指標(biāo)無疑也應(yīng)以純電動車為準(zhǔn)，而非插電式混合動力車。換句話說，用于增程系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)，運轉(zhuǎn)起來必須足夠平順。

話雖如此，可問題在于，增程系統(tǒng)本身對于增程式電動車來說只是如同“充電寶”一般的輔助電源，在空間布置的權(quán)重上，要讓位給動力電池、驅(qū)動電機(jī)等電力驅(qū)動系統(tǒng)的主要部件，通常只能占用底盤的邊角位置。這意味著，增程式電動車需優(yōu)先選用尺寸緊湊的發(fā)動機(jī)。但眾所周知，發(fā)動機(jī)尺寸越小、需求標(biāo)準(zhǔn)越高，其開發(fā)難度也越大。因此，直到目前，量產(chǎn)增程式電動車都沒用上真正完美的發(fā)動機(jī)，總是有所遷就并留有遺憾?？梢?，為增程系統(tǒng)打造發(fā)動機(jī)著實勞心！

另外，增程器的另一大關(guān)鍵部件——發(fā)電機(jī)亦非省油的燈，因為發(fā)動機(jī)的作用只是驅(qū)動發(fā)電機(jī)，而真正實現(xiàn)增程效果的是發(fā)電機(jī)。目前，受增程系統(tǒng)安裝空間所限，主流解決方案都直接選用ISG啟動發(fā)電一體機(jī)，以最少的部件分別完成啟動和發(fā)電兩個功能。而代價則是，要在苛刻的需求框架內(nèi)選擇安裝尺寸、工作溫度、輸出電壓及電流等參數(shù)都合適的電機(jī)。至于采用哪種電機(jī)，則由廠商自行取舍。眼下更受廠家青睞的，是發(fā)電效率較高的永磁同步電機(jī)。

這還沒完。為使增程系統(tǒng)能更好的滿足全車的功率需求，還得平衡發(fā)動機(jī)與發(fā)電機(jī)這兩大部件的效率：只有二者的效率趨向一致，才能讓增程系統(tǒng)的整體效率達(dá)到最優(yōu)。好在，這些復(fù)雜的公式計算以及模型推演自有工程師包辦。

既然優(yōu)化傳統(tǒng)增程系統(tǒng)如此麻煩，自然會有廠“商選擇“取而代之”的方案。其中，既有沿用傳統(tǒng)增程系統(tǒng)，但把它進(jìn)一步小型化、集成化，徹底將內(nèi)燃機(jī)異化成發(fā)電機(jī)的;也有改用轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的，更有換上燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的……不一而足，可真正實現(xiàn)量產(chǎn)的，卻幾乎沒有。原因倒不是這些方案的技術(shù)門檻有多高，而是難以逾越成本、效益、市場等外圍因素構(gòu)成的障礙。

OBRISTPowertrain雙缸增程器

在奧地利，有一家專門為寶馬、奔馳等一線車廠提供熱管理技術(shù)解決方案的老牌廠商OBRISTEngineering，于2011年衍生出專攻混合動力技術(shù)的新公司：OBRISTPowertrain。而在2017年，OBRISTPowertrain首度公開發(fā)布一款基于雙缸四沖程發(fā)動機(jī)打造的增程器。

OBRISTPowertrain雙缸增程器本質(zhì)上是一個將發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)、逆變器和控制單元都集合在一起的模塊化增程器。其中，雙缸發(fā)動機(jī)采用對向旋轉(zhuǎn)的雙曲軸結(jié)構(gòu)，在實現(xiàn)配重平衡的同時，也讓同步運動的兩個氣缸得以基本克服做功時產(chǎn)生的振動。而由靜音鏈條傳動的發(fā)電機(jī)，則通過雙速對向旋轉(zhuǎn)來進(jìn)一步優(yōu)化整部增程器的NVH性能。

根據(jù)裝機(jī)試車的結(jié)果，即便使用汽油，OBRISTPowertrain雙缸增程器的表現(xiàn)也相當(dāng)出眾：綜合路況油耗僅為3L/100km，綜合續(xù)航里程可達(dá)1000km，而CO2的排放量只有25g/km。不過，OBRIST Powertrain并不打算自己投產(chǎn)這款號稱零振動的增程器，而是將其打包成解決方案，坐等廠商接盤。

馬自達(dá)轉(zhuǎn)子增程器

作為傳統(tǒng)燃油車的動力，轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)有著難以克服的缺點，比如油耗高、排放污染嚴(yán)重等。但對于增程器來說，轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)體積小、重量輕、振動小，正適合自身的緊湊尺寸。而增程系統(tǒng)又能反過來彌補(bǔ)轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的短板。例如，相對單調(diào)的工況便于工程師改善轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的排放、可靠性等問題;而先由電池供電的設(shè)定，則使轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)得以揚長避短，充分展現(xiàn)其強(qiáng)勁的高轉(zhuǎn).性能……事實上，已有不止一家車廠試過用轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)取代傳統(tǒng)增程系統(tǒng)里的四沖程活塞發(fā)動機(jī)。

不過，馬自達(dá)當(dāng)年推出馬自達(dá)2ExtenderEV卻是為救場：此前面向日本租車市場推出的純電動版馬自達(dá)2由于續(xù)航里程偏短而影響到它的市場表現(xiàn)，要用不插電也能延長續(xù)航里程的升級版本來挽回口碑。只可惜，馬自達(dá)2ExtenderEV僅是曇花一現(xiàn)，而下一代搭載轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的馬自達(dá)增程式電動車眼下仍停留在專利圖紙上。

在充電網(wǎng)絡(luò)全面完善前的短暫幾年已是增程式電動車最后的翻盤機(jī)會，一旦人們不再有里程焦慮，就會失去對于“增程”的需求。

泰克魯斯·騰風(fēng)燃?xì)廨啓C(jī)增程器

相較活塞式發(fā)動機(jī)，燃?xì)廨啓C(jī)只需在內(nèi)部集成交流發(fā)電部件，就能直接變成增程器，無疑更適合增程式電動車。不僅如此，熱效率能輕松達(dá)到32%左右的燃?xì)廨啓C(jī)還會利用廢氣的余熱循環(huán)發(fā)電，從而產(chǎn)生更多電能，顯然比活塞式發(fā)動機(jī)更擅長發(fā)電。

事實上，用微型燃?xì)廨啓C(jī)來發(fā)電并不出奇，在常規(guī)的輸電網(wǎng)絡(luò)中就有現(xiàn)成的案例，只是不常用于增程式電動車而已。在中國，泰克魯斯.騰風(fēng)便是基于燃?xì)廨啓C(jī)打造增程式電動車的先行者之一，現(xiàn)已推出3款車：至仁概念車至仁RS街道賽車，以及AT96超級跑車。不過，泰克魯斯.騰風(fēng)并沒有公布燃?xì)廨啓C(jī)增程系統(tǒng)本身的性能參數(shù)，只透露可用的燃料除汽油與柴油外，還能使用天然氣、氫氣等可再生能源，以及整部車的純油耗在7.5L/100km左右。

逆襲，還是夾縫求生？

如此看來，“優(yōu)化”與“替換”兩個方案都不太行，那是否應(yīng)該徹底擱置增程式電動車，主攻純電動車或插電式混合動力車？這又不必。以我國為例，新能源汽車財政補(bǔ)貼已經(jīng)大幅滑坡，受此影響，此前吃補(bǔ)貼紅利最多的純電動車已出現(xiàn)明顯的價格上漲，而補(bǔ)貼較少的增程式電動車反而幾乎不變。此消彼長之間，一旦純電動車與增程式電動車的價位被拉近，而充電網(wǎng)絡(luò)又未及完善，即可充分顯現(xiàn)出增程式電動車?yán)m(xù)航里程長，并且不依賴充電樁的優(yōu)勢。此外，隨著《汽車產(chǎn)業(yè)投資管理規(guī)定》的正式實施，增程式電動車已正式回歸受政策鼓勵的電動汽車陣營，而插電式混合動力車卻和傳統(tǒng)燃油車一塊被歸為需要優(yōu)化產(chǎn)能的投資對象。顯然，增程式電動車已迎來逆襲的機(jī)會。

不過，增程式電動車卻未必能夠就此完成逆襲。因為，無論相關(guān)整車制造商采用“優(yōu)化”還是“替換”方案，都離不開供應(yīng)商的支持，如果沒有成熟的第三方打包解決方案，那就要由整車制造商親自采購并完成最后的解決方案。但要打通供應(yīng)鏈?zhǔn)切枰獣r間的，萬一純電動車在此期間順利解決充電、續(xù)航等頑疾，那本來就是過渡產(chǎn)品的增程式電動車就不必再存在了。