基于增程式電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)研究

甘潤(rùn)雨 芮闖輝 王彪 謝全程

摘要： 近些年隨著我國(guó)對(duì)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的大力扶植，國(guó)內(nèi)新能源汽車得到了空前未有的蓬勃發(fā)展，其中純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程不足，充電時(shí)間較長(zhǎng)及充電設(shè)施等不完善的問(wèn)題也進(jìn)一步凸顯。這些問(wèn)題也阻礙了很多想買新能源汽車的用戶，正是因?yàn)橐陨锨闆r，增程式電動(dòng)汽車憑借其自身特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，符合當(dāng)前廣大消費(fèi)者的需求，在新能源汽車市場(chǎng)中開辟了另外一條路。

關(guān)鍵詞： 增程器;高效;新能源汽車

最近幾年，新能源汽車在國(guó)內(nèi)獲得飛快的發(fā)展，正是因?yàn)閲?guó)家政策的大力引導(dǎo)和支持，在 2020 年全年中國(guó)新能源汽車產(chǎn)銷量累計(jì)分別完成 136.6 萬(wàn)輛和 136.7 萬(wàn)輛，從細(xì)分車型看，純電動(dòng)汽車產(chǎn)銷量累計(jì)分別完成 110.5 萬(wàn)輛和 111.5 萬(wàn)輛，插電式混合動(dòng)力汽車產(chǎn)銷量累計(jì)分別完成 26 萬(wàn)輛和 25.1 萬(wàn)輛，燃料電池汽車量累計(jì)產(chǎn)銷均完成0.1 萬(wàn)輛，從數(shù)據(jù)上可知，我國(guó)市場(chǎng)上的新能源汽車大多數(shù)還是走的純電動(dòng)車路線，但是，由于續(xù)航里程不足、充電時(shí)間較長(zhǎng)等問(wèn)題的仍未解決，導(dǎo)致消費(fèi)者在使用電動(dòng)汽車的過(guò)程中產(chǎn)生了諸多憂慮。

雖然純電車型相比傳統(tǒng)燃油車使用成本更低，但是純電車型的續(xù)航里程和充電時(shí)間這兩個(gè)至關(guān)重要的問(wèn)題仍無(wú)法有效解決。

增程式電動(dòng)車采用串聯(lián)混合動(dòng)力型結(jié)構(gòu)，屬于插電式混合動(dòng)力汽車的一種，從表現(xiàn)文字上來(lái)看，就是給車輛“增加續(xù)航里程”，也就是改善純電動(dòng)車?yán)锍滩蛔愕娜秉c(diǎn)。從它的工作原理來(lái)講，增程式電動(dòng)汽車只依賴電機(jī)來(lái)輸出動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)車輪，增程器并不會(huì)與傳統(tǒng)汽車一樣用來(lái)驅(qū)動(dòng)車輪，只是起到發(fā)電作用。在電動(dòng)汽車動(dòng)力電池中電量饋電時(shí)，通過(guò)增程器啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)向車輛輸入一定的外部能量，使車輛能夠繼續(xù)行駛。此時(shí)增程器作為發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能輸送給汽車的動(dòng)力電池進(jìn)行儲(chǔ)存，儲(chǔ)存的電能用于給電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)車輪。如此往復(fù)，增程發(fā)動(dòng)機(jī)將一直處于循環(huán)工作狀態(tài)，而發(fā)動(dòng)機(jī)的啟停，完全取決于蓄電池的電能供給。與“混合動(dòng)力車既有燃油系統(tǒng)，又有電動(dòng)系統(tǒng)”不同的是，增程式電動(dòng)車雖然在長(zhǎng)途行車時(shí)也需要汽油的配合，但汽油只用于發(fā)電，用電力驅(qū)動(dòng)汽車，而非像混動(dòng)那樣在電力耗盡的情況下用汽油直接驅(qū)動(dòng)汽車，甚至連變速箱都用不著，所以其結(jié)構(gòu)要比混動(dòng)車以及插電式混動(dòng)車簡(jiǎn)單的多;

而且增程模式下，其發(fā)動(dòng)機(jī)一直工作在最佳轉(zhuǎn)速區(qū)間，無(wú)頻繁啟停，相比普通混動(dòng)車節(jié)能效率高。

電動(dòng)車發(fā)展高峰的 19 世紀(jì)到 20 世紀(jì)初，費(fèi)迪南德·保時(shí)捷為了改善純電動(dòng)汽車 Lohner-Porsche 的續(xù)航里程，特意加了一個(gè)內(nèi)燃機(jī)來(lái)發(fā)電，因此被業(yè)界稱作最早的增程式電動(dòng)汽車。但費(fèi)迪南德·保時(shí)捷打造早起的增程式電動(dòng)汽車只是單純的“技術(shù)狂熱”，初衷并非節(jié)能減排。增程式電動(dòng)車重新進(jìn)入我們的視線是在 2007 年的北美車展上，雪佛蘭沃藍(lán)達(dá)概念車亮相。但與油電混合動(dòng)力汽車不同的是，沃蘭達(dá)車上的發(fā)動(dòng)機(jī)不直接參與動(dòng)力輸出，而是驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能供給電動(dòng)機(jī)繼續(xù)行駛。這樣約 35 升的油箱容積可以把雪佛蘭達(dá)沃藍(lán)達(dá)的續(xù)航里程再提高約 490公里。在城市路況下的百公里油耗為 1.2 升。原理和百年前費(fèi)迪南德時(shí)代的增程電動(dòng)車原理大致相同。2011 年法蘭克福國(guó)際車展上寶馬推出了 i3 純電車型和增程車型，電動(dòng)機(jī)采用了帶有集成電子裝置的混合動(dòng)力發(fā)電機(jī)和充電器、同步機(jī)。峰值扭矩達(dá)到 250Nm，最大輸出功率達(dá)到125kW，并且配備了一塊容量為 19kWh 的鋰離子電池組，增程版使用了一個(gè)約 0.64L 的直列雙缸汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，峰值扭矩能達(dá)到 56Nm/4500rpm 的動(dòng)力輸出，最大輸出功率達(dá)到了 28kW/5000rpm。i3 增程版的零百加速時(shí)間僅為7.9s，滿電情況下綜合續(xù)航里程可達(dá) 285 公里。與此同時(shí)奧迪也不甘下風(fēng)，幾乎同時(shí)推出奧迪A1e-tron 增程版，在純電動(dòng)行駛模式下，車輛連續(xù)續(xù)航可達(dá) 50 公里，一旦當(dāng)行程超過(guò) 50 公里，A1e-tron 上配備的小型發(fā)動(dòng)機(jī)開始對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，增加車輛的行駛里程。該發(fā)動(dòng)機(jī)排量?jī)H為0.254L，峰值轉(zhuǎn) 速 可 達(dá) 到 5000r/min，帶 動(dòng)一 個(gè)功率 為15kW 的發(fā)電機(jī)。2014 年，國(guó)內(nèi)車企廣汽傳祺也推出國(guó)GA5 增程版，系統(tǒng)中發(fā)動(dòng)機(jī)同樣只用來(lái)發(fā)電而不參與動(dòng)力輸出，但這款車在 2016 年后就停產(chǎn)了。上面幾款量產(chǎn)的增程式電動(dòng)車并沒(méi)有獲得市場(chǎng)的認(rèn)可，都因?yàn)殇N量低迷而逐漸走向停產(chǎn)。

目前國(guó)內(nèi)電動(dòng)車市場(chǎng)主力軍為純電動(dòng)車和插電式混動(dòng)車，增程式車型相對(duì)較少。國(guó)內(nèi)近幾年來(lái)只有零星幾家車企布局增程式汽車項(xiàng)目。車和家于 2018 年發(fā)布其首款增程式電動(dòng)車“理想 ONE”。2021 年 4 月，第十九屆上海國(guó)際汽車展覽會(huì)上，華為與賽力斯聯(lián)合打造的賽力斯華為智選 SF5 正式上市。6 月份東風(fēng)旗下高端新能源嵐圖 FREE也正式上市。

增程式車型在增程模式下進(jìn)入高速巡航狀態(tài)由于其能效問(wèn)題，會(huì)造成油耗偏高。而插電式混合動(dòng)力車型在油耗表現(xiàn)上可圈可點(diǎn)，市區(qū)與高速的油耗表現(xiàn)都較好。因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)在處于巡航工作時(shí)也可以通過(guò)電機(jī)輔助來(lái)調(diào)整工作點(diǎn)。不至于像增程式那般偏科。通過(guò)以上我們也可以看到增程式車型的一些缺點(diǎn)，它整體的能效其實(shí)并不比插電式混合動(dòng)力要高。另外在造價(jià)成本上，因?yàn)槠浔举|(zhì)上還是以電驅(qū)為主，所以一般增程式車均會(huì)配備大容量的動(dòng)力電池。這樣成本反而會(huì)比插電式混合動(dòng)力車型要高。另一邊，增程式純電車一直都是使用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，內(nèi)燃機(jī)只負(fù)責(zé)默默發(fā)電，所以在駕駛體驗(yàn)的一致性上，增程式更有優(yōu)勢(shì)。

其次，增程式對(duì)充電樁的依賴更小。所以未來(lái)增程式汽車大有可為。當(dāng)然增程式自身技術(shù)的完善程度以及油耗和環(huán)保問(wèn)題等依然存在，正所謂機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。燃油消耗———減半或清潔能源替代。中國(guó)工程院院士楊裕生近十年來(lái)在各個(gè)場(chǎng)合都主張，增程式技術(shù)需要得到國(guó)家的大力發(fā)展和扶持。雖然增程式技術(shù)也是需要消耗燃油，但不是我們最終所要達(dá)到的目標(biāo)。楊院士提出如果我國(guó)汽車的油耗降到一半以下，這樣年節(jié)原油 2 億噸，將提高能源安全，改善環(huán)境。我國(guó)的汽車強(qiáng)國(guó)之路將邁進(jìn)一大步。

最后，增程式電動(dòng)汽車技術(shù)上即使被攻克，其發(fā)展是離不開國(guó)家政策的支持。隨著新能源汽車市場(chǎng)的興起，對(duì)于純電動(dòng)車的補(bǔ)貼政府也開始逐年下降。在這樣的政策背景下，增程式電動(dòng)汽車優(yōu)點(diǎn)就慢慢顯現(xiàn)出來(lái)。國(guó)家規(guī)定，新獲得的新能源汽車生產(chǎn)資質(zhì)只能生產(chǎn)純電動(dòng)汽車和增程式純電動(dòng)汽車，在純電動(dòng)汽車市場(chǎng)環(huán)境日益惡化的情況下，新能源汽車廠可以把增程式純電動(dòng)車作為其核心產(chǎn)品中的一個(gè)重要選擇。工業(yè)和信息化部近日發(fā)布的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035 年）》征求意見稿將增程式電動(dòng)汽車列為“三縱”，這也是增程式電動(dòng)汽車首次被列入“三縱”。

參考文獻(xiàn)：

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