甘潤雨 芮闖輝 王彪 謝全程

摘要： 近些年隨著我國對新能源汽車產(chǎn)業(yè)的大力扶植，國內(nèi)新能源汽車得到了空前未有的蓬勃發(fā)展，其中純電動汽車續(xù)航里程不足，充電時間較長及充電設(shè)施等不完善的問題也進一步凸顯。這些問題也阻礙了很多想買新能源汽車的用戶，正是因為以上情況，增程式電動汽車憑借其自身特點和優(yōu)勢，符合當前廣大消費者的需求，在新能源汽車市場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，新能源汽車在國內(nèi)獲得飛快的發(fā)展，正是因為國家政策的大力引導(dǎo)和支持，在 2020 年全年中國新能源汽車產(chǎn)銷量累計分別完成 136.6 萬輛和 136.7 萬輛，從細分車型看，純電動汽車產(chǎn)銷量累計分別完成 110.5 萬輛和 111.5 萬輛，插電式混合動力汽車產(chǎn)銷量累計分別完成 26 萬輛和 25.1 萬輛，燃料電池汽車量累計產(chǎn)銷均完成0.1 萬輛，從數(shù)據(jù)上可知，我國市場上的新能源汽車大多數(shù)還是走的純電動車路線，但是，由于續(xù)航里程不足、充電時間較長等問題的仍未解決，導(dǎo)致消費者在使用電動汽車的過程中產(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)航里程和充電時間這兩個至關(guān)重要的問題仍無法有效解決。

增程式電動車采用串聯(lián)混合動力型結(jié)構(gòu)，屬于插電式混合動力汽車的一種，從表現(xiàn)文字上來看，就是給車輛“增加續(xù)航里程”，也就是改善純電動車里程不足的缺點。從它的工作原理來講，增程式電動汽車只依賴電機來輸出動力，驅(qū)動車輪，增程器并不會與傳統(tǒng)汽車一樣用來驅(qū)動車輪，只是起到發(fā)電作用。在電動汽車動力電池中電量饋電時，通過增程器啟動運轉(zhuǎn)向車輛輸入一定的外部能量，使車輛能夠繼續(xù)行駛。此時增程器作為發(fā)電機發(fā)出的電能輸送給汽車的動力電池進行儲存，儲存的電能用于給電動機來驅(qū)動車輪。如此往復(fù)，增程發(fā)動機將一直處于循環(huán)工作狀態(tài)，而發(fā)動機的啟停，完全取決于蓄電池的電能供給。與“混合動力車既有燃油系統(tǒng)，又有電動系統(tǒng)”不同的是，增程式電動車雖然在長途行車時也需要汽油的配合，但汽油只用于發(fā)電，用電力驅(qū)動汽車，而非像混動那樣在電力耗盡的情況下用汽油直接驅(qū)動汽車，甚至連變速箱都用不著，所以其結(jié)構(gòu)要比混動車以及插電式混動車簡單的多;

而且增程模式下，其發(fā)動機一直工作在最佳轉(zhuǎn)速區(qū)間，無頻繁啟停，相比普通混動車節(jié)能效率高。

電動車發(fā)展高峰的 19 世紀到 20 世紀初，費迪南德·保時捷為了改善純電動汽車 Lohner-Porsche 的續(xù)航里程，特意加了一個內(nèi)燃機來發(fā)電，因此被業(yè)界稱作最早的增程式電動汽車。但費迪南德·保時捷打造早起的增程式電動汽車只是單純的“技術(shù)狂熱”，初衷并非節(jié)能減排。增程式電動車重新進入我們的視線是在 2007 年的北美車展上，雪佛蘭沃藍達概念車亮相。但與油電混合動力汽車不同的是，沃蘭達車上的發(fā)動機不直接參與動力輸出，而是驅(qū)動發(fā)電機產(chǎn)生電能供給電動機繼續(xù)行駛。這樣約 35 升的油箱容積可以把雪佛蘭達沃藍達的續(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。原理和百年前費迪南德時代的增程電動車原理大致相同。2011 年法蘭克福國際車展上寶馬推出了 i3 純電車型和增程車型，電動機采用了帶有集成電子裝置的混合動力發(fā)電機和充電器、同步機。峰值扭矩達到 250Nm，最大輸出功率達到125kW，并且配備了一塊容量為 19kWh 的鋰離子電池組，增程版使用了一個約 0.64L 的直列雙缸汽油發(fā)動機，峰值扭矩能達到 56Nm/4500rpm 的動力輸出，最大輸出功率達到了 28kW/5000rpm。i3 增程版的零百加速時間僅為7.9s，滿電情況下綜合續(xù)航里程可達 285 公里。與此同時奧迪也不甘下風，幾乎同時推出奧迪A1e-tron 增程版，在純電動行駛模式下，車輛連續(xù)續(xù)航可達 50 公里，一旦當行程超過 50 公里，A1e-tron 上配備的小型發(fā)動機開始對蓄電池進行充電，增加車輛的行駛里程。該發(fā)動機排量僅為0.254L，峰值轉(zhuǎn) 速 可 達 到 5000r/min，帶 動一 個功率 為15kW 的發(fā)電機。2014 年，國內(nèi)車企廣汽傳祺也推出國GA5 增程版，系統(tǒng)中發(fā)動機同樣只用來發(fā)電而不參與動力輸出，但這款車在 2016 年后就停產(chǎn)了。上面幾款量產(chǎn)的增程式電動車并沒有獲得市場的認可，都因為銷量低迷而逐漸走向停產(chǎn)。

目前國內(nèi)電動車市場主力軍為純電動車和插電式混動車，增程式車型相對較少。國內(nèi)近幾年來只有零星幾家車企布局增程式汽車項目。車和家于 2018 年發(fā)布其首款增程式電動車“理想 ONE”。2021 年 4 月，第十九屆上海國際汽車展覽會上，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入高速巡航狀態(tài)由于其能效問題，會造成油耗偏高。而插電式混合動力車型在油耗表現(xiàn)上可圈可點，市區(qū)與高速的油耗表現(xiàn)都較好。因為發(fā)動機在處于巡航工作時也可以通過電機輔助來調(diào)整工作點。不至于像增程式那般偏科。通過以上我們也可以看到增程式車型的一些缺點，它整體的能效其實并不比插電式混合動力要高。另外在造價成本上，因為其本質(zhì)上還是以電驅(qū)為主，所以一般增程式車均會配備大容量的動力電池。這樣成本反而會比插電式混合動力車型要高。另一邊，增程式純電車一直都是使用電機驅(qū)動，內(nèi)燃機只負責默默發(fā)電，所以在駕駛體驗的一致性上，增程式更有優(yōu)勢。

其次，增程式對充電樁的依賴更小。所以未來增程式汽車大有可為。當然增程式自身技術(shù)的完善程度以及油耗和環(huán)保問題等依然存在，正所謂機遇與挑戰(zhàn)并存。燃油消耗———減半或清潔能源替代。中國工程院院士楊裕生近十年來在各個場合都主張，增程式技術(shù)需要得到國家的大力發(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到的目標。楊院士提出如果我國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。我國的汽車強國之路將邁進一大步。

最后，增程式電動汽車技術(shù)上即使被攻克，其發(fā)展是離不開國家政策的支持。隨著新能源汽車市場的興起，對于純電動車的補貼政府也開始逐年下降。在這樣的政策背景下，增程式電動汽車優(yōu)點就慢慢顯現(xiàn)出來。國家規(guī)定，新獲得的新能源汽車生產(chǎn)資質(zhì)只能生產(chǎn)純電動汽車和增程式純電動汽車，在純電動汽車市場環(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車作為其核心產(chǎn)品中的一個重要選擇。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汽車列為“三縱”，這也是增程式電動汽車首次被列入“三縱”。

參考文獻：

[1]增程式電動汽車技術(shù)路線淺析[J].劉金周，吳征，李永康.汽車文摘.2019（07）

[2]增程式電動汽車的概念與設(shè)計方案[J].吳韶建，陶元芳.機械工程與自動化.2010（05）