淺談增程式電動汽車的現狀及未來發展

熊雄

摘 要：近年來，純電動汽車銷量快速增長，同時其續航里程不足，充電設施等不完善的問題也進一步凸顯。眾多專家呼吁新能源汽車應呈現多元化的發展趨勢，增程式電動汽車憑借其自身的優勢和特點，符合當前的消費者的需求，成為目前新能源汽車市場的一股新勢力。

關鍵詞：新能源汽車;增程式電動汽車

近年來，在國家政策的大力引導和支持下，新能源汽車取得了飛速的發展，在2018年的全球新能源汽車銷量中，中國新能源汽車共計銷售122萬輛（其中混合動力汽車26萬輛，純電動汽車96萬輛），超過日本，位居全球第一。從數據不難看出，目前我國市場上的新能源汽車任然多數傾向于純電動路線，然而，由于充電基礎設施不完善，續航里程不足等問題的存在，導致很多純電動汽車消費者在使用過程中產生了諸多焦慮。

針對目前的市場現狀，很多業內人士提出新能源汽車應該充分考慮實際情況，鼓勵不同技術路線的多元化發展，其中增程式電動汽車就是一個不錯的發展方向。全國政協副主席、中國科學技術協會主席萬鋼，中國工程院院士楊裕生，中國汽車工程學會榮譽理事長付于武等都曾在公開場合旗幟鮮明地支持增程式電動汽車的技術路線。

1 增程式電動汽車的概述

增程式電動汽車簡單來說就是一臺搭載了內燃機卻始終以電能來驅動的汽車，它是在純電動汽車基礎的上增設了一套增程器（發動機與發電機的組合），這臺增程器可以是燃油發動機，也可以是其他燃料發動機，比如天然氣、醇燃料、氫氣等等。

增程式電動車的工作原理可以分為純電模式和增程模式兩種情況，無論是在哪一種模式下，其車輪驅動力均由電機獨立提供，發動機不直接參與動力驅動，只是為動力電池補充電能。所以在駕駛體驗上，增程式電動汽車和純電動汽車沒有太大差異。

純電模式是指在電池電量充足的情況下，此時的工作原理和純電動汽車完全一樣，起步便全扭矩輸出，行駛安靜沒有噪音，增程器也處于休眠的狀態。一般來說，增程式電動車的純電續航里程往往要比純電動汽車要少得多，這是因為裝載有內燃機，增加了自重，為了避免整車過重導致消耗上升，增程式電動汽車的電池的容量都不會太大。

當電池電量處于饋電狀態時，增程式電動車進入增程模式工作，在這種情況下，增程式電動汽車可以看成是一種串聯式混合動力系統的工作模式，即：內燃機（增程器）→發電機→電池→電動機→車輪。滿電狀態純電行駛時僅有“電池→電動機→車輪”這一部分在工作，而當饋電時，內燃機通過行車電腦自動啟動，帶動發電機為電池充電，也即是將動能轉變為電能進行儲存。

增程式電動汽車與純電動汽車相比，可以減少對充電基礎設施的依賴，具有綜合續航里程高，動力電池成本低等優勢;而與傳統燃油汽車相比，由于其發動機的工作只是為電池補充電能，所以無論在何種工況下，發動機都可以始終保持在最佳燃燒區域，大大提高發動機的工作效率，同時由于取消了燃油汽車上的變速箱，所以在結構的布置上要相對靈活。當然，增程式電動汽車的缺點也很明顯，由于要進行多次能量的轉換，在傳遞過程中勢必造成功率的浪費，導致增程式電動車油耗優勢不明顯。

2 增程式電動汽車技術路線的發展現狀

當下，純電動汽車由于續航短、頻繁充電等缺陷暴露，受到不同程度的吐槽，總結起來純電動汽車大致有5個方面的焦慮：里程焦慮、安全焦慮、充電焦慮、價格焦慮、電池焦慮。消費者的這些焦慮就目前的技術條件和基礎設施完備程度來看，短時間內很難得到一次性的解決。在此背景下，此前未被列入新能源汽車主流技術路線的增程式電動汽車，卻顯現出了其獨有的優勢。2019年初，國家發改委發布的《汽車產業投資管理規定》也將增程式電動汽車劃歸為純電動汽車范疇，由此可以看出就目前國內電動汽車的使用環境來說，作為從傳統燃油汽車向純電動汽車的過渡，增程式電動汽車是一個不錯的選擇。

但凡提到增程式電動車，總是繞不開雪佛蘭Volt，雖然在國內市場的知名度不高，但是放之美國市場，早年間就已經占有一席之地，多年來都位居美國市場電動車銷量TOP 5。截至2018年12月，Volt的總銷量超過了15萬臺，成為了美國市場上最暢銷的新能源車型之一。盡管volt的主要市場是在美國，但是通過分析不難看出，在以特斯拉和豐田普銳斯分別為代表的純電動汽車和混合動力汽車的夾攻之下，volt依然能過保持良好的市場表現，說明增程式電動汽車憑借其自身的特點，完全有能力在新能源汽車市場上分一杯羹。

在2007年-2013年期間，國內許多車企都上馬了增程式純電動汽車的項目，包括國內第一款增程式純電動汽車奇瑞S18D-REEV，吉利的GPECS-EC7以及廣汽傳祺GA5增程式電動車等。而國內造車新勢力——車和家也于2018年發布了其首款增程式電動車“理想ONE”。

理想ONE搭載了由寧德時代提供的三元鋰電池組，電池能量為40.5kWh，在純電情況下綜合續航180km，再配合上1.2T三缸發動機和容量為45升的油箱，能夠達成超過800km續航。理想ONE的系統綜合功率為240kW，綜合扭矩530N·m，官方0-100km/h加速時間6.5秒。理想ONE作為目前中國市場上為數不多的、完成量產的增程式電動車，能夠使用綠牌，一定程度可以解決電動車用戶的里程焦慮問題，為新能源汽車消費者提供了一個新的選擇。

在目前汽車工業由燃油汽車向新能源汽車轉型的特殊時期，增程式電動汽車有其自身的優勢，但是為什么增程式電動汽車的生產企業依舊鳳毛麟角呢？因為和增程式電動汽車的優勢一樣，它的缺陷也很突出。由于增程式電動汽車需要在常規電力驅動系統基礎上，再加裝一套燃油發電系統，導致其動力系統結構復雜，同時，增程式電動汽車的工作方式對兩套系統的搭配要求極為苛刻，不僅輸出輸入功率要一致，而且兩者的工作效率還要相同，所以設計難度很大;其次，增程式電動汽車的穩定性差。這一點從理想汽車目前的使用反饋就不難看出，自從新車交付之后，各種問題層出不窮，相比于純電動汽車和插電式混合動力汽車來說，增程式電動車在技術的成熟度上還稍顯不足。最后，在很多人看來，增程式電動汽車并不環保。還是以理想one為例，其綜合油耗大約為7L左右，雖然對于一輛7座SUV來說，這個油耗水平是非常低的，可是作為一輛新能源汽車，百公里還需要消耗將近7L的燃油，其環保性如何確實值得商榷。當然，這也是增程式電動汽車自身技術的一個弊端，由于要進行多次的能量轉化，導致其在能源的使用效率上有所不足。綜上所述，若增程式電動汽車想要得到進一步的發展，需要解決的問題還很多。

3 增程式電動汽車未來的發展

增程式電動汽車因為其自身具備純電動汽車所沒有的優點，能夠解決目前純電動汽車暫時無法解決的一些難題，所以市場潛力巨大，然而，自身技術的完善程度以及油耗和環保問題等，也導致目前市場上仍無代表性的產品，可謂是機遇與挑戰并存。

增程式電動車要想在未來的新能源汽車市場中占有一席之地，首先得不斷地優化提升技術，確保讓增程式電動汽車的油耗水平進一步降低。雖然，電動汽車最終未必一定是純電動路線，而是要以節能減排為衡量標準，而不是以燃油消耗作為考核指標，但就目前市場上的增程式電動汽車來看，其油耗水平還無法達到令人滿意的水平。楊裕生院士曾提出的“用增程器發電直接驅動車輛行駛”不失為一個研究方向，增程器產生的電能不經過電池，理論節油率可以達到60%甚至更高，可以減少電池用量、降低成本、并實現大量節能減排。另外，目前市場上的增程器往往使用的是小排量的燃油發動機，其效率普遍偏低，未來需要針對增程式電動汽車的工作特點，設計專用的增程器，提高發電效率，同時使用清潔能源，比如甲醇等代替化石燃料，進一步降低排放水平，如果技術條件能過實現，甚至可以使用氫燃料電池增程器，最終實現零排放。

除了技術上的突破，如何明確增程式電動汽車的市場定位，也是極為關鍵的。崔東樹認為：從市場的角度判斷，在城市工況下，增程式電動汽車或將大有作為。“傳統燃油汽車在低速城市工況下油耗很高，動力浪費損失大，因此低速工況是傳統燃油發動機的劣勢。而純電動汽車的電機驅動優勢是低速，但存在‘里程焦慮，而增程式電動汽車則正好可以彌補該短板。電力驅動不損失傳動效率，車載增程器也可始終保持最佳燃效，從而提高系統效率。這就是增程式電動汽車的優勢所在。”增程式電動汽車在城市交通運輸中可謂如魚得水，有很大的優勢。

最后，增程式電動汽車的發展還離不開國家政策的支持。隨著新能源汽車市場的興起，政府對于純電動車的補貼開始逐年退坡，到2020年將結束補貼政策。在這樣的政策背景下，增程式電動汽車技術特點優勢無疑將被進一步放大，按照國家規定，新獲得的新能源汽車生產資質只能生產純電動汽車和增程式純電動汽車，在純電動汽車商業化環境日趨惡劣的情況下，增程式純電動車將成為新能源汽車廠的核心技術路線及產品的一個重要選擇。

純電動車時代離我們還有一段距離，續航、充電時間、充電樁覆蓋范圍等，也是純電動車目前的不足。而增程式電動車的到來，能夠使用綠牌，一定程度解決里程焦慮，不失為消費者的一個新選擇。

4 總結

總的來說，增程式電動車作為目前新能源汽車市場中的一股新勢力，其自身的優勢能夠非常好的與目前消費者的需求相契合，如果能夠在技術層面上有所改善，輔以國家政策的支持，相信增程式電動汽車會有一個美好的市場前景。

參考文獻：

[1]劉金周;吳征;李永康.增程式電動汽車技術路線淺析[J] 汽車文摘，2019-07-05.

[2]吳苗苗，張歡園.增程式電動汽車[J] 汽車工程師2013（11）.