淺談增程式電動汽車的現(xiàn)狀及未來發(fā)展

熊雄

摘 要：近年來，純電動汽車銷量快速增長，同時其續(xù)航里程不足，充電設(shè)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(yīng)呈現(xiàn)多元化的發(fā)展趨勢，增程式電動汽車憑借其自身的優(yōu)勢和特點，符合當(dāng)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(guān)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(dǎo)和支持下，新能源汽車取得了飛速的發(fā)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(shù)據(jù)不難看出，目前我國市場上的新能源汽車任然多數(shù)傾向于純電動路線，然而，由于充電基礎(chǔ)設(shè)施不完善，續(xù)航里程不足等問題的存在，導(dǎo)致很多純電動汽車消費者在使用過程中產(chǎn)生了諸多焦慮。

針對目前的市場現(xiàn)狀，很多業(yè)內(nèi)人士提出新能源汽車應(yīng)該充分考慮實際情況，鼓勵不同技術(shù)路線的多元化發(fā)展，其中增程式電動汽車就是一個不錯的發(fā)展方向。全國政協(xié)副主席、中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會主席萬鋼，中國工程院院士楊裕生，中國汽車工程學(xué)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(shù)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(nèi)燃機卻始終以電能來驅(qū)動的汽車，它是在純電動汽車基礎(chǔ)的上增設(shè)了一套增程器（發(fā)動機與發(fā)電機的組合），這臺增程器可以是燃油發(fā)動機，也可以是其他燃料發(fā)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(qū)動力均由電機獨立提供，發(fā)動機不直接參與動力驅(qū)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(tài)。一般來說，增程式電動車的純電續(xù)航里程往往要比純電動汽車要少得多，這是因為裝載有內(nèi)燃機，增加了自重，為了避免整車過重導(dǎo)致消耗上升，增程式電動汽車的電池的容量都不會太大。

當(dāng)電池電量處于饋電狀態(tài)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(lián)式混合動力系統(tǒng)的工作模式，即：內(nèi)燃機（增程器）→發(fā)電機→電池→電動機→車輪。滿電狀態(tài)純電行駛時僅有“電池→電動機→車輪”這一部分在工作，而當(dāng)饋電時，內(nèi)燃機通過行車電腦自動啟動，帶動發(fā)電機為電池充電，也即是將動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苓M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(chǔ)設(shè)施的依賴，具有綜合續(xù)航里程高，動力電池成本低等優(yōu)勢;而與傳統(tǒng)燃油汽車相比，由于其發(fā)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(fā)動機都可以始終保持在最佳燃燒區(qū)域，大大提高發(fā)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(jié)構(gòu)的布置上要相對靈活。當(dāng)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(zhuǎn)換，在傳遞過程中勢必造成功率的浪費，導(dǎo)致增程式電動車油耗優(yōu)勢不明顯。

2 增程式電動汽車技術(shù)路線的發(fā)展現(xiàn)狀

當(dāng)下，純電動汽車由于續(xù)航短、頻繁充電等缺陷暴露，受到不同程度的吐槽，總結(jié)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(shù)條件和基礎(chǔ)設(shè)施完備程度來看，短時間內(nèi)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(shù)路線的增程式電動汽車，卻顯現(xiàn)出了其獨有的優(yōu)勢。2019年初，國家發(fā)改委發(fā)布的《汽車產(chǎn)業(yè)投資管理規(guī)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(nèi)電動汽車的使用環(huán)境來說，作為從傳統(tǒng)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(nèi)市場的知名度不高，但是放之美國市場，早年間就已經(jīng)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(xiàn)，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(nèi)許多車企都上馬了增程式純電動汽車的項目，包括國內(nèi)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(nèi)造車新勢力——車和家也于2018年發(fā)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(xù)航180km，再配合上1.2T三缸發(fā)動機和容量為45升的油箱，能夠達成超過800km續(xù)航。理想ONE的系統(tǒng)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(shù)不多的、完成量產(chǎn)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(yè)由燃油汽車向新能源汽車轉(zhuǎn)型的特殊時期，增程式電動汽車有其自身的優(yōu)勢，但是為什么增程式電動汽車的生產(chǎn)企業(yè)依舊鳳毛麟角呢？因為和增程式電動汽車的優(yōu)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(guī)電力驅(qū)動系統(tǒng)基礎(chǔ)上，再加裝一套燃油發(fā)電系統(tǒng)，導(dǎo)致其動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時，增程式電動汽車的工作方式對兩套系統(tǒng)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(shè)計難度很大;其次，增程式電動汽車的穩(wěn)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(shù)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(huán)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(huán)保性如何確實值得商榷。當(dāng)然，這也是增程式電動汽車自身技術(shù)的一個弊端，由于要進行多次的能量轉(zhuǎn)化，導(dǎo)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(fā)展，需要解決的問題還很多。

3 增程式電動汽車未來的發(fā)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(yōu)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(shù)的完善程度以及油耗和環(huán)保問題等，也導(dǎo)致目前市場上仍無代表性的產(chǎn)品，可謂是機遇與挑戰(zhàn)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(yōu)化提升技術(shù)，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(jié)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(fā)電直接驅(qū)動車輛行駛”不失為一個研究方向，增程器產(chǎn)生的電能不經(jīng)過電池，理論節(jié)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(xiàn)大量節(jié)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(fā)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(shè)計專用的增程器，提高發(fā)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(shù)條件能過實現(xiàn)，甚至可以使用氫燃料電池增程器，最終實現(xiàn)零排放。

除了技術(shù)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(guān)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?qū)⒋笥凶鳛椤！皞鹘y(tǒng)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(tǒng)燃油發(fā)動機的劣勢。而純電動汽車的電機驅(qū)動優(yōu)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(qū)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(tǒng)效率。這就是增程式電動汽車的優(yōu)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(yōu)勢。

最后，增程式電動汽車的發(fā)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(jié)束補貼政策。在這樣的政策背景下，增程式電動汽車技術(shù)特點優(yōu)勢無疑將被進一步放大，按照國家規(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，在純電動汽車商業(yè)化環(huán)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(shù)路線及產(chǎn)品的一個重要選擇。

純電動車時代離我們還有一段距離，續(xù)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(jié)

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(yōu)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(shù)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(shù)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）.