葉盛基
一、關于增程式電動汽車產品定義
增程式電動汽車是一種配備車載輔助發電系統 (增程器) 的電動汽車,由發動機、發電機和控制器組成,發動機與車輛驅動系統沒有傳動軸等傳動連接;分為純電和增程兩種工作模式,車輪驅動力由電機獨立提供,發動機不直接參與動力驅動,汽車驅動能量完全并始終是電能,當車載可充電儲能系統無法滿足車輛續駛要求時,增程器為車輛動力系統提供電能,實現了更長的續航能力和更為便捷的能源補充方式。
二、增程式電動汽車產品和技術特點
經過近十年的快速發展,我國增程式電動汽車技術已趨于成熟,產品質量穩步提升。增程式電動汽車產品具有明顯的技術優勢和特點:
增程式電動乘用車產品
一是運行噪音小。增程式電動汽車僅采用電機驅動,燃油發動機只運行在高效區間,轉速相對固定,避免了發動機和變速器轉速不匹配出現的頓挫,駕駛感受平順,NVH性能表現出色;二是動力好油耗低。增程器采取以大功率電機驅動和動力電池供能、發動機輔助發電的架構,百公里加速時間比同級別燃油車普遍快2~3秒,能量轉化率高。三是補能便利。增程式電動汽車同時支持直流快充和交流慢充,在充電條件好的情況下,可以完全滿足日常純電動出行需求。通過增程器加油補能,增加了綜合工況續駛里程,提升了長途出行的便利性;四是控制策略優異。整車中低速行駛或加速時,如動力電池SOC值較高,則整車控制策略會智能的將驅動模式切換為純電動優先;如動力電池SOC值較低,則整車控制策略使發動機工作在最佳效率區間,在滿足低油耗要求的條件下,提升保電效能。
以理想ONE及其改進車型為例,采用增程四驅電動平臺,可實現180km的純電續航里程、800km的綜合續航里程,是典型增程式技術獲得商業化成功的乘用車產品。城市內通過純電動行駛可覆蓋日常通勤需求,節能環保、零排放優勢突出;長途駕駛高效的增程系統能夠使綜合油耗降至1.5L/100km。當前,國內增程式電動乘用車產品不斷推出,以理想汽車(理性ONE、L8、L9)、深藍SL03、問界M5和M7、哪吒S、賽力斯SF5等為代表,增程式電動乘用車產品越來越多豐富。
增程式電動商用車產品
一是燃料多元化發展。增程器燃料種類呈現多元化趨勢,包含汽油、柴油、天然氣、甲醇等;二是可結合需求匹配不同動力。冷鏈、物流運輸匹配大容量動力電池,降低整車綜合使用成本;市政環衛及改裝市場匹配中容量動力電池,降低整車購置成本及整車自重;三是增程器系統高效化。采用高能點火、稀薄燃燒、電暈點火等技術,提升發動機能耗表現;四是增程器系統集成化。將發動機、發電機、控制器等核心零部件進行合理的集成匹配,實現增程器的高效發電。
增程式技術可在各類貨車、客車,以及皮卡、房車和專用車上搭載應用。當前,國內增程式電動商用車產品持續豐富,以吉利遠程增程式輕型貨車、比亞迪增程式輕型貨車、陜西重汽增程式中型貨車、福田時代增程式輕型貨車等為代表。
三、增程式電動汽車產品綜合效能評估優良
增程式電動汽車產品通過電能和燃油兩種能源形式的轉化,提升了能源利用效率,減排效果顯著,同時解決了用戶的里程焦慮,能效優勢愈發凸顯。
節能水平優異
增程式電動汽車有電能和燃油兩種能源補充方式,當電能耗盡時,增程器發電驅動車輛行駛。增程器內燃機不直接參與驅動,始終處于高效區間,工作狀況較傳統燃油汽車內燃機大為改善,污染物排放性能大為改善。同時,增程式電動汽車在夜間充電可改善電網負荷,減少電能浪費,從而減少電能生產端的排放。
根據增程式電動汽車用戶實時上傳的行車數據,通過對市場保有量較大的3款增程式電動汽車(約13萬輛)研究分析,按照純電動驅動和燃油驅動兩種方式統計其12個月的出行數據①,得出用戶的純電動百公里能耗約22kW·h,綜合百公里油耗約為4.0L。
減排效果顯著
以增程式電動汽車全生命周期評價及其造成的環境影響分析為主要目標,從增程式電動汽車生產制造、運營使用、報廢回收全生命周期的角度分析其生產的碳排放和常規污染物排放,得到增程式電動汽車的全生命周期碳排放,其中碳排放量值占比,運營使用階段約80%、原材料獲取約30%、生產制造約10%。報廢回收對金屬材料和動力電池進行了二次利用,碳排放值占比約為-20%,對環境影響產生正收益。
以汽車全生命周期行駛15萬公里計算,在全生命周期內,增程式電動汽車碳排放量約為250g/km,傳統燃油車的碳排放量約為360g/km,前者比后者減少了30%的碳排放量。
綜合能效評估
增程式電動汽車相較于傳統燃油車,在具有相同保有量的情況下,平均百公里綜合油耗減少1.604×106L,大大降低了出行成本,減少了環境污染。同時,相較于傳統燃油汽車,增程式電動汽車的內燃機不直接參與車輪驅動,因此一直能夠處于良好的工作狀態,磨損較小。從減排角度出發,增程式電動汽車相較于傳統燃油汽車,在整個生命周期內,碳排放量減少了1.08114×104kgCO2eq/km,更適合環境友好型發展理念,能夠更好地解決溫室效應等一系列環境污染問題。
增程式電動汽車相較于純電動汽車,在相同的保有量前提下,增程式電動汽車車隊碳排量為3.973×104kg/km,純電動車車隊碳排量為3.943×104kg/km,增程式電動汽車在現有車隊情況下比純電動車的碳排量只相差0.03×104kg/km,其減排效果接近純電動汽車,同時增加了行駛里程,有效緩解了目前純電動車用戶的里程焦慮;增程式電動汽車相較于傳統燃油汽車節能減排的能效顯著,同時具有良好的燃油經濟性,大大降低出行成本。
四、增程式電動汽車定位好發展前景可期
增程式電動汽車作為新能源汽車重要的技術路線之一,介于以完全零排放為目標的純電動車和以節油為目標的插電混合動力車之間,在促進節能減排降碳和加速行業電動化轉型方面是不可或缺的重要一環。
產品節能減碳 符合國家政策導向
發展新能源汽車是我國的國家戰略,是汽車行業實現碳達峰、碳中和(雙碳)目標的重要路徑和措施之一。增程式電動汽車是新能源汽車的組成部分,符合國家政策支持發展要求。
國家發展和改革委員會發布的《汽車產業投資管理規定》將增程式電動汽車劃歸為純電動汽車范疇,扶持和鼓勵增程式電動汽車發展。
國務院辦公廳發布《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035年)》,將增程式電動汽車列入“三縱”研發布局,增程式電動汽車是國家鼓勵發展的技術路線之一。
國務院發布《關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》和《2030年前碳達峰行動方案》,明確指出,到2030年,當年新增新能源、清潔能源動力的交通工具比例達到40%的目標要求。增程式電動汽車有望成為替代傳統燃料汽車的主力產品,在“雙碳”戰略中發揮更為重要的作用。
技術優勢得到發揮 產品布局持續完善
增程式電動汽車“城市用電、長途發電”的解決方案,滿足了用戶多樣化的用車需求,愈發受到市場的重視和認可。除理想外,東風、長安、吉利等多家主流車企開展增程式電動汽車產品布局,產品認可度提高,具備以下特點:
全時純電驅動,駕乘體驗同純電動汽車相當,驅動系統的電氣化升級帶來低速高扭、響應迅捷的卓越動力性,以及出色的NVH靜謐性。
具備較長的純電續駛里程,可完全滿足日常通勤純電行駛需求,用車成本低,兼顧高質量的用車體檢及環境友好。
相較于純電動汽車,減少對充電基礎設施的依賴,補能方式多元,綜合續航里程高,沒有充電焦慮、里程焦慮。
增程器產生的電能可直接用于驅動電機,低溫動力電池衰減的影響不大,一定程度上緩解了寒冷地區戶關心的低溫環境下電量衰減問題。
動力電池的裝載容量需求低于純電動車,電芯供應風險低,整車成本更加可控。
產品將日趨成熟 市場認可度不斷提高
我國增程式電動汽車技術發展已經成熟,產品質量穩步提升。增程式電動汽車與純電動及普通混合動力汽車相比,具有綜合續航里程較長、動力電池安全性高和動力輸出平穩等優勢,可以實現快充、慢充、加油三種能源補給形式,有效緩解了消費者的新能源汽車購買顧慮,市場終端銷量快速提升,反映出消費者對增程式電動汽車的接受度不斷提高。
五、我國發展增程式電動汽車建議
政府層面
進一步明確增程式電動汽車的純電驅動屬性?;诎l揮市場在資源配置中的決定作用,組織科學系統的評估論證,消除市場誤解,強化其純電驅動屬性認知,在政策中推進增程式電動汽車享受與純電動汽車同樣權益,支持擴大推廣增程式電動汽車。
明確新能源汽車綠牌定義,協調各地方政府出臺的綠牌政策,確保增程式電動汽車享受優惠待遇,支持增程式技術,擴大新能源汽車推廣規模,提高新能源汽車滲透率。
繼續給予增程式電動汽車購置稅優惠。新能源汽車市場化培育和發展有一個積累的過程,受電池原材料上漲、供應鏈和產品成本居高不下等影響,新能源汽車可持續發展面臨嚴峻考驗,建議新能源汽車購置稅優惠政策持續延續到2025年后。
立足新能源汽車發展,啟動汽車消費稅調整勢在必行。通過合理減稅,促進和擴大新能源汽車消費;開展新能源汽車稅費研究,將驅動形式、能耗水平、全生命周期碳排放等,作為新能源汽車消費稅調整的重要考慮因素。
行業層面
以全生命周期碳排放為導向推進汽車綠色發展,提出汽車行業實施碳達峰的行動方案,對純電動、增程式、插電式混合動力、油電混合動力、燃油等不同類型整車的全生命周期碳排放量進行測算,研究制定汽車行業提前碳達峰路線圖。
支持增程式技術路線發展,實現多元化的新能源汽車發展格局。充分認識增程式電動汽車“可油可電”的優勢,促進新能源多元化技術路線發展,鼓勵發展增程式電動汽車,其使之成為汽車行業實現雙碳目標的重要路徑。
當前,全球范圍內面臨著鋰離子動力電池原材料的嚴重短缺,價格高企,供應不穩定。增程式電動汽車相較純電動汽車,對動力電池的需求量相對較低,在新能源發展進程中保留一定的技術調節空間,以推動產業鏈安全、穩定與創新發展。
增程式電動汽車具有成本低、不依賴充電樁、無里程憂慮等優點,符合我國現階段新能源汽車技術路線,但目前市場推廣不足,消費者認可度和接受度還有待提升,行業及企業應加強社會宣傳,向消費者普及增程式電動汽車產品特征,引導社會形成對增程式電動汽車的正面認知。
企業層面
整車企業進一步強化增程式技術路線的戰略定位,積極開發增程式電動汽車產品,豐富消費者選擇,促進市場銷量增長。
加強增程式電動汽車產品技術創新,著重突破增程高效內燃機、高效發電機及高集成控制等關鍵技術,向市場提供持續升級的性能優越、油耗低、排放性好的增程式電動汽車產品。
積極打造增程式電動汽車的國際影響力。增程式電動汽車有望成為具有中國新能源汽車重要突破口之一,通過產品品牌不斷向上,助力中國品牌汽車國際化發展。
總之,大力發展增程式電動汽車正當時,希望產業鏈相關方攜手努力,共同助力增程式電動汽車快速健康和高質量發展。
①同為“減排效果評估”和“綜合能效評估”中所涉及的數據基礎