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再也不怕电动车没电了!增程式技术解析

 雍跃 2018-12-24

动力君搬砖的单位有一辆13座纯电动中巴车,为当年电动巴士企业最疯狂时期产物,续航里程标称200公里,实际行驶大约120公里,里程太短导致长停不用,形同鸡肋,偶尔乘坐此车出行都需要精确算好往返公里数,十分惧怕没电被抛锚到半路。有年暑假周末,单位89个人乘坐此车去50公里外的公园,怕电不够回程,空调都没敢开,顶着烈日,开着车窗,室外40度车内50度,一车人个个汗流浃背,大家脑补一下当时的画面有多美。当时动力君就在思考,能否在车底下加装个汽油马达持续发电?

最近增程式电动车这个名词突然冒出来,令动力君不明觉厉,仔细一琢磨,哇靠!这不就是动力君当年的想法吗?还真有人早就实现了!

增程式电动车的工作原理

增程式电动车最直接的解释就是利用一台车载小功率燃油发动机给电动车电池充电,保障电动车行驶不断电,是目前电池普遍里程短,充电难,充电慢的里程焦虑的过渡解决方案,政策部门不久前发布的汽车产业投资管理规定,将增程式电动汽车划归纯电动车投资项目,而插电混车型属于燃油车投资范围。对于增程式电动车技术路线的企业来说是一大利好。

增程式电动车与纯电动汽车的区别是不用加装更多的电池,在选择规模的基础上搭载一台增程器(改制的小排量发动机),当电池续航不足时,通过给增程器提供能源,让发电机继续给电池供电,满足车辆继续行驶。与插电式混合动力相比,两者最主要的区别是,插电式混合动力有更大的灵活性和差异性,动力分流得到的效率在很多的工作区间往往更省油。

增程式混动就如上图所示,虽然它也有正常的发动机,但是它的动力输出是依靠电动机的,发动机只是用来发电为电动机提供电力的,它既可以外接电源充电也可以加油。代表车型有雪佛兰沃蓝达、宝马i3增程版 

市场上有哪些增程式电动车

增程式电动车在成本和性能上面能达到的效果并不是非常好的,因此从全球范围来看目前在商业模式和市场等方面的劣势也很明显。如下图所示,目前真正推出到市场实现量产的车型有BMWI3 REV、日产的Note,还有FiskerEREV,传祺的GA5 EREV,据称也实现了小规模生产。

目前成功的商业化尝试主要由宝马的BMW I3 REV版本和日产做的Note的混动车(这台车配的电池很小,是当混合动力车辆来开发的,只能算半台),如下所示,这两台车是目前较为成功的尝试。

BMW I3 REV在其纯电动平台上属于加出来的配置,其发动机是在集团里面找的一台特殊的发动机,能增加的里程比较有限。由于这个工作模式,整车的噪音问题比较严重,因此这个设计是属于紧急使用的模式,客户对其日常使用的体验没有纯电版本来得高。

日产的Note采用E-Power技术对于日产来说是一种意外之喜,在小型车和城市工况下(JC08),采用串联式混合动力构型的综合燃油效果和驾驶体验在日本市场获得了销量成功,在11个月里面销售了10万车,这是一个非常好的成绩。因此随之日产也扩展到Serena e-POWER,也会在欧洲引入这样的技术。

已实现量产的增程技术车辆

   其他车企在技术层面的尝试,早期的如VolvoAudiSuzuki,都在其车型平台上推出过这种基于串联式的试制。国内华晨和北汽也在一个阶段进行了尝试。

其它车企的试制车车型

增程式电动车发展瓶颈与趋势

  增程式电动汽车采用串联式动力系统结构,增程器与传动系统电气耦合,这种结构中,发动机与传动系统在机械上没有连接,发动机输出可以脱离路面负荷,从而使发动机可以工作在高效区域。为了满足市区和公路工况下的行驶需求,发动机的输出功率需满足具体工况下的平均功率需求。从以上的车辆的统计我们可以看到,想要得到一个高效和低成本的发动机专门用于发电,需要前期巨大的成本投入,作为一种纯电发展过程的过渡权益技术路线,谁也无法知道它的市场前景和对车企的回报到底能有多大,这也是目前增程式技术发展的最大瓶颈。

  好消息是目前还是有一些车企车企及外围的零部件厂商在持续开发和推进这一技术, 比如:MAHLE(马勒)公司 2012 年研发了两缸四冲程 汽油机作为增程式发动机,输出功率25kW。发动机最大转速 4 000 r/min,排量 0.9 L,输出功率30kW,增程器总质量65kg,其中发动机质量45kg

     LOTUS(莲花)汽车公司研发一台四冲 程进气道喷射增程式汽油机,最大功率36.8kW,总质量60kg

  德国FEV 公司研发了排量为 0.8 LV 型两缸增程式汽油机,后面为FIAT500的概念车开发295mL 转子增程式发动机能够在 5500 r/min 时实现18 kW 的输出;

  奥地利 AVL 公司研发了一台直列两缸四冲程汽油机作为增程式发动机,后面又开发了一台单缸汽油机作为增程式发动机,而给奥迪A1的试制车则采用了单缸转子发动机,的排量只有 0.25 L,升功率达到了60 kW/L,最低有效油耗率 260 g/kWh5 000 r/min 时的恒定输出电功率 15 kW,发动机净质量29 kg

AVL开发的单缸转子发动机 

 国内“车和家”刚刚发布的“理想智造ONE”也采用了增程式技术路线,

 理想智造ONE,相比蔚来ES8、威马EX5、小鹏G3等等纯电动车,最大的不同就是——用一个折中的方案,解决当下的里程焦虑,它采用了增程式混合动力系统,这套系统由大容量电池组+高功率增程发电系统组成。

 理想智造ONE的纯电续航为180km,续航更依赖于一台发动机。这台发动机由配套商东安提供,排量为1.2T。对于可能存在的“1.2T能不能拖动这么大的SUV”的疑虑,官方宣称,这款车的最大续航里程将超过1000公里,NEDC续航里程超过700公里。

  该车定位为中大型增程式SUV,采用大容量电池组+增程发电系统,官方宣称,提供超过700公里的NEDC综合续航里程,市区工况续航里程或将超过1000公里。李想在发布会上表示,该车只有一款车型、一个配置,补贴前价格在40万元以内。

结束语

在纯电汽车电池技术没有突破性的性能提升之前,增程式电动车不愧是一个很好的过渡方法,它保留了电动车的操控和舒适性能,又能阶段性的解决电动车车主的里程恐惧,动力君还是很看好这个技术路线的,期待增程式技术路线方案能够持续完善和更多车企采用,推出更多实用车型,让消费者有更宽泛的选择。

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