真如幻想般美好?增程式電動(dòng)車(chē)面面觀
【太平洋汽車(chē)網(wǎng) 技術(shù)頻道】實(shí)際上增程式電動(dòng)車(chē)很早前就有國(guó)內(nèi)廠商進(jìn)行研發(fā)生產(chǎn),但各種因素影響下并沒(méi)有成為主流的新能源解決方案。最近理想智造ONE推出后,又帶出了一波增程式電動(dòng)車(chē)的討論熱潮。不過(guò)究竟增程式電動(dòng)車(chē)是什么?海內(nèi)外對(duì)這個(gè)解決方案態(tài)度又是如何呢?
簡(jiǎn)單點(diǎn)來(lái)說(shuō)就是在原來(lái)的純電車(chē)上增加了一個(gè)由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)。在電池沒(méi)電時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)供電給電動(dòng)車(chē)以及電池,從而驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛,擴(kuò)展車(chē)輛的續(xù)航里程,但發(fā)動(dòng)機(jī)全程不直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輛。
從上圖就可以看出,增程式電動(dòng)車(chē)相比于純電車(chē),多了一個(gè)增程器(實(shí)際上就是發(fā)動(dòng)機(jī)+發(fā)電機(jī)),相比混合動(dòng)力車(chē)結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。增程式電動(dòng)車(chē)使用的是串聯(lián)式結(jié)構(gòu),而混合動(dòng)力車(chē)型會(huì)有串聯(lián)/并聯(lián)/混聯(lián)多種樣式的結(jié)構(gòu)。
增程式電動(dòng)車(chē)實(shí)際是純電車(chē)的一種過(guò)渡性產(chǎn)品,在目前動(dòng)力電池、充電樁、充電配套設(shè)施尚未成熟時(shí)可以有效提升純電車(chē)的續(xù)航里程。但如果未來(lái)電池及充電配套成熟以后,增程式電動(dòng)車(chē)的存在感也就會(huì)愈發(fā)淡薄。
本質(zhì)上來(lái)看,增程式電動(dòng)車(chē)的結(jié)構(gòu)和原理并不復(fù)雜,但不同品牌在具體在技術(shù)細(xì)節(jié)上還是有不少的區(qū)別。
理想智造ONE
理想智造ONE在電池電量充足時(shí),不會(huì)啟動(dòng)汽油增程器發(fā)電。只有在全力加速時(shí)才會(huì)啟動(dòng)增程器和電池共同為電機(jī)供電。在電池電量不足時(shí),增程器就會(huì)啟動(dòng)發(fā)電驅(qū)動(dòng)電機(jī),并且在電量滿足電機(jī)需求后將剩余電量?jī)?chǔ)存到電池中。另外電池可以進(jìn)行外部充電,并且在制動(dòng)時(shí)可以回收電能。
日產(chǎn)Note e-POWER
日產(chǎn)在2017年推出了e-POWER增程式系統(tǒng)。整體的工作模式與理想智造ONE相似,只是在電量不足時(shí),Note e-POWER的增程器發(fā)電不會(huì)直接驅(qū)動(dòng)電機(jī),而是會(huì)給電池供電,然后再由電池供電給驅(qū)動(dòng)電機(jī)。但日產(chǎn)Note e-POWER由于電池容量十分小,因此并不需要插電來(lái)為電池充電,實(shí)際上相當(dāng)于一臺(tái)混合動(dòng)力車(chē),事實(shí)上日產(chǎn)也是拿它當(dāng)混動(dòng)車(chē)型來(lái)開(kāi)發(fā)。
寶馬i3
寶馬i3更加簡(jiǎn)單,增程器只有電池電量不足時(shí)才會(huì)啟動(dòng)給電池供電,其他工況下增程器均不會(huì)啟動(dòng)發(fā)電。寶馬對(duì)增程器的定位十分清晰,只為電量不足時(shí)提供電量服務(wù),并不會(huì)像日產(chǎn)那樣在全力輸出時(shí)啟動(dòng)與電池共同供電。另外寶馬i3需要外部電源插電給電池組充電。
三款車(chē)型參數(shù)對(duì)比 | |||
理想智造ONE | 寶馬i3 | 日產(chǎn)Note e-POWER | |
電機(jī)功率(kW) | 240 | 125 | 40 |
電池組容量(kWh) | 40.5 | 33 | 1.5 |
發(fā)動(dòng)機(jī)排量(L) | 1.2L(渦輪增壓) | 0.65L | 1.2L |
從上表參數(shù)中也可以看出,不同廠商使用增程技術(shù)思路是完全不一樣的。理想智造ONE與寶馬i3增程型均使用大容量電池以及高功率電機(jī),這樣可以使用外部充電,使得車(chē)輛擁有良好的純電續(xù)航表現(xiàn)。
而日產(chǎn)的Note e-POWER則使用較小容量的電池(甚至比豐田本田混動(dòng)電池組容量更?。?,電機(jī)功率也不算大,所以Note e-POWER不需要使用插電給電池供電,直接使用發(fā)動(dòng)機(jī)就可以維持運(yùn)轉(zhuǎn),并且借助電池和電機(jī)可以使發(fā)動(dòng)機(jī)維持在一個(gè)較經(jīng)濟(jì)的工作區(qū)間內(nèi)。
別克VELITE 5
VELITE 5的ECVT電子變速器可以通過(guò)行星齒輪與離合的控制,實(shí)現(xiàn)純電行駛、發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)行駛。其中在電池電量不足后,發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)通過(guò)功率分流參與驅(qū)動(dòng)車(chē)輛,簡(jiǎn)單點(diǎn)來(lái)說(shuō)就是發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)通過(guò)行星齒輪直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輛,另外電機(jī)也會(huì)輔助參與工作。發(fā)動(dòng)機(jī)在此時(shí)的工作并非一個(gè)汽油發(fā)電機(jī),而是動(dòng)力輸出端。這就是為什么VELITE 5與普通增程式電動(dòng)車(chē)不同的地方,在電池電量不足時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)實(shí)際上車(chē)輛變成了一臺(tái)混合動(dòng)力車(chē)而非增程式。
VELITE 5實(shí)際具有5種工作模式,其中3種模式發(fā)動(dòng)機(jī)均參與直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輪,具體的工作模式之前在《廣義增程式 別克VELITE 5技術(shù)解析》中已經(jīng)進(jìn)行過(guò)詳細(xì)介紹,有興趣的朋友可以點(diǎn)擊了解。
之前別克的工程師表示,VELITE 5這種發(fā)動(dòng)機(jī)可以直接參與驅(qū)動(dòng)的混動(dòng)形式,雖然更類(lèi)似于插電式混合動(dòng)力(PHEV),但是VELITE 5與PHEV的區(qū)別是VELITE 5是基于一輛電動(dòng)車(chē)的角度去研發(fā),發(fā)動(dòng)機(jī)在純電的情況下即便是地板油發(fā)動(dòng)機(jī)都不會(huì)啟動(dòng),而電量不足時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)才會(huì)進(jìn)去增程模式,拓展續(xù)航里程。從這角度去理解,也就明白為什么官方將其定義為增程式混合動(dòng)力車(chē)。
四款車(chē)型增程模式油耗對(duì)比 | ||||
理想智造ONE | 寶馬i3 | 日產(chǎn)Note e-POWER | 別克VELITE 5 | |
發(fā)動(dòng)機(jī)排量(L) | 1.2L(渦輪增壓) | 0.65L | 1.2L | 1.5L |
綜合油耗(L/100km) | 5(市區(qū))10(高速) | 5.25 | 2.69 | 5.08 |
對(duì)比四個(gè)車(chē)在增程模式下的油耗表現(xiàn),不難看出日產(chǎn)Note e-POWER油耗表現(xiàn)最為優(yōu)秀,但這個(gè)車(chē)實(shí)際上是當(dāng)做混動(dòng)來(lái)開(kāi)發(fā)的,所以比較特殊。而其余的三款車(chē)的油耗表現(xiàn)各有高低,理想智造ONE高速巡航時(shí)油耗偏高、寶馬i3增程型綜合油耗也是不太客觀。剩下的別克VELITE 5表現(xiàn)尚好,饋電時(shí)油耗為5.08L/100km,之前我們對(duì)VELITE 5進(jìn)行過(guò)饋電油耗實(shí)測(cè),為5.8L/100km。
增程式車(chē)在增程模式下油耗并不完美,即便是海外車(chē)型同樣如此。市區(qū)內(nèi)路況因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)不受路況影響所以油耗表現(xiàn)較好,但在高速巡航時(shí)因?yàn)樵龀淌蕉嗔艘粋€(gè)轉(zhuǎn)化電能的過(guò)程,能量消耗相比直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輪要高,所以在巡航時(shí)增程式油耗會(huì)比市區(qū)更高(別克VELITE 5增程模式發(fā)動(dòng)機(jī)可以直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輛,所以其整體能效較高)。
想知道增程式未來(lái)還有沒(méi)有發(fā)展,那么我們就要去看看為什么增程式過(guò)去沒(méi)有得到大的發(fā)展。因?yàn)樵谶^(guò)去十年中其他新能源路線都得到了發(fā)展,唯獨(dú)是增程式并沒(méi)有進(jìn)展,這其中自然是有一定緣故的。
上面已經(jīng)說(shuō)過(guò)增程式車(chē)型在增程模式下高速巡航時(shí)由于能效問(wèn)題,油耗會(huì)偏高。而插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)即便是在巡航時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)也可以通過(guò)電機(jī)輔助來(lái)調(diào)整工作點(diǎn),最終市區(qū)與高速的油耗表現(xiàn)都較好,不會(huì)像增程式那般偏科。所以從這里可以看到增程式車(chē)型的一個(gè)問(wèn)題,那就是整體的能效并不比插電式混合動(dòng)力要優(yōu)秀。
另外在成本方面,一般增程式車(chē)均會(huì)搭載大容量電池,畢竟其本質(zhì)還是以電驅(qū)為主。這樣相比插電式混合動(dòng)力車(chē)的成本就會(huì)更高。能效以及成本綜合下來(lái),也就是為什么增程式技術(shù)路線目前沒(méi)有得到大發(fā)展的原因。
此外作為增程式車(chē)除了要在電池方面進(jìn)行優(yōu)化以外,還需要調(diào)校發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出,要保證發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的功率既能滿足電機(jī)需求,同時(shí)油耗消耗率也要平衡。做一個(gè)可以帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)很容易,但是要做好它并不簡(jiǎn)單,這不僅僅需要成本去研發(fā),更需要時(shí)間以及行業(yè)的支持,而這方面并目前并沒(méi)有形成規(guī)模,只有零星的供應(yīng)商做過(guò)增程專用發(fā)動(dòng)機(jī)。
海外不少零部件巨頭都做過(guò)增程式發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā),例如馬勒、蓮花、FEV,他們均研發(fā)過(guò)用于增程式車(chē)的小排量發(fā)動(dòng)機(jī),但由于車(chē)企沒(méi)有推行這一技術(shù)路線,最終也只能成了技術(shù)積累。所以說(shuō)增程式這個(gè)技術(shù)路線原理簡(jiǎn)單,但要最好也是很不容易,真的要做好就需要有持續(xù)的發(fā)展環(huán)境、有更多的供應(yīng)商以及資源投入去拓展市場(chǎng)。就好像純電車(chē)為什么這幾年發(fā)展如此迅猛?因?yàn)檐?chē)企以及供應(yīng)商都發(fā)力去投入研發(fā),這樣大家一起做的市場(chǎng)才會(huì)有迅速的發(fā)展以及未來(lái)。
新能源車(chē)國(guó)家補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比 | |||||
續(xù)航里程(km) | 150≤R<200 | 200≤R<250 | 250≤R<300 | 300≤R<400 | R≥400 |
純電(萬(wàn)元) | 1.5 | 2.4 | 3.4 | 4.5 | 5 |
插電/增程式 | 純電續(xù)航≥50,補(bǔ)貼2.2萬(wàn)元 |
再?gòu)膰?guó)家政策來(lái)看,增程式與插電的補(bǔ)貼力度是相同的,明年可能還會(huì)取消對(duì)增程式的地方補(bǔ)貼。國(guó)內(nèi)新能源市場(chǎng)可以說(shuō)是一個(gè)政策性市場(chǎng),技術(shù)路線完全從服于國(guó)家補(bǔ)貼政策,增程式目前看不到有任何國(guó)家層面的呼吁以及支持,所以也沒(méi)有什么廠家去做。至于在未來(lái)補(bǔ)貼減少或者取消后,增程式對(duì)比插電式混動(dòng)并沒(méi)有什么成本方面的優(yōu)勢(shì),并不存在壓倒性的競(jìng)爭(zhēng)力。
所以目前來(lái)看,增程式技術(shù)路線未來(lái)并沒(méi)有大規(guī)模興起的趨勢(shì),不過(guò)作為一種新能源技術(shù)路線,有企業(yè)愿意繼續(xù)研發(fā)推廣也并非壞事,也可以給消費(fèi)者更多樣的選擇。
國(guó)內(nèi)最早有車(chē)企在2010年就展示增程式轎車(chē),后來(lái)不少國(guó)內(nèi)車(chē)企也有過(guò)增程式車(chē)的研發(fā)以及發(fā)布消息,但實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的只有2014年推出的廣汽傳祺GA5增程版。最近兩年國(guó)內(nèi)增程式車(chē)的方向均以性能為主打,增程器使用非常規(guī)的機(jī)組,搭配高性能電池,實(shí)現(xiàn)動(dòng)力或超長(zhǎng)續(xù)航,不過(guò)還是那句話,這些都是在概念的階段,并沒(méi)有一家真正做出來(lái)量產(chǎn)。理想智造ONE算是唯一準(zhǔn)備使用增程式技術(shù)路線的自主品牌新能源車(chē),不過(guò)雖然產(chǎn)品已經(jīng)亮相,但最終能不能實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵的量產(chǎn)交付,目前來(lái)看還需要時(shí)間等待。
增程式車(chē)實(shí)際上有不同的細(xì)分技術(shù)路線,但對(duì)于我們最熟悉的串聯(lián)式增程車(chē),其優(yōu)勢(shì)在于電池沒(méi)電時(shí)可以通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)提供電力繼續(xù)行駛,但缺點(diǎn)是整體的能效以及成本不比插電式混合動(dòng)力優(yōu)秀。并且增程式目前并沒(méi)有形成產(chǎn)業(yè)氛圍,要發(fā)展這一路線需要持續(xù)投入相當(dāng)多的資源以及時(shí)間。
至于理想智造ONE這款增程式SUV,這里并沒(méi)有必要作太多的美好幻想或惡意吐槽,等過(guò)兩年車(chē)造出了交付實(shí)際體驗(yàn)后,我們?cè)賮?lái)思考理想智造這個(gè)增程式究竟好不好。(圖/文:太平洋汽車(chē)網(wǎng) 杜慶煒)
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