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增程器能让纯电动汽车多跑九百公里 为什么车企不用

「增程系统」适合两类车型·现阶段普及已经非常广泛

  • 内容概述:增程系统节油原理解析,适合增程技术的两类车型,以及乘用车型普及难的原因。

【增程器】是汽车油电转型阶段热度很高的技术话题,似乎增加一组增程系统就能让电动汽车有效延长续航,而且等效油耗也可以大幅降低。似乎这是种非常理想的过渡技术,然而为什么却很少见到增程汽车呢?

其实这样车辆并不少见,只是汽车爱好者的关注点主要在于乘用车型;而第一批普及增程技术的车型却是商用车型(以中大型客车为主)。那么这种技术就能是如何实现节能,又为了难以在家用汽车阵营中普及呢?


基础知识

  1. 内燃机热效率≈35%
  2. 电动机转化率≈95%

燃油汽车装备的发动机叫做「活塞往复循环式·内燃式热机」,运行基础是在机体气缸内燃烧燃油产生热能,以热能推动活塞上下运动并带动曲轴转动,用和曲轴连接的飞轮以转动方式输出转矩(动力)。

内燃式发动机的结构非常复杂,运行过程中会因为冷却、磨损、进排气等因素损耗大量的热能;所谓热效率指的是真正可以转化为机械动能的部分,比例可以说是非常之低的。或者说这种机器的能耗非常大,那么通过什么方式才能降低能耗而正常驾驶呢?

答案:合理控制运行转速。似乎这是唯一的方式,燃油汽车装备有6~10个前进挡的变速箱,目的就是通过不同的速比,以相同的转速实现不同的车速。发动机的转速等于曲轴每分钟旋转的次数,四冲程发动机转动两周点火做功一次;转速高则喷油频率高,所以低转速自然能够节油。


增程系统·节油方式

【准定速巡航+高效转化效率】是增程系统节油的方式,第一节说明了内燃式发动机降低能耗的方式;只有把转速控制在很低的范围内才能有效节油,汽车以“定速巡航”模式在畅通道路驾驶,油耗会远远低于在城市道路驾驶,原因正是转速稳定且足够低。

重点:作为增程器使用的内燃机等于稳定定速巡航驾驶,因为转速标准对应的发电量是固定的,而电动汽车的耗电量也有阈值;只要发电量大于耗电量,车辆即可正常增程行驶,不过多高的转速才能满足电耗呢?


简单计算:以1.5T-四缸涡轮增压汽油发动机为参考,动力储备为125kw/270N·m(1500~4000rpm)。

  • 1500rpm·输出功率42kw
  • 电动汽车·平均电耗以20kwh/100km为参考

答案是不是内燃机以略高于1500rpm的转速,带动发电机综合所有转化损耗之后,发电量也要远远大于B/C尺寸标准的电动汽车的电耗呢?至此应当能力理解增程系统为什么能够节油了吧。


以内燃机驱动行驶的转速会子啊1000/5000rpm区间波动,但是增程器真的不用。电动机的能量转化比例可以高达95%左右(永磁同步电机),按照等效转化【1L=3kwh】的标准计算,电动机的“油耗”本就会比内燃机低三倍。

  • 消耗10L汽油行驶100km
  • 消耗10L汽油发电·利用电机驱动可行驶300km

这也是节油的核心,内燃机负责发电,高效电机负责驱动,这是非常理想的组合。


「商用&家用」区别

增程系统确定是可以大幅节油的,所以商用车型普遍非常喜欢这种技术。可以说几乎所有悬挂新能源汽车号牌,但是仍然可以听到发动机轰鸣声音的中大型客车(以公交车为主);这些车的柴油机就是用来发电。

燃油动力的商用车装备的驱动柴油机,其排量普遍在5.0~15L区间;而作为增程器也能够使用≤2.0T的柴油机,参考陕汽打造的增程中卡L6000,装备的「M12-1.06L双缸柴油机」即可满足增程需求,油耗是不是会很理想呢?


其实很多知名车企都有这种设定,比如比亚迪的豪华大巴有几款车型都预留增程器的安装位,如果当做房车使用自然要选装增程器了。但为什么连比亚迪这种新能源技术领域的巨头,都不在乘用车型中使用增程技术呢?反而年轻品牌理性汽车推出了“增程ONE”。

原因其实在于没有必要这么做,因为现阶段的PHEV(插电式混动汽车)才是刚需,为什么这么说呢?来看最后一节吧。


车型对比:

  • 唐DM-4.3s破百,全时四驱,EV行驶100km,价格28万级。
  • ONE-6.5s破百,全时四驱(无差速锁),EV行驶180km,价格32万级。

虽然理想ONE的纯电续航多出80km,但是在实际使用中也只是充电频率略高或略低而已。但是在性能方面却有很大的差距,然而这种差距其实是非常不合理的,而且也令人难以接受。

因为以30万左右的预算购车,在综合续航能力且等效能耗相当的前提下,似乎应当选择综合性能最强的选项,那么ONE就肯定不够理想了,因为内燃机的性能被白白浪费了。


参考唐DM装备的2.0T高成本的缸内直喷直列四缸发动机,匹配混动专用六档HDCT;同时以BSG技术实现了中低车速区间的增程式驾驶,中高速范围内以HEV油电混合模式可以有效降低等效能耗。

这套系统可以让内燃机在“增程器·动力元”的角色中切换,说白了就是想要节油能节油,想要性能随时可以获取。但如果这台2.0T发动机不匹配变速箱的话,是不是性能就要下降了呢?

理想ONE的问题就在于内燃机的动力储备成了摆设,当然1.2T的直列三缸发动机本也就比较弱;然而在使用低端发动机且没有变速箱成本的前提下,价格还要定的这么高,谁还会接受呢?

增程系统在商用车型中之所以能够被认可,原因在于用户追求的就是低油耗;而在家用汽车阵营中,这种技术标准偏低的系统却被当成了高端,与并联式PHEV对比又有明显差距,所以必然会是冷门。未来如果增程技术能用到≤15万级的汽车上,增程汽车才会有可能真正被普及,找准定位吧。

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