電池技術(shù)突破之前，增程式電動(dòng)車或許是最好的過渡

在特斯拉異軍突起之前，我曾經(jīng)認(rèn)為，電動(dòng)汽車短時(shí)間內(nèi)電池儲(chǔ)能技術(shù)不會(huì)出現(xiàn)飛躍性發(fā)展或顛覆性革命。當(dāng)前，雖然特斯拉能夠在電池安全性管理領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)巨大的突破，但我依舊認(rèn)為“純電動(dòng)汽車”不是面向消費(fèi)者最好的產(chǎn)品，在可以預(yù)見的未來，能夠戰(zhàn)勝燃油車以及混動(dòng)車的并不是“純電動(dòng)車”，而應(yīng)該是像通用汽車生產(chǎn)的VOLT以及車和家的理想ONE這一類“增程式電動(dòng)車”。

什么是增程式電動(dòng)汽車？

增程式電動(dòng)車采用串聯(lián)混合動(dòng)力型結(jié)構(gòu)，屬于插電式混合動(dòng)力汽車的一種，由電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車輛，發(fā)動(dòng)機(jī)不參與驅(qū)動(dòng)。可以看作是一輛小容量的純電動(dòng)車，再額外增加了一臺(tái)發(fā)電機(jī)讓車輛邊行駛邊充電。當(dāng)電池電量不足時(shí)，車輛通過增程發(fā)動(dòng)機(jī)工作來發(fā)電，將所發(fā)出的電能一部分用于直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)，另一部分為蓄電池進(jìn)行充電。

當(dāng)蓄電池的電能達(dá)到某一上限，增程發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作，由電池來直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)；隨著行駛時(shí)間和行駛里程的加長(zhǎng)，蓄電池的消耗越來越大，蓄電池的電能低于某一下限，增程發(fā)動(dòng)機(jī)再次開始啟動(dòng)工作。如此往復(fù)，增程發(fā)動(dòng)機(jī)將一直處于循環(huán)工作狀態(tài)，而發(fā)動(dòng)機(jī)的啟停，完全取決于蓄電池的電能供給。

與“混合動(dòng)力車既有燃油系統(tǒng)，又有電動(dòng)系統(tǒng)”不同的是，增程式電動(dòng)車雖然在長(zhǎng)途行車時(shí)也需要汽油、氫氣等燃料的配合，但汽油只用于發(fā)電，用電力驅(qū)動(dòng)汽車，而非像混動(dòng)那樣在電力耗盡的情況下用汽油直接驅(qū)動(dòng)汽車，甚至連變速箱都用不著，所以其結(jié)構(gòu)要比混動(dòng)車以及插電式混動(dòng)車簡(jiǎn)單的多；而且增程模式下，其發(fā)動(dòng)機(jī)一直工作在最佳轉(zhuǎn)速區(qū)間，無頻繁啟停，相比普通混動(dòng)車節(jié)能效率高。

另外，“增程式電動(dòng)車”本身可以利用外部電源為其所搭載的電池充電，與插電式混沌車一樣，同時(shí)可以在剎車減速時(shí)，通過能量回收為電池供電。所以，增程式電動(dòng)車既有純電動(dòng)汽車的行駛品質(zhì)，又能有效解決目前電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程不足的問題。基于此，我認(rèn)為，在短時(shí)間內(nèi)電池儲(chǔ)能技術(shù)不會(huì)出現(xiàn)飛躍性發(fā)展或顛覆性革命的前提下，“增程式電動(dòng)車”將大行其道，受到市場(chǎng)的普遍追捧與歡迎。

增程式電動(dòng)車的優(yōu)勢(shì)是什么？

增程式電動(dòng)汽車與混合動(dòng)力車型相比，混動(dòng)車在發(fā)動(dòng)機(jī)開啟時(shí)，通常都會(huì)在高轉(zhuǎn)速、大功率的固定工作點(diǎn)，會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性下降，而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)能量過剩時(shí)，會(huì)以能量先傳輸?shù)诫姵亟M再到驅(qū)動(dòng)電機(jī)的方式存儲(chǔ)一部分能量。增加了傳輸過程的同時(shí)，也增加了能量的損耗。但增程式車在增程器開啟后會(huì)根據(jù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的需求功率，調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率，盡量讓其工作在最好工作曲線，達(dá)到較好的經(jīng)濟(jì)性能。

與傳統(tǒng)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)相比，增程器所配備的發(fā)動(dòng)機(jī)排量較小，工作時(shí)比傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)功率小、噪音也小，工作效率卻更高。而且在整車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，增程器只有發(fā)電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)組成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有較高的能量傳輸效率，且燃油消耗與排放都較為理想。另外，增程式汽車的電機(jī)還可以回收車輛制動(dòng)和下坡的能量，減少能量損失。

與一般純電汽車相比，增程式電動(dòng)汽車的增程器可以隨車行駛為動(dòng)力電池充電，大大增加了車輛的續(xù)航里程。同時(shí)，其配備的車載動(dòng)力電池遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于同類車型的純電動(dòng)汽車動(dòng)力電池，這樣車輛的制造和生產(chǎn)成本大幅度降低。另外，增程器開啟時(shí)，還可以分擔(dān)動(dòng)力電池組過度放電的風(fēng)險(xiǎn)，有利于提升電池組的使用壽命。

在行駛中，車輛完全由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所以發(fā)動(dòng)機(jī)可以全程保持“最佳轉(zhuǎn)速”來發(fā)電。在這樣的情況下，即使是“先用油發(fā)電，再用電行駛”，也要比很多直接用油驅(qū)動(dòng)的車輛更加節(jié)能。而且，絕大多數(shù)增程式電動(dòng)汽車中使用的發(fā)動(dòng)機(jī)排量都比較小，有很多甚至僅有0.5L，雖然用來驅(qū)動(dòng)車輛有些困難，但卻能夠很好的完成發(fā)電的任務(wù)，油耗自然也要比動(dòng)不動(dòng)1.5L、2.0L的車型低得多，動(dòng)力上卻依舊可以像純電動(dòng)車一樣，在瞬間爆發(fā)出強(qiáng)大的低速扭矩、比較快的起步速度。

況且，幾乎所有的增程式電動(dòng)汽車本身也支持使用充電樁來充電，在動(dòng)力電池的容量范圍內(nèi)，車輛仍然可以保持0排放行駛一段距離，更進(jìn)一步降低了整體的油耗和排放。再加上其發(fā)動(dòng)機(jī)排量低等因素，工作噪音也較之大排量發(fā)動(dòng)機(jī)更低，車輛的靜音效果優(yōu)于大多數(shù)傳統(tǒng)燃油車。

增程式電動(dòng)車工作原理是什么？

目前就增程式的技術(shù)方案來說，應(yīng)該有2個(gè)趨勢(shì)的方向：

1、基于純電動(dòng)汽車的構(gòu)架，插空布置小型增程器。可插電的純電續(xù)航在soC30%觸發(fā)增程的條件下，也應(yīng)保證純電的實(shí)際駕駛工況（而不是NEDC）的城市通勤續(xù)航，建議是折合NEDC續(xù)航200km以上。然后，小型增程器應(yīng)當(dāng)盡可能簡(jiǎn)化和輕量化，簡(jiǎn)化工況。這種增程式架構(gòu)可以基于純電動(dòng)架構(gòu)開發(fā)。

2、基于微混/混合動(dòng)力構(gòu)架的發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電直驅(qū)式。取消變速箱和驅(qū)動(dòng)軸，電驅(qū)動(dòng)的前驅(qū)和四驅(qū)皆可。其中，重要的一點(diǎn)是務(wù)必要控制電池電量，降低成本。發(fā)動(dòng)機(jī)的功率要大于等于電機(jī)額定功率（或峰值功率一半以上），通過策略的優(yōu)化，盡可能在考慮發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況直驅(qū)的條件下，依然要確保發(fā)動(dòng)機(jī)盡可能窄的工況范圍。這樣發(fā)動(dòng)機(jī)就可以避免做成全工況發(fā)動(dòng)機(jī)，至少鎖定轉(zhuǎn)速，簡(jiǎn)化正時(shí)系統(tǒng)的復(fù)雜程度。

增程器能否直接參與驅(qū)動(dòng)？

通常我們說的插電式混合動(dòng)力和非插電式混合動(dòng)力，電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)都能夠驅(qū)動(dòng)車輛，所以在底盤和車輛動(dòng)力結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計(jì)十分復(fù)雜。而增程式電動(dòng)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)并不直接參與驅(qū)動(dòng)車輛，所以在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)時(shí)的難度都降低了不少。

那么，有沒有可能在擁堵不堪的城市路段，增程式電動(dòng)車上的發(fā)動(dòng)機(jī)只用來發(fā)電，而到了暢通無阻的高速路況下，增程式電動(dòng)車上的發(fā)動(dòng)機(jī)也能直接參與車輛的驅(qū)動(dòng)，從而達(dá)到同時(shí)在城市擁堵路段和高速暢通路段都能大幅節(jié)油的效果呢？

答案是：對(duì)于新型增程式電動(dòng)車來說，還真能！

事實(shí)上，雪佛蘭VOLT上使用的VOLTEC技術(shù)就已經(jīng)具備了這樣的功能，通過雙電機(jī)、一個(gè)行星齒輪組和動(dòng)力分配模塊組成。這個(gè)雙電機(jī)+行星齒輪的組合，很容易讓人想起豐田的THSII。事實(shí)上，它們?cè)诨A(chǔ)原理上確實(shí)有著相當(dāng)?shù)南嗤ㄐ裕瑑蓚€(gè)電機(jī)與行星齒輪組協(xié)同工作，達(dá)到改變傳動(dòng)比和動(dòng)力混合的目的。不同的是，豐田的THSII更側(cè)重于常規(guī)行駛狀態(tài)下發(fā)動(dòng)機(jī)的直接輸出，而VOLTEC則更注重雙電機(jī)的協(xié)同工作。

有了這套系統(tǒng)以后，VOLT的增程式電動(dòng)與現(xiàn)在流行的插電混動(dòng)就有了本質(zhì)區(qū)別。它更像是一套深度混動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)上，加入了類似插電的做法，不僅當(dāng)時(shí)沒有，現(xiàn)在也是極少的。

別克VELITE5上使用的技術(shù)與第二代雪佛蘭VOLT基本相同，甚至更進(jìn)一步。事實(shí)上，也正是基于第一代VOLT的發(fā)展，通用開始對(duì)深度混動(dòng)有了心得，然后將其應(yīng)用在新一代增程式電動(dòng)車別克VELITE5的研發(fā)上。

通用的這套新混動(dòng)系統(tǒng)，相當(dāng)于在之前VOLT混動(dòng)的基礎(chǔ)上再加入了一個(gè)行星齒輪組，由此形成雙行星齒輪+雙電機(jī)協(xié)同工作的效果。雙電機(jī)中，有一個(gè)為“主驅(qū)動(dòng)電機(jī)”，另一個(gè)是在城市擁堵等路況下承擔(dān)“發(fā)電機(jī)”的任務(wù)，而在暢通路況下需要時(shí)，可以直接參與車輛驅(qū)動(dòng)，避免“油轉(zhuǎn)電”的過程，從而彌補(bǔ)之前增程式電動(dòng)車在高速工況下效率下降的缺點(diǎn)。

值得一提的是，在增程式電動(dòng)車產(chǎn)品中，車和家的理想ONE從產(chǎn)品角度來講會(huì)更具競(jìng)爭(zhēng)力，原因有一下幾點(diǎn)：

第一，作為前汽車之家創(chuàng)始人李想創(chuàng)辦車和家后的第一款SUV產(chǎn)品，我認(rèn)為李想是一個(gè)會(huì)打造、想打造好產(chǎn)品的人；第二，“理想ONE”可以說是現(xiàn)在已量產(chǎn)的、續(xù)航里程最高的純電動(dòng)汽車，解決了當(dāng)前談?wù)撦^多的續(xù)航問題（雖然是增程式）；第三，理想是目前為止純電動(dòng)汽車的量產(chǎn)車中，我認(rèn)為完成度最高的（對(duì)消費(fèi)者是福音）；第四，作為豪華大七座SUV，理想的價(jià)格確實(shí)同級(jí)別里價(jià)格難得偏下的。

小編有話說

增程式對(duì)新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展的正面意義有三方面：一是市場(chǎng)認(rèn)可。短中期內(nèi)能夠滿足消費(fèi)者不同出行場(chǎng)景，市場(chǎng)接受程度高，能夠促進(jìn)純電動(dòng)的普及；二是技術(shù)接近純電動(dòng)。由于增程純電里程長(zhǎng)，因而必須在電池管理、輕量化、熱管理、電驅(qū)動(dòng)等諸多技術(shù)命題上大力投入，而這些技術(shù)與純電動(dòng)車是共通的，有利于技術(shù)積累；三是充電基礎(chǔ)設(shè)施擴(kuò)展。增程式在內(nèi)的插電式混合動(dòng)力同樣需要充電，隨著插電式混合動(dòng)力的推廣，會(huì)持續(xù)帶動(dòng)充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，從而為純電動(dòng)打下基礎(chǔ)。

從市場(chǎng)實(shí)用性與產(chǎn)品來講，我認(rèn)為“增程式電動(dòng)車是傳統(tǒng)燃油車和未來純電動(dòng)車之間最為契合承前啟后的產(chǎn)物，將大限度的繼承傳統(tǒng)汽車工業(yè)的優(yōu)點(diǎn)，在不過多摧毀傳統(tǒng)汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的前提下，與逐漸成熟的電池儲(chǔ)能技術(shù)一起，慢慢地推動(dòng)全社會(huì)過渡到純電動(dòng)車階段。