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七問“增程式”電動

七問“增程式”電動

圖檔來源@視覺中國

文 | XEV研究所,作者 | Bruce,編輯 | 斯言

「增程車,買不買,怎麼買?」

如果把汽車行業比作江湖門派,燃油車是掌門人,純電動車就是等待繼任的大師兄,而增程式電動車,則是那個日常不被重視,卻能在關鍵時刻力挽狂瀾的“鬼才”師弟。

想要弄清楚 “增程式”的真身,回答完七個問題後或許可以接近真相。

這些問題是:

為什麼增程式電動車會在此時興起?

一些增程式電動車型單月銷量實作破萬,增程式到底是什麼?

增程器方案中發動機采用三缸或者四缸,自研還是采購發電機,有什麼差別?

現有的增程電動車,技術上到底屬于革新,還是舊調重彈?

買增程式電動車時,到底要看哪些核心名額?

增程式之外,性能表現更好看的混動技術也強勢進場,選誰?

增程式會成為過渡産品嗎,純電動車普及後還有沒有增程式電動車?

本文将嘗試對這些問題進行逐一解答。

01 從興起、棄用到重拾

增程式技術始見于1900年,由費迪南德·保時捷造出電動車Lohner-Porsche後,又為其搭載了燃油發動機,進而造就了世界上第一輛增程式電動車。

七問“增程式”電動

不過,此後的一百多年間,燃油車大行其道,保時捷和其它車企一樣,推出了一款又一款經典燃油車型。

直到2010年,各國基于能源革命的考量,再度嘗試推出以電作為動力的新能源汽車,由此增程式第一次規模登場。

美國和歐洲最早開始有車企推出增程式電動車。

2010年,通用汽車旗下的雪佛蘭Volt增程版在北美上市,成為全球首款量産增程式電動車,一年後這款車引入中國市場。

幾年後,通用又推出了别克VELITE 5增程版。

另一車企巨頭寶馬,則在2013年将寶馬i3增程版引入中國市場。

這三款代表性增程式電動車的結局無一例外,停産。

先是寶馬i3、别克VELITE 5兩款車型因銷量不佳而停産。後來到了2019年,雖然在美國市場累計賣出了10餘萬輛,但雪佛蘭Volt增程版也難逃停産命運。

沉寂幾年後,增程式又一次複興是在2014年左右,中國興起新能源汽車浪潮,增程式的技術再度被人拾起。

現在的“蔚小理”,當時有兩家選擇了純電動車技術路線,另一家理想,則是另辟蹊徑從“增程式”技術入手。

一位理想汽車内部人士告訴XEV研究所,“我們在成立之初就一直在預研增程路線和方案,在增程方案上,理想汽車無論在人員規模還是資金投入,一直在追加。截止目前已有200多人在從事增程和動力驅動研發。”

以增程式作為動力方案的理想ONE,主打“沒有續航裡程焦慮”,續航裡程可以超過1000公裡。再結合空間、座椅、智能化等産品點,理想ONE最終成為30萬元級别月銷量超過1萬輛的爆款車。

此後,更多國内車企開始研發增程式電動車。

東風控股的岚圖Free、華為站台的AITO問界M5先後釋出,以及更多的車型如哪吒S、零跑C11/C01、賽力斯SF7、牛創自遊家NV等車型都有計劃推出增程版本。

至此,增程式技術進入市場的舞台中心,引得許多人想要一探究竟。

02 增程式的本質

增程式是一套串聯式方案,由發動機、發電機、GCU發電機控制器總成組成增程器,再由增程器與動力電池、驅動電機組成一套動力系統。

車輛運作時,先由發動機為動力電池供電,啟動增程器,增程器發出的電能再供應驅動電機,使車輛正常行駛,多餘的電能持續為動力電池充電。

整個過程中,發動機就相當于驅動電機的“充電寶”。

增程式技術可以為車輛提供更長的續航裡程,進而彌補了純電動車的續航短闆。

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具體到各家車企的增程器方案,則各有不同。

通用别克VELITE 5搭載1.5L直噴發動機,兩組驅動電機和三元锂電池,純電續航裡程116公裡。

寶馬i3搭載了一台0.6L雙缸汽油發動機來輔助電動機輸出,最大續航裡程将達到300公裡,超越電動版i3近一倍。

理想ONE的一代增程器是與東安動力合作開發,采用1.2T三缸發動機,以及一款高效的發電機。

剛剛釋出的二代增程器,采用1.5T四缸發動機,以及蜂巢能源的發電機,這款增程器由自研主導開發、并與新晨動力成立了增程器合資公司進行生産。

岚圖Free的增程器方案中,采用1.5T四缸發動機,以及的發電機由自主正向研發的發電機。

理論上,三缸發動機的重量比四缸要小,結構尺寸方面也相對較小,這些對車輛來講都是有利的。不過,四缸發動機也自有其優勢。

四缸發動機相對三缸來講有着天然的運轉平穩性,在使用過程中整車的舒适性要更好。

雖然目前三缸機可以增加特别的平衡機構來對發動機的的平穩性進行優化,但一旦運轉的平穩遭到破壞,其自身的不平衡特性會加劇運轉的不平穩,這樣會給發動機帶來更加嚴重的損傷。

市場接受度低,一定程度上與這個特性有很大關系。

一位從事動力系統研發的業内人士向XEV研究所表示,從車主的個人體驗看,三缸發動機不如四缸發動機好。三缸機發動機有自身的劣勢,缸體旋轉一周需要720度,四缸是180度,這意味着三缸發動機肯定有一些不平穩的點。

如果使用者想要選購一台增程車,可以看一些關鍵名額。

上述動力系統研發的業内人士表示,增程器的主要作用是為車輛充電,是以充電效率是評判一款增程式電動車強弱的核心名額。

充電效率直接影響饋電狀态下的動力、NVH、油耗、抖動、平順性等。

而要做好一個增程器,核心是通過發電機發電,發動機的唯一作用是為發電機傳遞動能,通過發電機轉化。發電機的能量轉化效率,以及發動機與發動機之間的耦合尤為重要,代表了增程器能量轉化的高效性。

值得注意的是,增程式技術也面臨一些行業争議。

03 “過時”,抑或真的創新?

在一部分傳統汽車人眼中,增程式其實并不夠“性感”。早期,增程式技術曾被人調侃為“脫褲子放屁”,關于增程式的弊端也時有讨論。

到2021成都車展期間,一場隔空交鋒将增程式推向高潮。

大衆汽車集團(中國)CEO馮思翰當時表示,"從單車角度來看,增程式電動車具備一定的價值。但從整個國家和地球的角度來說,簡直是胡說八道,是最糟糕的方案。發展電動車的最終目的是減少碳排放,但如果是用燃燒化石燃料來發電,那根本沒必要這麼做。"

緊接着,大衆集團中國研發部門負責人威德曼補充稱,“即使對單車來說,增程式電動車也意義不大,我們在幾年前就在研究增程式電動的可行性,現在讨論這個技術已經完全過時了。"

對此,以增程式起家的理想汽車很快做出回應,并表示願意用理想ONE和大衆集團的奧迪Q7 PHEV版進行對比測試,做一場節能環保的真實較量。

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理想敢于向大衆發起挑戰,或許源于增程式相比插電混合動力技術本身有一定的優勢。

一位業内人士告訴XEV研究所,“增程式汽車使用過程中,由于增程器的工作工況是與整車行駛工況解耦的,可使增程器保持在最優效率區間工作;插電混動電動車,其動總運作工況與整車的行駛工況關聯,隻能在一定範圍内才能保持其運作在最優的效率區間,其它情況下會運作在效率較低區域,這樣一來,綜合效率就變低了。”

這場交鋒至今還沒有下文,增程式技術本身也是以蒙了一層迷霧。

一位從事增程式電動車研發的内部人士向XEV研究所直言,“坦白說,現在的增程式方案,以及通用和寶馬的技術,都是串聯方案,并沒有太多的進步。無非是把電池做大了,純電續航裡程變得更長了,能夠滿足一周兩到三次充電的市區行駛。”

不過,從車企和使用者的角度,增程式技術絕對不是舊調重彈,其本身在不斷完善。

舉個例子,岚圖Free自主正向研發的發電機,是基于增程器系統而專用的發電機,可以保證在高效的轉數區間和發動機的高效轉數區間能能盡最大可能的重合水準。最大發電功率可以調校到80千瓦,高性能發電需求,即使在饋電情況下,岚圖Free的零百加速也能保持在6秒級,能夠保證在不同路況下都可以提供舒适的駕駛體驗。

華為主打的AITO問界M5,搭載HUAWEI DriveONE純電驅增程平台,最高可提供百公裡加速4秒級的超跑級動力和CLTC工況下1242公裡的續航裡程,在保證極緻性能的前提下實作了超低能耗。

這個月釋出的理想L9,搭載全自研二代增程電動系統,配合44.5kWh的電池組,能夠實作1315公裡的續航,電池續航為215公裡。在理想L9釋出後,上述理想汽車内部人士告訴XEV研究所,理想會繼續在自研增程器上加大人力、财力的投入,持續的進行增程器的開發和更新。

在車企圍繞增程式展開争論的背後,監管層對于增程式的看法也在悄然發生變化。

2018年12月,國家發改委釋出《汽車産業投資管理規定》,在汽車整車投資項目的分類中,傳統燃油汽車、普通混合動力汽車和插電式混合動力汽車被列為燃油汽車投資項目。增程式電動汽車與純電動汽車、燃料電池汽車一起列為純電動汽車投資項目。

不過,2022年1月,工信部等三部門調整享受車船稅優惠的節能、新能源汽車産品技術要求。此時,插電式混合動力(含增程式)乘用車純電動續駛裡程應滿足有條件的等效全電裡程不低于43公裡。

如今,增程式和插電式混合動力成為了一家。

“未來不再強調理想ONE是‘增程式電動車’概念,從現在開始,理想ONE就是插電式混合動力車輛,這樣對使用者、對我們、對媒體都好。”李想在一次媒體溝通會上表示。

他的微網誌中,現在已經删掉了所有“增程式”字樣。

04 增程之外,更多混動技術來襲

在理想與大衆交鋒不久後,另一家汽車品牌發聲,劍指理想的增程式。

今年3月初,魏牌首席營銷官喬心昱在個人微網誌上直言,理想增程式不如魏牌兩擋DHT混聯新能源技術。

他詳解了理想ONE的增程式技術和摩卡DHT-PHEV的技術。結論是,摩卡DHT的混聯技術能夠更好地降低油耗。

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究竟哪種技術更強?

本質上,增程是一套串聯式系統,DHT是一套并聯式系統。XEV研究所從一位從事增程式技術研發的内部人士那裡找到了一種答案。

上述人士表示,理論上來講,并聯式的技術門檻更高。但是由于并聯控制相對比較複雜且結構件也比串聯多,在開發過程中需要避開的國外專利技術壁壘也比較多,開發難度相對較高,勢必導緻開發成本以及開發周期的大量增加。此外結構件多導緻硬體成本也相應增加,最後整車的成本費用會升高很多。

實際上,并聯的系統穩定性與系統的使用效率沒有明顯的優勢;串聯式在這塊與并聯相反,實際的使用過程其整體的穩定性,比并聯要好且系統使用效率并不比并聯差,成本上還有很大的優勢。

基于國情,采用增程器串聯式更能打造物美價廉的汽車。

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不同廠家有自己不同優勢,串聯與并聯同時存在,稱之為混聯,說明增程式有其明顯的優勢,要不然這些廠家就隻用并聯模式了,直接丢棄掉串聯模式了。

各家推出串并聯的共同使用,肯定有自己的考量,但從結構原理上來講,會有一些控制上的難度和成本的增加,這會給客戶帶來購買成本上升和後續維修成本上的增加。

公允地講,混聯的技術實力更強,但增程式的技術成本相對更低。面對市場上不同技術路線的車型,使用者還需要結合其它如主要用車需求點再作評判。

05 或将與純電動車長期并存

最後一個問題,增程式電動車到底能存在多久,現在火熱的增程式電動車,會不會重走通用雪佛蘭Volt、别克VELITE 5、寶馬i3增程版的停産老路呢?

XEV研究所從對理想、岚圖和哪吒三家車企的調查發現,大家對增程式的态度非常堅定。

多位業内人士的看法是,一定時間内,純電動汽車發展仍将受限于續航裡程、電池成本、補能便利性和效率等;基于廣闊的新能源汽車市場潛力及使用者需求的多樣化,增程式電動車将在未來較長時期内與純電動車并行發展。

且不論增程式電動車理想ONE成為了單月銷量破萬的爆款車,岚圖Free自2021年8月啟動傳遞後,至今累計銷量6791輛中,增程版占比達八成之多。

一位哪吒汽車内部人士向XEV研究所表示,從使用者需求角度,尤其是對于首購使用者,家庭唯一用車的使用者,一部分使用者小區無法安裝充電樁,但是又想享受電車帶來的經濟性,增程式較好地解決了這個問題。

此外,在一線城市節假日有長途出行及回老家的需求,加之目前雖然充電樁的基礎設施逐漸完善,但是高速充電排隊成為電車使用者節假日的新痛點,一部分使用者想徹底擺脫充電及裡程焦慮,增程式因動力形式靈活可自由選擇動力補給方式,兼顧城市通勤及中遠途出遊,可以讓使用者的使用場景更加靈活。

根據多家機構調研結果顯示,目前客戶購買純電動車最大的兩點顧慮是,充電不便和續航裡程。為了消除這部分使用者的需求痛點,一些車企開始推出增程和純電兩種版本。按照第三方研究機構對未來乘用車市場的預測,新能源汽車的銷量和占比會持續攀升,增程式電動車對于燃油車使用者的争取和轉化,對有充電不便和裡程顧慮的使用者的轉化均具有明顯優勢。

穿透增程式的技術迷霧後,有人看到了技術方案的“簡單”,也有人看到了車企對于使用者續航痛點需求的關注。

無論如何,新的汽車人已經或正在圍繞增程式技術進行正向研發,一個門派的未來,除了純電動車這樣的大師兄之外,留一個增程式的鬼才師弟也不錯。

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