增程式電動汽車的概念,在過去一年突然再次火熱了起來。隨著新能源汽車的興起,《汽車產(chǎn)業(yè)投資管理規(guī)定》的征求意見稿中也寫入了對增程式的鼓勵,各種增程式電動汽車便不斷推出,讓人應(yīng)接不暇。然而,增程式汽車是什么,和插電式混合動力有什么區(qū)別?這一根本問題可能很多人都還不了解,甚至汽車行業(yè)的從業(yè)工程師大多也說不明白。而這篇文章,就將圍繞這個概念辨析清楚——增程式電動汽車是什么,以及對于新能源汽車產(chǎn)業(yè)的意義是什么。
文章將分為三部分,講下面三個問題,正文之前寫上簡要回答:
增程式電動汽車的概念
●實(shí)際是一類電氣化程度更高的插電式混合動力汽車增程式電動汽車與混合動力構(gòu)型(串聯(lián)/并聯(lián)/混聯(lián))的關(guān)系
●分屬于混合動力汽車的兩種分類維度,而增程絕不等同于串聯(lián)
增程式電動汽車對新能源汽車產(chǎn)業(yè)的意義
從燃油車到純電動車的過渡角色,有助于基礎(chǔ)設(shè)施推廣和新能源產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展
01 什么是增程式電動汽車
增程式英文為Range extended,理解起來非常直接,即里程擴(kuò)展。但這個意義指向并不明確,它讓多種不同的混合動力構(gòu)型都可以和增程關(guān)聯(lián)上。因而我個人以為,增程式實(shí)在不是一個好詞,因?yàn)樗囊馑家恢币詠矶急容^模糊,從字面上并不能準(zhǔn)確表明其含義。這個詞通常出現(xiàn)在各個汽車公司對產(chǎn)品的描述中——如通用、日產(chǎn)、寶馬都用增程來描述自己的產(chǎn)品,然而這個詞在這樣的語境下,大多停留在商業(yè)概念,缺乏業(yè)界的標(biāo)準(zhǔn)定義。這就導(dǎo)致不同公司的增程式電動汽車實(shí)際上卻是形態(tài)各異。
那么學(xué)術(shù)上是如何定義增程式電動汽車的呢?
學(xué)術(shù)上通常認(rèn)為:增程式電動汽車(Range-Extended Electric Vehicle,REEV)是電氣化程度更高的一類插電式混合動力汽車(PHEV),又可以被定義為全電型插電式混合動力汽車(All Electric Range,AER PHEV)。
對混合動力汽車有一定了解的朋友們會知道,油電混合動力汽車有很多的類別,想要區(qū)分它們又有不同的分類方法。主要的區(qū)分方法有兩種:一是按照混合動力系統(tǒng)構(gòu)型進(jìn)行分類,或者說是按發(fā)動機(jī)、電機(jī)兩個動力源的耦合方式分類;二是按照電氣化程度來分類,或者說按油電混合比例分類,從燃油汽車跨度到純電動車。
增程式電動汽車就屬于第二種分類(與第一種分類的辨析見第二節(jié)),且看圖2,可以將不同動力系統(tǒng)的汽車按電氣化程度從弱到強(qiáng)分為五類:內(nèi)燃機(jī)(ICE)——非插電式混合動力(HEV)——插電式混合動力(PHEV),又分為混合型PHEV(Blend PHEV)與增程式/全電型PHEV(REEV/ AER PHEV)——純電動(EV)
圖1 按動力系統(tǒng)電氣化程度的分類
從左往右,車輛能源中用電比例逐漸升高:ICE與HEV能量來源于燃油;PHEV來源于燃油與電網(wǎng);EV完全來源于電網(wǎng)。其中PHEV與HEV雖然同屬于混合動力汽車,但是是否插電的技術(shù)區(qū)別就讓兩者能量來源發(fā)生了差異。
那么同屬于PHEV的混合型PHEV和增程式PHEV,差別在哪里?
這里涉及到了插電式混合動力汽車的工作過程。如圖2,PHEV的工作過程中包含了電量下降(Charge Depleting,CD)與電量維持(Charge Sustaining,CS)兩部分。兩種PHEV在CS階段均需要開啟發(fā)動機(jī)維持電量平衡,兩者的區(qū)別主要在于CD階段的工作模式——
在CD階段,增程式PHEV以純電動模式運(yùn)行,保持發(fā)動機(jī)不開啟,油耗為0
在CD段,混合型PHEV在部分工況需要開啟發(fā)動機(jī)來滿足整車功率需求,產(chǎn)生油耗
換言之,(在CD段)增程式PHEV在所有工況下都可以以純電動模式運(yùn)行,但混合型PHEV則只能在部分工況以純電動運(yùn)行。因而,增程式PHEV的運(yùn)行模式、駕駛感受、能量來源都更加接近純電動車。
圖2 兩類PHEV的工作特點(diǎn)差異
辨析明白這一概念之后,增程式電動汽車的分類就已經(jīng)很明確——增程式電動汽車是一類電氣化程度更高、更加接近純電動的插電式混合動力汽車。
從開發(fā)來說,增程式PHEV與混合型PHEV的開發(fā)邏輯略有差異:前者更接近電動汽車,但較電動汽車復(fù)雜;而后者與常規(guī)混合動力的節(jié)能汽車更加接近。
02 增程式電動汽車與混合動力構(gòu)型(串聯(lián)/并聯(lián)/混聯(lián))的關(guān)系
首先,增程式絕不等于串聯(lián)式!
之所以反復(fù)強(qiáng)調(diào)這一點(diǎn),恰是因?yàn)樵龀淌揭恢币詠砣狈?biāo)準(zhǔn)的定義,而它最早是作為串聯(lián)的同義詞出現(xiàn)的,這與現(xiàn)在的定義并不對等。事實(shí)上,正如文章開頭所說,增程與串聯(lián)分處于混合動力分類的兩個維度。
按電氣化程度分類,我們可以得到如圖1中非插電混動、混合型PHEV與增程式PHEV的分類;而按動力耦合方式來分類,則可以得到如圖3,串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)(功率分流、串并聯(lián))的構(gòu)型分類。
圖3 動力耦合方式不同的各類混合動力構(gòu)型
圖4 按兩個分類維度,對部分混合動力車型分類如上圖
03增程式電動汽車對新能源汽車產(chǎn)業(yè)的意義
最后總結(jié)如下:
來源:2030出行研究室