我們都知道汽車到目前為止有100多年的發(fā)展歷史,隨著行業(yè)的發(fā)展,現(xiàn)在可以說已經(jīng)逐步實現(xiàn)了電氣化,進入新能源時代也是當(dāng)前和未來必然的大勢趨勢,中國新能源市場的變化也很快。電動車市場上有混動車、電動混動車、增正式電動車、純電動車等,這種電動車目前也長期共存。如果說某個發(fā)展歷史最曲折的話,那應(yīng)該是增訂火車的發(fā)展。
增程電動車的發(fā)展可以追溯到最初的汽車發(fā)展初期,這表明我們比現(xiàn)在常見的內(nèi)燃機驅(qū)動汽車出現(xiàn)得更早。世界上第一輛系列汽油發(fā)動機混合動力汽車是由保時捷傳說中的費迪南德保時捷制造的第一輛增長型電動汽車。增電火車的出現(xiàn),其實是因為以前的純電動汽車燃料電池電動汽車的重要技術(shù)還沒有完全突破,再加上成本太高,無法實現(xiàn)更好的普及。當(dāng)時,歐美發(fā)達國家開發(fā)了新的電動汽車型號3354增程純電動汽車(EREV),與其他類型的電動汽車相比,具有很大的優(yōu)勢。(威廉莎士比亞,電動汽車,電動汽車,電動汽車,電動汽車,電動汽車,電動汽車,電動汽車,電動汽車)。
增設(shè)程序純電動驅(qū)動汽車的優(yōu)點。
第一,這是為了迎合純電動汽車?yán)m(xù)航里程短的問題。除了傳統(tǒng)動力電池組外,還可以通過消耗現(xiàn)有燃料發(fā)電來補償行駛中汽車的電量或給電動電池組充電的過程,由于燃料消耗率低,電池容量相對小,車輛成本也降低,從而增設(shè)程序電動車。(莎士比亞、電動車、電動車、電動車、電動車、電動車、電動車、電動車、電動車、電動車、電動車、電動車、電動車)。
其次,EREV可以說實現(xiàn)了“零消費、零排放”。原因是,當(dāng)動力電池的電力比較充足時,增程電動汽車的工作模式處于純電動模式。這時候,其動力都來自電力電池,相當(dāng)于純電動汽車。無論是儲能部件的超級電容器,還是增設(shè)程序電動汽車的特殊動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu),都是未來電動汽車的主要發(fā)展方向。(威廉莎士比亞,電動汽車,電動汽車,電動汽車,電動汽車,電動汽車,電動汽車,電動汽車,電動汽車)
第三,增程電動汽車有三種運行模式:純電動模式、混合模式和增程運行模式。其中,在電動模式下,與普通純電動汽車沒有什么不同。在混合模式下,動力電池組用于存儲能量,在車輛啟動、加速上坡和汽車制動時可以起到能量回收的作用。簡而言之,這種模式與插頭混合動力汽車的原理基本相連。在增程作業(yè)模式下,車輛優(yōu)先于使用外部設(shè)備提供的電力,如果電池SOC值下降到一定值,則使用車輛發(fā)電機提供的電力繼續(xù)行駛車輛,同時達到延長車輛行駛距離的目的。
可以看到,如果分析增程電動汽車的三種運行模式,就會發(fā)現(xiàn)它們都截然不同。但是在資源不足、純電動車技術(shù)、電池技術(shù)遇到瓶頸而受到限制的時代,增程電動汽車無疑是最有發(fā)展?jié)摿Φ碾妱榆嚒?威廉莎士比亞、電動汽車、電動汽車、電動汽車、電動汽車、電動汽車)但其發(fā)展確實是最曲折的,也被稱為“三個三落”的發(fā)展歷史。
三次三次掉下去是怎么回事?
1881年,在法國,特魯普使用普朗特發(fā)明的鉛酸電池發(fā)明了第一輛可充電的電動汽車,使用了西門子的兩個直流電機驅(qū)動三輪車,重量為160公斤,每小時可達12公里/h。這個速度比人類慢跑快一點。接著,1882年,在英國,Alton發(fā)明了由性能更好的鉛酸電池驅(qū)動的電動車,配備了約1.5度的電池,最高可實現(xiàn)40公里的續(xù)航里程。除了使用鉛酸電池外,還誕生了可充電的電動汽車。電動車發(fā)明后不久,1885年德國卡爾奔馳開發(fā)了第一輛以內(nèi)燃機為動力的汽車,為現(xiàn)代汽車設(shè)計奠定了基調(diào),其缺點是可靠性很少??梢哉f,當(dāng)時汽車市場基本形成了以蒸汽、電力、內(nèi)燃機劃分天下的情況。
這時,年僅22歲的費迪南德保時捷憑借對電子的熱情發(fā)明了輪轂電機,并獲得了專利,因此能夠接觸汽車,通過不斷的嘗試,創(chuàng)造了第一輛純電動汽車Lohner-Porsche。其能量全部來自超大型鉛酸電池,電池組的總重量超過了1。(威廉莎士比亞、Northern Exposure、Northern Exposure、Northern Exposure(美國電視劇)作為與保時捷關(guān)系密切的Ferdinand保時捷,他的出身是手工藝鐵匠的階層。后來,在1900年,費迪南德安裝了第四輛車型,打破了各種速度記錄,震驚了巴黎萬國博覽會。(威廉莎士比亞,費迪南德。)
然而,不可避免的是,電動汽車的壽命仍然很短。為了解決這個問題,F(xiàn)erdinand Forshe,世界上第一輛程序電動汽車誕生了,汽車能夠以40公里/小時以上的速度運行。
然而它還是存在一定的不足,沒有變速箱、轉(zhuǎn)動軸以及傳動皮帶等。再加上當(dāng)時石油開發(fā)和內(nèi)燃機技術(shù)都在提高的情況下,1920年之后電動汽車就漸漸地失去了原有的優(yōu)勢。從而導(dǎo)致在汽車市場大部分都是內(nèi)燃機驅(qū)動的汽車,只有在少數(shù)城市還保留著僅有的有軌電車、無軌電車、有限的電瓶車等,電動汽車隨之而來的命運就是停滯不前,足足有大半個世紀(jì)之久。
到了70年代,在停滯了大半個世紀(jì)之后,此時石油危機開始了,以化石燃料為主的汽車紛紛遭遇到了各種難題和沖擊,油價開始上漲,還有一些環(huán)境污染等問題,最為嚴(yán)重的就是空氣污染,節(jié)能減排也成為了當(dāng)時各個廠商的共識。面對節(jié)能減排,首先要做的就是在技術(shù)儲備上的改進和提升,因此就需要不斷地嘗試。當(dāng)時日本和韓國主要是選擇了挑戰(zhàn)混動汽車、純電動汽車、燃料電池車,而歐美國家則是選擇把精力集中在柴油機、增程式電動車以及純電動汽車的方向。
在2007年的北美車展上,雪佛蘭沃藍達概念車亮相,預(yù)示著一百多年后增程式電動汽車重新殺回人們的視線。沃藍達通過獨創(chuàng)的Voltec 電力驅(qū)動技術(shù),在標(biāo)準(zhǔn)的220V普通家用電源上為其T型16kWh的鋰離子電池充電,可以純電驅(qū)動行駛80km里程,從而滿足日常行駛需求。在電量不足的情況下,發(fā)動機驅(qū)動發(fā)電機再產(chǎn)生電能供給電動機,在35L的油箱容積的條件下,Vlot可以再增加約為490km的里程,同理可得,此原理和百年前費迪南德時代的增程電動車原理基本一致。
雪弗蘭嘗試之后,緊接著不少的廠商也開始跟著活動,在2011年的法蘭克福國際車展上寶馬就推出了i3純電車和增程式兩款車型,配備了19kWh的鋰離子電池組,電動機則是采用了帶有集成電子裝置的混合動力同步機、充電器、發(fā)電機,最大輸出功率可以達到125kW,最大扭矩可以達到250Nm。此后奧迪也是幾乎同時推出了奧迪A1 e-tron增程式車型,在純電動模式下,車輛可連續(xù)行駛50km里程,如果行程超過50km,就可以通過安裝在行李艙下方的小型發(fā)動機對蓄電池進行充電,也是幾乎相同的原理,作用也是為了延長車輛的行程。
緊接著到了2014年,國產(chǎn)品牌廣汽傳祺也相繼推出了GA5增程式版電動汽車,但同樣是由于在系統(tǒng)中發(fā)動機只用來發(fā)電而不參與動力的輸出,不過這款車在2016年的時候就已經(jīng)停產(chǎn)了。不難否認,以上幾款量產(chǎn)的增程式電動車雖然在技術(shù)上實現(xiàn)了一定突破,但實際上并沒有獲得市場的認可,因為銷量低迷從而走向停產(chǎn)的道路,增程式電動汽車所面臨的問題還有很多。
然而,獨占鰲頭的特斯拉的出現(xiàn)徹底扭轉(zhuǎn)了局面,不僅讓大家看到了電動車在保證性能的情況下還可以有良好的續(xù)航里程和較好的充電速度,與此同時國家方面的政策補貼也促進了很多廠商開始集中精力研發(fā)純電動汽車。
尤其是特斯拉,國內(nèi)還沒有廠家能夠在新能源汽車的賽道上追上甚至超過特斯拉,但是續(xù)航和充電的問題依舊是電動車的痛點。那么痛定思痛,解決續(xù)航和充電最高效的方法就是增程模式,但是在全球的研發(fā)局面上看,都比較平緩。之前勇于嘗試的廠家們,雪弗蘭、寶馬等就是典型失敗了的例子,但是好在經(jīng)過對電動車多年的科普教育之后,大家對打造增程式電動汽車的方案也有了更全面、更深層的認識與了解。
人們普遍疑惑這樣一個問題,那就是在發(fā)動機先發(fā)電之后讓電動機驅(qū)動,這不是畫蛇添足嗎?其實并不是,這樣做反而可以達到非常高的效率。大家開車都知道,燃油車在城市遇到交通堵塞的情況下,走走停停內(nèi)燃機的效率會變得非常低,這也就是為什么燃油車在日常行駛過程中會非常費油的原因。然而增程式電動車的內(nèi)燃機不是直接驅(qū)動車輪的,所以也就跟路況沒有太大的關(guān)系了,它的作用就只是負責(zé)發(fā)電給到電機驅(qū)動車輪,有富裕的話還可以充進電池里面儲存起來。
因此從整體上而言,增程式電動車在多數(shù)情況下都是效率更高、更省油、更環(huán)保的選擇,放到現(xiàn)在來看,也可以看做是為電池配備上了一個“充電寶”,不但能消除續(xù)航里程的焦慮,而且還能滿足電動車駕駛的優(yōu)點,尤其是在國內(nèi)使用環(huán)境較為復(fù)雜的條件下,是增程式電動車發(fā)力的最好時機。
我們從國家戰(zhàn)略及汽車行業(yè)的發(fā)展上來看,在產(chǎn)業(yè)政策方面,國家也已經(jīng)明確將增程電動車劃歸到了純電動領(lǐng)域,PHEV仍屬于燃油車范疇,這對增程電動汽車的發(fā)展也帶來了新的機遇。穩(wěn)定控制好安全和價格等因素之后,近些年的新能源市場,可以說追求更大的一個趨勢就是對續(xù)航里程的研發(fā)追逐。
在如今2021年的新能源電動汽車市場的潮流中,人們對于宣稱1000公里續(xù)航里程的純電動也顯得有些不買賬了,人們更多的是希望拋棄不切實際的幻想,通過技術(shù)手段而非只是紙上談兵的形式,要在最根本的技術(shù)問題上下功夫去解決問題。今年我們可以看到的是,有了“摻硅補鋰”的技術(shù),也有了長續(xù)航硅負極電池以及去年比亞迪刀片電池的亮相。與此同時,作為曾經(jīng)被人們嗤之以鼻的增程式電動車在今年也突然成為了眾多車企的“座上賓”。
2020年開始,造車新企業(yè)理想汽車為了尋求新能源市場差異化發(fā)展,通過理想ONE開始發(fā)力增程式電動車。除了理想ONE之外,嵐圖、賽力斯等廠家在2021年都有相繼宣布新增增程式電動車型。此外,比亞迪DM-i混動以及東風(fēng)本田新增的插電混動版本CR-V也搭載iMMD技術(shù)打了增程式電動車的擦邊球。不難看出,目前市場上對增程式技術(shù)的選擇趨勢更高了,倒是有點像第二次增程式技術(shù)發(fā)展的機會。大家不是盲目選擇,在此之前眾多車企就對增程式進行了深度的探討,寶馬、通用、日產(chǎn)包括中國的傳祺、吉利、奇瑞等,都對增程式電動車有過深度的研究,并且有些車企是將這項技術(shù)應(yīng)用在了量產(chǎn)車型之上的。
增程式電動車未來發(fā)展到底如何?
市面上掀起了增程式技術(shù)的熱潮,很大程度上是因為中國新能源市場的發(fā)展推進與政策方面的演變有著正向關(guān)系。眾所周知,中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展始于“三縱三橫”總路線。所謂“三縱”就是指混合動力汽車、純電動汽車、燃料電池汽車;“三橫”指的是多能源動力總成控制系統(tǒng)、電機及其控制系統(tǒng)和電池及其管理系統(tǒng)。近年來,增程式電動車的政策“地位也在不斷上升?!?/p>
2018年12月,國家發(fā)展和改革委員會發(fā)布《汽車產(chǎn)業(yè)投資管理規(guī)定》,明確將增程式電動車納入純電動汽車范疇。2020年4月,財政部、工業(yè)和信息化部、科技部、發(fā)展和改革委員會發(fā)布《關(guān)于完善新能源汽車推廣應(yīng)用財政補貼政策的通知》,對于增程式車型給予中央財政補貼,同時也再次體現(xiàn)國家對增程式技術(shù)路線的肯定與支持。
除了政策支持,技術(shù)突破也很重要。第三代增程式電動車——發(fā)電直驅(qū)電動車,是楊裕生院士提出的。顧名思義,這就是一項由發(fā)動機發(fā)電直接驅(qū)動電動車的技術(shù),車輛上的發(fā)動機發(fā)的電可以不經(jīng)過電池,就能直接驅(qū)動電動機。這項技術(shù)也使得增程式電動汽車節(jié)油效率能夠達到60%甚至更高。
另外,第三代增程式技術(shù)對于電池的要求同樣提出了很高的要求,那就是支持快充。想要魚和熊掌兼得,就需要更為先進的電池技術(shù),想要發(fā)展增程式電動車,首先要突破的一道難關(guān)就是發(fā)動機和電池技術(shù)的提升,顯然這也不是一件容易的事情。中國車企中,在發(fā)動機方面的研發(fā)一直是處于相對較后的狀態(tài),但是在寧德時代等動力電池廠商的突破下,我們的電池技術(shù)排在全球前列,應(yīng)用方面甚至全球領(lǐng)先。增程式+大電池這一技術(shù)路線的確立,是增程電動被熱捧的關(guān)鍵。
從消費者的角度來看,理想ONE作為造車新勢力也是自帶話題性,消費者對理想ONE以及其背后的增程式技術(shù)此前也發(fā)起過激烈的討論,這些現(xiàn)象可以看出,消費者對于增程式技術(shù)的認知和了解也有了一定的擴展,因此才有了可以進行討論的局面。雖然說法褒貶不一,但不能否認的是,消費者對增程式技術(shù)的認識到了空前的地步。
曾經(jīng)也有過專家調(diào)侃:傻瓜才做增程式電動車。除了調(diào)侃意味之外,在這背后也不難看出想要做好增程式電動車是非常不容易的,難度系數(shù)非常大,不僅僅是涉及到技術(shù)的問題,還有國家政策和汽車市場發(fā)展的趨勢等問題。不過當(dāng)下,已經(jīng)有越來越多的專家們、企業(yè)代表們紛紛站出來為增程式技術(shù)代言發(fā)聲,甚至像理想這樣做出轟動市場的明星產(chǎn)品,時隔一百年后,增程電動有望再次崛起。
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