增程式电动车优势是什么？未来会成为主流吗？

前段时间，国家发改委发布《汽车产业投资管理规定（征求意见稿）》，明确将“增程式电动汽车”划归纯电动车投资项目，而插电混车型属于燃油车投资范围。“燃油汽车投资项目是指以发动机提供驱动动力的汽车投资项目，包括传统燃油汽车（含替代燃料汽车）、普通混合动力汽车，以及插电式混合动力汽车等投资项目；纯电动汽车投资项目是指以电动机提供驱动动力的汽车投资项目，包括纯电动汽车、增程式电动汽车、燃料电池汽车等投资项目。”我们不免把这个增程式的路线（EREV）仔细拿过来端详下，到底是何方神圣，为何之前没有人做呢？

▲图1不同种类的设计构型

增程式电动车的工作原理，与纯电动汽车的区别是不用加装更多的电池，在选择规模的基础上搭载一台增程器（改制的小排量发动机），当电池续航不足时，通过给增程器提供能源，让发电机继续给电池供电，满足车辆继续行驶。

与插电式混合动力相比，两者最主要的区别是，插电式混合动力有更大的灵活性和差异性，动力分流得到的效率在很多的工作区间往往更省油。增程式电动车在成本和性能上面能达到的效果并不是非常好的，因此从全球范围来看目前在商业模式和市场等方面的劣势也很明显。如下图所示，目前真正推出到市场上面的主要包括BMW的I3REV、日产的Note（这是用增程技术的混动车）、Fisker的EREV和传祺的GA5EREV，后两台的产量很小，其中GA5EREV总共的产量约2000台。

▲图2全球范围内量产的车型

1）商业化的尝试

目前成功的商业化尝试主要由宝马的BMWI3REV版本和日产做的Note的混动车（这台车配的电池很小，是当混合动力车辆来开发的，只能算半台），如下所示，这两台车是目前较为成功的尝试。

BMWI3REV在其纯电动平台上属于加出来的配置，其发动机是在集团里面找的一台特殊的发动机，能增加的里程比较有限。由于这个工作模式，整车的噪音问题比较严重，因此这个设计是属于紧急使用的模式，客户对其日常使用的体验没有纯电版本来得高。

日产的Note：采用E-Power技术对于日产来说是一种意外之喜，在小型车和城市工况下（JC08），采用串联式混合动力构型的综合燃油效果和驾驶体验在日本市场获得了销量成功，在11个月里面销售了10万车，这是一个非常好的成绩。因此随之日产也扩展到Serenae-POWER，也会在欧洲引入这样的技术。

▲图3两台比较成功增程技术的车辆

2）其他车企在技术层面的尝试

如下所示，不少车企早期都做过很多的尝试，早期的如Volvo、Audi和Suzuki，都在其车型平台上推出过这种基于串联式的试制。国内华晨和北汽也在一个阶段进行了尝试。

▲图4国内外一些试制车

问题在哪里？

增程式电动汽车采用串联式动力系统结构，增程器与传动系统电气耦合，这种结构中，发动机与传动系统在机械上没有连接，发动机输出可以脱离路面负荷，从而使发动机可以工作在高效区域。为了满足市区和公路工况下的行驶需求，发动机的输出功率需满足具体工况下的平均功率需求。从以上的车辆的统计我们可以看到，想要得到一个高效和低成本的发动机专门用于发电，是需要较大的投入，其产出也比较有限，这套增程系统面临这种困难：

?驱动系统对于整车的功率需求来自电池系统和增程系统的发电功率，而随着电池的SOC的变化，增程系统有较宽的发动功率需求范围

?增程式发电系统需要在发动机转速和发电功率上寻找到高效的工作点，这个开发工作在完全去掉机械连接以后，更为明显

?从效益来说，这样动力总成端的投入和后期车辆调教的投入，短期内看不到很好的规模效应和可扩展性

?因此我们看到反倒是一些外部工程咨询公司开发了一些增程式发动机，这些增程器的优化和发展需要整车企业的支撑和延续才能有比较好的未来。

?MAHLE（马勒）公司2012年研发了两缸四冲程汽油机作为增程式发动机，输出功率25kW。发动机最大转速4000r/min，排量0.9L，输出功率30kW，增程器总质量65kg，其中发动机质量45kg。

?LOTUS（莲花）汽车公司研发一台四冲程进气道喷射增程式汽油机，最大功率36.8kW，总质量60kg。

?德国FEV公司研发了排量为0.8L的V型两缸增程式汽油机，后面为FIAT500的概念车开发295mL转子增程式发动机能够在5500r/min时实现18kW的输出

?奥地利AVL公司研发了一台直列两缸四冲程汽油机作为增程式发动机，后面又开发了一台单缸汽油机作为增程式发动机，而给奥迪A1的试制车则采用了单缸转子发动机，的排量只有0.25L，升功率达到了60kW/L，最低有效油耗率260g/kWh，5000r/min时的恒定输出电功率15kW，发动机净质量29kg

▲图5AVL开发的转子发动机

从这个角度来看，增程式的技术路线在国内很难做，主要的原因需要在纯发电的内燃机的小排量发动机上做很多的投入，由于缺乏分摊和持续性客户的买单，使得这条技术路线在原理上很简单，实际上很难真正下手，加上这套系统之后，整个车型平台会使得开发速度变慢。目前国内可能有再次去尝试的，核心的障碍是如何获取在这套系统上面的持续发展和优化的能力。这套系统脱离了原有发动机技术的支持，等于开辟了一个小众的市场，也是需要很多的资源投入其中的，短期来看，并不会是主流的技术方向。