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增程式電動車的春天來了嗎?我國增程式電動車的發展如何?

中國電源 ? 來源:未知 ? 作者:易水寒 ? 2018-07-29 10:56 ? 次閱讀

7月25日,《電動汽車觀察家》發布了“日產Note e-power熱賣,增程式電動車的春天來了嗎?”一文。文章發布之后,引起了比較大的爭議,焦點是,通用沃藍達(Volt)和日產Note e-power算不算增程式。

《電動汽車觀察家》先撤回此文,再次考證之后,我們認為,Volt是否是增程式各有爭議,但如果套用國標《電動汽車術語》,由于Volt車載供電裝置和驅動系統有傳動連接,部分工況下發動機會參與驅動,Volt按中國國標定義,不屬于中國的增程式電動車。

至于Note e-power,它屬于串聯式混合動力,即發動機不直接參與驅動基本沒有爭議,但它的動力電池極小,只有1.5kwh,是否能被《電動汽車術語》承認為有“純電續航里程”,也存在爭議。但是,Note e-power的串聯式混合動力,和一般的增程電動車,技術類型極其類似。所以我們修改重發此文,把這個技術路線的產品介紹給大家,并探討增程式在中國的前景。感謝大家對《電動汽車觀察家》的批評指點。

--------正文開始--------

上市11個月,本土銷量超過10萬臺;今年前半年,幫助日產在時隔48年后,第二次登上日本乘用車銷量榜榜首,超過了曾經第一名的豐田普銳斯——日產Note e-Power上市一年半,銷量一路看漲,成為目前最受日本消費者歡迎的汽車。

更值得注意的是,這款車采用串聯式混合動力系統,雖然也有發動機,但是只用于帶動發電機給電池充電,不參與車輛的驅動。驅動力來自于電池放電驅動電機帶動,非常類似于電動汽車和增程式電動汽車。

日產Note e-Power的熱賣,使得汽車產業在燃油驅動向純電驅動演化過程中,又出現了一個值得期待的技術路線。從全球范圍來看,和日產Note e-Power非常接近,常常使用串聯混合動力技術的增程式電動車,市場表現一直不溫不火,正式推出增程式電動汽車的車企也屈指可數。Note e-Power在日本本土熱賣,可否讓我們對增程式電動汽車抱有更多期待?增程式在中國會獲得同樣的市場認可嗎?

已賣近15萬輛

2016年11月,日產Note e-Power正式發布,這是首款配置e-Power系統的車型。

在此之前,寶馬i3增程式版和菲斯科卡瑪等增程式電動車都已上市銷售。它們和日產Note e-Power類似,燃油發動機只能發電,不能驅動,只是它們的動力電池要大得多,純電續航也更長。

不過,這幾款車的市場表現并不算好。今年1月-6月,寶馬i3純電版和增程版共賣出3504輛。菲斯科卡瑪已于2012年停產。廣汽傳祺曾推出一款增程式電動車,后來改為了插混路線。

和這幾款串聯混合動力車型銷量低迷不同,日產Note e-Power上市后,市場接受度很高。

日本汽車銷售協會聯合會公布的數據顯示,2017年,日產Note(包括燃油版和e-Power)在日本的銷量為13.8905萬輛,2018年1月-6日的銷量為7.338萬輛,分別是同期日本乘用車銷量榜的第2名和第1名。

日產日本在官方新聞稿中稱,“購買Note的消費者中,大約7成購買了配置e-Power系統的車型”。按照這個比例,Note e-Power已經賣出近15萬輛。

“一臺能自己發電的電動汽車”

Note e-Power在本土市場銷量迅速走高,原因何在?

日產方面將Note e-Power稱為“一臺能自己發電的電動汽車”,所以無需充電,也沒有充電口。這款車采用的是串聯式混合動力,搭載了一臺三缸1.2L排量的發動機,日產聆風同款電機,和一塊1.5kWh的電池組,最大功率為80kW,峰值扭矩254Nm。

日產官網介紹,e-Power動力系統的特點是全電機驅動,車輪的動力全部由電機直接提供。電池產生的動力被傳送至由燃油發動機、發電機、逆變器和電機組成的e-Power動力系統。

Note e-Power的動力系統

來源:日產中國官網

在傳統的混合動力系統中,當電池電量較低(或高速行駛)時,電機需要與燃油發動機共同為車輪提供驅動力,而在e-Power動力系統中,燃油發動機不再與車輪連接,只起到為電池充電的作用。另外,與純電動汽車不同,e-Power動力系統的能量來源是發動機,而不是電池。

Note e-Power的主要特點體現在兩方面:油耗低,噪音低。

油耗方面,按照日本JC08標準(日本從2007年10月開始實施的油耗標準,單位是km/L,即每升燃油能行駛的公里數),Note e-Power的燃油經濟性為37.2km/L,略低于第4代普銳斯40.8km/l的水平。

Note e-Power的減噪設計

來源:日產日本官網

“安靜”也是Note e-Power的一大賣點。

除了改善發動機的噪音問題,Note e-Power的前部、尾部和側面都設計了遮音擋板,最大限度地減少噪音影響。

增程式在中國:“身份”不明,上市率低

看到Note e-Power在島國近鄰熱賣,我們不禁想問,這種技術路線可以在中國推廣嗎?在中國,這種串聯式混合動力,大多被用于增程式電動車(和日產Note e-Power不同在于有長的純電續航里程,一般也可以插電),會成為主流技術路線之一嗎?

如果讓你說出中國在售的增程式電動車,多數人恐怕都做不到——生產增程式電動車的企業實在太少了。

中國汽車技術研究中心出版的《2017中國新能源汽車產業發展報告》“中國新能源乘用車行業2016年發展綜述”一文顯示,明確增程式為技術路線之一的中國企業僅有奇瑞和廣汽兩家,外資企業也只有通用汽車和寶馬汽車。

雖然上市率較低,但增程式一直屬于中國新能源汽車的一支,在2016年5月,工信部發布的《<中國制造2025>解讀之:推動節能與新能源汽車發展》一文中,也提到,推動節能與新能源汽車產業發展的重點領域包括高性能插電式混合動力總成和增程式器發動機。

來源:《汽車產業投資管理規定(征求意見稿)》

在2015年6月工信部發布的《新建純電動乘用車企業管理規定》和2018年6月國家發改委發布的《汽車產業投資管理規定(征求意見稿)》中,增程式電動汽車項目依舊均屬于純電動汽車項目;插電式混合動力汽車則被列為燃油汽車投資項目。

這個細微的差別,看起來像是國家有意鼓勵增程式電動汽車領域的投資。一位車廠研發負責人認為,從國家的產業政策指導來看,增程式非常有前途,從技術上來看,增程式既有純電動的駕駛優勢,也解決了里程憂慮,是一個不錯的解決方案。

不過,在涉及政府補貼時,增程式又被歸為插電式混合動力技術范疇(通常在括號中出現)。

2018年2月發布的新能源汽車最新補貼方案

這對增程式電動車最實質的影響就是,享受不到純電動汽車那樣比較高的財政補貼。多位業內人士向《電動汽車觀察家》表示,受純電動補貼政策擠壓,是增程式電動汽車發展滯后的一大原因,在他們看來,增程式電動車項目更適合沒有補貼政策的環境。

在被問及為什么增程式路線在國內一直處于“非主流”地位時,中國工程院院士楊裕生告訴《電動汽車觀察家》,“首先,純電動汽車的補貼比增程式高1倍;第二,純電動(相對增程式和插電式混合動力)最容易做,最簡單。既簡單,補貼又高,誰會放著肥肉,啃骨頭呢?”

增程式,“我們一直在推”

選擇啃增程式這塊“骨頭”的車企不多,奇瑞是其中一家。

“純電動+增程式”是奇瑞的技術發展方向。早在2010年,奇瑞就承建了科技部的幾個增程式技術科研項目,并且在2010年11月5日的第25屆世界電動車大會上,展出國內第一款小型增程式純電動汽車奇瑞S18D-REEV,可實現300公里的續航里程。

瑞麒M1-REEV增程式電動車

2011年4月19日,奇瑞在上海國際車展上又展出了瑞麒M1-REEV增程式電動車,當時,這款車的續航里程達到350公里。不過,瑞麒M1-REEV在車展之后并沒有量產上市。

2014年1月,科技部官網轉發了安徽省科技廳的《安徽奇瑞全力加大新能源汽車研發》一文,介紹奇瑞“全力研發插電式混合動力、全新結構輕量化、增程式電動汽車、燃料電池汽車等前沿技術。”“增程式電動汽車已經完成了性能樣車研制,整車續駛里程可以達到400公里以上。”

如今,三年多過去了,奇瑞的增程式電動車進展如何?

奇瑞新能源研究院院長倪紹勇表示,“最近幾年,我們一直在推這個事(增程式電動車項目),看準這個方向一直在推,我認為我們的方案是可行的,要不了太久,我們的增程式新產品就會拿出來。”

對于外界“增程式在低速或者高速行駛時,節油率不高,甚至油耗大于燃油車”的疑慮,倪紹勇介紹,有些增程式方案存在這種問題,但奇瑞的方案受工況影響較小,不存在低速和高速工況下油耗高的問題。不過,他沒有透露奇瑞增程式電動車項目的細節。

如果說奇瑞是堅持發展增程式路線的傳統車企代表,這一領域的新造車企業代表當屬車和家。

車和家在成立初期,就確立了超小型純電動汽車SEV、中大型增程式電動SUV和適合0-100公里區間車型的發展路線。根據車和家發布的信息,這款SUV的純電續航里程為150公里,發動機啟動后,整車續航里程可達800公里。

在最近發布的車和家內部采訪中,車和家創始人李想表示,選擇增程式路線的主要目的,是解決用戶的里程焦慮問題。

車企——尋找小巧、安靜、高效的增程器

無法享受和純電動相當的補貼,是增程式電動汽車在中國發展緩慢的原因之一。那么,增程式有望在后補貼時代成為主流技術路線之一嗎?楊裕生的看法很樂觀。

他認為,補貼退坡后,增程式會大大發展。“Note e-Power上市一年半就有這樣的銷售成績,由此可以看出,串聯式混合動力路線的前途不可限量。增程式電動車的電池用量很少,價格較低,車的重量也很輕,只要做好適合增程式電動車的發動機和控制系統,增程式路線是很有前景的。”他說。

但是,目前能“做好適合增程式電動車的發動機和控制系統”的企業非常少。

北汽新能源總工程師陳平認為,車企要開發增程式汽車,首先要找到小的、高效的發動機,但國內的企業在這些方面的經驗都比較欠缺,目前,市場上基本上沒有好的增程器產品。

在燃油發動機設計上,國內企業競爭力比較薄弱,而且適合增程式的發動機和傳統燃油車發動機也不同,會出現噪音大和效率低等諸多問題。“這些困難不僅是國內企業存在的,也是國際車廠面對的”。陳平說。

陳平表示,即使有了小巧、高效的增程器,車企還必須掌握合理、經濟的布置方式——如何把電池、增程器和散熱系統等組合起來,如何控制,實現性能平衡都很難拿捏。同時,還要實現較高的經濟性——即較低的電耗和能耗。“Note e-Power出來,也是一個范例,讓大家看看這種車(增程式)是怎么配置的。”他說。

上述車企研發負責人認同,目前,國內增程器的熱效問題一直沒有大的突破,如果要做到很高,成本也會相應提升,另外,增程器在低速負荷時,NVH(Noise、Vibration、Harshness,即噪聲、振動與舒適性)也是一個問題。

“另外,增程式在高速階段的劣勢比較明顯,經過能量轉換后,轉換效率會降低,綜合來看,增程式的應用場景是比較有限的。我們認為,增程式是純電動的補充,是為解決里程焦慮和成本壓力的技術路線。”這位負責人說。

在車和家總工程師馬東輝看來,開發增程式電動汽車,缺乏的不僅是做好增程器的企業,更是企業做好增程器的意愿。

他介紹,雖然國內的燃油發動機技術比較薄弱,但與傳統發動機相比,增程式的運行工況比較簡單,技術難度也相對較低。但是,增程器和發動機的工況不完全一樣,針對增程式的控制效率開發發動機,才能適合增程式電動汽車。

馬東輝告訴《電動汽車觀察家》,現在國內還沒有專門為增程式開發的發動機,即增程器。現有產品往往是在傳統的發動機基礎上改一下,這是遠遠不夠的。“需要從技術和結構設計上開發增程器,企業的能力是可以達到的,但是沒有足夠重視,大家一窩蜂地去做純電動,不愿意按照增程式路線開發這樣一款發動機。”

對于上文提到的“增程式在低速或者高速行駛時節油率不高”和噪音大的問題,馬東輝認為,都可以通過一定的策略應對。

他表示,“增程式在低速或者高速行駛時節油率不高”的說法比較片面,不論是低速還是高速運行,電池的SOC(State of Charge,荷電狀態,即剩余電量)比較高時,增程器是不啟動的,即便SOC降低到需要啟動增程器時,也可以通過一定的策略和方法,選擇相對經濟的轉速。再加上增程式電動汽車在剎車時可以進行能量回收,而燃油車做不到這一點。因此,在同等條件(車重和風速等)下,不會出現增程式比燃油車油耗更高的現象。

對于噪音問題,馬東輝認為,噪音與是否是增程式無關,而是取決于增程器本身的技術。兩缸機和三缸機用在傳統燃油車上,NVH不太好,用在增程式上也是一個難點,但如果采用四缸機,燃油車和增程式的震動和噪音差別并不大,也可以通過策略進行調整。

“例如,在低速或者車輛停止的情況下,不讓增程式啟動,車輛行駛的時候再啟動增程器,這樣一來,乘客和司機對車輛震動的敏感度會降低。在某種工況下,如果SOC不是特別低,增程器可以不啟動,避免發生類似的噪音問題。”他說。

增程式的春天來了嗎?性價比說了算

增程式電動汽車的春天還遠嗎?或者說,還會出現嗎?

上述業內人士認為,即便目前的補貼較低,增程式電動車還是很有競爭力的。“增程式的購車成本雖然比燃油車高,但使用成本遠低于燃油車,如果考慮環保成本,再加上一些政策導向,增程式的性價比較高,機會還是蠻大的。”

當然,我們無法苛求普通消費者將環保成本計入購車考量,真實的性價比是關鍵。

如果不考慮環保因素,增程式的性價比如何?陳平說,“從性能和整體性價比來看,增程式應該不會優于插混。當然,還要看增程式后續的發展和性價比提升如何。”

馬東輝認為,評論增程式的性價比,必須考慮車型定位。作為一款經濟型家庭小轎車,Note e-Power的市場綜合表現不錯,而大型增程式電動汽車對系統部署和增程器的要求不一樣,體積和排量大,性能好,價格也高。

“如果和燃油車比,增程式多了一套系統,價格肯定高,但燃油經濟性也高;如果和純電動比,前提必須是續航里程相當。例如,增程式是600公里的續航,純電動的續航也必須是600公里,這樣一比,增程式就有優勢了——不會受出行選擇和半徑限制,這也是性價比的一方面。”他說。

“我的看法是,10年內,增程式應該是燃油車和純電動汽車之間比較好的過渡車型。因為純電動涉及續航里程和充電樁不足的問題,插電式混合動力存在技術門檻的問題,增程式是在混合動力和增程式之間取了一個比較好的平衡點。”馬東輝告訴《電動汽車觀察家》。

回到最初的問題,國產增程式產品能否在中國市場復制Note e-Power在日本的戰績?關鍵要看企業的技術積累,潮水退去之后,能否拿出市場認可的產品。正如倪紹勇所說,“如果我們的(增程式)產品能讓用戶完全不受限制地旅行,我覺得完全有可能(獲得市場認可)。”(完)

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原文標題:[行業研究] 增程式電動車的春天來了嗎?

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