增程式電動汽車
關注創建者：EDC電驅未來 創建時間：2023-10-20
增程式電動汽車的實例教程
而增程式電動汽車有接近純電動汽車的特性，又能解決消費者里程焦慮、電池焦慮等問題，同時能夠滿足消費者大多數出行場景，是一個較好的過渡方案。
而從技術上來說，據姚昌晟表述，由于增程純電里程長，因而必須在電池管理、輕量化、熱管理、電驅動等諸多技術上大力投入，這些技術與純電動汽車共通，有利于技術積累；此外開發增程式汽車的上游技術與純電動車接近，增程式電動汽車同樣會促進上游電池產業，以及電機、電控的持續發展。與此同時，包括增程式在內的插電式混合動力同樣需要充電，隨著插電式混合動力的推廣，會持續帶動充電基礎設施建設，從而為純電動打下基礎。
姚昌晟認為，增程式電動汽車可以有效推動新能源汽車產業發展，但目前其定義仍然有不清晰之處，行業應該在增程式電動汽車的推廣政策落實之前，明確其定義，以保障產業健康發展，避免無端的亂象。
來源：每日經濟新聞
展開 摘 要：增程式電動汽車采用與傳統混合動力電動汽車同樣的能耗測試標準，但二者在工作原理和系統構架等方面存在顯著差異。通過搭建增程式電動汽車仿真模型，采用全球統一的輕型車測試循環（WLTC）工況進行電量消耗模式（CD）和電量保持模式（CS）的能耗仿真試驗，再基于實車試驗室數據對仿真模型進行對比驗證。最后，開展采用中國輕型汽車行駛工況（CLTC）的能耗仿真試驗，分析增程式電動汽車在兩種不同工況下的能耗表現。結果表明：采用仿真手段能較好地實現對增程式電動汽車的能耗測試，且綜合結果與試驗室數據較為相符，采用CLTC工況的能耗測試表現要顯著優于WLTC工況的能耗測試表現。
關鍵詞：增程式電動汽車;能耗測試;仿真試驗;循環工況;純電利用系數;
引言
隨著能源和環境問題的日趨嚴峻，新能源汽車成為國家政策和汽車行業關注的重點[1,2]。作為傳統燃油車型和純電動汽車的過渡車型，混合動力電動汽車兼具長續航和低能耗等特點，并衍生出各種構架方案[3,4,5]。其中，增程式電動汽車將發動機和發電機結合為增程器，再匹配動力電池、驅動電機以及控制系統，具備短距離純電行駛模式和長距離增程行駛模式，保證發動機在工作時始終位于最高效率點，燃油經濟性達到最高，對整車的能耗和排放水平的降低尤為明顯[6,7]。同時，由于發動機不直接參與驅動系統，省去了變速箱等機械結構，由驅動電機直接驅動，整體結構更加簡單，故障率低，還具備了純電動汽車的高加速性能，成為現階段新能源汽車的重要發展方向之一[8]。
目前，針對增程式電動汽車的能耗研究，主要集中在增程器的匹配設計和優化、整車能量管理策略和智能算法，以及新型儲能系統的研究等方面，嘗試從不同的角度來降低增程式電動汽車的能耗水平[9,10,11]。但目前的這些研究內容，對能耗水平的評價方法不一，且多以單一的仿真手段開展。
展開 增程式電動汽車能夠通過外接充電的方式獲取廉價的電網電能。當動力電池的電量充足時能夠以純電動汽車的方式運行，增程式電動汽車通過增程器來延長純電動汽車僅由電池驅動導致的較短續航里程。目前混合動力電驅動系中所用的發動機，大多采用傳統的奧托循環發動機。在上期推文增程式電動汽車中，我們提到阿特金森循環發動機的熱效率較高，燃油經濟性較好，越來越多混合動力車采用阿特金森循環發動機。高膨脹比阿特金森循環可以有效提高混合動力汽車發動機的燃油經濟性，并通過合理的匹配控制可以獲得最優的動力性、經濟性和排放性。
E-REV能量管理控制策略是整車控制的關鍵。國內外對增程式電動汽車控制策略的研究主要分為基于規則的控制策略、基于優化的控制策略和智能控制策略。其中，基于優化的控制策略，如瞬時優化控制策略，全局優化控制策略算法均需要大量的運算，對整車控制系統硬件要求較高，不利于實際應用。近年來，隨著智能控制(如模糊控制、神經網絡控制等)算法的發展，智能控制策略也被廣泛應用于增程式電動汽車的能量管理中，但由于其需要先驗知識和復雜的訓練過程而難以在實際車輛上應用。目前實車廣泛采用基于規則的控制策略。
1.阿特金森發動機工作特點
在阿特金森循環中，在活塞到達下一止點后上升一段時間，進氣門在這段時間仍然處于開啟狀態，有一部分混合氣體被推回到進氣歧管，降低了實際壓縮比。在膨脹行程末，當汽缸內的壓力降低至稍高于大氣壓時，再開啟排氣氣門，提高了膨脹沖程后端的能量利用，壓縮比小于膨脹比，如圖1，圖2為傳統發動機與阿特金森發動機配氣圖解。阿特金森發動機可產生較高的熱效率，燃油經濟性也較好。
阿特金森循環發動機在低速運行時，進氣門晚關閉會使氣缸內混合氣變少，導致其低速時扭矩較小。雖然長活塞行程能夠充分利用燃油的能量，提高經濟性，但行程較長也限制了發動機轉速的升高，不利于發動機高速運轉。
展開 增程式電動汽車動力系統及懸置解耦設計
無論是對于傳統燃油車輛還是純電動汽車、增程式電動車，動力總成都是其最重要的振動噪聲激勵源。為對其振動噪聲進行隔離設計，獲得整車更好的NVH性能，懸置系統及動力總成的設計匹配和解耦都非常重要，為其設計重點和難點。
1. 增程器-電驅動分開布置下的解耦設計
考慮到增程式電動汽車動力系統激勵源的復雜度較高，僅從動力總成激勵源及響應特性的角度出發，推薦增程器（發動機+發電機）系統與驅動系統（電機+減速器+傳動軸）分開布置。其缺點為需要占用更多布置空間，需要設計兩套懸置減振系統，有可能需要付出更多的零部件重量、成本等；其優點為大大降低了動力系統整體設計匹配難度，易于獲得更好的NVH性能，實現整車質量分布的均勻性等。
增程器-電驅動分開布置后，電驅動系統懸置解耦設計可根據純電動車動力總成激勵源特點進行匹配開發。而對于增程器的懸置匹配和解耦設計，主要考慮增程器本身主要工作工況點與動力總成剛體模態的避頻，可根據傳統燃油車懸置設計理論進行匹配開發。
圖1 增程器-電驅動分開布置
2. 一體化增程器-電驅動系統的解耦設計
考慮到布置空間、重量、成本等因素，增程式電動車動力系統采用了較多一體化設計，即發動機+發電機+驅動電機+減速器+控制器一體化設計為一個動力系統，進行整體布置設計和優化，并共用一套懸置系統。其缺點為集成度高帶來激勵頻率復雜，設計難度高，不易獲得較好的NVH性能。
圖2 一體化增程器-電驅動系統集成舉例
由于動力總成激勵的復雜性，懸置系統的設計及解耦非常重要，對增程式電動車整車NVH性能影響很大。
展開 在增程式車型這個細分領域里面，目前理想汽車獨樹一幟。從銷量來看，7月交付8589輛理想ONE，同比增長251.3%，環比增長11.4%。2021年前七個月，理想汽車靠這一款車總交付量達38743輛。從當前來看，不依靠牌照政策的插電式混合動力PHEV，出現了兩種分化、兩條路線：一條路線是增程式，賣點是純電動汽車的體驗加上用油補電；另一條路線就是DMi——可插電混合動力，比常規混合動力更省油，加速性更好。
圖1 理想ONE 2021年銷量
一、 增程式混合動力的優勢
理想ONE這臺車，還是超過了很多人的預期，從目前來看，它實現了這么幾點：
足夠大：在空間足夠大的前提下，把純電動的體驗和在線用油補能的特點結合在一起。從行業內的評價來看，這臺車因為發動機被詬??；但是從用戶角度來看，他們在意的點是，發動機是不是用來直接驅動車，這是從用戶視角來區分車是混動還是增程，最大限度的減少了發動機不完美對這臺車造成的影響。
足夠的續航：從當下的宣傳來看，這臺車的主要賣點之一，就是比同等大小下的純電動汽車能覆蓋更遠的范圍。純電汽車受制于續航里程和充電設置，使用范圍是沒辦法覆蓋更遠途的需求，只能在城市范圍內銷售。也就是說，大型純電動BEV定位往往是家庭第二臺車，而增程式車的（對車型有要求的）潛在消費者，是可以只留下一臺車就滿足通勤和家庭需求的。目前對于不了解充電設施的消費者，BEV和EREV這種差異還是很明顯的。尤其是在長途旅行中找充電設施方面，這體驗
使用的體驗：在這方面，我是有切身感受的。一旦續航能到200公里+，消費者是更愿意把它當作純電動使用，消費者甚至會嘗試使用快充來補電；而80公里以下的插電，實際使用下，每天還是要充電的。
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最后，基于此評價方法，實現對增程式電動汽車在不同工況下的能耗表現進行評估分析。
1 增程式電動汽車模型
1.1 研究對象
選取某臺增程式電動汽車為研究對象，其主要由增程器、動力電池、驅動電機、能量管理及控制系統，以及車身和傳動等部件組成，如圖1所示。
項目背景
ACR在汽車尾氣催化轉化器方面具有熟練的技術能力，他們目前正在開發用于EREV(增程式電動車) 的微型柴油發動機。?？怂箍倒I軟件旗下的Cradle CFD軟件在微型柴油發動機的開發過程中發揮了重要作用。
項目背景
ACR在汽車尾氣催化轉化器方面具有熟練的技術能力，他們目前正在開發用于EREV(增程式電動車) 的微型柴油發動機。海克斯康工業軟件旗下的Cradle CFD軟件在微型柴油發動機的開發過程中發揮了重要作用。
ACR在開發卡車和其他柴油動力車輛的排放控制裝置方面具有很高的技術能力
項目背景
ACR在汽車尾氣催化轉化器方面具有熟練的技術能力，他們目前正在開發用于EREV(增程式電動車) 的微型柴油發動機。?？怂箍倒I軟件旗下的Cradle CFD軟件在微型柴油發動機的開發過程中發揮了重要作用。
新能源汽車是指采用除汽油、柴油發動機之外，其他非常規車用燃料作為動力來源的汽車，包括純電動汽車、增程式電動汽車、混合動力汽車、燃料電池電動汽車、氫發動機汽車、其他新能源汽車等。按動力源的不同，國內主流電動汽車可分為：純電動汽車(BEV)、混合動力汽車(PHEV)、燃料電池汽車(FCEV)三類。
對于GB，我們也也發布了我們自己的高壓線束和高壓連接器的標準，但是就標準內容來看，很多地方還需要進一步的完善和提升，在此不做多敘述；
因為高壓連接器一般不可能以單獨產品的形式在車輛上出現，一般都是需要搭載cable，所以其線束的標準要求也很重要，行業里一般參照 SAE j1742的會比較多；
新能源汽車發展到今天，越來越多的新能源汽車走進我們的生活，無論是增程式電動汽車
對于GB，我們也也發布了我們自己的高壓線束和高壓連接器的標準，但是就標準內容來看，很多地方還需要進一步的完善和提升，在此不做多敘述；
因為高壓連接器一般不可能以單獨產品的形式在車輛上出現，一般都是需要搭載cable，所以其線束的標準要求也很重要，行業里一般參照 SAE j1742的會比較多；
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各車企紛紛推出新能源車，以實現汽車電動化的軟替代，常見的新能源汽車包括混合動力汽車、插電式混合動力汽車、增程式電動汽車、純電動汽車。隨著電氣化程度的提升，汽車半導體價值量也水漲船高。
對于GB，我們也也發布了我們自己的高壓線束和高壓連接器的標準，但是就標準內容來看，很多地方還需要進一步的完善和提升，在此不做多敘述；
因為高壓連接器一般不可能以單獨產品的形式在車輛上出現，一般都是需要搭載cable，所以其線束的標準要求也很重要，行業里一般參照 SAE j1742的會比較多；
新能源汽車發展到今天，越來越多的新能源汽車走進我們的生活，無論是增程式電動汽車
在理想ONE上市后市場表現向好的過程中，行業內諸如賽力斯、東風嵐圖等品牌相繼布局增程式電動汽車，但截至目前除尚未交付的嵐圖FREE，有華為加持的賽力斯SF5銷量也并沒有很好的表現。從今年上半年國內增程式電動汽車的上險量來看，理想ONE仍占據著增程式電動汽車市場約97%的份額。
