增程式新能源汽车是指在纯电动汽车基础上,增加一个内燃机给动力电池充电或直接驱动电机增加续航里程,从而克服纯电动汽车行驶里程短的电动汽车。
增程式新能源汽车动力系统主要由四部分组成:动力电池系统、动力驱动系统、增程器和整车控制系统。动力电池系统为电机驱动系统提供动力的同时,也为增程器发动机的启动提供反拖电流。驱动系统为车辆提供动力输出,由电机控制器接收整车控制器的命令控制车辆行驶。
小排量的发动机和与之直接相连的发电机组成增程器,通过将发电机的交流电整流成与动力电池电压相匹配的直流给动力电池充电。
增程式新能源汽车目前出现的问题
增程式车辆目前的核心问题是,充电效率和动力输出需求的不等价。目前用高压直流快充的速度最高是80千瓦时,而增程器的发电效率通常不会超过40千瓦时,大多数都在30千瓦时以内,而我们通常起步时需要的能耗就要超过30千瓦。
如果是高速超车的时候,80千瓦时都未必够用。客观的说,充电功率过大,或者充电频率过于频繁的话还会折损动力电池的使用寿命,因此增程模式下的化油充电方案通常也需要调校得比较保守。
新能源汽车的结构形式
现在中国的新能源汽车主要是纯电动汽车,插电式混合动力汽车较少。在混合动力汽车中,除了大众熟知的油电混合动力汽车,还有电电混合动力汽车。电电混合动力一般用在增程式汽车上,因为增程式汽车在中国较少,所以电电混合动力汽车被提到的次数很少。
新能源汽车按照动力来源可以分为纯电动汽车以及混合动力汽车,混合动力汽车按照结构又分为串联以及并联,还有混联,又名为串并联三种模式。现在主流的技术模式主要是纯电动以及混联式混合动力。
第一种:纯电动也就是以电池为汽车提供电力,用电机驱动汽车行驶的方式,也就是大众熟知的电动汽车。优点是能量效率较高,没有汽车内燃机的震动以及噪声。缺点在于现在汽车动力电池能量密度较低,电池包重量大,体积大,行驶距离有限,汽车电池存在衰退的状况。
全功率型燃料电池汽车的驱动模式和纯电动汽车相似,汽车电机所需电力主要由燃料电池提供,在特殊的工况,例如汽车起步以及急加速的状况下,辅助电源也为汽车电机供电。
第二种:串联式又名增程式。因为纯电动汽车续航里程不够,工程师在纯电动汽车的制造基础上加了一套汽车内燃机以及发电机,组成了增程器,减少了汽车电池的数量。增程器为汽车电池供应电量,进而提升了汽车续航里程,也能够直接为汽车电机提供动力。汽车发电机和汽车电池一样为电机提供动力,又名电混动。
优点是因为没有汽车里程焦虑,与此同时,汽车内燃机转速稳定,能够保持在高效率区间,结构简单成本较低。缺点是汽车内燃机到电机有能量转换过程导致浪费,汽车发动机的功率没办法直接供给车轮,与此同时,高速下耗油量较大。
第三种:并联式混合动力,优点是汽车动力很足,能量利用率较高。缺点是汽车系统结构复杂,控制系统复杂,纯电续航里程较短,纯油模式下耗油量大。
第四种:混联式混合动力,优点是兼顾并联以及串联的优点。
能够灵活掌控汽车电机以及发动机,能够偏向动力,也能够偏向节能,缺点是结构复杂,控制系统复杂,质量大,成本较高。
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