近年來，我們常能聽到這樣一類新能源車型---增程式電動(dòng)車，其最具代表性的車企莫過于“新勢(shì)力”中的理想汽車。隨著增程銷量的增加，國內(nèi)車企又有不少開始推出相關(guān)車型，但銷量卻不盡如人意。那么，何為增程式電動(dòng)車？增程式的架構(gòu)是怎樣的？各家系統(tǒng)何區(qū)別？增程的應(yīng)用前景如何？對(duì)于這些問題有很多媒體都曾報(bào)道且分析過，可答案似乎都不太一樣。 ?

一、何為增程式電動(dòng)汽車

? 在我國根據(jù)《GB∕T 19596-2017電動(dòng)汽車術(shù)語》對(duì)增程式電動(dòng)汽車的定義（增程二字定義中英文解釋是range extended，縮寫是RE，有些車企用的是“ER”）是這樣的： ?

? 依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的解釋，增程車輛應(yīng)至少有兩種模式即純電模式與“增程補(bǔ)能模式”，且該“輔助供電裝置”是獨(dú)立于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的（即不參與任何車輛驅(qū)動(dòng)的直接傳動(dòng)，也就是僅用于給電池充電，可以簡單理解為“充電寶”）。 ? 而美國的CARB該類汽車的要求是這樣的： ?

? 主要是在續(xù)航與排放方面的要求。???????? ?????????????????????????????????????????? 很多人會(huì)將增程與插電混動(dòng)相混淆，我們用張簡圖對(duì)比一下： ?

? 中間的示意圖可以看出，增程器與整車傳動(dòng)并無機(jī)械連接僅有電氣連接，而插電混合動(dòng)力車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)是與傳動(dòng)有直接連接的。 ?

二、增程器與電氣架構(gòu)

2.1增程器

? 我們已經(jīng)了解了增程式電動(dòng)汽車的概念了，那么增程器又是什么呢？其實(shí)很簡單，增程器就是“發(fā)動(dòng)機(jī)+發(fā)電機(jī)”，只是該發(fā)動(dòng)機(jī)與傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)有些區(qū)別（因?yàn)樵龀唐鞴ぷ鞯墓r無需覆蓋傳統(tǒng)車上的所有工況，比如傳統(tǒng)車上發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)需要起動(dòng)機(jī)，而增程發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)是由發(fā)電機(jī)（或叫集成啟動(dòng)發(fā)電一體機(jī)Integrated Starter Generator）完成的，所以該發(fā)動(dòng)機(jī)上是不需要起動(dòng)機(jī)的），為了提高系統(tǒng)效率往往需要對(duì)傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，如使用阿特金森循環(huán)的發(fā)動(dòng)機(jī)、提高壓縮比等優(yōu)化方式，有些企業(yè)在開發(fā)前期還是會(huì)直接使用傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行增程器開發(fā)，這樣的產(chǎn)品效率往往極低。而發(fā)電機(jī)則有內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)、外轉(zhuǎn)子電機(jī)、平行軸集成電機(jī)等，這一切都是為了提升效率而進(jìn)行的開發(fā)。電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)通過雙質(zhì)量飛輪（老式的也有單質(zhì)量飛輪+離合器）連接后的總成即為增程器。 ? ?

? 即使用雙質(zhì)量飛輪連接，在增程器工作時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與電機(jī)轉(zhuǎn)速基本是一致的。我們知道功率的一個(gè)公式——功率=（轉(zhuǎn)速*扭矩）/9550——為了達(dá)到同樣的功率，要么通過提高轉(zhuǎn)速要么加大輸出扭矩，而電機(jī)的大部分成本是在線圈，所以有些企業(yè)通過差速裝置將發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)異構(gòu)連接，假設(shè)速比為5:1，那么發(fā)動(dòng)機(jī)1000r時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速就可以達(dá)到5000r，這樣就可以降低扭矩的輸出從而降低電機(jī)的成本，但同時(shí)提高了對(duì)于機(jī)械的要求。 ?

2.2電氣架構(gòu) ?

市面上存在三種增程式電氣架構(gòu)（簡圖僅體現(xiàn)CAN拓?fù)洌?，我們畫個(gè)簡圖： ?

架構(gòu)一，REMS（增程管理系統(tǒng)）掛于整車公共CAN上，接收電池和整車的信息，然后控制協(xié)調(diào)EMS（發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)）和GCU（發(fā)電機(jī)控制器），從而進(jìn)行增程器發(fā)電給電池充電。此類架構(gòu)較為分布，原有零部件供應(yīng)商工作量小，只需進(jìn)行REMS開發(fā)即可，EMS、GCU不直接接入公共CAN，而是通過REMS進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。 ?

? 架構(gòu)二，取消REMS，將增程控制功能集成到EMS、GCU或VCU中，根據(jù)各家車企對(duì)于各零部件的協(xié)調(diào)程度與開發(fā)費(fèi)用而定（私為客戶開發(fā)過其中兩種），無特別優(yōu)劣之分，制造成本降低（少個(gè)節(jié)點(diǎn)），但同時(shí)對(duì)于軟/硬件要求提高，往往需要付出一筆不菲的開發(fā)費(fèi)。 ?

? 架構(gòu)三，取消EMS、REMS，將發(fā)動(dòng)機(jī)控制功能與增程控制功能集成到VCU中，需對(duì)VCU進(jìn)行重新開發(fā)（此時(shí)的VCU已經(jīng)是一個(gè)動(dòng)力域了，私正在進(jìn)行），硬/軟件要求進(jìn)一步提升，降低了生產(chǎn)制造成本。 ? 個(gè)人觀點(diǎn)：GCU畢竟涉及高壓，高壓器件整合到高壓的“多合一”中，EMS這類低壓件集成到低壓節(jié)點(diǎn)會(huì)更合適。

? 2.3系統(tǒng)軟件

? 增程系統(tǒng)軟件采用模型開發(fā)（也有企業(yè)采用代碼形式）。如今輕型車排放指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到第六階段，除功能外還需進(jìn)行OBD系統(tǒng)的開發(fā)。整零部件節(jié)點(diǎn)凡失效時(shí)會(huì)對(duì)整車排放產(chǎn)生影響的皆需要進(jìn)行該功能的開發(fā)（而并非只有發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)需要），例如整車儀表盤，若該節(jié)點(diǎn)部分功能異常了，但并不會(huì)對(duì)整車排放有影響，那么該節(jié)點(diǎn)就可以不考慮。但是像VCU、BMS這些節(jié)點(diǎn)，一旦功能異常了是會(huì)對(duì)整車動(dòng)力產(chǎn)生影響的，從而會(huì)影響到排放，故而該類節(jié)點(diǎn)就需要進(jìn)行規(guī)劃了。但重型車排放法規(guī)并未正式落地（且未有針對(duì)增程的）所以商用車有部分區(qū)別。 ?

三、增程式電動(dòng)車市場(chǎng)及應(yīng)用

? 在進(jìn)行市場(chǎng)分析之前，我們先來回顧一下由中國汽車工程學(xué)會(huì)牽頭組織編制的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》中提到的新能源汽車在未來15年的發(fā)展。 ?

? 至2025年，汽車年產(chǎn)銷規(guī)模達(dá)3200萬輛，2030年汽車年產(chǎn)銷規(guī)模達(dá)3800萬輛，到2030年汽車年產(chǎn)銷規(guī)模將達(dá)4000萬輛。 ?

至2025年新能源汽車占總銷20%左右，3200*0.2=640萬輛/年,；2030年新能源占總銷量40%，3800*0.4=1520萬輛/年；2035年新能源汽車占總銷量50%，4000*0.5=2000萬/年； ?

至2025年純電占90%，剩余10%為混動(dòng)（含增程）+燃料電池汽車，640*0.1=64萬輛/年；2030年純電占93%，剩余7%為混動(dòng)（含增程）+燃料電池汽車，1520*0.07=106.4萬輛/年；2035年純電占95%，剩余5%為混動(dòng)（含增程）+燃料電池汽車,2000*0.05=100萬輛/年； ?

2025年氫燃料電池車保有量（非銷量）為10萬，2030年到2035年保有量為100萬輛。減去氫燃料汽車的數(shù)量，混合動(dòng)力是否就可以有個(gè)大概了呢？ ? 由于官方未發(fā)布2021全年的新能源汽車數(shù)據(jù)，我們暫且看一下到2021年11月份止的數(shù)據(jù)（趨勢(shì)不會(huì)有非常大的變化的）： ?

? 而截止2021年11月份，新能源汽車?yán)塾?jì)生產(chǎn)302.2萬輛，插混占比為17.13%。而新能源乘用車為286.9萬輛（2021年1-12月新能源乘用車批發(fā)331.2萬輛），插混占比為17.95%。新能源商用車15.4萬輛，插混占比為19.48%。增程式電動(dòng)汽車廠家的銷量（理想2021年全年銷量90491輛，其他車企銷量則遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于理想）除理想外并無特別出色者。我們即使說增程會(huì)占到插混的一半，那么到2035年，那么按照《路線2.0》的預(yù)估增程（乘/商一起）年產(chǎn)銷應(yīng)為100*0.5=50萬輛，理想已經(jīng)形成品牌效應(yīng)，那么其他推出增程式汽車的車企又能有多少份額呢？而隨著電池技術(shù)的不斷突破（廣汽埃安LX Plus號(hào)稱全球最長里程的純電動(dòng)，配備144.4kWh電池，電池密度205wh/kg），混動(dòng)將面臨更大的挑戰(zhàn)（不過2022年電池要漲價(jià)20%左右，至少近幾年還是有市場(chǎng)的。） ? 我們?cè)倏纯磭夥治龉?a href="http://www.brongaenegriffin.com/tags/idt/" target="_blank">IDTechEx?對(duì)增程市場(chǎng)的預(yù)測(cè)： ?

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? 按他們這個(gè)說法市場(chǎng)還是挺大的（但是不知為啥，后來這篇文章在官網(wǎng)找不到了）。 所以私以為，增程在乘用車市場(chǎng)將得不到太持久的應(yīng)用。 ? 那么在商用市場(chǎng)如何呢？私覺得在中型商用車和部分特種車輛上是有可作為的。 ? 我們先來看一下2022年的新能源汽車推廣補(bǔ)貼方案： ?

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商用與乘用不同，商用講究高效，“人停車不停”是為了盈利，一輛200+km續(xù)航的純電動(dòng)物流車往返于各站點(diǎn)，憑借其高承載率、路權(quán)優(yōu)勢(shì)在各大城市中可被廣泛應(yīng)用。 ? ?

但對(duì)于跨城市的物流/生鮮配送，純電動(dòng)物流車則就會(huì)顯的力不從心。而生鮮配送的冷藏車的使用更是對(duì)于用電量有極大的需求，純電動(dòng)物流車在保證續(xù)航足夠的前提下還要去兼顧冷凍功能，對(duì)于電池來說是有極大壓力的。 ?

? 而市場(chǎng)的發(fā)展卻是不等人，據(jù)統(tǒng)計(jì)每年全球生鮮食品腐壞在路上的有近4000噸。據(jù)中物聯(lián)冷鏈委數(shù)據(jù)，2020年我國冷鏈車市場(chǎng)保有量達(dá)27.5萬輛。2020年全年冷藏車銷量為67205，而柴油冷鏈車銷量為60150，占比89.5%，新能源（輕型純電動(dòng)）銷量458輛，占比0.68%。從數(shù)據(jù)看，新能源冷鏈有著巨大的市場(chǎng)潛力。但是目前市場(chǎng)的增程商用車小問題頻出，嚴(yán)重影響了用戶體驗(yàn)。 ? 同時(shí)由于商用車國六排放法規(guī)未正式落地更別說針對(duì)于增程的排放法規(guī)了，目前開發(fā)該車型的車企多借鑒輕型車國六法規(guī)，有些車企則只關(guān)注發(fā)動(dòng)機(jī)排放而忽略了增程的排放與零部件的開發(fā)，總之開發(fā)技術(shù)及水平參差不齊。 ? 另外一些特種車輛對(duì)于電量需求極大，純電目前尚無法滿足需求，如清潔垃圾車、房車、消防特種車、應(yīng)急補(bǔ)電車、中卡貨運(yùn)等。重卡車輛由于電量需求大（500kWh+），充電目前尚是瓶頸，增程是一種解決方案，但該類型車換電（需考慮建設(shè)成本）也是不錯(cuò)的選擇。 ? 從制造成本上看，我們大體初略估算一下（以N2類6米商用車為例）： ?

6米廂式純電動(dòng)貨車（總質(zhì)量4.5T），以90kW.h電池的為例，目前電池系統(tǒng)成本按照1100元/kW.h計(jì)算，動(dòng)力電池價(jià)格近10萬元，電機(jī)、電控、車身、底盤等按照7萬元計(jì)算，整車制造成本17萬元。 啊 ? ? ? ? ? ? ? ? ?

采用增程方案，可以安裝20kW.h動(dòng)力電池（5C放電），配合增程器，電池系統(tǒng)價(jià)格按照1500元/kW.h?計(jì)算，電池價(jià)格3萬元，增程器成本3萬元左右，合計(jì)6萬元，其它部件采用與純電動(dòng)汽車采用相同的配置，總成本控制在13萬元，與傳統(tǒng)車差距縮小。相比純電動(dòng)成本有4萬元的優(yōu)勢(shì)。 ? ? ? ? ? ?

相同載貨能力的傳統(tǒng)柴油車目前價(jià)格在10~13萬元，與傳統(tǒng)車輛對(duì)比，純電動(dòng)和增程制造成本均有所上升。但隨著各地對(duì)路權(quán)的限制，純電動(dòng)和增程可以依靠路權(quán)（可以掛綠牌）、各地逐步推出的運(yùn)營補(bǔ)貼和使用成本優(yōu)勢(shì)來贏得客戶。 ?

相同配置的插電混動(dòng)車型，其動(dòng)力電池可選用與增程式車型同等容量的20kW.h電池，加一套動(dòng)力系統(tǒng)，包含起動(dòng)機(jī)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速箱以及傳動(dòng)系統(tǒng)合計(jì)費(fèi)用大約在6~7萬元，其它部件采用與純電動(dòng)汽車采用相同的配置，總成本也可控制在13~14萬之間，與增程式價(jià)格不相伯仲。 ? ? ? ? ? ? ?

用戶購置及使用成本對(duì)比： ?

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說明：
1）純電動(dòng)車日行駛300公里需要兩次充電，受充電時(shí)間影響，實(shí)際運(yùn)行300公里有難度； ? 2）增程式無里程焦慮，電池淺充淺放，5年后不用考慮電池更新，純電車輛與插混車輛需要考慮更新； ? 3）日運(yùn)行里程越多，與傳統(tǒng)車輛比較純電動(dòng)、增程式及插混的優(yōu)勢(shì)越明顯?？紤]后期運(yùn)行補(bǔ)貼，純電動(dòng)與增程式的優(yōu)勢(shì)更明顯； ? 4）增程與插混的綜合使用成本接近，但對(duì)于電池而言，增程式車輛更加友好； ? 5）就工況而言，插混更適合高速工況，發(fā)動(dòng)機(jī)始終運(yùn)行于效率最優(yōu)點(diǎn)。增程式車輛則更適合于工況頻繁變動(dòng)的城際及礦區(qū)類作業(yè)，整體功率效率更高。 ? 我們以每公里運(yùn)營利潤1.5元進(jìn)行近似計(jì)算各車型的投資回報(bào)周期： ?

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? 綜合對(duì)比盈利：增程式>純電動(dòng)>插電混合>燃油車 ? 另外對(duì)于一些特殊地區(qū)的市場(chǎng)增程（燃?xì)猓┯兄^大的優(yōu)勢(shì)，如海南。

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? 總結(jié)上訴，增程的應(yīng)用在商用領(lǐng)域除了車用外還有船舶、工程機(jī)械等細(xì)分應(yīng)用，但同時(shí)船舶和工程機(jī)械這些非車用領(lǐng)域往往用電需求量更大，車用的增程器功率是偏小的，而使用傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)組則優(yōu)勢(shì)更加明顯。 ? 附： ? 根據(jù)了解調(diào)查，主流車企增程軟件開發(fā)皆是模型開發(fā)，系統(tǒng)級(jí)上下電流程一般分為常規(guī)上電、常規(guī)下電、緊急下電與充電等不同狀態(tài)，這里給出常規(guī)上電流程（僅做參考）： ? S0常規(guī)上電： ?

編輯：黃飛

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