給新能源車送去“冬天里的一把火”增程電動(dòng)技術(shù)破解低溫續(xù)航焦慮

進(jìn)入“四九”，全國(guó)多地遭遇氣溫驟降，開(kāi)啟了“速凍”模式。

這個(gè)冬天，更受煎熬的或許是廣大純電動(dòng)汽車車主。即便不開(kāi)暖風(fēng)，續(xù)航里程也會(huì)“斷崖”式下跌。這也使得連日來(lái)，純電動(dòng)汽車成為眾多車主口誅筆伐的對(duì)象。

那么，在電池技術(shù)沒(méi)有取得突破式發(fā)展的當(dāng)下，究竟有沒(méi)有一種技術(shù)可以解決這些問(wèn)題呢?

中國(guó)工程院院士、軍事科學(xué)院首席特聘專家、防化研究院原研究員楊裕生告訴記者：“增程電動(dòng)技術(shù)不僅可以解決冬季新能源汽車的續(xù)航問(wèn)題，還有助于解決純電動(dòng)汽車安全、充電、電池等存在的問(wèn)題。”

原理不復(fù)雜，效率卻很高

很多人都知道，低溫是電池的“天敵”。溫度越低，電池內(nèi)部的電解液會(huì)變得更加黏稠，電池活性降低，可用容量也相應(yīng)衰減。

增程式電動(dòng)車，顧名思義就是在純電動(dòng)車的基礎(chǔ)上加上一臺(tái)增程器，即由電池和發(fā)電機(jī)兩種電源并聯(lián)的純電驅(qū)動(dòng)車。增程器由一套小功率的發(fā)動(dòng)機(jī)、高性能發(fā)電機(jī)、控制器和變流裝置共同組成，其發(fā)動(dòng)機(jī)可以是傳統(tǒng)的燃油內(nèi)燃機(jī)，也可以是用天然氣、醇燃料的內(nèi)燃機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)，還可以是用氫氣的燃料電池。

楊裕生介紹：“增程式電動(dòng)技術(shù)的工作原理并不復(fù)雜，以裝有燃油內(nèi)燃機(jī)的增程器的車輛為例，其有3種工作模式：一是內(nèi)燃機(jī)工作帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，發(fā)電機(jī)給汽車電池充電，電池給汽車電動(dòng)機(jī)供電，電動(dòng)機(jī)再驅(qū)動(dòng)車輪;二是內(nèi)燃機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電后電能直接送到汽車電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪;三是汽車電池與增程器發(fā)電機(jī)同時(shí)給汽車電動(dòng)機(jī)供電。”

“由于電池和發(fā)電機(jī)并聯(lián)，功率是兩電源功率之和，于是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排量可以比相同體量燃油車減小一半，油耗相應(yīng)節(jié)省。更重要的是，通過(guò)電池與發(fā)電機(jī)的并聯(lián)驅(qū)動(dòng)，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)始終工作在熱效率最高的轉(zhuǎn)速，其‘單點(diǎn)’熱效率遠(yuǎn)高于燃油車的平均熱效率。可以說(shuō)，它解決了燃油發(fā)動(dòng)機(jī)最關(guān)鍵的熱效率問(wèn)題，稱得上是潛力無(wú)窮。這使得增程式電動(dòng)車在冬天也能高效率地運(yùn)轉(zhuǎn)。”楊裕生說(shuō)。

“增程式電動(dòng)車可比相同體量的燃油車節(jié)油50%以上。”楊裕生解釋道，“同時(shí)，增程電動(dòng)技術(shù)沒(méi)有動(dòng)力的混合，不依賴外部充電，通過(guò)電控優(yōu)化電池和發(fā)動(dòng)機(jī)兩電源的并聯(lián)互補(bǔ)，減少了冗余設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，能夠有效提高能量利用效率，做到了真正節(jié)能減排。”

不僅能民用，也能上戰(zhàn)場(chǎng)

盡管增程式電動(dòng)車的發(fā)展僅有十余年，但近年來(lái)呈井噴勢(shì)頭，且增程電動(dòng)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展。

資料顯示，加拿大已經(jīng)廣泛使用增程式卡車，百公里油耗17升，實(shí)現(xiàn)減排70%。此技術(shù)應(yīng)用于拖船，可降低運(yùn)營(yíng)成本25%，實(shí)現(xiàn)減排70%;應(yīng)用于海洋供給船，可降低碳排放20%。

除了民用領(lǐng)域，在軍用領(lǐng)域增程電動(dòng)技術(shù)也是大有可為。

楊裕生指出：“在未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中，無(wú)論是長(zhǎng)距離奔襲還是高能量作戰(zhàn)，能源都是最基本的需求?？梢哉f(shuō)，戰(zhàn)場(chǎng)能源的高效利用是現(xiàn)代化軍事能源變革的重要方向，而發(fā)展高效增程電動(dòng)技術(shù)就是優(yōu)化戰(zhàn)場(chǎng)能源利用的重要途徑，將為提升裝備綜合性能發(fā)揮重要作用。”

記者了解到，軍事車輛、船艦等裝備有著特殊的能源需求，即不斷增長(zhǎng)的動(dòng)力需要;高效率、低油耗、長(zhǎng)續(xù)駛里程;高隱蔽性、低紅外特征;強(qiáng)適應(yīng)性、強(qiáng)生存能力。

“增程電動(dòng)技術(shù)的特質(zhì)使得其在被引入軍用車輛后，可以很好地滿足這些軍事裝備的特殊需求。”楊裕生表示，多元?jiǎng)恿?、分布式?qū)動(dòng)確保了車輛動(dòng)力分布均勻且充沛;驅(qū)動(dòng)電機(jī)低速大扭矩的特性使得車輛加速更快;當(dāng)使用電池供能時(shí)，車輛零排放、無(wú)黑煙，噪音和紅外特征低，可以實(shí)現(xiàn)靜默行駛;增程器可以發(fā)電供能，“在線充電”確保車輛長(zhǎng)距離行駛。

因此，增程電動(dòng)技術(shù)已經(jīng)成為眾多軍事強(qiáng)國(guó)軍用車輛重點(diǎn)發(fā)展方向。資料顯示，基于增程電動(dòng)技術(shù)，美軍開(kāi)發(fā)了Shadow RST-V高機(jī)動(dòng)多用途輪式車輛，可在純電動(dòng)模式下靜音、無(wú)熱痕跡行駛60公里，具有很強(qiáng)的隱蔽性，被認(rèn)為將可能取代現(xiàn)有的軍用高機(jī)動(dòng)多用途輪式車輛。

“由于與軍隊(duì)裝備需求的高契合度，增程電動(dòng)技術(shù)在軍用動(dòng)力系統(tǒng)、全電化裝備發(fā)展等軍事領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。”楊裕生說(shuō)。