-给新能源车送去“冬天里的一把火” 增程电动技术破解低温续航焦虑
来源:科技日报
发布时间:2021-01-19
浏览次数:882
-给新能源车送去“冬天里的一把火” 增程电动技术破解低温续航焦虑

进入“四九”,全国多地遭遇气温骤降,开启了“速冻”模式。

  这个冬天,更受煎熬的或许是广大纯电动汽车车主。即便不开暖风,续航里程也会“断崖”式下跌。这也使得连日来,纯电动汽车成为众多车主口诛笔伐的对象。

  那么,在电池技术没有取得突破式发展的当下,究竟有没有一种技术可以解决这些问题呢?

  中国工程院院士、军事科学院首席特聘专家、防化研究院原研究员杨裕生告诉记者:“增程电动技术不仅可以解决冬季新能源汽车的续航问题,还有助于解决纯电动汽车安全、充电、电池等存在的问题。”

  原理不复杂,效率却很高

  很多人都知道,低温是电池的“天敌”。温度越低,电池内部的电解液会变得更加黏稠,电池活性降低,可用容量也相应衰减。

  增程式电动车,顾名思义就是在纯电动车的基础上加上一台增程器,即由电池和发电机两种电源并联的纯电驱动车。增程器由一套小功率的发动机、高性能发电机、控制器和变流装置共同组成,其发动机可以是传统的燃油内燃机,也可以是用天然气、醇燃料的内燃机或燃气轮机,还可以是用氢气的燃料电池。

  杨裕生介绍:“增程式电动技术的工作原理并不复杂,以装有燃油内燃机的增程器的车辆为例,其有3种工作模式:一是内燃机工作带动发电机发电,发电机给汽车电池充电,电池给汽车电动机供电,电动机再驱动车轮;二是内燃机带动发电机发电后电能直接送到汽车电动机,电动机驱动车轮;三是汽车电池与增程器发电机同时给汽车电动机供电。”

  “由于电池和发电机并联,功率是两电源功率之和,于是汽车发动机排量可以比相同体量燃油车减小一半,油耗相应节省。更重要的是,通过电池与发电机的并联驱动,汽车发动机始终工作在热效率最高的转速,其‘单点’热效率远高于燃油车的平均热效率。可以说,它解决了燃油发动机最关键的热效率问题,称得上是潜力无穷。这使得增程式电动车在冬天也能高效率地运转。”杨裕生说。

  “增程式电动车可比相同体量的燃油车节油50%以上。”杨裕生解释道,“同时,增程电动技术没有动力的混合,不依赖外部充电,通过电控优化电池和发动机两电源的并联互补,减少了冗余设计,简化了传动机构,能够有效提高能量利用效率,做到了真正节能减排。”

  不仅能民用,也能上战场

  尽管增程式电动车的发展仅有十余年,但近年来呈井喷势头,且增程电动技术应用领域不断拓展。

  资料显示,加拿大已经广泛使用增程式卡车,百公里油耗17升,实现减排70%。此技术应用于拖船,可降低运营成本25%,实现减排70%;应用于海洋供给船,可降低碳排放20%。

  除了民用领域,在军用领域增程电动技术也是大有可为。

  杨裕生指出:“在未来战争中,无论是长距离奔袭还是高能量作战,能源都是最基本的需求。可以说,战场能源的高效利用是现代化军事能源变革的重要方向,而发展高效增程电动技术就是优化战场能源利用的重要途径,将为提升装备综合性能发挥重要作用。”

  记者了解到,军事车辆、船舰等装备有着特殊的能源需求,即不断增长的动力需要;高效率、低油耗、长续驶里程;高隐蔽性、低红外特征;强适应性、强生存能力。

  “增程电动技术的特质使得其在被引入军用车辆后,可以很好地满足这些军事装备的特殊需求。”杨裕生表示,多元动力、分布式驱动确保了车辆动力分布均匀且充沛;驱动电机低速大扭矩的特性使得车辆加速更快;当使用电池供能时,车辆零排放、无黑烟,噪音和红外特征低,可以实现静默行驶;增程器可以发电供能,“在线充电”确保车辆长距离行驶。

  因此,增程电动技术已经成为众多军事强国军用车辆重点发展方向。资料显示,基于增程电动技术,美军开发了Shadow RST-V高机动多用途轮式车辆,可在纯电动模式下静音、无热痕迹行驶60公里,具有很强的隐蔽性,被认为将可能取代现有的军用高机动多用途轮式车辆。

  “由于与军队装备需求的高契合度,增程电动技术在军用动力系统、全电化装备发展等军事领域具有广阔的应用前景。”杨裕生说。



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