增程式混合动力汽车 既方便又环保

厦门市环境监测中心站的监测表明，我市机动车尾气对大气污染的“贡献率”超过40%。尽快以电动汽车取代传统燃油汽车，大幅度提高新能源汽车的普及率，是解决环境污染和能源消耗问题的有效途径。

 

最近，国务院办公厅发布了《关于加快新能源汽车推广应用的指导意见》，要求重点发展纯电动汽车、插电式（含增程式）混合动力汽车和燃料电池汽车。这一决定体现了政府从生态平衡和治理环境污染的需求出发，支持新能源汽车产业发展的决心。在此背景下，电动汽车销量不断增加，据估计今年销量可达4万辆，然而与年销量达2000万辆的燃油轿车相比，尚不足其百分之一，也未达到“十二五规划”既定目标。解决当前电动汽车技术水平与消费者现实需求之间的矛盾，是加快推广应用新能源汽车的当务之急。

 

纯电动汽车的发展受动力电池性能的制约

 

如果期望纯蓄电池电动汽车达到与传统燃油车相当的续航里程（约500公里），其动力电池系统的能量密度至少要达到400wh/kg以上。目前装车应用最广泛的锂离子动力电池，其单体电池的比能量不过130wh/kg；组合成电池包后，电池系统的能量密度还不到90wh/kg，尚不到目标要求的四分之一。动力电池从当前水平提高到400wh/kg，还必须经历一个较为长期的发展过程。

 

在努力研究提高动力蓄电池组比能量的同时，电动汽车可否也走出单一蓄电池为动力电源的约束，引入混合动力电源以应对汽车动力电源需求多样化的问题？有关专家建议采用多种动力电源组合的方式:增程式发电机应对非经常性的续驶里程难题，超级电容器应对高功率难题，能量型蓄电池在电动汽车中担负零油耗零排放的能量型角色，这三者结合便可以显著改善当前蓄电池比能量太低、成本高、循环寿命短、充电难等问题，解除消费者对行驶里程、使用及购买成本以及汽车性能方面等的顾虑，切实促进电动汽车的发展。

 

配备增程式发电机满足延长续驶里程的需求

 

专家建议，区分电动汽车用户的实际续驶里程和期望续驶里程，配备较低容量的蓄电池满足用户经常性续驶里程，并配套增程式发电机以应对非经常性行驶里程。

 

增程式发电机的主要作用是发电，可连续工作在最佳转速下，输出的功率和扭矩也基本恒定；因而其效率、排放、可靠性等均处在较佳状态，能提高效率而取得节油的效果，且无需离合器、变速箱，结构简单。增程式发电机能够在电动汽车行驶中发电，向电动机供电以推动车轮，车速较低时电力有余则向蓄电池充电。

 

上述设计既可显著减少车载蓄电池重量，减轻成本并提高能效，又可免除用户对于续驶里程短和中途充电难的担心。其配置的蓄电池能量只需按每日经常性里程（如50至80公里以下）设计，纯电方式行驶的里程已可满足大约80%至90%的用户，对于代步的用户，基本上与纯电动汽车无异。这样不仅能够降低购车成本，还有效减轻了车载蓄电池重量和总能量，既减少了每公里能耗，又适合于在夜间停车位或家庭车库以电网的谷电进行慢充电。

 

采用超级电容器应对大功率需求难题

 

增程式发电机电动汽车所载蓄电池能量只需10kwh，就足以承担经常性续驶里程60公里。但是汽车在启动加速时需要功率约为50kwh，蓄电池放电倍率达5。汽车制动时可将动能回收，向蓄电池充电，此时充电倍率更是远高于5。高倍率的充放电，对蓄电池寿命损害极大，而且降低蓄电池比能量超过3成。如果不另外增加功率源，增程式电动汽车的动力性不好，制动能量不能很好回收，启动加速性能不能满足。超级电容器是高循环寿命高功率而能量不高的功率源，寿命可达10万次至20万次、比蓄电池高出两个数量级、能够承受强功率充电以回收汽车制动能量，降低每公里能耗20%以上，并提高汽车起步、加速和爬坡性能。把需要强功率充放电的任务交给具有强功率特性的超级电容器而在低功率匀速行驶时由技术较成熟的能量型蓄电池提供能量源，如此组合还可以多回收制动能量20%。蓄电池避开高功率后，可以采用能量型蓄电池，其比能量高于功率型蓄电池，同等里程可少用电池且降低成本。