国外增程式电动汽车动力总成关键技术

目前，国外开展增程式纯电动汽车开发的公司较多，包括美国三大汽车公司，日本的丰田、本田，以及德国的大众汽车公司等国际汽车巨头，都在进行增程式电动汽车的开发。1990年，UC Davis的Andy Frank教授开始研制增程式电动汽车原型车，2001年，Department of Energy（DOE）在UC Davis成立了增程式电动汽车国家工程中心。2004年9月，CalCars和Energy CS开始改装丰田Prius，研制增程式电动汽车原型车。目前，国际上开发增程式纯电动汽车的主要厂家是通用汽车公司和FEV等。通用最初开发的电动汽车Volt，可以通过家用电源插座充电，也可用一种车载的小型汽油、乙醇或柴油发电机发电，仅需16kW·h锂离子电池所存储的电能，Volt就可以行驶长达64km的路程，足以达到美国人日常驾驶里程的80%。超过64km的长途驾驶，当电池电能耗尽时，车载发电机发动，并对电池组进行充电^[6]。FEV已先后完成过4个轮次增程式纯电动汽车的开发，目前在菲亚特500车型基础上开发完成了锂离子可外插充电增程式纯电动样车，该车装备12kW·h锂离子电池（40A·h模块）、峰值功率70kW的永磁电机，0—100km/h加速时间小于10s，最高车速为120km/h，纯电动模式市区工况下可以行驶100km，另外配备了20kW的小型发动机，可以提供总共300km的续驶里程^[7]。对比国内外增程式或双模汽车整车的关键技术，FEV等国外公司开发的产品在整车动力系统匹配、标定、电磁兼容设计等方面，技术水平远远高于国内公司。除此之外，AVL在欧洲进行行星齿轮两档位的增程电动汽车的研发设计，其中增程器和电驱动系统为一体化设计，结构较紧凑，发动机采用两缸发动机和转子发动机的匹配。而英国的Lotus公司在增程器研发上处于领先地位，其增程器即将量产^[8-10]。

通用汽车公司雪佛兰Volt增程式电动汽车于2010年底上市，并不断升级，最新一代2016款雪佛兰Volt所搭载的动力系统由1.5L发动机和电机组成，并匹配18.4kW·h的电池组。2016款雪佛兰Volt在纯电动模式下的续驶里程为80km左右，综合最大续驶里程约为676km。同时，2016款Volt也具备制动能量回收等新能源汽车常见的功能，进一步节省了能量。

宝马i32016款包括电动版和增程式混合动力版两款车型，这两款车型在电力驱动系统上的配备是完全相同的，都装备有一台最大功率125kW、最大转矩250N·m的电机，其中，增程版车型比纯电动车型额外多了一个排量为0.65L的双缸汽油发动机，在电量不足时能够用于给电池充电，但不直接参与车辆的驱动。根据厂家公布的0—100km/h加速成绩，纯电动版i3为7.3s，增程式车型为8.1s，两车的极速均为150km/h，官方给出的增程式续驶里程为355km，而纯电动车型为245km。(www.xing528.com)

AVL公司提出两种用于纯电动汽车的增程器方案。一种为使用转子发动机的增程发动机“AVL Pure Range Extender”。该发动机配备于奥迪电动概念车A1e-tron上，电机输出功率高达75kW，充满电时可行驶50km以上。转子发动机配置在行李箱下面，当动力电池电量不足时，转子发动机起动为电池充电。使用增程器与仅使用电池行驶相比，续驶距离可延长200km，燃油消耗率为52km/L，CO₂排放量为45g/km。AVL针对增程式电动汽车的使用特点，特别设计了第二种增程器方案，其发动机为直列两缸四冲程汽油机，整体系统大为简化。

Lotus公司也非常重视增程式电动汽车的发展，推出配备1.2L三缸汽油发动机的概念车Evora 414E Hybrid。该概念车的发电机转子和发动机曲轴直接相连，并且发电机具有输出功率在15kW和35kW两档切换功能。2010年巴黎车展上，捷豹公司展出了C-X75增程式超级跑车，其电机功率为70kW，且配备两台，续驶里程可达900km，其中，纯电动行驶距离110km，增程行驶距离可达790km。