串聯式混合動力，就是這個思路，也就是我們常說的傳統增程式電動汽車，但是也不是要完全取消電池，電池還是主導的，畢竟汽車使用過程中工況非常複雜，轉速和扭矩會時時波動著，對能量的要求也不是線性的，通過內燃機來帶動發電機，你持續發電了，如果車速變慢或者轉矩要求沒有那麼高，內燃機還是一樣在旋轉著，電能會白白浪費，電池可以起到存儲和緩衝的作用，本身就是必須的，請關注
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從這種串聯結構的混合動力結果圖來看，車輪這邊需要供給的能量變化非常頻繁，如果取消了蓄電池組，雖然可以通過調整發電機的勵磁電流來控制發電機的輸出的輸出電壓和功率，在晶閘管這些大功率電子元件沒有被髮明前，直流電機調速都是使用這種形式。直流電機的調速比較簡單，因為轉速n=電樞U-(電樞I*電樞內阻R+L*di/dt)/K*勵磁磁通φ 。
通過簡單改變勵磁電流IF就能控制電樞電壓UA的大小，進而控制了電機的轉速，從圖右邊的電機特性來看，還是非常線性的，也比較硬，也可以通過控制左下角的接觸器來讓電機工作在四象限內，也就是既可以電動又可以回饋發電機制動。然而這套裝置，體積非常龐大，運行起來噪音也非常高，成本也不便宜，在上個世紀中後期就逐漸被晶閘管和IGBT這些整流和逆變方式替代掉了，工業上都不見影蹤了，不過燃油汽車的發電機，依然在使用控制勵磁的方式來給電瓶充電，同時給車載電器供電。
燃油的汽車發電機，就是直接取了內燃機的動力，然後發電輸出來帶動負載的，但是依然要帶一個比較大的蓄電池，雖然著車後臨時去掉蓄電池，車子可以繼續工作，但是效果肯定沒有電池在的時候理想的，電池組好比一個蓄水池，能有效的起到緩衝電壓的作用，讓電壓變成一條平滑的直線，不會受到負載和發電機這邊電壓瞬間波動的影響。既然燃油汽車這種對電量要求比較小的場合都必須使用電池組，而對於新能源汽車，動不動是幾十甚至上百千瓦的電動機而言，一定要裝上電池組來才能滿足要求的，增程式的汽車，雖然內燃機可以不直接參與帶動車輪工作，但是一樣要考慮電壓波動問題，因此同樣需要帶上非常大的電池組。即使這樣，為什麼傳統的增程式電動汽車，並沒有被消費者接受呢？
寶馬I3是典型的串聯式混合動力增程式汽車，它使用了一臺170HP的電機來直接帶動車輪工作，電池組使用了22KWH容量的鋰電池，0.65升的雙缸發動機，直接帶動發電機發電，給電池充電，同時會帶動電動機工作，這款車的售價超過50萬，理論的最大續航里程是285公里，充一次電光電池的電量就可以讓車子跑150公里，一般發電機是在115公里左右開始的，如果發動機啟動了，百公里油耗是6升，要知道，它的發動機是0.65升的，而普通自然吸氣的1.5升燃油汽車油耗也差不多是這個水平，可見這種串聯式增程式的混動動力車子，效率是不高的。
根據卡諾循環，汽車內燃機的最高效率不會超過35%，實際上使用能有30%都是非常了不起了，而且內燃機並不是任何工況下都是一個轉換效率的，比如上圖中，在3300左右油耗是最低的，只有300g左右，而在2100轉時候，高達400g，相差25%以上。增程式的出發出發點，就是想讓內燃機工作在最佳的工況點，比如圖上的3300轉，這樣最省油時候來發電，給電瓶充電，再給電動機來拖動車輪。
也有很多人這樣計算過，比如內燃機的效率是35%，發電機的效率是90%，電池充放電效率90%，電機的工作效率也是90%，0.35*0.9*0.9*0.9=0.26。而市場上的內燃機，綜合實際效率不會超過30%，但是在低速特別大扭矩時候，還要折扣75%，也就是0.225，所以0.26是會超過0.225的，所以增程式理論上要強一點。
實際上車子跑起來工況負載太多了，如果只是在市區內跑，也許這種計算會有點意義，但是車子不可能長期在市區跑的，很多時候如果讓發動機工作在3000轉左右，這時候內燃機直接帶動輪子效率還是比較高的，至少會接近30%的，如果是渦輪增壓之類的，可能還要高，所以綜合起來，這種串聯式的增程式，不見得會比傳統內燃機強，而且成本不便宜，當然就沒有市場了。
像豐田普銳斯那種混聯式的混合動力，實際上就是盯準了內燃機低速和大扭矩時候效率不高，使用行星齒等動力管理機構，控制電機和內燃機切換，達到了省油的目的，道理是差不多的，只是形式上人家聰明瞭點。
而別克VELITE 5綜合了豐田普銳斯和寶馬I3這些技術，推出一款廣義形式的增程式，讓發動機工作在最佳的省油狀況速度點，通過不同轉速和不同扭矩的工況來調整傳動比，同時配合電池和電機來協調，目前看起來效果還是可以的，也是混聯的形式，發動機實際上在多少情況下還是直接輸出來控制車輪的，只是使用了兩套星型齒，兩套電機，看起來還是結構複雜了點，後期維護可能會相對麻煩，因此增程式的發展，不應該是簡單的串聯形式，也不是要避免讓發動機直接帶動車輪，而是要綜合考慮實際的使用效率來設計。
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