电动汽车安装增程器有什么好处和坏处?

大先生1212


电动汽车加装增程器-解决里程焦虑

增程器的作用顾名思义:增加车辆续航里程,适用于电动汽车,增程器有两大类,分别如下。

  • 内燃机与发电机组合的增程器

  • 氢燃料电池堆化学电源增程器

主流的增程式电动汽车使用第一类,氢燃料电池堆增程器由于制造成本非常之高,用车成本同样非常之高且车辆潜在安全隐患过大,所以这类增程系统基本在淘汰的边缘。那么本篇重点就来看一看内燃机增程系统吧,这是一种“古老的技术”。

1:增程技术的普及原因-稳定性高。使用增程器的交通工具可参考内燃机车或船舶舰艇,这类交通工具的特点是体积庞大整备质量极高,使用内燃机加变速箱直驱会有非常高的油耗且稳定性极差;比如早期的火车尝试过用柴油机加变速箱驱动车辆,在测试过程中变速箱的传动轴就因发动机的大扭矩被打断。于是这类车船不能采用燃油汽车的驱动形式,能替代的方式只有使用电机直驱,柴油机机组发电。

普通汽车使用的内燃机结构非常复杂,气缸活塞连杆曲轴等等结构组合才能实现热能转化为转矩。而电动机的结构非常简单,只有一个“曲轴”在电磁场的作用下即可转化为扭矩,简单的结构不仅能降低故障率并增加可靠性,同时能够因几乎无振动和可控的磨损实现高转速运行;也就是说电机可以跳过变速箱直驱车辆行驶,这就解决了重车无法使用内燃机驱动的难题。

图1:内燃机结构与运行特点

图2:电机简单结构

而使用电机驱动则需要消耗电,车辆装备的电池组容量毕竟是有限的,想要实现长距离续航则需要在行驶中发电,于是被淘汰的内燃机则用来与发电电机组合,利用消耗燃油发电为电池组充电,再用电机驱动的方式使车辆只要可以节油就能有无限续航。这就是早期的增程式内燃机车,部分特殊的舰艇甚至核潜艇也是这一系统;包括今天的高铁动车也是这种结构,区别是不用内燃机发电,而是通过电网即时取电。

2:增程技术应用小微型客车的原因-转化效率高。如果说重车是因为需要跳过变速箱直驱采用电动机驱动,内燃机发电增程;理论上整备质量很小的家用代步车(小微客)是没有必要使用的,因为即使用变速箱也能保证稳定可靠耐用。不过如果考虑到节能的话则还是增程式会更加合理,原因在于转化效率。

  • 内燃式发动机热效率普遍为30%~40%

  • 电动机的能量转化效率普及超过90%

简而言之,如消耗一公斤汽油产生的44000千焦热能,这些热能中只有三成或四成能转化为动能,其他大部分是被冷却系统和运动磨损损耗掉,也就是浪费了。使用这种发动机驱动汽车行驶存在很大的损耗,而电动汽车消耗1kwh的电有九成能转化为有效功,使用电机驱动则能减少浪费。

那么利用电机驱动则能以高效的动力转化实现恒扭矩和大扭矩,并且是在低转速区间完成。发动机的扭矩只要足够大则能以低转速实现大马力,马力计算公式为[(N·m×rpm÷9549)×1.36],扭矩N·m和转速RPM是提升马力的基础。但是转速越高发动机油耗和电耗都会升高,所以最理想的状态是低转速大扭矩实现需要的大马力。

但这种状态电机能做到而内燃机做不到,因为电机转化率高且电流输出速度极快且可控,而内燃机必须通过提高转速提高进气量,以多喷油的状态提升扭矩。在相同的车速(马力需求)状态下,将车辆用电机驱动所消耗的电转化为燃油计算,其能耗总会比直接用内燃机驱动节省太多。

所以车辆也需要用电机驱动,内燃机只需要以低功率运转负责发电即可;电动汽车的电耗越来越低,其百公里电耗假设为20kwh,那么发动机需要输出的马力则为27.2马力,然而让内燃机直驱汽车行驶,其需求的马力必然会高太多,马力的差值等于转速(油耗)的差值,这是内燃机用以发电为什么会省油的原因。

总结:增程式电动汽车可以实现比同级燃油车低很多的油耗,所以大多数一线技术的PHEV汽车都有REEV增程驾驶模式。不过量产的电动汽车大多数不能加装增程器,因为这类车的尺寸很小没有加装位;提供选装增程器的车辆大多数是重载客货车,其中有部分豪华巴士会提供增程器加装作为A型房车使用,普通的家用代步车长途驾驶只需要规划好时间与充电站即可。




天和Auto


低速电动汽车可以加装増程器。高速电动汽车基本上没有办法加装増程器的。低速电动汽车也就是所说的老年代步车,这类电动汽车整备质量低、电池容量小、电机功率小、行车速度低,耗电量也相对对一些。大多数电机功率在1500w左右,电池容量在80AH左右,续航里程100km左右。低速电动车仓内空间充裕,完全可以放下一台増程器。
而所说的増程器,其实就是一台低压发电机。有48V、60V、72V之分,功率2-4kw,电动汽车起步时电流大,电瓶会辅助放电、车速提升后处于续航状态时,实际功率会小很多,増程器完全可以满足电机用电需求。増程器构造要比家用的220V发电机更简单,成本也更低一些。发出电压为交流电压,经过整流桥整流后输出直流电。这种发电机是永磁发电机,输出电压与转速负载电流大小有直接原因,没有调压系统,只能通过转速来控制输出电压。


安装増程器的好处之一就是可以避免半路电瓶没电达的尴尬。只要有燃油供应行驶里程就没有了限制,可以有效提高电动车续航里程。弊端就是这种増程器工作时噪音与震动特别大,比摩托车发动机声音还要大。而且油箱内的汽油也是一个潜在的危险,増程器的油箱盖设计与摩托车、汽车还不同、输油管路也不一样,因此安全系数要比汽车摩托车低一些,而油电转换效率也不高,去掉发电过程中的损耗、加上电机工作的损耗能量经过了两次转后效率肯定低,燃油发电机,发电机驱动电动机,油耗高于发动机直驱的车辆。

而且输出电压控制精度低,充电电流不稳定,使用不当时输出电压过高、会对铅酸电池寿命造成一定的影响,过充电导致电瓶提前报废。如果只是不经使用,远远不如增加一组备用电池省心、省事、安静,充电费用低。


水墨丹青一世情


电动车安装增程器,

好处就是车没电时,能随时停车充电,不用到处找充电桩,对还程旅行是很有帮助的。

坏处当然也是有的,主要就是噪音大,要加油,充电时间长,开车时不能随开随充,因充电的电流比用电流小太多,只能停车充电。

总之还是很有用的。


我是好奇心


电动车配置汽油发电机2一4干瓦,不如去购置一部燃汽油或柴油电动车吧!多此一句,没有必要。


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