電動汽車安裝增程器有什麼好處和壞處?

大先生1212


電動汽車加裝增程器-解決里程焦慮

增程器的作用顧名思義:增加車輛續航里程,適用於電動汽車,增程器有兩大類,分別如下。

  • 內燃機與發電機組合的增程器

  • 氫燃料電池堆化學電源增程器

主流的增程式電動汽車使用第一類,氫燃料電池堆增程器由於製造成本非常之高,用車成本同樣非常之高且車輛潛在安全隱患過大,所以這類增程系統基本在淘汰的邊緣。那麼本篇重點就來看一看內燃機增程系統吧,這是一種“古老的技術”。

1:增程技術的普及原因-穩定性高。使用增程器的交通工具可參考內燃機車或船舶艦艇,這類交通工具的特點是體積龐大整備質量極高,使用內燃機加變速箱直驅會有非常高的油耗且穩定性極差;比如早期的火車嘗試過用柴油機加變速箱驅動車輛,在測試過程中變速箱的傳動軸就因發動機的大扭矩被打斷。於是這類車船不能採用燃油汽車的驅動形式,能替代的方式只有使用電機直驅,柴油機機組發電。

普通汽車使用的內燃機結構非常複雜,氣缸活塞連桿曲軸等等結構組合才能實現熱能轉化為轉矩。而電動機的結構非常簡單,只有一個“曲軸”在電磁場的作用下即可轉化為扭矩,簡單的結構不僅能降低故障率並增加可靠性,同時能夠因幾乎無振動和可控的磨損實現高轉速運行;也就是說電機可以跳過變速箱直驅車輛行駛,這就解決了重車無法使用內燃機驅動的難題。

圖1:內燃機結構與運行特點

圖2:電機簡單結構

而使用電機驅動則需要消耗電,車輛裝備的電池組容量畢竟是有限的,想要實現長距離續航則需要在行駛中發電,於是被淘汰的內燃機則用來與發電電機組合,利用消耗燃油發電為電池組充電,再用電機驅動的方式使車輛只要可以節油就能有無限續航。這就是早期的增程式內燃機車,部分特殊的艦艇甚至核潛艇也是這一系統;包括今天的高鐵動車也是這種結構,區別是不用內燃機發電,而是通過電網即時取電。

2:增程技術應用小微型客車的原因-轉化效率高。如果說重車是因為需要跳過變速箱直驅採用電動機驅動,內燃機發電增程;理論上整備質量很小的家用代步車(小微客)是沒有必要使用的,因為即使用變速箱也能保證穩定可靠耐用。不過如果考慮到節能的話則還是增程式會更加合理,原因在於轉化效率。

  • 內燃式發動機熱效率普遍為30%~40%

  • 電動機的能量轉化效率普及超過90%

簡而言之,如消耗一公斤汽油產生的44000千焦熱能,這些熱能中只有三成或四成能轉化為動能,其他大部分是被冷卻系統和運動磨損損耗掉,也就是浪費了。使用這種發動機驅動汽車行駛存在很大的損耗,而電動汽車消耗1kwh的電有九成能轉化為有效功,使用電機驅動則能減少浪費。

那麼利用電機驅動則能以高效的動力轉化實現恆扭矩和大扭矩,並且是在低轉速區間完成。發動機的扭矩只要足夠大則能以低轉速實現大馬力,馬力計算公式為[(N·m×rpm÷9549)×1.36],扭矩N·m和轉速RPM是提升馬力的基礎。但是轉速越高發動機油耗和電耗都會升高,所以最理想的狀態是低轉速大扭矩實現需要的大馬力。

但這種狀態電機能做到而內燃機做不到,因為電機轉化率高且電流輸出速度極快且可控,而內燃機必須通過提高轉速提高進氣量,以多噴油的狀態提升扭矩。在相同的車速(馬力需求)狀態下,將車輛用電機驅動所消耗的電轉化為燃油計算,其能耗總會比直接用內燃機驅動節省太多。

所以車輛也需要用電機驅動,內燃機只需要以低功率運轉負責發電即可;電動汽車的電耗越來越低,其百公里電耗假設為20kwh,那麼發動機需要輸出的馬力則為27.2馬力,然而讓內燃機直驅汽車行駛,其需求的馬力必然會高太多,馬力的差值等於轉速(油耗)的差值,這是內燃機用以發電為什麼會省油的原因。

總結:增程式電動汽車可以實現比同級燃油車低很多的油耗,所以大多數一線技術的PHEV汽車都有REEV增程駕駛模式。不過量產的電動汽車大多數不能加裝增程器,因為這類車的尺寸很小沒有加裝位;提供選裝增程器的車輛大多數是重載客貨車,其中有部分豪華巴士會提供增程器加裝作為A型房車使用,普通的家用代步車長途駕駛只需要規劃好時間與充電站即可。




天和Auto


低速電動汽車可以加裝増程器。高速電動汽車基本上沒有辦法加裝増程器的。低速電動汽車也就是所說的老年代步車,這類電動汽車整備質量低、電池容量小、電機功率小、行車速度低,耗電量也相對對一些。大多數電機功率在1500w左右,電池容量在80AH左右,續航里程100km左右。低速電動車倉內空間充裕,完全可以放下一臺増程器。
而所說的増程器,其實就是一臺低壓發電機。有48V、60V、72V之分,功率2-4kw,電動汽車起步時電流大,電瓶會輔助放電、車速提升後處於續航狀態時,實際功率會小很多,増程器完全可以滿足電機用電需求。増程器構造要比家用的220V發電機更簡單,成本也更低一些。發出電壓為交流電壓,經過整流橋整流後輸出直流電。這種發電機是永磁發電機,輸出電壓與轉速負載電流大小有直接原因,沒有調壓系統,只能通過轉速來控制輸出電壓。


安裝増程器的好處之一就是可以避免半路電瓶沒電達的尷尬。只要有燃油供應行駛里程就沒有了限制,可以有效提高電動車續航里程。弊端就是這種増程器工作時噪音與震動特別大,比摩托車發動機聲音還要大。而且油箱內的汽油也是一個潛在的危險,増程器的油箱蓋設計與摩托車、汽車還不同、輸油管路也不一樣,因此安全係數要比汽車摩托車低一些,而油電轉換效率也不高,去掉髮電過程中的損耗、加上電機工作的損耗能量經過了兩次轉後效率肯定低,燃油發電機,發電機驅動電動機,油耗高於發動機直驅的車輛。

而且輸出電壓控制精度低,充電電流不穩定,使用不當時輸出電壓過高、會對鉛酸電池壽命造成一定的影響,過充電導致電瓶提前報廢。如果只是不經使用,遠遠不如增加一組備用電池省心、省事、安靜,充電費用低。


水墨丹青一世情


電動車安裝增程器,

好處就是車沒電時,能隨時停車充電,不用到處找充電樁,對還程旅行是很有幫助的。

壞處當然也是有的,主要就是噪音大,要加油,充電時間長,開車時不能隨開隨充,因充電的電流比用電流小太多,只能停車充電。

總之還是很有用的。


我是好奇心


電動車配置汽油發電機2一4幹瓦,不如去購置一部燃汽油或柴油電動車吧!多此一句,沒有必要。


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