增程式电动汽车技术路线浅析

刘金周 吴征 李永康

（中国汽车技术研究中心政策研究中心 新能源汽车与财税政策研究室，天津 300300）

主题词：技术路线 增程式 新能源汽车

1 前言

2014年，国务院办公厅发布《关于加快新能源汽车推广应用的指导意见》,明确“以纯电驱动为新能源汽车发展的主要战略取向，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，以市场主导和政府扶持相结合，建立长期稳定的新能源汽车发展政策体系，创造良好发展环境，加快培育市场，促进新能源汽车产业健康快速发展”。

近年来，新能源汽车技术路线正快速发展，但也呈现一些变化。比如，国家发改委发布《汽车产业投资管理规定》，明确增程式电动汽车按照纯电动汽车管理，行业专家也在呼吁“及时推动插电式向增程式方向发展”，部分企业加快研发布局增程式电动汽车，补贴退出后增程式电动汽车市场规模可能快速扩大。在补贴逐步退坡、电池尚未突破、充电仍不便利、节能减排要求趋严的背景下，增程式汽车成为行业企业关注热点。

2 新能源汽车技术路线发展关系

2.1 多种技术路线并存发展

2009年以来，在国家政策的大力引导和支持下，新能源汽车迅速发展，取得较好成绩，产业规模保持全球领先，技术水平加速提升。但由于早期政策的导向作用，使得前期的市场推广多倾向于纯电动技术路线，充电基础设施发展不完善、充电难等问题为消费者带来了一定的里程焦虑。然而，随着汽车产业的加速变革，以及新能源汽车支持政策的持续调整完善，产业内呈现出纯电动、插电式、增程式、燃料电池等技术路线并存发展的态势，各种技术路线发展的比较优势也不断变化。目前，长期依靠补贴推动市场的不可持续性已是行业共识，2020年补贴退出后，将促进新能源汽车技术路线的选择可能更加多元化。

关于未来技术路线的发展，目前行业内主要观点为：

一是未来传统内燃机汽车与新能源汽车不是对立非此即彼，而是将呈现相辅相成、协同发展的关系，简言之，新能源汽车的发展不是否定内燃机汽车。

二是技术路线在不同的发展阶段有不同的发展重点，整体要多元化，各技术路线应是平行的、补充的。

三是市场总量很小的时候，要集中重点发展某一技术路线，但市场形成一定规模后，不同细分市场可以发展多元化的技术路线。

四是从企业的层面看，在新能源汽车成本未实现明显下降时，传统燃油车依然是车企的主要收入来源，车企应当继续挖掘燃油车的节能潜力。

五是各技术路线发展时，要充分考虑国家能源多元化的现状和趋势。

2.2 专家呼吁发展增程式电动汽车

增程式电动汽车通过引入增程器，可使得发动机不直接参与动力传递，而是为动力电池补充电能，这种工作状态下，发动机可始终保持在最佳燃效区域，系统效率可以得到有效提升，具有较好的节能减排效果[1]。与此同时，增程式电动汽车可减少对充电基础设施的依赖，具有综合续驶里程高、无里程焦虑、燃料多元化等优势，切实迎合市场需求，具有一定的应用前景。

目前，众多行业专家纷纷看好增程式电动汽车，并呼吁产业应重视增程式技术路线的发展。2018年12月，全国政协副主席、中国科学技术协会主席万钢在人民日报发表署名文章《促进新能源汽车产业健康发展》，提出应及时推动插电式混合动力向增程式发展，充分利用内燃机新技术，促进内燃机与电驱动技术融合发展。中国中国工程院院士杨裕生认为，“增程式是电动汽车销售补贴退坡影响走向市场化的最佳技术路线，可以解决纯电动汽车的四大焦虑问题”。中国科学院院士欧阳明高在2016全国两会提案《关于增程式电动乘用车测试规范修改的建议报告》中提出，“增程式电动乘用车是我国新能源汽车技术的重要发展技术路线之一”。中国汽车工程学会名誉理事长付于武表示，“推动插电式混合动力向增程式混合动力发展，是应对补贴退坡、走向市场化的最佳技术路线，也符合目前国家倡导的发展方向”。

3 增程式技术路线行业发展情况

随着财政补贴的逐步退坡，新能源汽车将由以往的政策引领发展向“政策和市场”主导发展转变，未来市场格局将由市场需求所主导，包括增程式电动汽车在内，多种技术路线迎来了竞相发展的机会。

3.1 企业开始布局增程式技术路线

目前，国内多数整车企业开始转变思路，为迎合市场需求，正积极谋划研究符合未来变革趋势的技术路线发展方向，一方面加强新能源汽车的战略部署，另一方面也在积极探索并布局增程式技术路线，目的是在2020年补贴退出后，推出真正符合市场需求的产品，“多条腿走路”应对愈加严峻的排放标准。

企业积极布局开发增程式产品，如车和家2018年发布首款SUV“理想智造ONE”，采用了增程式技术路线，新车在NEDC工况下的续驶里程达700 km，最大续驶里程超过1 000 km。金康旗下SERES同时推出SUV车型SF5的纯电动和增程式版本，其中，增程式车型搭载了33 kW∙h的动力电池系统及1.5T四缸发动机的增程器，纯电续驶里程达150 km。吉利商用车集团旗下远程汽车推出并上市增程式轻卡产品RE500，通过增程式技术路线解决纯电动物流车的痛点。别克推出增程式车型VELITE 5，纯电动续驶里程达116 km，综合续驶里程为768 km，最低油耗可达0.9 L/100km。

3.2 推广应用存在多方面障碍和问题

行业专家的支持对增程式电动汽车带来了积极作用，企业的发力也为产业发展带来了更多的可能性，但增程式电动汽车仍存在一定争议。

一是产品管理归类不一致。《汽车产业投资管理规定》按照驱动动力系统划分汽车整车投资项目类型，将增程式电动汽车纳入以电动机提供驱动动力的纯电动汽车投资项目中。《新能源汽车生产企业及产品准入管理规定》则是将增程式技术路线纳入插电式混合动力汽车类型中。GB 7258—2017《机动车运行安全技术条件》也同样将增程式电动汽车纳入插电式混合动力汽车范畴，定义为具有可外接充电功能，且有一定纯电驱动模式续驶里程的混合动力汽车。

二是增程式电动汽车缺乏专门的测试规范。目前，增程式电动乘用车的测试标准主要参考插电式混合动力乘用车的测试标准GB/T 19753—2013的要求，然而，增程式电动汽车与插电式混合动力汽车的技术原理并不相同，且控制系统和控制策略也有较大差异，后者的测试标准并不能真实体现增程式电动汽车的性能水平。

三是增程式电动汽车的政策支持力度相对较小。由于增程式电动汽车按照插电式混合动力类别管理，有关补贴、双积分等优惠政策支持力度相对较小。如增程式电动汽车的补贴标准和技术要求主要参照插电式混合动力汽车，比如乘用车要求纯电续驶里程需达50 km以上，最高补贴1万元，难以有效推动市场发展。如部分国外采取串联式技术路线的车型虽然具有较好的节能环保效果，但由于不符合新能源汽车的技术标准，没有在中国实现大规模推广，技术优势难以转化成市场竞争力，这也是增程式电动汽车发展缓慢的关键因素。

四是在使用环节难以享受优惠政策。如部分地区仅支持纯电动汽车享受免限购措施，增程式电动汽车则依旧占用燃油车指标。部分地区对非纯电动车型仍要求限行，如仅允许纯电动物流车进城，而增程式车型难以享受优惠政策。

3.3 技术经济性存在争议

目前，增程式在成本和技术上也存在争议，比如成本较高，燃油经济性、节能减排效果难以达到预期效果，这也使得业内企业不敢贸然发力增程式技术路线。

一是增程式电动汽车的技术水平尚未成熟，能效、排放水平的提升效果有待验证。在实际行驶过程中，复杂工况下增程器发动机无法长时间保持在高效区工作，且增程器发动机往往排量较小，若满负荷工作，不仅会加大噪音，将会出现“小马拉大车”的情况，从而使得油耗、排放增高。与此同时，相比燃油车，增程式电动汽车增加了发动机发电的能源转换环节，这将带来能量损耗、降低综合能耗水平。但即便如此，也有观点认为，增程式电动汽车的综合能源效率仍比传统燃油车有明显的提升。

二是增程器开发成本较高，布局相关业务的企业难以从中获得可观的经济效益，由此，早期布局增程式的部分企业不得已暂停了这一技术路线。2019年2月，通用正式停产增程式电动汽车雪佛兰沃蓝达，主要原因在于销量不振；宝马将在欧洲市场停供新款i3的增程式版本，而只销售纯电车型。与此同时，增程式电动汽车市场价格普遍较高，比如宝马i3增程式车型，国内售价为41.58万元，现代途胜FCEV增程式售价6 890万韩元（约合40万元人民币），雪佛兰Volt增程式售价49.8万元，较高的售价使得增程式电动汽车推广应用缓慢，市场份额较少。不过，随着技术水平的提升，以及技术开发成本的不断下降，比如日产e-POWER等部分优质产品已开始获得较高的市场接受程度[2]。

4 主要建议

针对增程式电动汽车推广应用过程中存在的问题，为进一步推动其发展，提出以下几个方面的建议。

4.1 系统开展不同技术路线的技术经济性对比评价

随着增程式电动汽车将会迎来快速发展、市场规模逐渐扩大、核心技术水平和研发实力得到提升，亟需研究科学、合理的增程式技术评价指标体系，全方位评价增程式电动汽车的节能减排效果和产品竞争力，并与其他新能源汽车技术路线的评价结果展开对比，分析未来各技术路线的行业格局，判断增程式电动汽车的发展方向、市场趋势，为未来行业管理或政策完善提供技术支撑或参考依据，提前规范和引导增程式电动汽车的发展，避免增程式电动汽车行业的无序发展。

4.2 开展增程式电动汽车的适用车型及应用场景研究

新能源汽车不同种技术路线存在各自的优劣势，适用于不同的应用场景。由于增程式电动汽车市场规模较小，行业发展初期并未形成规模化应用的示范效应。为更好的推动增程式电动汽车发展，应对产业变革带来的市场变化趋势，应加强开展适用车型及领域的研究，比如评价增程式乘用车、客车、货车的技术难点、技术成本，在出租车、公交车、物流车等领域应用的可行性和经济性等，为未来有针对性的开展增程式电动汽车市场推广应用做铺垫。

4.3 依据减排效果在使用环节给予支持

增程式电动汽车的优势在于节能减排，在行业发展初期，这一优势并未得到充分的支持。目前，国家已宣布取消地方补贴，地方政策支持的重点将从购置环节向使用环节倾斜。地方在研究制定使用环节政策时，可探索依据节能减排效果给予支持的可能性，比如设定低排放区、零排放区的通行政策，可通过搭建监控平台，实现对增程式电动汽车行驶状态以及能耗、排放水平的监控，依据节能减排效果提供一定的费用减免优惠。

4.4 进一步优化和完善政策法规

建议加快推动制定或修订相关技术法规、测试规范，突破政策标准方面的障碍。比如，单独制定增程式电动汽车的技术标准，并考虑产品单独分类的可能性。进一步修订增程器标准规范，将有效地促进增程器产业发展，倒逼增程器技术水平提升，从而加快推动增程式电动汽车的市场发展。

4.5 加快增程器专用发动机开发

目前，国内缺少成熟的增程器专用发动机，主要还是基于传统发动机进行系统匹配，相比国外先进技术，增程器热效率较低，能耗水平还有待进一步改善。因此，相关企业还应加快研究技术配置方案，加大增程器技术研发投入力度，加强增程器专用发动机开发，提高发动机综合效率，优化电机控制策略，降低噪音水平，实现更高水平的节能减排效果。