增程汽车新传:理想种树,问界乘凉?有现在,没未来?-电动汽车观察家

增程汽车新传:理想种树,问界乘凉?有现在,没未来?

李想造车,向来雷动风行,当年做增程车江湖上也是争议不断,但理想成了,理想ONE、理想L系列全线大卖;华为造车更是业内焦点,如今问界也选了增程路线,问界M7势如破竹以一打仨理想,问界M9大定已超5万台,两家的竞争堪称近身肉搏。

今天,对增程技术的诋毁恐怕已经不太多了。但是,从“选择增程就是在捡破烂”,到问界、深蓝等十几个品牌入局增程市场,这里面究竟发生了什么?

增程技术从最早出现已经过去了一个多世纪,一百多年来有哪些变化让今天的车企决定“复活”它?

今天的增程技术有什么进化吗?

它的生命周期能有多长?

本文尝试回答一下这些问题。

01

最简增程汽车发展史

最早的增程汽车的确是一百多年前就出现了,由费迪南德·保时捷发明。保时捷为什么要造一辆增程汽车?

这个时期的汽车工业有个大的背景,就是内燃机汽车很少,占主流的是电动汽车,其次是蒸汽汽车,再才是内燃机汽车。一个数据为证:1900年美国制造的汽车中,电动汽车有15755辆,蒸汽汽车1684辆,而燃油汽车仅有936辆。

然而当时的电动汽车续航里程都很短,所以费南迪·保时捷这个发明的初衷,就是通过增加一个内燃机发动机来让他的纯电动车Lohner-Porsche跑得更远,“电不够,油来凑”,就这么简单。这就是公认的汽车工业史上第一辆增程式混合动力汽车,“增加续航”的初衷依然被当下国内的增程路线秉持。

纯电动车Lohner-Porsche

作为鼻祖,费迪南德·保时捷就这么定义了增程车的基本内涵:带电池,车辆驱动全靠电,这个电可以来自电池也可以来自内燃机,其中内燃机只参与发电机驱动、不参与车轮驱动(动力输出)。增程式混合动力,在理论上属于串联式混合动力的一种,是一种更高电动化程度、更接近纯电动的混合动力汽车。

加拿大的高尔特汽车(Galt Motors)在1914年也造过一台增程式电动汽车,搭载一部双缸二冲程汽油机和一台西屋电气的电机。

费迪南德·保时捷还在二战时期造过增程式坦克,当然由于性能原因它最后没有上战场。之后增程技术就随着费迪南德的离世而隐入烟尘了,直到一百多年以后美国通用重启了这一技术。

02

欧美日车企的探索:有中断亦有延续

欧美日车企都在21世纪初的新能源汽车风潮中尝试过增程,目前还在坚持这一路线的仅有日产了,但它的技术逻辑跟中国市场上目前的增程汽车还不完全一样。

通用的尝试:雪佛兰/别克/凯迪拉克均曾试水

2007年,通用在底特律车展上亮相了增程汽车Volt(沃蓝达)。第一代沃蓝达搭载一台1.0T的三缸发动机,电池容量16kWh。但它本为对抗丰田THS技术而来,2010年上市以后却被发现用了与THS类似的行星齿轮设计,遭到舆论围攻。结果是加州委员会的仲裁将其踢出了“增程式混合动力汽车”的阵营,但是不影响它卖,拿不到补贴就是了嘛。

2015年雪佛兰推出了第二代沃蓝达,这款车也引入了中国市场。二代沃蓝达电池容量18.4kWh,增程器的发动机是1.4L四缸自然吸气发动机,满电满油续航里程640km,它依然还有行星齿轮。

第二代沃蓝达的动力系统透视效果图

沃蓝达一度是美国卖的最好的新能源汽车,当然那时候也没多少竞品,年销量基本保持在6-10万辆,停产前一年还取得了约16万辆的成绩呢。

2019年,沃蓝达停产,增程式混合动力车的市场前景蒙尘。

这期间,通用集团的别克品牌在2017年推出了Velite 5,1.5L四缸自然吸气发动机,用的是E-CVT无极变速箱(现在增程车基本都采用单速变速箱),动力电池18kWh。Velite 5用的其实就是沃蓝达二代的系统,有两台电机、两套行星齿轮、三套离合器,整个系统其实是非常复杂的,目前也已经停产。

凯迪拉克品牌上也用过这套系统,就是2014年量产的跑车凯迪拉克ELR,但是它既不省油也没见性能上的提升,所以有生之年只卖出不到3000台,在经历了三年不佳的销售之后,通用汽车也关闭了它的生产线。

宝马的尝试:i3长大了,增程变纯电

宝马在2011年推出了小型车宝马i3,2013年上市,2014年进口到中国市场,其中增程版售价52万元。搭载了0.65L双缸自然吸气发动机,单速变速箱,电动机是宝马特有的125Kw/250N.m电动机,电池容量22kWh,加上油箱仅有8L,其续航里程可想而知,这与其高昂的售价实在不大匹配。

虽然之后宝马在不同年款的i3上做了一些指标的提升,比如2018款的带电量增加到了33kWh,NECD续航达到246km,售价也降到了41万,但是,那时候Model 3已经开始全球大规模交付了,国内的新能源汽车产品也已在爆发前夜,蔚来ES8、唐第一代插混等都上市了,宝马i3无论是增程版还是纯电版,都面临着市场窘境。2019年开始只保留了纯电版,2022年7月宝马i3也停产谢幕。

增程+纯电时代的宝马i3

现在的宝马i3已经变成了纯电车型,而且“长大了”,是一款中型轿车。这意味着宝马在增程领域的尝试也已中止。

奥迪:有增程尝试,但未推向市场

与宝马同属大众集团的奥迪也做过增程车,2010年日内瓦车展上的概念车奥迪A1 e-tron就是。2011年的品牌科技日上不少媒体还体验了这台车,奥迪A1 e-tron搭载1.6升四缸自吸发动机,电池可支持车辆行驶50km,加满油后,可让车辆再行驶200km。

2020年这台车现身国内测试,改装上了马勒的增程器,包含一台0.9L排量、输出功率30kW的双缸发动机和最大功率100kW的牵引电机,电池容量14kWh,满油满电状态下续航里程500km,电池续航70km。

当时停在马勒中国上海总部的奥迪A1 e-tron

但是奥迪A1 e-tron并没有量产上市,新能源汽车形势变化太快,奥迪在一台小型车上的增程尝试,至今也就停滞于测试阶段了。

有意思的是,当时马勒希望能够通过与奥迪的合作,给自家增程器在中国市场找到合作伙伴,2020年这个时候,理想ONE已经上市了,增程器里的发动机是东安动力的1.2T三缸发动机。

日产:特立独行的e-power持续进化

日本车企很早就开始了混动技术的探索,各家技术路线有所不同,其中日产走的是串联式混合动力路线,也属于增程技术,与目前我们熟知的增程式在直观上最大的不同是,日产的e-power不需要外接电源充电。

2016年,日产在日本上市了搭载e-power系统的Note,车型基于TIIDA,整套电气系统则脱胎于成熟的聆风,只是Note电池小得多,只有1.5kWh,搭载的是1.2L三缸发动机。Note完全不需要外接电源为电池充电,只靠发动机为其补能,发动机直接为电机供电而不参与车轮驱动,驱动全靠电机,所以它就像是一台“不用充电的电动车”。Note在日本上市以后销量非常不错,至今已完成三代迭代。

2023年底中期改款的Note e-power搭载二代e-power系统

与德系车企中止增程尝试不同,日产的e-power保持进阶,2020年完成迭代,目前还在持续研发,已经成了其节能看家宝。2023年3月,新轩逸国内上市,其中有搭载第二代e-power系统的增程版,逆变器变小、变轻了,但它叫“超混电驱”,这车也不能上绿牌。

超混电驱轩逸搭载的还是1.2L代号HR12DE的三缸发动机,是日产著名的HR系列发动机成员之一,热效率43%。电池还是只有1.5kWh,但是它的充放电倍率高达30C,能做到闪充闪放。这个车的百公里油耗仅为3.9-4.1L。

轩逸2023款超混电驱

下一代e-power系统,日产将通过STARC的新型燃烧技术把发动机热效率提高到50%,这真是个疯狂的值。

03

中国车企在增程领域的探索

现在一提增程汽车,大家首先想到的就是理想。的确是理想把增程汽车做的风生水起,但是理想却不是第一个做增程车的。

广汽传祺是最早的量产者

2010年10月科技部发布了“‘863’计划电动汽车关键技术与系统集成(一期)重大项目课题”,其中广汽集团牵头承担了“增程式纯电动轿车研发与产业化技术攻关”的重大项目,2014年通过验收。

广汽通过这个项目研发出了广汽传祺GAC7100增程式纯电动轿车,取得了国家产品公告并且进入了“示范推广车型目录”和“免购置税目录”,是国内第一个有身份的增程式车型。

传祺增程式纯电动轿车

2015年GAC7100以传祺GA5的商品名上市,全系两款车型都是增程版,搭载1.0L自吸四缸发动机,电池电量13kWh,NEDC纯电续航里程50km。但这款车一年后改成了PHEV,广汽在增程路线也就再没有产品上市。

也就是在GA5由增程改为插混的2016年的一天,李想走进北京五元桥的研发办公室,在白板上写下要采用增程技术的决定和关键定义——做大的增程车,面向家庭用户。

吉利:在出行市场推LEVC TX

LEVC就是曾经的伦敦出租车公司,2013年被吉利收购。2018年吉利推出了LEVC TX出租车,是一款MPV车型,有纯电版和增程版,其中增程版搭载1.5L三缸发动机,带电量26kWh。这个车目前在国内也有售,还不断更新年款,主打的是复古英伦风,但是好像平时不大能看到,也并不在吉利的主力产品阵营。

不止广汽和吉利,小鹏汽车也研发了增程系统,但是目前用在自家的飞行汽车上。天际汽车的ME5也是增程车,2021年上市,全生命周期销售了6671辆,随着天际汽车的落幕也就没了。东风的风光E32019款也有增程版,目前已经停售。自游家NV也有增程版,但并未交付,然后就没有然后了。

另一家倒闭的新势力车企泰克鲁斯·腾风,PPT造出的的超跑AT96宣称可以增程到2000km续航,油箱大到90L,武装了6台电机……好家伙!

国内增程车市场的爆发

真正在市场上立稳脚跟的是理想ONE,2019年底上市,2020年销量3.35万辆,年度新能源车榜排第7,是30万元以上新能源车NO.1。2021年销量逐月攀升,最后两个月破万,全年销售9.13万辆,超过了途昂和宝马X5两款燃油车,取得中大型SUV年度销冠。

理想ONE给增程市场注入了超强强心剂。

于是,2021年问界和岚图入局,2022年深蓝和哪吒进场,2023年零跑、长安、比亚迪、极石、东风猛士也来了,连上LEVC,目前共有12个品牌已经在增程车市场交锋,在售产品20个。在插混路线深耕的比亚迪在仰望U8上也采用了增程路线,目前声浪不那么大但已经在售的还有东风的eπ007、极石01、猛士917、SWM斯威大虎Edi。

随着问界和理想的大爆发,增程市场从2023年开始大热,增幅达到172%,即将上市的有北京BJ60增程版、理想L6、深蓝G318、eπ008,猛士还要上一台增程式大型SUV猛士M800,奇瑞星途品牌将推的星纪元ET也会同时配置纯电和增程车型。

随着越来越多的玩家入局,市场竞争面快速变化。由于2024年刚开始,我们将2023年的数据一起纳入分析了下品牌格局,理想还是遥遥领先。但是问界非常猛,2023年理想的市场份额有60.21%,问界只有12.42%,不如深蓝的16.17%;2024年第一个月,问界把份额干到了36.06%,与理想的36.34%所差无几,深蓝则下降到14.44%。今年随着越来越多的车企入局,腰部的竞争将非常激烈,而头部基本还会是这三家盘踞。

04

增程汽车在中国为什么又火了?

原因就是亘古真理“天时地利人和”:政策的鼓励、新能源车消费潮流、解决了用户痛点。就技术路线本身,也的确是不那么复杂,但是国内目前增程产品和一些关键性能指标与欧美早年间的尝试已经很不一样了。

现在的增程有些变化

增程路线的技术逻辑的确“简单”,至今也依然是费迪南德·保时捷“增加续航为主要目的”的思路。李想在2016年决定选择增程路线时,提出要将车辆的纯电续航做到150km以上。看一下目前在售的增程车型,主流续航都在200km以上了,这个里程基本能够覆盖日常场景。

前面在回顾国外产品时,之所以不厌其烦地将其发动机和电池数据列出,是因为与目前的增程车相比,它们是最直观的变化:当下中国增程路线的变化主要是“大”:更大的电池,更强劲的发动机,更大的车型。

上面这个表列出目前卖的比较好的一些产品的指标,电池电量以40kWh以上的最为主流,低于20kWh的极少;发动机也以1.5L的为主,理想、问界和岚图还上了涡轮增压。

通用当初在A级车上做增程,宝马在小型车上做,而目前国内的增程路线都用在更高级别的车型上,中大型、大型SUV是最为主流的。轿车用增程路线的只有深蓝SL03、零跑C01、启源A07、哪吒S、eπ007这几个,这里面深蓝SL03是唯一“最小”的,B级轿车,其他全部是C级轿车。

所以,目前国内做增程的思路可以归纳为三个点,1,增加电池,做大车型,从高端市场找突破;2,通过续航无忧胜出同级纯电动车,通过使用成本PK同级燃油车,3,发挥智能属性甚至娱乐优势,走差异化路线,精准定位目标用户,比如理想的“家庭用车”、问界的智驾系统。

增程路线到底有什么优势吗?

说理想“复活”了增程路线或不为过,更准确点说,是理想通过产品思维复活了增程路线,而非技术思维的突破。那么一个多世纪以前的技术了,拿到现在到底是不是“捡破烂”?

与费迪南德·保时捷初创增程时不同的是,现在的发动机热效率有了很大的提升,独立性能非常优秀;与欧美试水增程市场时不同的是,动力电池技术和成本都有很大的改善。如何将这两大进步强强联合,尤其是怎么让发动机持续工作在高热效率区间,从而节省更多燃料,就是目前增程路线的精进方向。

目前量产非混动内燃机的热效率最高达到40%左右,但是这种能力在实际使用中极少发挥穷尽,大部分时间只有20-30%,市区低速行使就更低了,所以燃油车高速省油、低速油耗就高,增程车则正好相反。

增程车型在用电池驱动的情况下,就是一辆妥妥的纯电动车,而发动机介入驱动电机的时候,考验来了。增程车企一般通过采用阿特金森或者米勒循环提高热效率、开发出增程专用发动机,或者/并且对发动机的工作区域进行重新标定优化,无需覆盖传统车上的所有工况,比如启动,跳过低热效率区、尽量保持在高效率区,就能更大程度地发挥内燃机的优势,做到节省燃油。

实际上,增程车的发动机运行于最佳工况的时间是比普通燃油车发动机多的,市区工况燃油经济性很好,但是长时间跑高速就比不过了。如果增程车的高速油耗能省过包括普通油混和插混在内的直驱混动,甚至省过燃油车,再加上纯电长续航保底,那就是左右开弓无敌完胜了。当然,这一点可能性不大。

所以,增程车最大的学问和难点,就在于从发动机到发电机这一路,如何把发动机的热效率最大程度地保持在更多的高效区间,另外就是对各种工况的标定,什么时间充电,什么时间停机等各种策略的综合运用。理论上,增程车的发动机是可以始终运行于最佳工况的,真正落地还要看增程器的技术进步和调教策略。

这一路的进一步高效化、清洁化,一方面有赖于燃油发动机的进步,另一方面也可以采用新型发动机比如燃料电池内燃机,李想在2022年曾透露:在做纯电动车的同时未必会放弃增程路线,并且将来可能探索用清洁燃料来做增程。

另外,像吉利等企业一直在探索甲醇等燃料,未必不能成为未来增程式汽车的燃料。甚至氢燃料电池汽车,只要带电池,本身也可以理解为增程式。

所以,增程式汽车的未来,还有待续写。

说到这里,觉得日产的e-power系统还是值得再说一下,它的结构非常简单,但是发动机的优化非常彰显实力。日产放弃了内燃机直连直驱,将HR12DE发动机进一步专用化,在其对电机全时驱动的过程中,始终处于最佳的燃油效率区间,必然省油。未来日产还要实现50%的超高热效率,目前看这基本是内燃机效率的天花板了。

而且,e-POWER技术不需要在车上装配大容量电池组,成本更低,车身也更轻,也更加环保,系统策略个人认为更优一筹,但是在中国市场它因为只喝油不用外接电,所以不算新能源汽车。

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