汽车增程器行业研究

来源：环球hqvip入口    发布时间：2024-06-28 11:42:25

  增程器一般指可提供额外的电能而导致车辆能够行使更远距离的零部件。传统意义上的增程器指发动机与发电机以及智能控制器的组合。增程器与发动机最大的不同之处在于，可以一直在最佳状态运转，能从始至终保持最高的热效率。

  增程式电动车采用的是串联混合动力型结构属于插电式混合动力汽车的一种。电机直接驱动车辆，发动机不参与驱动, 当电池的电量不足时，通过増程发动机工作来发电，将所发出的电能一部分用于直接驱动电机，另一部分为蓄电池进行充电。半充半放的作业模式当蓄电池的电能达到某一上限，增程发动机停止工作，由电池来直接驱动电机；随之行驶时间和行驶里程的加长，蓄电池的消耗越来越大，当蓄电池的电能低于某一下限，增程发动机开始启动工作，后续增程发动机将会一直处于这样的循环状态下工作，而增程发动机的启停，完全取决于蓄电池的电能供给。

  增程器也可视其为从混合动力驱动向纯电动驱动的一种可靠的过渡产品。在常见的混合动力系统中，都是以发动机为主，电动机为辅。而增程式电动车，是以电动机为主，发动机为辅。发动机的唯一作用是发电。

  增程式混合动力车本身具有和纯电动车基本相同的原理，可以外接充电，电池充满电之后可以续航一定里程。当电池电量不充足时，发动机启动为电池充电。增程式电动车完全与纯电动汽车相同，实现零排放、零污染。

  增程器分类：按布置位置分为：挂车式，插拔式，车载式；按结构组成分为：大容量蓄电池增程器，燃料电池增程器，发动机发电机组增程器。

  増程器工作原理就是将化学能转化为动能，然后转化为电能。这部分电能主要是驱动电动机，以及向蓄电池充电。

  一般的电动车上的控制器都自带保护电池的系统，在只剩30%-40%的电量的时候增程器会检测到电压不足而开始发电，增程器发电的电量高于保护系统的，所以电池这时候发电是处于不亏电的，当电池的电量是满的时候，增程器也能检测到电池电压，默认为电池不亏电，此时增程器会降低功率不往电池充电，防止电池过量充电鼓包。

  电动车主打无里程焦虑的重点是增程器。增程器不是新鲜玩意，国内市场也有那么几款车，如宝马i3、雪佛兰volt和别克Velite。

  增程式的车型已经荣登日本销量榜首，日产旗下的增程式小型轿车“Note Epower”在今年上半年的日本市场销量达7.338万辆。

  电动车增程器绝大多数都是按照功率来进行划分的，小型的增程器输出功率在1kW以下，由于体积和功率都不大，所以能用于800W及以下的铅酸或者锂电车型（两轮电动车），至于功率和尺寸更大的增程器，基本上都用在了三轮或四轮电动车上。

  国外生产电动车增程器的企业包括奥迪、雪弗兰VOLT、AVL（奥地利李斯特内燃机及设备测试公司）、Ricardo（里卡多）、德国FEV发动机技术有限公司、莲花公司（lotus）、（Mahhe），这些公司都有自己的增程器及増程式解决方案。通用也早在很多年前，就推出了增程式的新能源车型沃蓝达。

  在国内乘用车领域，长城、奇瑞、广汽和北汽等汽车企业相继投入到了增程式电动汽车的研发当中。在乘用车电动车增程器开发方面，国内领域也开始逐步增加投入，如奇瑞、柳州五菱柳机动力有限公司、ALT等公司。在客车领域，湖南中车时代电动汽车股份有限公司表现较为优异。

  2016年4月，西门子和法雷奥签订协议组成合资企业，将面向全球生产和出售电动汽车和轻型汽车使用的高压电动机、增程器和充电器。

  （1）2014年，东安动力与北汽联合申报 M10 增程器项目，成为国家科技支撑计划中唯一获得支持的电动车用增程器项目，标志着 M 系列发动机成功进军新能源领域。

  东安动力与北汽新能源 M10E 增程器项目2018年上半年获得政府补助104.3万，2017年收到政府补助155万。

  （2）斯太尔做混合动力增程器，目前满足国六排放标准的柴油机和增程器产品正在研究 准备开发过程中。 公司下属孙公司无锡增程电子科技有限公司生产经营正常,其研发的新能源动力增程器项目已取得重大进展,有望成为主营业务发展的新亮点。

  1. 在国家《中国制造2025》中，明确提出要重点开发“高性能插电式混合动力总成和增程式器发动机”。

  2.工信部对包括汽车行业在内的216项行业标准及1项汽车行业标准修改单进行了报批公示。

  QC/T 1086-2017《电动汽车用增程器技术条件》规定了电动汽车用增程器的术语和定义、要求、试验方法和检验规则等要求。本标准适用于由内燃机和发电机及控制器组成的车载式增程器。

  全球增程器市场规模已从2010年的0.07亿美元增长至2016年的1.54亿美元。

  按照提出的2020年需要销售760万辆电动汽车的目标来看，全球增程器行业增长空间巨大，预计到2022年，行业市场规模将超过27亿美元，年均复合增长率在62%左右。

  ICE增程器的成本低于燃料电池增程器。由于其低成本优势，ICE增程器市场有望在不久的将来继续增长。此外，日产（日本）和铃木（日本）等原始设备制造商计划在印度等发展中经济体推出配备ICE增程器的电动汽车。这些因素将有助于推动ICE增程器市场增长。

  综合考虑我国新能源汽车对增程器的需求及增程器市场价格等因素，对增程器的需求规模进行测算，2016年我国新能源汽车对增程器的规模在2.90亿元左右，2010-2016年需求规模保持约114%的年均复合增速。

  增程器的性能很大程度上影响着整车的驾乘性能，因此，从技术角度来看，增程器行业将有以下四个趋势。

  首先，能源转换效率的进一步提升。带有增程器的电动汽车，在增程工作模式下，能量转换效率尚不能达到机械耦合混合动力汽车车型的水平，在这方面有较大的提升空间。

  其次，增程器与整车动力系统的有效匹配。根据整车参数和设计技术指标要求，进行增程器与整车性能匹配，使增程器在满足补充电动汽车所需最大功率的基础上，尽可能选用小功率发动机，改善增程器的燃油经济性，并使蓄电池在满足整车动力性能的前提下，尽量降低容量。

  第三，增程器的高质量发电。目前，用于增程器的起动/发电一体化电机类型，包括开关磁阻电机、异步电机与永磁无刷电机，这些电机的传统应用都是在电动场合，在发电领域的应用还属于新技术，如何发出动态与静态性能优良、效率高、满足主驱动电机供电要求的电能值得深入研究。

  最后，增程器整机结构优化。体积小巧、结构紧凑、便于车载、发动机和起动/发电电机整体配置得到优化的增程器，值得深入研究，以便在不改变汽车现有底盘结构的情况下，获得高性价比的增程式电动汽车。

  英国里卡多公司创立于1908年，是世界上资格最老的发动机和变速箱设计制造公司，设计并制造了世界上第一台坦克发动机，目前产品供应法拉利、通用、福特、捷豹、路虎、雷诺等汽车巨头，创下百公里加速2.5秒世界纪录的布加迪威龙超级跑车也采用该公司的发动机和变速箱。

  英国里卡多集团是世界著名汽车动力技术开发公司，工程技术特长涵盖了发动机总成控制、电子和软件发展，以及最新的动力传动系统，尤其是在汽车和发动机研发技术方面有丰富经验和全球一流的水平。

  我国的国产汽车生产商奇瑞公司在2004年启动了混合动力汽车自主研发项目,与英国里卡多公司合作,开发出了奇瑞BSG 和ISG混合动力车型,并于2005 年推出了国内自主品牌首次可以量产的中混动力A5BSG车型。除此之外，里卡多还先后与福田汽车，江淮汽车，力帆汽车合作开发过乘用车发动机。

  2018年，英国里卡多公司（Ricardo）研发了一款全新48V电动发动机。与目前的量产发动机相比，该发动机的能量密度提升了50%。里卡多设计的新型48V电动机以及配套逆变器融合了高性能、低成本电气化的最新想法，旨在提升48V混合动力车的性能，较当前较高电压的混合动力车，可提供更具吸引力且价格合理的解决方案。

  与传统混动系统相同，48v系统通过电动机与内燃机并联运行，以提供额外的驱动力，同时兼具动能回收功能。相较于之前的混动系统，48v系统占地更小，重量更轻，成本更低，更加安全，具有更好的节油效果和更强的功能性。48V电气系统就是采用48V蓄电池作为整车供电电源，或者在原有12V蓄电池的基础上再额外添加一块48V蓄电池。用能量小于一度电的功率型锂离子电池替代传统的铅酸电池，用BSG电机替代传统的启动电机和发电机，除了自动启停功能之外，还能够在必要的时候，为车辆提供辅助动力。

  一般来说，48V系统由三大件组成：电机、锂离子电池组以及DC-DC转换器。48V系统一般与内燃机并联。相较于高压混合动力系统，48V微混系统能够以三分之一的成本提供了全混合动力的三分之二的好处，让燃油经济性提高了15％至20％。48V还能够适用于驱动电动增压器（e-ger）。电动增压器取代传统的等待废气让涡轮达到最高速度，会让加速过程更加迅速，同时滞后感也会并不那么显著。截至到2025年，48V混动汽车的市场占有率将占全球轻度混动车市场的95%以上。