問題28 增程器主要有哪些類型？

增程器可以按結(jié)構(gòu)組成、布置位置等方式進行分類。

1.按結(jié)構(gòu)組成分類

按照增程器的結(jié)構(gòu)組成，將目前已有的增程器分為以下幾種：

①大容量動力電池增程器：其優(yōu)點是便于統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格，研發(fā)周期短，成本低，容易實現(xiàn)量產(chǎn)。但是因為這種增程器是基于傳統(tǒng)的動力電池，所以不可避免地存在能量密度較低、體積偏大、成本高等缺點，短距離行駛時的優(yōu)勢明顯不足。

②燃料電池增程器：為了達到盡量避免使用燃油、實現(xiàn)零排放的目標(biāo)，燃料電池增程器成為一種新的選擇。可以采用功率為5～10kW的小型燃料電池作為增程器，與車載主動力電池協(xié)同工作，延長電動汽車的續(xù)駛里程。圖3-17所示為燃料電池增程器的動力結(jié)構(gòu)，圖3-18所示為采用模塊布置法的氫燃料電池增程器系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)。

目前燃料電池增程器處于開發(fā)階段，從整車集成方面的要求來講，需要克服的技術(shù)問題比較多。要求空壓機體積小、重量輕，并需要良好的散熱裝置；要求壓縮機有較大的空氣壓縮比，同時保證輸出的空氣流量相對較小。因此要使燃料電池增程器能夠成熟地運用于E-REV，需要克服以上技術(shù)問題，目前在E-REV上的應(yīng)用還處于研發(fā)階段。

③發(fā)動機/發(fā)電機組增程器：發(fā)動機/發(fā)電機組增程器可以采用多種發(fā)動機與發(fā)電機進行組合成為增程式系統(tǒng)，可供選擇的發(fā)動機有傳統(tǒng)的活塞式發(fā)動機、轉(zhuǎn)子發(fā)動機、小型燃?xì)廨啓C等。因為這種增程系統(tǒng)的電能由發(fā)動機提供，經(jīng)歷了發(fā)動機/發(fā)電機的能量轉(zhuǎn)換過程，所以發(fā)電機功率要大于增程系統(tǒng)功率。發(fā)動機到發(fā)電機之間存在能量損失，要求發(fā)動機功率大于發(fā)電機功率，在滿足以上結(jié)構(gòu)和配置的基礎(chǔ)上，保證發(fā)動機和發(fā)電機都工作在轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速高效率區(qū)內(nèi)。發(fā)動機/發(fā)電機組的增程系統(tǒng)是目前應(yīng)用最多和技術(shù)最成熟的增程系統(tǒng)。

2.按布置位置分類

增程器包括發(fā)電裝置和輔助能量存儲裝置，根據(jù)增程器與汽車的安裝關(guān)系，增程器的安裝位置可以分為掛車式、插拔式和車載式三種。

①掛車式增程器：掛車式增程器安裝在拖車上，根據(jù)行駛距離的不同來決定是否使用增程器，出行前需要對出行距離做出預(yù)估，長距離行駛時需要拖掛增程器適時提供能量；市區(qū)短途行駛時取下拖車，此時完全變?yōu)橐惠v純電動汽車使用。這種形式由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，實用性不高，更多的是應(yīng)用于室內(nèi)場館車。其優(yōu)點是增程器的輸出功率能夠根據(jù)需要設(shè)計，可以使用多種輔助燃料，但是缺乏使用的靈活性，拖車的質(zhì)量和體積都比較大，不易倒車。在不確定是否需要長距離行駛時，或者有突發(fā)性事件，都給駕乘者造成了很大的不便，限制了隨意駕駛的自由度。

②插拔式增程器：插拔式增程器將增程器設(shè)置為可插拔的模塊。考慮到短途行駛時，不需要攜帶增程器行駛，故提出了這種方案。這種增程器需要將增程器系統(tǒng)模塊，包括控制器和DC/DC變換器集中在一起，做成一個方便拆卸的獨立單元。在日常短途行駛時，將增程器系統(tǒng)整體從車上拆下，此時只用動力電池的電能驅(qū)動車輛行駛，完全變?yōu)榧冸妱悠嚕瑴p少了車輛的整備質(zhì)量，提高了能量利用率；長途行駛時，將增程器模塊通過機械及電氣接口與整車動力系統(tǒng)相連，增加續(xù)駛里程。這種形式的增程器對設(shè)計的要求較高，并需要與動力部件及傳動系統(tǒng)的合理匹配，在匹配的基礎(chǔ)上要求的控制策略非常復(fù)雜，還要解決振動噪聲等附加問題，所以目前的E-REV價格偏高。

③車載式增程器：車載式增程器與純電動汽車的動力系統(tǒng)固定在一起，結(jié)構(gòu)形式簡單，動力系統(tǒng)可以方便地實現(xiàn)結(jié)構(gòu)布置，提高了整車的空間利用率。與插拔式增程器相比，不需要在出行前對出行距離進行預(yù)估，也不需要頻繁地對增程器進行拆卸和安裝，是目前應(yīng)用最多的增程器系統(tǒng)。