新能源汽车增程器的结构和工作原理图

 2025-06-08  阅读 1  评论 0

摘要:新能源汽车增程器(Range Extender, REx)是一种辅助动力系统,主要用于在电池电量不足时延长车辆续航里程。其核心功能是通过内燃机发电为电池充电或直接驱动电机,而非直接驱动车轮。以下是其结

新能源汽车增程器(Range Extender, REx)是一种辅助动力系统,主要用于在电池电量不足时延长车辆续航里程。其核心功能是通过内燃机发电为电池充电或直接驱动电机,而非直接驱动车轮。以下是其结构和工作原理的详细说明:

新能源汽车增程器的结构和工作原理图

一、增程器的主要结构

增程器通常由以下核心组件构成:

1. 内燃机(发动机)

  • 一般为小排量汽油/柴油发动机(如1.0L-1.5L),专门用于发电而非直接驱动车辆。
  • 设计注重热效率和低油耗(例如阿特金森循环发动机)。
  • 2. 发电机(GenSet)

  • 与发动机同轴连接,将机械能转换为电能。
  • 类型包括永磁同步电机或交流异步电机。
  • 3. 电力控制器(ECU)

  • 管理发动机启停、发电功率调节,并与整车控制器协同工作。
  • 根据电池SOC(电量状态)动态调整发电策略。
  • 4. 燃料系统

  • 油箱、燃油泵、喷射装置等,为内燃机提供燃料。
  • 5. 能量传输系统

  • 包含整流器、逆变器,将发电机输出的交流电转换为直流电供电池或驱动电机使用。
  • 6. 热管理系统

  • 独立散热循环,确保发动机和发电机在高效温度区间运行。
  • 二、增程器工作原理

    1. 工作模式

  • 纯电模式(电池驱动)
  • 电池电量充足时,车辆完全由驱动电机供电,增程器不启动。

  • 增程模式(串联模式)
  • 当电池SOC低于阈值(如20%)时,增程器启动:

    1. 内燃机启动,带动发电机发电。

    2. 电能直接供给驱动电机,剩余电量存入电池。

    3. 发动机始终工作在高效转速区间(如2500-4000 RPM),优化能耗。

  • 充电模式
  • 在停车或特定工况下,可通过增程器为电池充电。

    2. 能量流动路径

    燃料(汽油/柴油) → 内燃机(机械能) → 发电机(电能) →

    → 驱动电机(驱动车轮)

    → 电池(存储电能)

    3. 技术特点

  • 串联式架构:发动机与车轮无机械连接,仅作为“移动充电宝”。
  • 智能控制策略:根据车速、电池电量动态调整发电功率。
  • NVH优化:增程器启停时需抑制振动和噪音,提升驾驶体验。
  • 三、增程器系统示意图(文字描述)

    +-+ 机械连接 +-+

    | 内燃机(发动机) | > | 发电机 |

    +-+ +-+

    | 电能传输

    +-+ 能量分配 +-+

    | 电力控制器 | <-

  • | 动力电池 |
  • +-+ +-+

    | 电能输出

    +-+ +-+

    | 驱动电机 | <-

  • | 逆变器/整流器 |
  • +-+ +-+

    四、增程器技术的优势与局限

    优势

  • 缓解续航焦虑,适合长途场景。
  • 电池容量可设计得更小,降低成本。
  • 发动机工况稳定,排放和油耗优于传统燃油车。
  • 局限

  • 能量二次转换(燃油→机械能→电能)存在效率损失(约30%)。
  • 高速巡航时能耗较高,适合城市中低速场景。
  • 五、典型应用车型

  • 理想汽车:理想ONE、理想L系列(增程式电动车代表)。
  • 日产e-POWER:采用类似增程技术的混合动力系统。
  • 如需更详细的电路图或机械结构图,建议参考《新能源汽车动力系统原理》或厂商技术手册。

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