摘要：介绍增程式电动汽车的概念、一般结构和工作模式。以美国通用的Volt增程式电动车为具体实例，讲述实际应用中的增程式汽车结构与工作模式。
    当前，能源与环境问题的双重压力越来越大，纯电动汽车因具有节能环保的特点而受到各汽车大国的重视。我国也对纯电动汽车的发展给予了政策和财政支持。但是，限制于当前的技术发展水平，特别是动力电池的技术瓶颈，纯电动汽车还有许多方面不能满足用户需求，例如，由于纯电动汽车续驶里程短，用户普遍存在“里程焦虑”问题。为提高电动汽车的续驶里程，国内外近来将目光投向了增程式电动汽车（Extended-Range ElectricVehicle，EREV）。

    1 增程式电动汽车基本结构
    顾名思义，增程式电动汽车是以提高纯电动汽车的续驶里程为目的，在纯电动汽车的基础上增加增程器而成。它的基本结构由增程器、动力电池、驱动电机及传动系统组成，结构框图如图1所示。增程器通常由发动机和发电机组成，当动力电池电量不足时，通过增程器发电为驱动电机提供电能。动力电池和驱动电机的类型与其他纯电动车一致，动力电池电量充足时，为驱动电机提供电能。传动系统中可以是各种变速装置。

    2 增程式电动汽车基本工作模式
    由于当前储能技术的限制，电动汽车一次充电的行驶里程比传统汽车少得多。纯电动汽车的这一现状，对于习惯传统汽车的现代社会，会使人们产生“里程焦虑”而影响电动汽车的使用意愿。研究表明，作为代步工具，大多数人日常使用汽车的范围在64 km。如果在这一范围内普遍使用电动汽车的话将显著减少燃油消耗和降低排放。对于40英里以上的距离，则依靠增程器提供能量，大幅提高电动汽车的行驶里程，克服“里程焦虑”。由此，如果不考虑停车和充电过程，EREV的基本工作模式即分为纯电动模式和增程模式。
    1）纯电动模式，属于电量消耗阶段。根据动力电池最佳工作区间特性，预先设计一个荷电状态SOC最低阀值SOCIow，当电池SOC值处于这个阀值以上时，EREV处于纯电动模式。在纯电动模式，车辆与纯电动汽车一样，由动力电池提供能量，由驱动电机提供行驶动力。
    2）增程模式，此阶段属于电量维持阶段。随着车辆在纯电动模式下运行，电池SOC逐渐降低，当低于设定阀值时，如果再继续使用电池，将会减少电池的使用寿命。这时，应当启动增程器，利用增程器发出的电能提供驱动电机行驶，同时，多余的部分电能为电池充电，使电池SOC略微增加至预定阀值SOChi，并保持SOC处于前述两个阀值之间，即满足SOClow ≤SOC ≤SOChi，直至停车充电，将电池充满，之后车辆行驶时，又进入纯电动模式。
    文献中给出了某增程式电动汽车电池SOC的仿真时间历程，如图2所示。

从图2中可以明显看出前期SOC的下降趋势，此时车辆处于纯电动模式，后期SOC处于波动状态，表明处于增程模式。

    3 通用Volt增程式电动汽车
    3.1 Volt基本结构和参数
    美国通用公司的Volt增程式电动汽车于2010年7月在北美上市，是世界首款量产增程式汽车，结构框图如图3所示。该结构同样包括增程器、主驱动电机、动力电池组成（图4）。增程器由1.4升汽油发动机（图5）和永磁直流发电机组成。在Volt中，主驱动电机和发电机与行星齿轮机构集成设计，称之为Voltec系统（图6）。两台电机之间通过行星齿轮机构驱动车辆。与前述基本结构不同的是，Volt还包括3个离合器C1、C2和C3。根据车辆不同的行驶模式，通过控制这些离合器使得发电机处于不同的工作状态。Volt的基本参数见表1。

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