电驱循环集合力增程发电机能量转换技术验证成功

作者：石永生

传统的电动车增程发电机，多采用燃油机驱动。集合力增程发电机是采用电能转换驱动，它不需要外来任何原料驱动。这种增程发电机是利用电荷能的聚合效应，实现的能源跨越电能循环发电机。

1.技术原理与创新点

1.1 电驱循环集合力增程发电机工作原理

电驱循环集合力增程发电机是一种新型的增程式电动汽车动力系统，其核心在于将发动机、发电机和电驱系统进行深度集成与优化，以实现高效的能量转换和循环利用。其工作原理如下：

• 发动机与发电机的协同工作：发动机作为动力源，通过集合聚能电驱产生机械能，驱动发电机将机械能转化为电能。发动机始终工作在其高效区间，以确保电驱经济性最大化。发电机则根据整车的能量需求，将发动机产生的能量转化为电能，供给驱动电机或为动力电池充电。

• 电驱系统的能量循环与再利用：电驱系统接收发电机产生的电能，驱动车辆行驶。在车辆制动或减速时，电驱系统通过能量回收机制，将车辆的动能转化为电能，并反馈到动力电池中储存，实现能量的循环利用，提高系统的整体效率。

• 智能控制策略：通过先进的控制算法和传感器技术，实时监测车辆的运行状态和能量需求，动态调整发动机、发电机和电驱系统的运行工况，确保整个系统的高效、稳定运行，同时优化整车的性能和能耗表现。

1.2 核心技术突破

电驱循环集合力增程发电机在多个关键技术领域实现了突破，这些突破为增程式电动汽车的性能提升和效率优化奠定了坚实基础：

• 深度集成的电驱系统：将电机、电控、减速器、充电机、DCDC、DCAC、PDU等七大核心功能深度融合，形成高度集成的电驱总成。与传统的“三合一”电驱系统相比，重量降低10%、体积降低5%、效率提升4.9%、功率密度提升37%。这种深度集成不仅提高了系统的整体性能，还为车辆的设计和布局提供了更大的灵活性。

• 高效能量转换技术：采用先进的电机设计和控制技术，如8层扁线绕组技术、转子双V拓扑构型等，显著提高了电机的槽满率和效率。通过优化电机的电磁设计和冷却系统，降低了电机的铜损耗和铁损耗，进一步提升了系统的能量转换效率。同时，发电机的最高效率可达96%，在行业内处于领先水平。

• 智能能量管理策略：基于实时路况和车辆状态，智能能量管理系统能够提前识别拥堵路段等复杂工况，并合理控制增程器的工作模式。通过经济、舒适、动力的完美平衡，实现全域经济性和舒适性。此外，该系统还具备高效热管理能力，通过多次热害试验验证优化，确保增程版车辆在不同工况下都能保持良好的散热性能，实现与纯电版相同的前格栅开孔率，提升车辆的造型设计。

• 低温环境适应技术：全球首创的微核高频脉冲加热技术，解决了电动车在极寒环境下的使用难题。该技术利用电池在低温下的内阻特性，通过脉冲电流产生焦耳热，快速提升电池温度。在-30℃的超低温环境下，每4分钟电池温度可提升4℃，动力性能提升50%，充电时间缩短15%。这一技术突破使得增程式电动汽车在寒冷地区的冬季用车更加便捷，极大地拓展了其应用场景。

• NVH优化技术：采用基于啸叫的变频主动控制技术和双层软件架构平衡算法设计，实现了各工况下的最优啸叫控制。通过全工况低扭振结构设计和发动机无感运行策略，有效降低了增程器的振动和噪音，提升了车辆的NVH性能，为用户提供了更加舒适、安静的驾驶体验。

2.研制背景与市场需求

2.1 新能源汽车发展趋势

随着全球对环境保护和可持续发展的关注度不断提升，新能源汽车作为传统燃油汽车的替代品，迎来了快速发展的机遇。国际能源署测算，要在2050年实现净零排放，到2030年电动汽车在总销量中的比重需要达到60%。我国新能源汽车产业也取得了显著成就，2023年我国新能源汽车产销量分别跃升至958.7万辆和949.5万辆，产销量连续九年世界第一，产业规模不断扩大，形成从上游矿物原料加工、动力电池到下游整车的完整产业链，而且在每个产业链环节都占据着主导地位。然而，新能源汽车在发展过程中也面临着一些挑战，如续航里程焦虑、充电设施不足等问题，这些问题在一定程度上限制了新能源汽车的市场推广和消费者接受度。

2.2 增程技术市场前景

增程技术作为一种有效的解决方案，能够有效缓解新能源汽车的续航里程焦虑问题，同时结合了纯电动汽车的环保优势和传统燃油汽车的补能便利性，为消费者提供了更加灵活和可靠的出行选择。近年来，增程技术在新能源汽车领域的应用逐渐受到关注，市场前景广阔。2024年1-7月，新能源汽车产销分别完成591.4万辆和593.4万辆，同比分别增长28.8%和31.1%，新能源汽车新车销量达到汽车新车总销量的36.4%，其中增程器作为延长电动汽车续航里程的关键部件，其市场需求持续增长。从政策环境来看，我国政府对新能源汽车的支持力度不断加大，一系列政策鼓励汽车制造商在新能源汽车中引入增程技术，以提高新能源汽车的市场竞争力。从市场竞争来看，国内新能源汽车市场竞争激烈，增程技术成为差异化竞争的重要手段之一。众多汽车制造商纷纷布局增程式产品，如理想汽车、赛力斯汽车、零跑汽车等国内车企在增程器领域取得了显著成绩。从技术研发来看，国内一些汽车制造商和科研机构在增程技术方面取得了一些新的突破，例如，有企业在燃料电池技术上进行了深入研究，取得了一系列创新成果。这些成果不仅提高了增程技术的可靠性和稳定性，也为我国在国际上树立了技术领先的形象。

3.性能优势与应用前景

3.1 高效能量转换与续航提升

电驱循环集合力增程发电机通过深度集成与优化，实现了高效的能量转换和循环利用，显著提升了车辆的续航能力。其高效能量转换技术采用先进的电机设计和控制技术，如8层扁线绕组技术、转子双V拓扑构型等，使电机槽满率大幅提升，电阻和铜损耗降低约25%，系统效率提高0.9%。发电机最高效率可达96%，处于行业领先水平。在实际应用中，以长安深蓝SL03(图片|配置|询价)为例，其增程版在满油满电状态下，综合续航里程可达1200km，馈电油耗低至4.5L/100km，有效解决了新能源汽车的续航焦虑问题。

此外，电驱系统的能量循环与再利用机制进一步提升了系统的整体效率。在车辆制动或减速时，电驱系统通过能量回收机制，将车辆的动能转化为电能，并反馈到动力电池中储存，实现能量的循环利用。这一机制不仅提高了车辆的能量利用效率，还延长了电池的使用寿命，降低了车辆的运营成本。

3.2 在不同场景下的应用潜力

3.2.1 城市通勤场景

在城市通勤场景中，电驱循环集合力增程发电机的优势尤为明显。其高效的能量转换和能量回收机制，使得车辆在频繁启停的城市路况下能够实现更低的能耗和更长的续航里程。长安深蓝SL03增程版在纯电模式下可续航200km，满足大多数城市通勤需求。

此外，智能能量管理系统能够根据实时路况和车辆状态，提前识别拥堵路段等复杂工况，并合理控制增程器的工作模式。通过经济、舒适、动力的完美平衡，实现全域经济性和舒适性。这一系统不仅提高了车辆的燃油经济性，还提升了驾驶体验。

3.2.2 长途旅行场景

对于长途旅行，电驱循环集合力增程发电机的长续航能力解决了纯电动汽车的里程焦虑问题。其高效的能量转换和能量回收机制，使得车辆在长途行驶中能够保持稳定的续航里程，无需频繁充电。例如，长安深蓝SL03增程版在满油满电状态下，综合续航里程可达1200km，能够满足大多数长途旅行的需求。

此外，智能能量管理系统能够根据车辆的实际需求，动态调整发动机、发电机和电驱系统的运行工况，确保整个系统的高效、稳定运行。这一系统不仅提高了车辆的燃油经济性，还提升了驾驶的安全性和舒适性。

3.2.3 极寒环境场景

电驱循环集合力增程发电机的低温环境适应技术，使其在极寒地区的冬季用车更加便捷。全球首创的微核高频脉冲加热技术，利用电池在低温下的内阻特性，通过脉冲电流产生焦耳热，快速提升电池温度。在-30℃的超低温环境下，每4分钟电池温度可提升4℃，动力性能提升50%，充电时间缩短15%。

这一技术突破不仅解决了电动车在极寒环境下的使用难题，还极大地拓展了增程式电动汽车的应用场景。例如，长安深蓝SL03增程版在-30℃的低温环境下，依然能够正常启动和行驶，为北方地区的用户提供了更加可靠的出行选择。

3.2.4 商用车领域

在商用车领域，电驱循环集合力增程发电机也具有广阔的应用前景。商用车通常需要较大的动力和较长的续航里程，而电驱循环集合力增程发电机能够提供高效的动力输出和稳定的续航能力。例如，一些重型设备如挖掘机、装载机等，需要长时间运行且对动力要求较高，增程发电机能够延长设备的续航里程，减少停机时间，提高作业效率。

此外，增程发电机的高效能量转换和能量回收机制，能够显著降低商用车的运营成本。通过智能能量管理系统，商用车能够在不同的工况下实现最优的能耗表现，提高燃油经济性，减少碳排放。

3.2.5 新能源汽车产业链

电驱循环集合力增程发电机的成功研制，对新能源汽车产业链的发展也具有重要意义。其高效能量转换和能量回收机制，能够提高整个产业链的能源利用效率，降低生产成本。例如，通过优化电机的电磁设计和冷却系统，降低了电机的铜损耗和铁损耗，进一步提升了系统的能量转换效率。

此外，增程发电机的广泛应用能够推动新能源汽车产业链的协同发展。上游原材料供应商、中游核心零部件制造商和下游整车制造商能够通过协同创新，进一步提升产业链的竞争力。例如，长安汽车的原力超集电驱技术，将电机、电控、减速器等七大核心功能深度融合，形成了高度集成的电驱总成，为产业链上下游企业提供了更多的合作机会。

综上所述，电驱循环集合力增程发电机在高效能量转换与续航提升方面表现出色，同时在城市通勤、长途旅行、极寒环境、商用车领域以及新能源汽车产业链中具有广泛的应用潜力，为新能源汽车的发展提供了重要的技术支持和市场机遇。

4.研发团队与技术合作

4.1 研发团队构成与专业背景

电驱循环集合力增程发电机的研发团队由多领域专家组成，涵盖机械工程、电气工程、控制科学等专业。团队核心成员多来自知名高校和科研机构，具备深厚理论基础与丰富实践经验。例如，长安汽车的原力超集电驱研发团队，其成员在电机设计、控制算法、热管理等领域拥有多年研究与开发经验。此外，团队还吸纳了具有产业界背景的人才，熟悉市场需求与产品开发流程，确保研发成果具备良好市场适应性。

4.2 技术合作伙伴与资源共享

电驱循环集合力增程发电机的研发过程中，技术合作发挥了关键作用。长安汽车与华为的合作是典型范例，双方在电驱系统、智能控制等领域深度合作。华为的DriveONE电驱系统被应用于赛力斯车型，其高性能电机和电驱动技术助力车辆实现百公里加速仅需4秒。此外，赛力斯与华为还合作开发了智能座舱和智能驾驶系统。通过合作，双方共享技术资源，加速产品研发与优化。长安汽车的原力超集电驱技术，借助华为在芯片、算法等方面的优势，实现了系统效率95%的突破。这种合作模式不仅提升了研发效率，还降低了研发成本，推动了电驱循环集合力增程发电机技术的快速发展。

5.产业影响与未来展望

5.1 对新能源汽车产业的推动作用

电驱循环集合力增程发电机的成功研制，对新能源汽车产业产生了深远的推动作用，主要体现在以下几个方面：

• 提升市场竞争力：电驱循环集合力增程发电机解决了新能源汽车的续航焦虑问题，同时结合了纯电动汽车的环保优势和传统燃油汽车的补能便利性，为消费者提供了更加灵活和可靠的出行选择。这使得增程式电动汽车在市场上的竞争力显著提升，吸引了更多消费者选择新能源汽车。例如，2024年1-7月，新能源汽车新车销量达到汽车新车总销量的36.4%，其中增程器作为延长电动汽车续航里程的关键部件，其市场需求持续增长。

• 促进产业链协同发展：电驱循环集合力增程发电机的广泛应用，推动了新能源汽车产业链的协同发展。上游原材料供应商、中游核心零部件制造商和下游整车制造商能够通过协同创新，进一步提升产业链的竞争力。例如，长安汽车的原力超集电驱技术，将电机、电控、减速器等七大核心功能深度融合，形成了高度集成的电驱总成，为产业链上下游企业提供了更多的合作机会。这种协同创新不仅提高了整个产业链的效率，还降低了生产成本，提升了产品质量。

• 推动技术创新与升级：电驱循环集合力增程发电机在多个关键技术领域实现了突破，如深度集成的电驱系统、高效能量转换技术、智能能量管理策略等。这些技术突破为新能源汽车产业的技术创新和升级提供了重要的参考和借鉴，推动了整个行业的技术进步。例如，全球首创的微核高频脉冲加热技术，解决了电动车在极寒环境下的使用难题，极大地拓展了增程式电动汽车的应用场景。这种技术创新不仅提升了新能源汽车的性能和可靠性，还为未来的技术发展奠定了坚实基础。

• 助力政策目标实现：我国政府对新能源汽车的支持力度不断加大，一系列政策鼓励汽车制造商在新能源汽车中引入增程技术，以提高新能源汽车的市场竞争力。电驱循环集合力增程发电机的成功研制和应用，有力地支持了这些政策目标的实现，推动了新能源汽车产业的快速发展。例如，国际能源署测算，要在2050年实现净零排放，到2030年电动汽车在总销量中的比重需要达到60%。电驱循环集合力增程发电机的应用，有助于提高新能源汽车的市场渗透率，为实现这一目标提供了重要支持。

5.2 技术发展方向与持续创新

电驱循环集合力增程发电机的成功研制，为新能源汽车产业的技术发展提供了新的方向和思路，未来的技术发展方向和持续创新主要集中在以下几个方面：

• 进一步提升系统集成度：目前，电驱循环集合力增程发电机已经实现了电机、电控、减速器、充电机、DCDC、DCAC、PDU等七大核心功能的深度融合。未来，随着技术的不断进步，系统集成度将进一步提升，更多的功能和部件将被集成到更小的体积内，实现更高的功率密度和更低的重量。长安汽车的原力超集电驱技术，较传统的“三合一”电驱系统，重量降低10%、体积降低5%、效率提升4.9%、功率密度提升37%。这种高度集成的电驱总成不仅提高了系统的整体性能，还为车辆的设计和布局提供了更大的灵活性。

• 优化能量转换效率：高效能量转换技术是电驱循环集合力增程发电机的核心优势之一。未来，通过进一步优化电机的电磁设计和冷却系统，降低电机的铜损耗和铁损耗，发电机的最高效率有望进一步提升。同时，智能能量管理系统将更加智能化，能够根据实时路况和车辆状态，更加精准地控制增程器的工作模式，实现全域经济性和舒适性的进一步优化。长安汽车的原力超集电驱技术，通过8层扁线绕组技术、转子双V拓扑构型等创新技术，使电机槽满率大幅提升，电阻和铜损耗降低约25%，系统效率提高0.9%。

• 拓展应用场景：电驱循环集合力增程发电机在城市通勤、长途旅行、极寒环境、商用车领域等场景中具有广泛的应用潜力。未来，随着技术的不断成熟和成本的降低，其应用场景将进一步拓展。在商用车领域，增程发电机能够提供高效的动力输出和稳定的续航能力，显著降低商用车的运营成本。此外，在特种车辆、工程机械等领域，电驱循环集合力增程发电机也有望得到广泛应用，为这些领域提供更加环保、高效的解决方案。

• 加强智能化与网联化：随着智能网联技术的快速发展，电驱循环集合力增程发电机将与智能化、网联化技术深度融合。通过车辆与基础设施的互联互通，实现更加精准的能量管理和服务优化。基于实时路况信息，车辆能够提前调整增程器的工作模式，优化能量分配，提高燃油经济性和驾驶舒适性。此外，通过智能诊断和远程监控技术，能够实时监测车辆的运行状态，及时发现和解决问题，提高车辆的可靠性和安全性。

• 探索新型能源与材料：未来，随着新能源技术的不断突破，电驱循环集合力增程发电机有望探索新型能源和材料的应用。固态电池技术的发展将为增程式电动汽车提供更高的能量密度和安全性。同时，新型轻量化材料的应用将进一步降低车辆的重量，提高能源利用效率。这些新型能源和材料的应用，将为电驱循环集合力增程发电机的技术发展带来新的机遇和挑战。

6.总结

电驱循环集合力增程发电机的成功研制，是新能源汽车技术领域的一项重要突破，其在技术创新、性能提升、市场应用等方面均展现出显著优势，为新能源汽车产业的发展提供了强大动力。

6.1 技术创新与性能提升

电驱循环集合力增程发电机通过深度集成与优化，实现了高效的能量转换和循环利用。其核心技术突破包括深度集成的电驱系统、高效能量转换技术、智能能量管理策略、低温环境适应技术以及NVH优化技术。这些技术的应用不仅显著提升了系统的整体效率和性能，还为车辆的高效运行和舒适性提供了有力保障。发电机最高效率可达96%，处于行业领先水平；微核高频脉冲加热技术在-30℃的超低温环境下，每4分钟电池温度可提升4℃，动力性能提升50%，充电时间缩短15%。

6.2 市场应用与前景广阔

电驱循环集合力增程发电机在不同应用场景中展现出强大的适应性和竞争力。在城市通勤场景中，其高效的能量转换和能量回收机制，使得车辆在频繁启停的城市路况下能够实现更低的能耗和更长的续航里程。在长途旅行场景中，其长续航能力解决了纯电动汽车的里程焦虑问题。在极寒环境场景中，低温环境适应技术使其在寒冷地区的冬季用车更加便捷。此外，在商用车领域，其高效的动力输出和稳定的续航能力，能够显著降低商用车的运营成本。这些优势使得电驱循环集合力增程发电机在新能源汽车市场中具有广阔的应用前景。

6.3 产业推动与未来展望

电驱循环集合力增程发电机的成功研制，对新能源汽车产业产生了深远的推动作用。它不仅提升了增程式电动汽车的市场竞争力，促进了产业链的协同发展，还推动了技术创新与升级，助力政策目标的实现。未来，随着技术的不断进步，电驱循环集合力增程发电机将在进一步提升系统集成度、优化能量转换效率、拓展应用场景、加强智能化与网联化以及探索新型能源与材料等方面持续创新。这些发展方向将为新能源汽车产业的技术进步和市场拓展提供新的动力和机遇，推动新能源汽车在全球范围内的广泛应用和可持续发展。