我为什么看好增程式混动

首先感谢理想 ONE 为增程式混动做的科普。作为一个外行的吹子，我甚至认为理想 ONE 的增程式混合动力系统，是第一个具有弯道超车实力的国产动力系统。增程式混动，应该成为国内车厂新的突破方向。

背景知识点

预期文章会很长很啰嗦。先说几点，如果这几点你不同意，就不要浪费时间在本文了：

纯燃油车低速费油，是因为热效率低；高速不费油主要是因为热效率高

纯电动车的电机效率全速率都不低，高速费电主要是因为风阻大

变速箱也有效率损耗，有高有低

设计哲学

增程式或者部分增程式的车型已经不少，而理想 ONE 是其中更纯粹更高效的全新实现。理想 ONE 把增程模式常态化，发动机发电直驱，有种大道至简的和谐感。理想 ONE 对一些关键策略重复过很多次：

先没油再没电，用油时一定有够用的电量提供强大的功率

发动机发电后直接驱动电机，有多余电量才充入电池

理想 ONE 为电池设定两个最低 SOC，70% 和 30%，分别名为增程优先模式和纯电优先模式。高 SOC 的好处起码有两点，一个是剩余电量还能匹配上电机的功率，二则可以避免电池过度放电保护电池。要说缺点，就是用户能直接使用的电量少了。不过李想说 30% SOC 其实只剩余 30 公里的续航，前面 70% 有 150 公里的续航（工信部数据 148 公里），加起来刚好 180 公里。所以用户“损失”的续航并不多。理想 ONE 在动力设定上比较“果断”，给用户选择余地不大，也是因为理想 ONE 知道怎样才能兼顾性能与续航（油耗）。不像其他 PHEV 的用户要纠结 SOC 设定，定高了可用电少，定低了可能又不省油。

有人以为增程式都是发动机发电到电池，再放电驱动电机，所以都是脱裤子放屁。然而这不是绝对的，像是 iMMD 混合模式，就是可以发动机发电之后，直接驱动电机。理想 ONE 也是发动机发电后直接驱动电机，并不存在充电再放电的损耗。可能 i3 这类增程式给人以错误的印象，增程器只是搏命式工作，发电用来充电，放电再驱动电机。因为电池已经没电，只能工作在低速。我猜 i3 这么设计，除了政策因素，也是稍微简化设计？增程器只是充电，大概不需要改动放电部分。按硬哥的说法，电池其实同时只能充电或者放电，看起来边充边放，是通过充放周期性更替实现的。所以 i3 的增程器功率多大不重要，反正充放电平衡，就是逃生最大速度所在。

基本上这就是李想所说的， 电池相当于内存——速度快，增程器相当于硬盘——容量大。这里内存最重要的是速度，对应电池的放电功率（及响应延时）。而电池的放电功率是跟剩余电量正相关的，所以理想 ONE 在 30% 就开启增程器，以保证动力响应无忧。衍生另外一个设定就是，理想 ONE 一定先把油用完，最后才会把电用完。

很多人会说如果没电了，这 1.2T 如何满足不了需求！对理想 ONE 来说，这是一个极限状态下确实会存在的问题，就像燃油车跑到没油的极限。只要“亮灯”后的续航还够长，那么就可以避免没油没电的尴尬。如果是市区，平时充电，油箱留 5L 底油，则纯电优先到 30%，基本上还能跑 100 公里，你说找不到加油站或者充电桩，我只能说你…疑车无据。高速用增程优先，没油了剩余 70% SOC 也还能跑 130 公里，而且 45L 油高速能超过 500 公里的续航，一个人开 4 个小时大概也就 480 公里，加起来至少 150 公里的续命里程。

最坏的情况是你真的开到弹尽粮绝，没油没电。如果拖到充电桩，那就充电没啥好说的，快充半小时后又是一条好汉。如果拖到加油站，三分钟加满油之后，可以启动汽车到旁边休息，花 10～15 分钟时间思考人生，电池也差不多用增程器充电到良好 SOC 了，继续上路还是好汉。

功率

关于这台 1.2T 是否够用，可以先看这里：

BenBear：理想 ONE 复杂工况的部分量化

理想 ONE 这台 1.2T 发动机被人质疑小马拉大车，也属正常。毕竟要说 62kW 的发动机对比 240kW 的电机总功率，是不够看的。最近看到一个概念是汽车的峰值功率与平均功率，用来说明增程式挺合适。峰值功率只在急加速的时候出现，特别是弹射起步。平均功率可以参考平均油耗，假设高速平均时速 90km/h，油耗 9L/100km，热效率 35%，燃油能量密度 9kWh/L，则高速平均功率大概为 25.5kW。高速巡航还可能同时长上坡，两吨多的车上坡克服重力的功率可能高达 30kW。

理想 ONE 的电池大概 220kW 就是对应峰值功率的，增程器 62kW 对应平均功率。62kW 比高速巡航功率高很多，高出部分基本能满足国内等级公路的（不同坡度不同限速）上坡克服重力的功率。可以说在大部分等级公路上，理想 ONE 都可以用增程器巡航而不降低电池电量。即使有超过增程器极限的功率需求，也不会太大，电池挨一阵就是平路或者下坡，增程器发电或者动能回收都能把电补回来。

从能量守恒的角度来说，什么自然吸气、涡轮增压、汽油、电池、电机，最后都是要把能量传递到车轮上。能量来源是电网（甚至极少数车自带太阳能电板）、油箱，都是能源。传递或者转化有逆变器、电机、发动机、发电机、变速箱、减速器、差速器等，总结就是效率。总有人会有觉得，似乎大排量的功率就是比小排量的功率耐用，发动机的功率就是比电池功率耐用。是吧，你看大排量就是能推动大车，电池上了高速就是不行。

发动机发电直接驱动电机的另外一层意思是，尽量少的用油发电。理想 ONE 这台 1.2T 发动机标定最低功率为 8kW，也就是只要系统功率需求低于此值，都会以 8kW 左右发电。如果发动机工作在更高功率，有可能热效率是高一些，但是比 8kW 高出部分是要面临充放电这一过程导致的能量损失。

汽车输出到车轮的功率，是与油门挂钩的。驾驶员（凭感觉）踩在 1kW 的油门，你不能输出 2kW 的功率，短时间没事，时间长了驾驶员会发现车速比预期快了一倍。所以传统燃油车即使知道 1kW 的功率不在高效工况，也只能低效的烧油。当然可以强行提高发动机功率提升效率，但是没有电池做 buffer，结果是多出能量白白浪费，最后烧了更多油。题外话，黑科技创驰蓝天 X 这台发动机省油的重点并非只有最高热效率达到 50%，而是高效区间可以覆盖到低速部分，做到市区省油，毕竟高速大家都不那么费油。

工作模式的补充

理想 ONE 的能量主要在增程器、电池组和驱动电机这三个部件之间流转。相互工作大概有六种不同的状态。

这种“三角”关系是看了别的网友说到，然后照着画出来的。前面五种常见，最后一种是用到严重馈电然后又先加油可能出现的。没电没油，应该先充电，这样可以避免烧油发电，要不挺浪费的。第二种模式主要是需要大功率的时候，比如弹射起步，还有行驶过程中深踩油门（不知道是否为了提高响应速度，浅踩油门是否会用电先响应）。第四、五两种其实说起来是一种状态，功率高低变化来决定充电或者不充电。

增程器还有一种模式是冬季供热，尤其是低温下启机后给电池供热，直到电池达到大概 20~30 度的合适温度。增程器的余热好收集，不过机械能怎么转化成热能？发电后 PTC？反正在热机阶段，不适合充入电池的。

怠速时还有空调这个场景。如果电量够，是不会启动增程器的，主要依靠电池驱动空调。即使增程优先电量低于 70% 也是如此，甚至纯电优先电量低于 30% 也是不会启动增程器。怠速吹空调要启动增程器，可能需要电量接近馈电了。

如果怠速时，不开暖风，也不制冷，增程器也很难启动。

理想 ONE 主要有增程优先和纯电优先两种模式。那么在两个模式之间切换会如何？从高 SOC 的增程优先切到纯电优先，不需要做太多的事情，当前如果是增程器巡航，而 SOC 又高于 30%，切到纯电模式即可。虽然增程优先电量可能掉入 70% 以下，但是一般来说，还是远高于纯电优先的 30% 的。

反过来纯电优先切到增程优先，如果 SOC 低于 70%，可能就要启动增程器了。虽然增程优先设定 70% SOC，但是增程器可能并不会很积极的发电补充电量。一般巡航下增程器至少还有 20kW 的空闲功率用来发电，以合适的功率补电，可以稍微提高一些热效率？补电的重要方式是动能回收，特别是有长下坡的路段。

当 SOC 触底，增程器启动。如果巡航功率大于 8kW（且小于 60kW），则 SOC 不会变化。如果功率低于 8kW，则电量会持续增加。当电量到达一定程度，则会启动纯电模式，用掉多出的电量。

理想 ONE 低速时 1kW 大概对应 5km/h 的时速。以时速 5km/h 大概 1kW 功率巡航，剩余 7kW 冲入电池，考虑到充电效率，大概 10 分钟有一度电，然后一度电可以跑 5 公里，一个小时。时速 35km/h 约 7kW 的功率，跑一个小时充电接近一度，然后这些电能跑大概八分钟，四五公里。都按增程器启动一个小时来算的话，时速 35 比时速为 5 要跑得远一些。

油耗

油耗是个核心指标，但是很多人对油耗理解并不深。比如说到理想 ONE 市区 6.4 个油高速 9 个油，有人张口就说 iMMD 才 4.2 个油。但是同为 iMMD 的奥德赛混动工信部油耗 5.8，这如何解释？

油耗是一个综合结果，首先是跟车型、车重、动力系统有最大关系，然后跟路况、驾驶习惯有关系，最后还跟负荷有关系。本文说的油耗，都是指不消耗电量情况下的油耗。因为动能回收以及低速发电的关系，ONE 的电量会有起伏，也是正常。只要电量不降低，测试出来起码不骗人。

传统燃油车主显然都喜欢高速油耗，不喜欢市区油耗，因为通常市区油耗会比高速油耗高很多。原因就是文章开头说过的，市区速度低，发动机不在高效工况。理想 ONE 市区只用 6.4 个油，比高速 9 个油高低多了。这也是混动有效的参考标准之一，低速工况不低效。

另一个对比，丰田双擎市区和高速都是 4 个多油，怎么 ONE 的高速比市区高这么多，高速一点不省油？这个就是 SUV 的劣势了，因为车身大，造型差，造成风阻大，结果就是油耗相较于轿车高很多。跑高速大部分汽车热效率都很高，所以同级别车型的高速巡航油耗都差不多，并不会因为混动就会低很多。虽然混动车有动能回收，跑高速确实也会相对省油一些，但也不会太多。

强调同级别的另一个事实是，雷克萨斯 RX 450h 作为比理想 ONE 小一些的 SUV（包括重量和尺寸），可以搜到一个市区油耗评测是 6.1 个油。对比理想 ONE 如何大家有数了吧？但是呢，RX 450h 有个神奇的地方，工信部市区油耗居然比高速油耗要高（7.7 vs 6.1），这让我非常困惑。难道用工信部的测试方法，RX 450h 的混动效率很低？

有人觉得 1.2T 发动机居然能高速跑出来跟 3.0T 一样的 9 个这么高的油耗？！同一个汽车高速同一速度下的巡航功率是基本固定的，那么除以发动机热效率就能得出油耗。所以油耗高低跟发动机排量大小关系不大，主要跟驱动功率及发动机的热效率有关系。（当然发动机大小会影响车身、车重，此处略过）相反，大排量发动机可能采取闭缸技术来省油。小排量发动机只要高速巡航在高效区间，就不存在太费油的问题。当然有人可能会有刻板印象，因为小排量发动机配小车，大排量发动机配大车，结果经常看到小排量低油耗，大排量高油耗。

借一步说，小型发动机做巡航需求，电池（参与）做大排量需求，这就是增程的方式。不过小排量发动机无法支撑太高的纯油巡航速度，算是一个缺陷，但在中国 120 的限速值下，并不是大问题。

工信部公布的理想 ONE 馈电油耗是 8.8，比正常油耗 7.2 要高。理想 ONE 的官方解释是馈电状态下，增程器会多发电给电池充电，所以油耗偏高。为了性能考虑 ONE 的 SOC 最低是 30%，这个值离馈电还有点远。严重馈电时，我了解到的是会更积极地充电到 20% 的。

会有人觉得，插电混动的车平时用电，很少时候用油，所以油耗优化与否不重要，高也无所谓。但是，插电混动首先作为新能源车，要讲环保，这就要求用油时油耗要低。汽车保有量这么大，每个车能省一点，加起来也是很多油。当然如果做插电混动的车，只是为了骗牌骗补，那肯定无所谓油耗。另外就是产品力层面，一箱油能跑得远，少去加油站，是让人很舒服的事情，这些都要求油耗越低越好。

有些人可能算插混的油耗，是把油和电一起除以总里程，然后单独把“油耗”拿出来说。这个挺不合理的，因为从费用的角度来说，电也是要钱的。然后呢，这个油耗可以做得无限低啊！

能量转换

汽车就是输入能源，然后把载荷送到目的地的工具。所以尽可能少的能源，输送尽可能长的路程，是最核心的指标。

所有的新能源车都会有动能回收技术吧？这玩意能直接提升一两成的续航，简直白给。除了这一块，剩下主要话题就是发动机供能和电池供能了。发动机可以供能给电池和动力系统，也能供能给空调和热管理系统。电池可以供能给动力系统，也可以回收动能。在增程式系统中，增程器虽然战力不高，但是输出手段多，绵绵不绝。电池战力卓绝，还能吸星大法，只是不能那么持久。

理想 ONE 这台东安 1.2T 发动机据传热效率大概是 32~35% 的范围，配套发电机效率多少不知道，但一般 90% 以上？ 然后是电池充电效率 90% 以上。然后是驱动电机，永磁同步电机，效率也应该在 90% 以上吧？还有一个不可变减速器，效率应该极高。剩下还有 PCU，完全不懂，忽略了之？

燃油车都会有变速箱。硬哥说，传统变速箱可能有 10~40% 的效率损失。不过，有部分能做到 10% 以下？如果是四驱的话，还有差速锁之类的，会进一步损耗。

驱动效率很复杂，我也展开不了。但并不存在电机一跑高速就完蛋的情况。同步电机也有高效区间的说法，但基本上也只是高效与非常高效的区别。

在此有必要简单举例说一下混动低速省油的原理。假设汽车低速时需要的功率是 1kW，对应发动机热效率是 15%（也就是低效工况）；而发动机在 8kW 功率时能做到 30% 热效率。定义 1min 发动机以 1kW 工作需要 1 个单位的油，那么 1min 以 8kW 发电需要 4 个单位的油。以 8kW 发电，但驱动只需要 1kW，所以多出 7kW*min 要充入电池，经过充电损耗，再放电可能是 6kW*min，足够驱动 6min。最后就是混动以 4 个单位的油，驱动了 7min，如果不是混动，则需要 7 个单位的油。所以因为电池这个 buffer 的存在，汽车就可以工作在高效（热效率）工况，实现少烧油、多跑路的目的。

发动机标定有两个取向，注重性能（如大扭矩？），还是热效率。比如涡轮增压发动机的热效率一般就比自吸要低，而两田混动更是用阿特金森循环提高热效率。增程器这个定位的好处就是不需要扭矩，只需要功率发电，自然会朝着热效率优化，这也是省油的另外一个原因了。

电动化

@我就是38号本人 有一篇关于电动化的文章很好，推荐大家都看看：请电动吹和电动黑们理性看待电动车。增程式是电动化程度非常高的动力形式，能比较好的统一油、电体验。

有人觉得发动机发电直接驱动电机，理想 ONE 的涡轮增压发动机无法快速响应变化多端的功率需求。然而实际情况并不会有那么复杂。如果是纯电驱动，那当然是要多少功率有多少，我想大家都不会有疑问。增程器续航状态下，功率突然变化，要怎么处理？变化前，增程器的发电功率会大于或者等于需求的功率，大于的部分会充入电池。如果需求功率增大，但还是小于当前增程器功率，则减少充入电池部分，即可匹配功率。相反，需求功率大于当前增程器功率，可以先停止充电，用电池补足缺口。提升增程器功率到需求功率后，电池即可停止放电。如果需求功率下降，则下降部分可以充入电池，前后适当降低增程器功率。理论上，增程器配上一个大功率且高 SOC 的电池，在电门响应上，可以接近纯电的电动享受。当然理想 ONE 在油电衔接上能做到多精确，也就是实际供电与需求的差距有多小，有待检验。

没有变速箱，却是真的“无极变速”。下文显示了电动化带来的加速平顺性与响应速度。

贺兰刀锋：日产e-POWER智充电动技术重新定义“增程式电动车”概念？

理想 ONE 采取发动机发电然后直接驱动电机的方式，好处很多。电很好分流，分配到前电机或者后电机，给电子设备供电或者充入电池，均可轻松调度。发动机不跟车轮直连，减少震动的物理传导，有助于提升 NVH。而比较国情化的好处是不需要复杂变速箱了，省钱省空间，不用复杂的发动机变速箱匹配。现在发电机和驱动电机的效率都非常高，整体效率不输于变速箱直驱。大概另外一个优点是，从发动机到发电机到驱动电机，在增程式系统的功能都比较单一，也就利于优化（或替换升级），包括控制软件也方便 OTA。

电池

理想 ONE 采用了 40.5kWh 的电池，在插电混动里面可以说是巨大。大电池的好处是可用寿命长。按国标 1000 次循环，这块电池可以跑 20 万公里。按一年两万公里可以跑 10 年，按汽车报废 60 万公里，可以达到 1/3 寿命。如果是按 30%~97% SOC（单次 150 公里纯电续航）的“长寿”充放电设定，循环次数还能翻倍不止。这个里程数可以轻松覆盖一般人十年以上的用车时间。

理想 ONE 选取能量型 523 电池，能量密度约为 160Wh/kg（工信部数据，电池组约 250kg），只用 5.5C 放电倍率做到了 220kW 的功率。这些对电池寿命和安全都是有好处。对比其他家插电混动，经常可以见到 10C 以上的高放电倍率。

理想 ONE 公布电池质保策略，其中一条电池低于 70% 容量才能更换，引起了不小的风波。国内多家厂家也是 70% 容量的标准，国外特斯拉似乎也是 70% 的。这个 70% 不影响国标 1000 次 80% 的标准。不管厂家设定多少，如果 1000 次循环之后容量少于 80%，那就一定不符合国家标准，必须要免费更换吧？过了 1000 次循环之后，国标似乎没有规定了，就算 1100 次电量低于 60%，也不违反国标的。但这时候如果在质保期内，会触发低于 70% 的条件，是要免费更换的吧？所以 70% 这个数字，看起来不像国标那么严格，但又比国标覆盖的寿命周期可能要长。遗憾的是，理想 ONE 的电池质保的年限和公里数短了点，毕竟 iMMD 这种小电池也能提供 10 年 20 万公里质保。

其他

关于白带一台发动机，多浪费电

事实上长续航纯电车也有白带电池的问题，因为大部分人通勤也就是 100 公里以内，但电动车现在都做到 500 公里的 NEDC 了。要说理想 ONE 电池翻倍也就是 400 公里续航，需要增加 250 公斤重量。但换成发动机（及发电机等），其实重量可能还不到 250 公斤？关键是续航提升，还能给电池加热。

高速风阻有多大

以理想 ONE 来说，时速 30 时功率约为 6kW。如果没有风阻，功率与时速成正比，时速 150 的功率应该为 30kW。但实际理想 ONE 在时速 150 时，功率能够达到 60kW，也就是其中约有一半是风阻。

怎么说汽油车低速热效率？

某汽油车市区油耗 11.2，高速 8.7。虽然高速的每公里有效能耗是高于市区的，为了简化问题，认为有效能耗一致，同时也忽略变速箱的效率差异。结果就很简单了，两个油耗的相除，可以认为低速热效率不足高速的八成。

前景

从当前的电池技术进化路线和石油（从未）枯竭的速度来说，增程式的前景非常广阔。就算在遥远的未来，燃料电池也是潜在增程器的一种。

电池能量密度一直在进化，纯电动车原来 40kWh 的电池，现在普遍 70kWh，将来可能 100kWh 或续航 1000 公里，到时候增程式还有竞争力吗？

第一个考虑还是补能速度。以理想 ONE 油箱等价 120kWh 电量、加油三分钟计算，补能速度为 40kWh/min，折合 2400kW。算出来这个数字让人挺绝望的。特斯拉超超级快充似乎才 250kW，而且还不能全程能维持这个速度吧。

另一方面，假如电池能量密度提升 50%，理想 ONE 也可以受益。ONE 可以保持纯电电量不变的情况下，电池减重 80 公斤左右（现工信部重量 250 公斤），增加 10L 的油箱。结果就是重量减轻 70 公斤，纯油续航提升 130km，0-100 也能进步。当然，如果保持电池重量不变，也能提升大概 100km 纯电续航，覆盖更大的通勤范围，更好的电池寿命。同时因为电池大了，输出功率也能提升，可以换更大电机提升 0-100 等。

除了电池，国产发动机也可以进步，毕竟国产发动机也是短板。未来发动机热效率提升到 39%，则纯油续航可以再提升 10% 左右。除了效率提升，发动机也可以和发电机一体化、小型化，这样才是真正意义上的增程器。

这也是国内大厂的好机会，毕竟纯电、插电补贴马上要没有了，纯电的价格劣势就比较显著了。产品力强，才更能生存下来。显然即有纯电感受，又有燃油续航，相对不那么难实现的增程式，在打造产品力方面，实在是太合适了。虽然相对燃油车多了块电池导致价格可能偏高，但即也少了变速箱，而驾驶体验可以做得更好。相对长续航的纯电，却又少了半多电池，价格下降明显，而且冬天有热管理的优势。

国内来看，吉利的增程式货车去年就有了，车和家的理想 ONE 还有一个季度就要量产了，明年金康 SERES SF5 增程版也要量产，甚至长安的蓝鲸平台也是有增程式支持的。不过，我对比亚迪什么时候重拾增程式方案，表示有很大的兴趣。现在的所谓加速外挂的 DM，我觉得真是走了歧路。

设计一辆增程式轿车？

轿车整体控制在 1.6 吨以内。参考理想 ONE 的电池，容量缩小 2/3 到 13kWh 容量，应该有不低于 80 公里的续航，功率 60-70kW 左右。纯电优先可以先用 55 公里，剩下保底。增程器用 1.0T，50-70kW 的功率。电池跟增程器加起来功率 120-140kW，单电机采用 140kW。重量相对理想 ONE 减重 30%，电机功率减少 40%，0-100 加速七八秒的样子。如果电池换成功率型电池，功率提高到 130kW，则可以做成前后双电机的四驱，总功率 200kW。

另外一个尝试是进一步把电池缩小，比如 4~5kWh，放弃插电部分，变成 HEV。电池功率可以做到 50kW 的话，发动机保留 1.0T，总功率 100-120kW，基本也还是够用。

不禁想到，为什么 iMMD 要保留直驱的形式？在《本田i-MMD Plug-in混合动力系统与CLARITY PHEV | 高谈阔论》中大概可以看到可能是因为电机的最高转速限制。

横向对比

横向对比前，有必要强调一件事：没有电池可以同时充电又放电。如果看起来可以，要么是分时（互斥）充电和放电的，要么是多块电池。有个人会以为同时充放电的充电宝电池技高一筹。

对比燃油车

燃油车为了做到大功率，只能采用大排量发动机。但大排量发动机其实在低功率状态并不是那么经济？
说起来，大家会说增程式汽车没事背了一台发动机，浪费。但如果是八缸、十二缸的发动机，很少人会说没事多背了四个、八个缸？虽然大部分时候都是只需要两三个缸的动力就可以了。

对比丰田 THS

THS 虽然省油，但电动化程度似乎并不够，即使是换了大电池的 E+，依然是弱鸡的电动机，完全没有一般插混该有“性能”。或许只是丰田偷懒了，或许是行星齿轮的限制真的太大。虽然现在都叫 THS II，但实际上丰田也一直在优化，19 款雷凌似乎优化了行星齿轮，换了更小的电机（成本啊！）。
吉利应该是有 THS 技术供应的，但是到现在还没有听说相关产品，所以行星齿轮也不是那么容易玩。

对比本田 iMMD

iMMD 真是业界典范，不吹一波都不好意思。iMMD 可以说就是完美融合发动机直驱的增程式。电部分可以驱动到最高 120 时速，并且高速急加速也是可以用电参与的。iMMD 市区比 THS 更省油，这应该就是增程式电动直驱的功劳。
想来想去，大概理想 ONE 在发动机 NVH 和电池热管理这两块有机会做得比 iMMD 好？iMMD 在冬季油耗增加比较多，不知道到时候理想 ONE 如何。