美国通用公司(GM)去年首次在日本亮相雪佛兰沃蓝达(Chevrolet Volt)增程式电动车(E-REV)，立即引起日本社会各界的广泛关注。

　　依笔者对新能源汽车的研究，所谓增程式实际上与插电串联式混合动力的技术路线是一致的。日本早稻田大学教授大聖泰弘的研究报告证实，同样的设计和制造水平，串联方式可以比并联方式更省油，并与混联混合动力的节油水平相当。并且，串联方式比并联和混联的结构更简单，更有利于向纯电驱动方向过渡。

　　图1 三种插电混合动力的节油效果

　　日本”能源充分利用研究会”代表、Univeral能源研究技术顾问堀雅夫，对沃蓝达这款插电式双电机驱动的串联式混合动力车(美国称增程式)同样倍感兴趣。他根据沃蓝达在美国的能耗试验结果，按日本经济产业省JC08汽车燃料消耗测试方法进行对比与测算后，得出该车纯电动(EV)模式下平均能耗84km/L;混合动力模式的能量消耗为126km/L。

　　本文关注的焦点是：这个令国际汽车界瞩目的综合能量消耗指标是如何实现的?

　　外充电混合动力汽车的能耗特征

图2 PHEV和E-REV的动力模式及其能耗特征

　　图2是插电混合动力汽车(PHEV)和增程式电动汽车(E-REV)的动力模式及其能源消耗特征。它清楚地标明了充电、放电、内燃机起动等纯电动模式和混合的动力(HEV)的系统控制关系是完全一致的。

　　汽车最初运行(低负荷)阶段以充满电的蓄电池为动力，主要以纯电动模式运行。图中红色线段为外充电能量消耗部分。

　　当蓄电池的荷电状态(SOC)低至额定水平时，即经过外充电运行一定距离之后或与遇高负荷时，发动机自动起动切换到混合动力模式运行。图2中蓝色线段为混合动力能量消耗部分。

　　日美插电混合动力能耗指标的设定

　　日美外充电汽车能量消耗评价指标通常有如下几项：

　　1.综合能量消耗(km/L)

　　是由外充电EV模式运行的能量消耗与混合动力模式能量消耗经综合计算得出的、评价外混合动力汽车(PHEV)和增程式电动汽车(E-REV)能源消耗水平的代表性指标。

　　综合性能量消耗指标的评价与计算方法，考虑了以外充电为动力在整个运行过程中所占的比例。

　　2.混合动力能耗(km/L)

　　是汽车在混合动力模式下(Charge Sustaining)行驶时所消耗的能量。

　　3.外充电等价能耗(km/L)

　　是汽车在纯电动模式下用外部充电力(Charge Depleting)行驶时所消耗的能量。

　　4.外充电行驶里程(km)

　　是汽车充电后，在纯电动模式下以充电电力所能行驶的最大距离。

　　5.充电电力行驶能耗(km/kWh)

　　是汽车在充电后，以纯电动模式行驶时所消耗的电力。

　　6.一次充电的电力消耗(kWh/次)

　　是汽车一次充电所消耗的电力。

　　沃蓝达的美国EPA能耗测试结果

　　按美国EPA标准，沃蓝达的能耗测试结果分别为：

　　1.纯电动模式区间

　　(1)在纯电动模式下以充电电力所能行驶的最大距离为56 km(35 miles);

　　(2)充电电力行驶与汽油等价能量消耗量为39 km/L(93 MPGe)，MPGe表示用英里和加仑恒量的等效油耗);

　　(3)160km(100mile)运行所消耗的电力为36 kWh;

　　(4)一次充电消耗电量12.9kWh/次;

　　(5)年运行24000km(15000 mile)所消耗的电费为601美元。

　　2)混合动力模式区间

　　(1)汽油燃料的最大续驶里程553 km(344 miles);

　　(2)汽油燃料消耗16 km/L(37 MPG);

　　(3)160km(100mile)运行所消耗的燃料10.2 L(2.7 gallons);

　　(4)年运行24000km(15000 mile)所消耗的汽油费为1302美元。

　　美国EPA与日本JC08标准之间的数据关系

　　采用美国EPA和日本JC08两种能耗标准，测试同一个车型可以得出两种评价结果。但是，两组能耗数据之间存在稳定的数据关系(表1)。公认可将这个常数作为EPA和JC08纯电动汽车电力消耗和混合动力汽车燃料消耗的推算结果。 

　　　表1 采用 EPA和JC08标准对同一车型的试结果

　　据此，堀雅夫推荐，将JC08能量消耗/EPA能量消耗=1.5，作为推定沃蓝达采用日本JC08标准测试的推定值。

　　推算沃蓝达JC08标准能耗

　　按JC08能量消耗/EPA能量消耗=1.5的数据关系，沃蓝达JC08标准充电电力行驶能耗=6.5 km/kWh;混合动力燃料消耗=24 km/L;充电电力的行驶里程=84km;纯电动模式所占行程比例=0.81(参照图3选取)。

　　图3 纯电动模式所占行程比例UF

　　根据日本国土交通省提供的外充电汽车综合能耗计算关系式：

　　FC(P) = 1 / { UF/ FC(E) + ( 1 - UF ) / FC(H) }

　　式中：

　　FC(P) : 外充电混合动力综合能量消耗 [km/L]

　　FC(E) : 外充电电力能量消耗 [km/L]

　　FC(H) : 混合动力能量消耗[km/L]

　　UF : 纯电动模式所占行程比例[-]

　　可计算得到雪佛兰沃蓝达JC08标准综合能量消耗FC(P)=126 km/L。

　　沃蓝达与普锐斯的能耗对比

　　表2为沃蓝达与丰田普锐斯两款车型能耗对比。从中可以看出，沃蓝达的综合燃料消耗，即每升燃料的行驶能力相当于丰田普锐斯的2.2.倍，这是一个令日本业界折服的数字。

　表2 沃蓝达与普锐斯两款车型的能量消耗

　　沃蓝达是一款不同于一般意义上的纯电动或混合动力汽车。额定载客4人的5门三厢轿车，除了可以用电池、电机驱动之外，还配置了一台排量1.4L、最大输出功率63kW的16气门4缸发动机。

　　内燃机不仅可以驱动发电机为电池补充电力，而且还能直接以机械方式输出动力至变速器。在不同气温条件与道路环境下，可以纯电动(EV)模式行驶40～60km;能够在满油箱(35.2L)情况下，另外延长续驶里程553km;可任选经济、功率、爬坡三种操作模式;最高车速可达160km/h;0至96km/h的加速时间不足9s;0至402m距离的加速时间不足17s……。

　　笔者期待我国插电式混合动力(增程式)电动汽车产品也能紧随其后，尽快赶上这个先进水平。

　　本文作者供职于《人民公交》杂志社

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