1）電動車在當前電池、電機技術水平和燃油價格情況下，相對于燃油車來說電動車已經具備壓倒優勢。本文給出的補能方案是挖掘這些優勢的關鍵。

2）電動化車輛不存在里程焦慮、充電難題。

3）給出了電動化車輛補能的最佳方案。

4）設計了一個動力測試平臺，并將通過改裝方式造一輛LY混動車。

1、電動化車輛優于傳統燃油車

燃油按每升7元、30％的燃油內能化為車輛動力。折算為電力價格每度成本2．68元。而電池系統每度電容量的成本在1000～1500元。電池使用壽命在3000～5000次。假設充電度電成本在0．6～1．8元之間。按充電價格0．6元、電動車每使用一度電可以節省2．08元。1000元每度電容量電池系統成本計算、充放電500次可以回收電池成本。按充電價格1．8元計算，電動車每使用一度電可以節省0．88元，1500元每度電容量電池系統成本計算，電池充放電1705次可以回收電池系統成本。由此、電池系統有50～90％使用壽命是凈賺的。只是車企設計錯了。

除了電池價格優勢外，電動車的生產工時更短，人力、場地需求也更少，比燃油車更高生產自動化程度，零部件數量也大幅減少。

上面的計算、分析說明：電池車已經以壓倒性的優勢戰勝了燃油車。然而電動車市場銷量仍待引爆，當前各個車企錯誤的車型設計造成電動車的優勢發揮不出來。

圖 1 電動車已優于燃油車

有人說安全問題、里程焦慮、充電難、電動車造價高等等問題，才是電動車不能普及原因。這句話大錯特錯了，以電動車造價高為例，在扣除電池系統成本后電動車售價將低于燃油車，并且還有較大的降成本空間。安全問題，電能的使用是安全的，不安全的是汽車設計。電能的安全在于可監控、可測量。安全措施多、最常見的是過載、過流、高溫保護，雙電源等等。里程焦慮、充電難更是不存在的問題，電動車原本沒有里程焦慮、充電難題，只是車企的錯誤設計造成了這樣的難題。

2、電動化車輛不存在里程焦慮、充電難題

充電難、里程焦慮是相伴相生的。如果沒有里程焦慮就不需要著急充電，如果充電容易快捷，就不會存在里程焦慮。也就是說這兩個難題要放到一起解決。

怎么解決呢？作者所學的專業是電氣自動化，從事生物質發電工作。從一開始就沒有把電動車當成一輛車輛。而是當成一種用電電器。這個電氣的特性是這樣的：長時間遠離電網，電能需要存儲，電能的存儲、使用需要變換，用電負荷功率是變動的，用電負荷用電量是不確定的，電能的存儲容器能量密度極低。

基于這樣的特性，我們遵循按需配電、按需用電、快速進行電能存儲、高效進行變換、提高車載電能容器能量密度等原則，并在車上安裝發電裝置。這樣的辦法必定能夠解決里程焦慮、充電難題。

按需配電是解決里程焦慮、充電難題的出發點，車主出行需求往往是確定，在這樣的情況下，如果出行需求是100公里，耗電15度。而我們給車載電容器裝載80度，就是浪費。而車主一天的用車時間也就1個多小時，其他大部分時間車輛是停在停車位置上，讓已經停下來的車輛及時接入電網，減少用電設備離網時間。在這樣日常的應用場景下、車載電量15度、慢充功率2KW完全應付得來。當車主出行需求變成：一天16小時以上在路上、行駛里程1500公里以上，并且中途充電難，中途停車充電時間有限的情況，如何讓同一輛車滿足這樣出行需求？

在很多人看來這樣的苛刻的出行需求，即便是燃油車，也不好滿足，按百公里油耗8升，也要120升油重約87千克，通常車輛才35～55升，要加油3～4次，百公里耗電15度，需要225度。電池系統密度200W／KG，需要1．125噸，接近整車重量。

但如果是一輛具有快充120KW充電口、車載電池40度，油箱25升發電效率36％的LY混動車，只需要中途停車一次，加油25L、充電40度，用時18分鐘。也就車主中途休息的時間。就有足夠236度電能。按燃油7元每升、電價1元一度計算，燃油車需要油費840元、純電動車需要225元、LY混動車需要430元。LY混動車比純電動車節省了175度電池，17．5萬元成本。當車主出行需求在260公里以內的時候、只用電。（這里的計算都是使用了理想的情況，比如電池充滿放空、充電均勻等速。這只是為了更好說明LY混動車是按需設計的）

圖 2 電動車不存在里程焦慮、充電難題

即便在這么極端出行需求的情況下，LY混動仍能以優于電動車、燃油車的使用體驗。說明了按需配電設計出發點是成功。里程焦慮、用電難問題已經決解。

3、電動化車輛補能方案

3 換電的方式其實很傻

當前電動車發展還在萌芽階段，什么樣的方式才是電動化車輛的補能最佳方式？北汽徐和誼認為是換電、電力提供商ABB等認為是快充。這些具有代表性的實踐都錯了。寬泛補能方式，依據場景選擇補能方式。

LY混動車就是寬泛補能，這里說的寬泛是指LY混動車具有最高120KW快速直流充電口1個，15KW可逆車載充電口1個。可以為車輛提供2～120KW充電功率、依據充電時間來定。當車主一天用車1小時左右，20小時以上是停車時間，停車位置邊上有一個220VAC或380V三相電插頭，接入車載充電口可以保證在20～2．6小時充滿電量。當車主外出，在高速或者中途休息，需要快速充電，可以保證在15分鐘內獲得200公里以上續航電量。

此外LY混動車還具有甲醇或燃油增程系統，該增程系統屬于行駛中補能，直接將電能輸送到電機。當電池電量耗盡，可以使用增程系統發電，15KWe的發電能力，30～60分鐘可以讓電池獲得50～100公里的續航電量，約10度電量左右。可以讓車輛重新上路、增程系統繼續發電。可確保車輛繼續正常行駛。這樣的增程系統，寒冷的冬天、可以作為加熱熱源。其燃油利用效率超過60％以上。如果車輛是去戶外、南極考察。不需要建設充電設施，隨車攜帶燃油即可。也就是說電動車可以當燃油車來使用，即便車主沒有充電設施。

由上面的介紹，你會發現LY混動車的補能方案是最佳的。不只是在于更好滿足出行需求，而是在于時間、補能場景的寬泛性，讓車主更從容應對充電難題。

4、LY混動車測試車方案

基于上面的分析，作者目前在做一輛測試車。具體如下

車身：五菱宏光S3。

圖4 LY混動測試車的外形

動力：總功率120KW，其中電機A百轉公司48V電機系統 50KW，電機B為跟肇慶永磁電機定制的發動電動機，驅動功率20KW，發電功率7～15KW，發電電壓48V～80V直流，最大電流200A。電機C為北汽集團的C33DB系統，功率為53KW。

電池：40度磷酸鐵鋰電池。電芯能量密度120W／KG．電池包含冷卻系統總重量在400KG以內。暫不購買。增程發動機＋35L郵箱＋排氣凈化管總質量在。按標稱效率發電71度。總重量在80KG以內。電池和增程系統的總電能為111度，總質量480KG。有效密度230W／KG。如采用240W／KG三元電池電芯，增程系統和電池包總有效能量密度能夠達到370W／KG。增程發動機效率低于28％，如果增程發動機效率能夠達到40％。那么增程系統和電池包總有效能量密度能夠達到230W／KG、370W／KG提升到333W／KG、533W／KG。

需要購置宏光S3、北汽EC3各一臺，定做百轉公司48V50KW系統一套，定做兩套發電電動機。電機驅動、電控和車載15KW充電機全部采用二手報廢車輛上采取下來的。