増程发动机是如何打败锂硫固态电池的

2018年8月15日出版的《变频器世界》里第46、47页名为《一种改变当前能源结构的混动车结构原理》,及2018年9月15日,发改委学术期刊《中国战略新兴产业》里介绍的lightyear混动车结构.

Lightyear混动车,在前机舱不放置增程发动机的情况下,双电机动力过剩.具备跑车的性能.

Lightyear混动车,在前机舱放置增程发动机的情况下,増程发动机的能量密度具有超越锂硫固态电池的性能.而实现这些优点的技术都成熟的.

下面以广汽传祺GS4PHEV的改良版GS4LYEV,来说明如何实现这些优点.

GS4LYEV是在GS4PHEV卸载燃油发动机、发电机及其附属装置的情况下在前轴安装一台22KW发电电动机.这是一台直流无刷电动机.在外力的带动下,直流无刷电动机变为直流发电机.所发电量直接接到后驱电机的变频器直流母排,用来驱动后轮.当电量过剩时,变频器逆向给电池充电.

由上表对比发现.当前的技术条件下lightyear结构已经比燃油车更优越、具备普及电动车的技术要求.

増程发动机系统的能量密度为什么已经超过了锂硫固态电池.

这里选取两种规格的増程发动机,分别是20KWe和7KWe.

20KWe的发动机采用宝马I3的增程器.无法查询到增城系统的重量.根据相关数据在不含发电机的,20KWe増程发动机和35L92#汽油,及液冷系统总重量不会超过150kg.(根据摩托车总重估计)

而35L92#汽油能量密度约12kwh/kg.锂硫固态电池的理论比容量和理论比能量分别达1.672kwh/kg和2.6kwh/kg.而做成电池后最大能量密度不会达到理论值的40%.由此,增程发电机系统的能量密度为35L汽油*12kwh/kg÷150kg*0.3效率=0.84kwh/kg.接近最有效率的锂硫固态电池1.04kwh/kg.

如果将增程发电功率改成7KWe.采用直接风冷,整个增程系统不会超过100kg.得到增程系统的能量密度为1.26kwh/kg.远比最佳的锂硫固态电池要好.

这样能量密度的增程系统,带来的好处不只是长续航.利用现有加油站的便利性,解决了充电难等问题.显然,更重要的一点是lightyear使用了现有成熟的技术.而锂硫固态电池还不懂猴年马月才开发出来.