増程发动机是怎么打败了锂硫固态电池？

2018年八月十五日出版的《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年九月十五日，发改委学术期刊《我国战略新兴产业》里介绍的lightyear混动车结构。

图一、双电机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。

首先，我们从汽车之家查询到的数据如下。

表1、三种配置下的重要参数比较，使用大于或小于的参数是估算值

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。

由上表比较发现。当前的技术条件下lightyear结构已经比燃油车更优越、具备普及电动汽车的技术要求。

増程发动机系统的能量密度为何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。

图二、宝马i3增程发动机由摩托车改造来

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。

假如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。