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增程式电动汽车可以按照增程器在车辆中的工作模式分成两类，即微工况型和全工况型，同时也就产生了增程器的一个分类方法。
所谓的微工况型增程式电动汽车，是指车辆依赖于充电桩充电实现全工况行驶。车辆行驶时主要为纯电动行驶，在电量较低时通过增程器补电使车辆增加续驶里程，增程器仅起到补电作用，不能支持车辆全工况运行。例如，宝马i3（增程版）就是微工况型增程式电动汽车。
所谓的全工况型增程式电动汽车，是指车辆不依赖于充电桩或者无需充电桩就可以实现全工况行驶。车辆行驶时主要的电力来自增程器，动力电池只起到电力辅助或短距离行驶时的电量供给作用。吉利伦敦TX5（可以称之为Ⅰ型）和日产NOTE（可以称之为Ⅱ型）均属于全工况型增程式电动汽车。对于全工况Ⅱ型车辆，所配动力电池容量很小，正常行驶情况下没有纯电工作模式，所需电力全部由增程器提供，纯电工作模式（静音模式）仅在增程器出现故障或由驾驶人主动选择时才开启。不同类型的增程式电动汽车动力系统的参数对比见表1-1，不同工作模式的增程式电动汽车的参数对比见表1-2。
表1-1 不同类型的增程式电动汽车动力系统的参数对比
表1-2 不同工作模式的增程式电动汽车的参数对比
特别需要指出的是：满足全工况Ⅱ型车辆的增程器一定可以用于全工况Ⅰ型车辆，满足全工况Ⅰ型车辆的增程器一定满足微工况型车辆的技术要求，反之不一定成立。这主要是因为对增程器的功率响应性要求不同，满足全工况Ⅱ型车辆要求的增程器其功率响应要高些，所以又被称为功率跟随器。当然，无论是哪一种增程器，都必须与动力电池进行有效匹配。图1-4所示为三种增程式汽车的模式比较，进一步阐述了这三种类型增程器之间的区别，其中的“ON—OFF”是指发动机的工作状态。
图1-4 三种增程式汽车的模式比较
车辆按照用途可以分为道路车辆和非道路车辆等，道路车辆又可以分为城市车辆、市郊和高速工况。对于经常行驶在高速工况的车辆，如大型载货车辆等，采用增程式动力路线的意义不是很大，因为这类车辆采用发动机直接驱动更有利于将高速工况与发动机的高效率区相匹配；对于在城市或市郊行驶的车辆，如公交车辆、城市环卫车辆等，由于长时间在低速和频繁起停状态下运行，更加适合采用纯电驱动的增程式技术路线。在非道路车辆中，如工程车辆、农机车辆、矿山车辆、港口车辆等，采用纯电驱动的增程式技术路线也有特别的意义，一个简单的例子就是矿山自卸车：对于从山上将矿石运下山的工况，上山时空载而下山时满载，正好可以通过制动能量回收电力；对于从矿坑把矿石运上来的工况，上来时满载而下去时也可以通过制动能量回收电力；如此将极大地降低能源消耗，减少污染排放，而增程器的使用将更有效地解决充电的便利性问题，进一步降低燃料消耗。
对于增程器的分类，也可以根据电能来源的不同分为内燃机式、燃料电池式和超级电容式等，其中内燃机式增程器在目前应用最多、技术更为成熟。
基于内燃机的增程器主要采用活塞式发动机（四冲程、二冲程、自由活塞等）、转子发动机和涡轮发动机等形式。往复活塞式发动机是最为常见的传统发动机，如宝马i3（增程版）、吉利伦敦TX5及日产NOTE等车载增程器均采用该类型的发动机；转子发动机具有体积小、噪声低、功率密度高、平顺性好的优点，但其耐久性差、热效率低，AVL公司研发的增程器采用了转子发动机和发电机一体化的结构形式；涡轮发动机具有结构简单、维护成本低以及多种燃料适应性等优点，但其效率和排放性能表现较差，且在高速运转和较高排温时的特性对零部件的材料提出了较高要求。当然其缺点与在车辆上的工程实践较少也有关系。随着在车辆上工程实践的不断增多，涡轮发动机在效率、排放以及噪声等方面的不足期待能得到有效解决。
燃料电池属于电化学技术，与内燃机通过控制燃烧提供动力的过程有着根本的不同。虽然现阶段面临成本高、配套基础设施普及程度低等困难，但由于其发电效率高、适应多种燃料和环境友好等优点，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是目前最有发展前途的发电技术；近年来，国家相继出台了一系列扶持燃料电池产业发展的规划及政策补贴，燃料电池的市场发展空间广阔。
超级电容器是一种介于传统电容器与电池之间且具有特殊性能的电源，具有充电速度快、运行时间长、温控效果好、绿色环保等优良特点，但也存在电解质易泄漏、能量密度低、成本高等缺点，限制了其工程应用推广。
本书的论述主要集中在以活塞式内燃机为基础的增程器设计开发和应用方面，此类增程器应满足车辆全工况的需求（即全工况型增程器），且可以设计使其具有功率跟随的特征。但无论是什么类型的增程器，都必须是高效率的，否则就失去了市场存在的意义。除了高效率，增程式电动汽车对增程器的要求还包括成本低、体积小、重量轻及NVH性能好等指标。德国MAHLE公司对其增程器开发中各项指标权重定义的由大到小顺序为：成本、体积、NVH、重量、效率和排放。
表1-3列出的内容体现了目前全工况增程器的先进水平，参考了科技部2018年度国家重点研发计划新能源汽车重点专项申报指南“插电/增程式混合动力系统”技术方向关于“增程器系统开发与整车集成”的相关考核要求。该项目代表了当前的研究方向，为期5年，主要专注内容有：研究乘用车增程器专用发动机设计与控制、高效发电机系统、增程器系统集成等技术；开发体积小、油耗低、综合效率高的增程器专用发动机和增程器系统；开展整车集成技术与一体化最优控制技术研究。表中还追加了笔者认为较为重要的增程器功率响应性这一技术指标。
表1-3中第三列主要对增程器质量比功率、效率和排放等进行了要求，给学术界和产业界提出了相当大的挑战。为达到这些指标，增程器须配备全新的发动机与发电机，企业则必须进行相应的产品转型升级。表1-3也列出了国内某知名企业在2020年所研发出的增程器最新成果，代表了国内的先进水平，但也仅“增程器发动机最低有效比油耗”和“所搭载的整车排放应达到的标准”这两项达到了2018年科技部的指标要求，其他几项指标有待行业内的突破。该企业的增程器专用发动机最低有效比油耗已低至205g/（kW·h），搭载该增程器的一款轻型车B状态燃油消耗量较第四阶段油耗限值（GB 19578—2014）已降低28%（依据该车整备质量，按10.1L/100km燃油消耗量限值计算）。若要进一步降低油耗，除了需进一步提高电机系统效率，还需在增程式电动汽车整车控制策略上做进一步的研究。
表1-3 全工况增程器的主要技术指标
增程器的重要技术指标还包括耐久性和可靠性等，其要求取决于具体的车辆类型。作为生活资料的乘用车属于短途交通工具，年平均行驶里程多为1万～2万km，车辆运行范围及其对应的维修点多在市区，维修点仅需辐射半径为3～5km的区域；作为生产资料的商用车则多为满足货运、客运需求的长途运输工具，其年平均行驶里程达15万～30万km，车辆运行范围为郊区及市区之间的公路，其维修点仅分布在省会城市和地级市的郊区，至少需辐射半径为40～50km的区域。行驶时间和维修便利性的巨大差异，决定了乘用车和商用车对增程器耐久性和可靠性的要求完全不同。因此，不能将乘用车增程器简单地应用于商用车。即使同属商用车，客车与货车之间也存在差异。因此，必须针对具体车型的要求开发专用的增程器。
增程器开发的主要内容可以分为以下几个方面：发动机及其控制、发电机及其控制、轴系匹配及NVH、增程器控制系统及控制策略、诊断系统及故障策略、排放及其OBD系统、热管理系统等。在这个过程中，高效专用发动机的开发、发动机与发电机高效区的匹配开发以及发动机与发电机的一体化开发等将体现出一个企业或团队的核心能力。
增程器的应用主要涉及三个方面：整个动力系统中增程器与驱动电机及动力电池的匹配，整车层面上控制策略的制定及基于动力系统的整车热管理。三个方面都是以效率、成本及性能为主要目标，决定着产品在市场的最终竞争力。
增程器开发与应用的详细技术内容将在后续各章节中分别展开讨论，这里仅列出目前国内外先进增程器的相关技术要素：
1）发动机：为提高效率，可采用阿特金森/米勒循环、低压EGR等技术，采用电子水泵、电子机油泵等电动化附件；为降低成本，可少采用可变技术，也可采用零部件降本、使用二冲程发动机等方法。
2）发电机：为提高效率，高电压化进一步发展；可开发油冷电机以提高功率密度；为降低成本，可采用高速发电机等；采用轴向磁场电机可缩短其轴向尺寸。
3）增程器集成：为降低成本，可采用齿轮增速的方式使发动机与高速发电机的高效区相匹配，采用普通飞轮配合扭转减振器替代双质量飞轮；为进一步提高集成度，可采用集成冷却、集成飞轮式发电机（发电机转子代替发动机飞轮）、发电机及其控制器集成，甚至是发动机与发电机壳体集成一体化设计等。
4）增程器控制：为提高综合效率，强调增程器对整车需求功率的跟随性，开发功率线性跟随、面跟随等控制策略，跟随性也直接反映了增程器的响应性。由于增程式车辆中动力电池具有快速响应的特性，增程器的响应性也不必过度追求，且过快的响应会导致增程器油耗的增加。因此，增程器在切换工作点的过渡工况时，应对转速、转矩进行多段斜率控制，优化过程控制曲线。为提高NVH性能，可采用电子主动减振的控制方法，如通过优化起动、停机以及发电工况主动降低增程器的振动和噪声等。