未來進行時 汽車新能源動力科技淺談

時間:2011-10-21

來源:網(wǎng)絡轉(zhuǎn)載

導語:新能源動力是近一個時期在各大領(lǐng)域均會被提起的熱門話題,而在汽車產(chǎn)業(yè)中,新能源動力已經(jīng)處于在了一個比較緊要的時期,長遠而言,石油并不是可再生資源,且即將使用完

  新能源動力是近一個時期在各大領(lǐng)域均會被提起的熱門話題,而在汽車產(chǎn)業(yè)中,新能源動力已經(jīng)處于在了一個比較緊要的時期,長遠而言,石油并不是可再生資源,且即將使用完,而近的來說,媒體呼吸被污染過的空氣,對人類自己也不是什么好事兒,所以各個國家以及汽車廠家對于新能源/動力科技投入了相當大的經(jīng)歷,雖然因為種種原因新能源動力車型中的絕大部分還處于試驗階段,但也許5-10年后,我們就再也不需要每天糾結(jié)于只漲不降的油價了。

  新能源動力概述概述

  就汽車產(chǎn)業(yè)而言,我們所使用的傳統(tǒng)能源一般為汽油、柴油這些從石油煉制而出的燃料,而石油屬于不可再生資源,且目前地球上的石油資源已經(jīng)并不是很多,曾有人預計,石油的原儲藏量將達到臨界值,為了避免沒有可供使用的燃料,所以人類開始投身于開發(fā)其它可以循環(huán)利用的能量資源,而這些能量則統(tǒng)稱為新能源。

  首先歸納一下目前我們能見到的所有動力系統(tǒng)的類型,大致可以分為七種動力系統(tǒng),分別為:

  1、汽油動力:

  這是我們身邊最常見的動力系統(tǒng),而為了更加節(jié)能環(huán)保,所以汽油動力汽車也開始通過各種高科技手段來讓耗能變得更少,比較有名的動力系統(tǒng)比如大眾的FSI以及福特的EcoboostGTDi缸內(nèi)直噴發(fā)動機等,通過更精確的油量控制來達到更好的燃料燃燒。

  代表科技:大眾TSI、DSG,福特EcoboostGTDi

  其實邁騰這款車并不能代表缸內(nèi)直噴發(fā)動機或者類似技術(shù),但是大眾的TSI和DSG系統(tǒng)無疑是目前國內(nèi)最有名望的動力、傳動系統(tǒng),缸內(nèi)直噴就是將噴射出的汽油直接噴射在發(fā)動機汽缸之內(nèi),而非老式的噴射于進氣門口位置,同時帶有直噴技術(shù)的發(fā)動機大多會采用稀薄燃燒技術(shù),并結(jié)合電控噴油、多氣門、排放后處理等多項技術(shù),其可以提高燃油性20%,并且可以提升10%左右的最大輸出扭矩,從而達到更小的油耗以及更低的污染排放的效果。

  2、柴油動力:

  相對于汽油動力而言,柴油動力有更好的工作效率,不過其制造成本卻要高出汽油動力很多,其中僅僅燃油供給系統(tǒng)的成本甚至可以與一臺汽油發(fā)動機的總成本一較高下了。

  代表車型:如R8的勒芒版。比較有代表性的就是剛剛奪得了勒芒大賽冠軍的R8賽車,它所搭載的動力系統(tǒng)將就是一款柴油發(fā)動機,因為這種發(fā)動機在國內(nèi)的民用普及輛很小,所以在這里只是簡單介紹一下柴油發(fā)動機的工作原理。

  柴油機在進氣行程中吸入的是純空氣,在壓縮行程接近終了時,柴油經(jīng)噴油泵將油壓提高到10MPa以上,通過噴油器噴入氣缸,在很短時間內(nèi)與壓縮后的高溫空氣混合,形成可燃混合氣。由于柴油機壓縮比高(一般為16-22),所以壓縮終了時氣缸內(nèi)空氣壓力可達3.5-4.5MPa,同時溫度高達750-1000K,大大超過柴油的自燃溫度。因此柴油在噴入氣缸后,在很短時間內(nèi)與空氣混合后便立即自行燃燒。氣缸內(nèi)的氣壓急速上升到6-9MPa,溫度也升到2000-2500K。在高壓氣體推動下,活塞向下運動并帶動曲軸旋轉(zhuǎn)而作功。

  3、生物燃料動力:

  以植物為原料制成的燃料,這種燃料可以有效的降低二氧化碳的排放,不過它們的造價成本很高,并且雖然它在燃燒中的碳排放量等于零,但是其再制造過程中卻并不比傳統(tǒng)燃料低。

  代表車型:這個還是算了,好像目前還沒有純粹依靠生物燃料動力的車型

  4、氫燃料電池動力:

  相比較于石油,氫資源非常豐富,如果可以將它成功的轉(zhuǎn)變成可持續(xù)的生產(chǎn),那么這將是另一種清潔能源,比較常見的就是通過氫燃料電池來轉(zhuǎn)化為電能為汽車提供動力,不過氫的儲存設備造價太高,且更大的問題是應該發(fā)展電能動力還是氫燃料動力?以及先賣車還是先建造加氫站,或者誰來掏錢造加氫站?

  代表車型:目前此類動力多用在大型客車之上,不過目前本田有一款名為FCX的概念車即為氫燃料電池動力車型。

  5、電能動力:

  電能動力是目前被公認為最可能替代石油燃料的能量供給形式,與傳統(tǒng)動力不同,電動車可以在發(fā)動機運轉(zhuǎn)之始就開始提供最大的扭矩輸出,且它沒有明顯的污染產(chǎn)生,而且是相對而言很容易生產(chǎn)出的可再生資源,不過缺點卻同樣很大,比如電池的壽命短、能量密度小、因為能量密度問題致使電池體積大且重、充電時間太長以及可行駛歷程短等等,而這些也正是現(xiàn)階段電能動力的技術(shù)瓶頸。

  代表車型:MINIE日產(chǎn)聆風等純粹的電動車目前在市面上銷售的很少,就像上面說的,制約于很多技術(shù)上的瓶頸,所以純粹的電動車的保有量很有限,且即便購入的話,也只能作為城市中的短途代步工具使用罷了,比如MINIE,一次滿額充電只能行駛209km(實際行駛會在160km左右),而我們暫且不談充電時間問題,僅僅是充電設備就會讓目前全球絕大多數(shù)人撓頭,因為成本高昂而致使保有量小,所以還沒有哪個政府大規(guī)模開始建設電動車的充電設備。

  6、并聯(lián)式混合動力:

  這種動力系統(tǒng)在目前比較常見的新能源動力車型,很多汽車品牌都已經(jīng)將此類車型投放市場。此類動力會同時配備汽/柴油發(fā)動機和電動機,可以發(fā)動機和電動機同時工作,或者以電動機或者發(fā)動機單獨工作,并且其也延伸除了其它類型,比如插電式的模式,對于發(fā)動機的依賴大大降低,不過由于制造成本太高,所以此類車型的售價都會高出普通版車型很多,并且柴油發(fā)動機的混動動力的可能性不高。

  代表車型:豐田普銳斯

  中國人最熟悉的并聯(lián)式混合動力車型當屬豐田的普瑞斯,而此類的混合動力車型還分為強混與弱混,即為電動機的作用,比如普銳斯一類的弱混車型,電動機的作用只是起到輔助的作用,總體來講電動機的作用在于提供急加速時的扭矩輸出,而汽油機更多是在高速巡航時以及電動機力不從心時開始發(fā)力,而在怠速情況下,只有電動機在進行工作,所以堵車的時候,也是普銳斯相比其他車型油耗最具優(yōu)勢的時候。

  7、增程式混合動力:

  這種動力系統(tǒng)與上邊的并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)很像,同樣是同時擁有發(fā)動機和電動機,但它們之間的關(guān)系則變成了串聯(lián)的形式,即為車輛的主要動力提供者是電動機,而發(fā)動機則作為電動機或者電池的充電工具,這也就意味著此類的動力系統(tǒng)將會有更好的續(xù)航里程以及更低的污染物排放,不過其制造成本則同樣很高,且因為發(fā)動機在停滯狀態(tài)下沒有內(nèi)部的機油壓力來保護零件,所以對發(fā)動機的耐久性也將是一個很嚴苛的考驗。

  代表車型:捷豹C-X75

  捷豹C-X75是一款概念車,但是它的增程式混合動力的理念卻非常獨到,它的發(fā)動機系統(tǒng)并不是傳統(tǒng)汽車所使用的四沖程發(fā)動機,而是使用了兩個類似于飛機上所使用的發(fā)動機燃氣輪機,它通過燃氣輪機所釋放出的動力帶動發(fā)電機為其每個車輪上共四個電動機持續(xù)輸出穩(wěn)定的電能,從而達到更好的電力使用以及能量分配,也許當汽車工程師可以解決燃氣輪機過高的制造成本的話,那么未來你的車上的轉(zhuǎn)速表將不會再指向幾千轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速,要知道C-X75的發(fā)動機正常工作轉(zhuǎn)速就已經(jīng)達到了80000-90000rpm。

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