鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:991次 | 2019年08月07日
未來(lái)進(jìn)行時(shí) 汽車(chē)新能源動(dòng)力科技淺談
新能源動(dòng)力是近一個(gè)時(shí)期在各大領(lǐng)域均會(huì)被提起的熱門(mén)話(huà)題,而在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中,新能源動(dòng)力已經(jīng)處于在了一個(gè)比較緊要的時(shí)期,長(zhǎng)遠(yuǎn)而言,石油并不是可再生資源,且即將使用完,而近的來(lái)說(shuō),媒體呼吸被污染過(guò)的空氣,對(duì)人類(lèi)自己也不是什么好事兒,所以各個(gè)國(guó)家以及汽車(chē)廠(chǎng)家對(duì)于新能源/動(dòng)力科技投入了相當(dāng)大的經(jīng)歷,雖然因?yàn)榉N種原因新能源動(dòng)力車(chē)型中的絕大部分還處于試驗(yàn)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(jià)了。
新能源動(dòng)力概述概述
就汽車(chē)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(yù)計(jì),石油的原儲(chǔ)藏量將達(dá)到臨界值,為了避免沒(méi)有可供使用的燃料,所以人類(lèi)開(kāi)始投身于開(kāi)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(chēng)為新能源。
首先歸納一下目前我們能見(jiàn)到的所有動(dòng)力系統(tǒng)的類(lèi)型,大致可以分為七種動(dòng)力系統(tǒng),分別為:
1、汽油動(dòng)力:
這是我們身邊最常見(jiàn)的動(dòng)力系統(tǒng),而為了更加節(jié)能環(huán)保,所以汽油動(dòng)力汽車(chē)也開(kāi)始通過(guò)各種高科技手段來(lái)讓耗能變得更少,比較有名的動(dòng)力系統(tǒng)比如大眾的FSI以及福特的Ecoboost GTDi缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)等,通過(guò)更精確的油量控制來(lái)達(dá)到更好的燃料燃燒。
代表科技:大眾TSI、DSG,福特Ecoboost GTDi
其實(shí)邁騰[綜述圖片論壇]這款車(chē)并不能代表缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)或者類(lèi)似技術(shù),但是大眾的TSI和DSG系統(tǒng)無(wú)疑是目前國(guó)內(nèi)最有名望的動(dòng)力、傳動(dòng)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(dòng)機(jī)汽缸之內(nèi),而非老式的噴射于進(jìn)氣門(mén)口位置,同時(shí)帶有直噴技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)大多會(huì)采用稀薄燃燒技術(shù),并結(jié)合電控噴油、多氣門(mén)、排放后處理等多項(xiàng)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(dá)到更小的油耗以及更低的污染排放的效果。
2、柴油動(dòng)力:
相對(duì)于汽油動(dòng)力而言,柴油動(dòng)力有更好的工作效率,不過(guò)其制造成本卻要高出汽油動(dòng)力很多,其中僅僅燃油供給系統(tǒng)的成本甚至可以與一臺(tái)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的總成本一較高下了。
代表車(chē)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(chē),它所搭載的動(dòng)力系統(tǒng)將就是一款柴油發(fā)動(dòng)機(jī),因?yàn)檫@種發(fā)動(dòng)機(jī)在國(guó)內(nèi)的民用普及輛很小,所以在這里只是簡(jiǎn)單介紹一下柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理。
柴油機(jī)在進(jìn)氣行程中吸入的是純空氣,在壓縮行程接近終了時(shí),柴油經(jīng)噴油泵將油壓提高到10MPa以上,通過(guò)噴油器噴入氣缸,在很短時(shí)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(jī)壓縮比高(一般為16-22),所以壓縮終了時(shí)氣缸內(nèi)空氣壓力可達(dá)3.5-4.5MPa,同時(shí)溫度高達(dá)750-1000K,大大超過(guò)柴油的自燃溫度。因此柴油在噴入氣缸后,在很短時(shí)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(dòng)下,活塞向下運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)而作功。
3、生物燃料動(dòng)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(guò)它們的造價(jià)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(guò)程中卻并不比傳統(tǒng)燃料低。
代表車(chē)型:這個(gè)還是算了,好像目前還沒(méi)有純粹依靠生物燃料動(dòng)力的車(chē)型
4、氫燃料電池動(dòng)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(jiàn)的就是通過(guò)氫燃料電池來(lái)轉(zhuǎn)化為電能為汽車(chē)提供動(dòng)力,不過(guò)氫的儲(chǔ)存設(shè)備造價(jià)太高,且更大的問(wèn)題是應(yīng)該發(fā)展電能動(dòng)力還是氫燃料動(dòng)力?以及先賣(mài)車(chē)還是先建造加氫站,或者誰(shuí)來(lái)掏錢(qián)造加氫站?
代表車(chē)型:目前此類(lèi)動(dòng)力多用在大型客車(chē)之上,不過(guò)目前本田有一款名為FCX的概念車(chē)即為氫燃料電池動(dòng)力車(chē)型。
5、電能動(dòng)力:
電能動(dòng)力是目前被公認(rèn)為最可能替代石油燃料的能量供給形式,與傳統(tǒng)動(dòng)力不同,電動(dòng)車(chē)可以在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)之始就開(kāi)始提供最大的扭矩輸出,且它沒(méi)有明顯的污染產(chǎn)生,而且是相對(duì)而言很容易生產(chǎn)出的可再生資源,不過(guò)缺點(diǎn)卻同樣很大,比如電池的壽命短、能量密度小、因?yàn)槟芰棵芏葐?wèn)題致使電池體積大且重、充電時(shí)間太長(zhǎng)以及可行駛歷程短等等,而這些也正是現(xiàn)階段電能動(dòng)力的技術(shù)瓶頸。
代表車(chē)型:MINIE 日產(chǎn)聆風(fēng)[綜述 圖片 論壇]等 純粹的電動(dòng)車(chē)目前在市面上銷(xiāo)售的很少,就像上面說(shuō)的,制約于很多技術(shù)上的瓶頸,所以純粹的電動(dòng)車(chē)的保有量很有限,且即便購(gòu)入的話(huà),也只能作為城市中的短途代步工具使用罷了,比如MINI E,一次滿(mǎn)額充電只能行駛209km(實(shí)際行駛會(huì)在160km左右),而我們暫且不談充電時(shí)間問(wèn)題,僅僅是充電設(shè)備就會(huì)讓目前全球絕大多數(shù)人撓頭,因?yàn)槌杀靖甙憾率贡S辛啃?,所以還沒(méi)有哪個(gè)政府大規(guī)模開(kāi)始建設(shè)電動(dòng)車(chē)的充電設(shè)備。
6、并聯(lián)式混合動(dòng)力:
這種動(dòng)力系統(tǒng)在目前比較常見(jiàn)的新能源動(dòng)力車(chē)型,很多汽車(chē)品牌都已經(jīng)將此類(lèi)車(chē)型投放市場(chǎng)。此類(lèi)動(dòng)力會(huì)同時(shí)配備汽/柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī),可以發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)同時(shí)工作,或者以電動(dòng)機(jī)或者發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)工作,并且其也延伸除了其它類(lèi)型,比如插電式的模式,對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的依賴(lài)大大降低,不過(guò)由于制造成本太高,所以此類(lèi)車(chē)型的售價(jià)都會(huì)高出普通版車(chē)型很多,并且柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的混動(dòng)動(dòng)力的可能性不高。
代表車(chē)型:豐田普銳斯
中國(guó)人最熟悉的并聯(lián)式混合動(dòng)力車(chē)型當(dāng)屬豐田的普瑞斯,而此類(lèi)的混合動(dòng)力車(chē)型還分為強(qiáng)混與弱混,即為電動(dòng)機(jī)的作用,比如普銳斯一類(lèi)的弱混車(chē)型,電動(dòng)機(jī)的作用只是起到輔助的作用,總體來(lái)講電動(dòng)機(jī)的作用在于提供急加速時(shí)的扭矩輸出,而汽油機(jī)更多是在高速巡航時(shí)以及電動(dòng)機(jī)力不從心時(shí)開(kāi)始發(fā)力,而在怠速情況下,只有電動(dòng)機(jī)在進(jìn)行工作,所以堵車(chē)的時(shí)候,也是普銳斯相比其他車(chē)型油耗最具優(yōu)勢(shì)的時(shí)候。
7、增程式混合動(dòng)力:
這種動(dòng)力系統(tǒng)與上邊的并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)很像,同樣是同時(shí)擁有發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī),但它們之間的關(guān)系則變成了串聯(lián)的形式,即為車(chē)輛的主要?jiǎng)恿μ峁┱呤请妱?dòng)機(jī),而發(fā)動(dòng)機(jī)則作為電動(dòng)機(jī)或者電池的充電工具,這也就意味著此類(lèi)的動(dòng)力系統(tǒng)將會(huì)有更好的續(xù)航里程以及更低的污染物排放,不過(guò)其制造成本則同樣很高,且因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)在停滯狀態(tài)下沒(méi)有內(nèi)部的機(jī)油壓力來(lái)保護(hù)零件,所以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的耐久性也將是一個(gè)很?chē)?yán)苛的考驗(yàn)。
代表車(chē)型:捷豹C-X75
捷豹C-X75是一款概念車(chē),但是它的增程式混合動(dòng)力的理念卻非常獨(dú)到,它的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)并不是傳統(tǒng)汽車(chē)所使用的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī),而是使用了兩個(gè)類(lèi)似于飛機(jī)上所使用的發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)廨啓C(jī),它通過(guò)燃?xì)廨啓C(jī)所釋放出的動(dòng)力帶動(dòng)發(fā)電機(jī)為其每個(gè)車(chē)輪上共四個(gè)電動(dòng)機(jī)持續(xù)輸出穩(wěn)定的電能,從而達(dá)到更好的電力使用以及能量分配,也許當(dāng)汽車(chē)工程師可以解決燃?xì)廨啓C(jī)過(guò)高的制造成本的話(huà),那么未來(lái)你的車(chē)上的轉(zhuǎn)速表將不會(huì)再指向幾千轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速,要知道C-X75的發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作轉(zhuǎn)速就已經(jīng)達(dá)到了80000-90000rpm。
筆者總結(jié):
應(yīng)該說(shuō)本文只是關(guān)于新能源動(dòng)力的一個(gè)概述,但不可否認(rèn)的是,新能源動(dòng)力必將成為未來(lái)民用車(chē)最基本的動(dòng)力系統(tǒng),未來(lái)本站將會(huì)對(duì)新能源動(dòng)力、車(chē)型做更為詳細(xì)的介紹,敬請(qǐng)期待。