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未来进行时 汽车新能源动力科技浅谈

  新能源动力是近一个时期在各大领域均会被提起的热门话题,而在汽车产业中,新能源动力已经处于在了一个比较紧要的时期,长远而言,石油并不是可再生资源,且即将使用完,而近的来说,媒体呼吸被污染过的空气,对人类自己也不是什么好事儿,所以各个国家以及汽车厂家对于新能源/动力科技投入了相当大的经历,虽然因为种种原因新能源动力车型中的绝大部分还处于试验阶段,但也许5-10年后,我们就再也不需要每天纠结于只涨不降的油价了。
  
  新能源动力概述概述
  
  就汽车产业而言,我们所使用的传统能源一般为汽油、柴油这些从石油炼制而出的燃料,而石油属于不可再生资源,且目前地球上的石油资源已经并不是很多,曾有人预计,石油的原储藏量将达到临界值,为了避免没有可供使用的燃料,所以人类开始投身于开发其它可以循环利用的能量资源,而这些能量则统称为新能源。
  
  首先归纳一下目前我们能见到的所有动力系统的类型,大致可以分为七种动力系统,分别为:
  
  1、汽油动力:
  
  这是我们身边最常见的动力系统,而为了更加节能环保,所以汽油动力汽车也开始通过各种高科技手段来让耗能变得更少,比较有名的动力系统比如大众的FSI以及福特的Ecoboost GTDi缸内直喷发动机等,通过更精确的油量控制来达到更好的燃料燃烧。
  
  代表科技:大众TSI、DSG,福特Ecoboost GTDi
  
  其实迈腾这款车并不能代表缸内直喷发动机或者类似技术,但是大众的TSI和DSG系统无疑是目前国内最有名望的动力、传动系统,缸内直喷就是将喷射出的汽油直接喷射在发动机汽缸之内,而非老式的喷射于进气门口位置,同时带有直喷技术的发动机大多会采用稀薄燃烧技术,并结合电控喷油、多气门、排放后处理等多项技术,其可以提高燃油性20%,并且可以提升10%左右的最大输出扭矩,从而达到更小的油耗以及更低的污染排放的效果。
  
  2、柴油动力:
  
  相对于汽油动力而言,柴油动力有更好的工作效率,不过其制造成本却要高出汽油动力很多,其中仅仅燃油供给系统的成本甚至可以与一台汽油发动机的总成本一较高下了。
  
  代表车型:如R8的勒芒版。比较有代表性的就是刚刚夺得了勒芒大赛冠军的R8赛车,它所搭载的动力系统将就是一款柴油发动机,因为这种发动机在国内的民用普及辆很小,所以在这里只是简单介绍一下柴油发动机的工作原理。
  
  柴油机在进气行程中吸入的是纯空气,在压缩行程接近终了时,柴油经喷油泵将油压提高到10MPa以上,通过喷油器喷入气缸,在很短时间内与压缩后的高温空气混合,形成可燃混合气。由于柴油机压缩比高(一般为16-22),所以压缩终了时气缸内空气压力可达3.5-4.5MPa,同时温度高达750-1000K,大大超过柴油的自燃温度。因此柴油在喷入气缸后,在很短时间内与空气混合后便立即自行燃烧。气缸内的气压急速上升到6-9MPa,温度也升到2000-2500K。在高压气体推动下,活塞向下运动并带动曲轴旋转而作功。
  
  3、生物燃料动力:
  
  以植物为原料制成的燃料,这种燃料可以有效的降低二氧化碳的排放,不过它们的造价成本很高,并且虽然它在燃烧中的碳排放量等于零,但是其再制造过程中却并不比传统燃料低。
  
  代表车型:这个还是算了,好像目前还没有纯粹依靠生物燃料动力的车型
  
  4、氢燃料电池动力:
  
  相比较于石油,氢资源非常丰富,如果可以将它成功的转变成可持续的生产,那么这将是另一种清洁能源,比较常见的就是通过氢燃料电池来转化为电能为汽车提供动力,不过氢的储存设备造价太高,且更大的问题是应该发展电能动力还是氢燃料动力?以及先卖车还是先建造加氢站,或者谁来掏钱造加氢站?
  
  代表车型:目前此类动力多用在大型客车之上,不过目前本田有一款名为FCX的概念车即为氢燃料电池动力车型。
  
  5、电能动力:
  
  电能动力是目前被公认为最可能替代石油燃料的能量供给形式,与传统动力不同,电动车可以在发动机运转之始就开始提供最大的扭矩输出,且它没有明显的污染产生,而且是相对而言很容易生产出的可再生资源,不过缺点却同样很大,比如电池的寿命短、能量密度小、因为能量密度问题致使电池体积大且重、充电时间太长以及可行驶历程短等等,而这些也正是现阶段电能动力的技术瓶颈。
  
  代表车型:MINI E 日产聆风等纯粹的电动车目前在市面上销售的很少,就像上面说的,制约于很多技术上的瓶颈,所以纯粹的电动车的保有量很有限,且即便购入的话,也只能作为城市中的短途代步工具使用罢了,比如MINI E,一次满额充电只能行驶209km(实际行驶会在160km左右),而我们暂且不谈充电时间问题,仅仅是充电设备就会让目前全球绝大多数人挠头,因为成本高昂而致使保有量小,所以还没有哪个政府大规模开始建设电动车的充电设备。
  
  6、并联式混合动力:
  
  这种动力系统在目前比较常见的新能源动力车型,很多汽车品牌都已经将此类车型投放市场。此类动力会同时配备汽/柴油发动机和电动机,可以发动机和电动机同时工作,或者以电动机或者发动机单独工作,并且其也延伸除了其它类型,比如插电式的模式,对于发动机的依赖大大降低,不过由于制造成本太高,所以此类车型的售价都会高出普通版车型很多,并且柴油发动机的混动动力的可能性不高。
  
  代表车型:丰田普锐斯
  
  中国人最熟悉的并联式混合动力车型当属丰田的普瑞斯,而此类的混合动力车型还分为强混与弱混,即为电动机的作用,比如普锐斯一类的弱混车型,电动机的作用只是起到辅助的作用,总体来讲电动机的作用在于提供急加速时的扭矩输出,而汽油机更多是在高速巡航时以及电动机力不从心时开始发力,而在怠速情况下,只有电动机在进行工作,所以堵车的时候,也是普锐斯相比其他车型油耗最具优势的时候。
  
  7、增程式混合动力:
  
  这种动力系统与上边的并联式混合动力系统很像,同样是同时拥有发动机和电动机,但它们之间的关系则变成了串联的形式,即为车辆的主要动力提供者是电动机,而发动机则作为电动机或者电池的充电工具,这也就意味着此类的动力系统将会有更好的续航里程以及更低的污染物排放,不过其制造成本则同样很高,且因为发动机在停滞状态下没有内部的机油压力来保护零件,所以对发动机的耐久性也将是一个很严苛的考验。
  
  代表车型:捷豹C-X75
  
  捷豹C-X75是一款概念车,但是它的增程式混合动力的理念却非常独到,它的发动机系统并不是传统汽车所使用的四冲程发动机,而是使用了两个类似于飞机上所使用的发动机燃气轮机,它通过燃气轮机所释放出的动力带动发电机为其每个车轮上共四个电动机持续输出稳定的电能,从而达到更好的电力使用以及能量分配,也许当汽车工程师可以解决燃气轮机过高的制造成本的话,那么未来你的车上的转速表将不会再指向几千转的转速,要知道C-X75的发动机正常工作转速就已经达到了80000-90000rpm。
  
  笔者总结:
  
  应该说本文只是关于新能源动力的一个概述,但不可否认的是,新能源动力必将成为未来民用车最基本的动力系统,未来本站将会对新能源动力、车型做更为详细的介绍,敬请期待。 返回上页
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