一種改變當(dāng)前能源結(jié)構(gòu)的混動(dòng)車結(jié)構(gòu)原理

目前，電動(dòng)車是發(fā)展趨勢，混動(dòng)車不被看好?；靹?dòng)車結(jié)構(gòu)目前有三種：分別是串聯(lián)式、并聯(lián)式以及混聯(lián)式，其中增程式混合動(dòng)力只能是串聯(lián)式結(jié)構(gòu)，而并聯(lián)式和混聯(lián)式結(jié)構(gòu)既可以應(yīng)用于普通混合動(dòng)力，也可以應(yīng)用于插電式混合動(dòng)力。詳見附文一

本文介紹一種全新的電動(dòng)車結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能解決當(dāng)前大部分電動(dòng)車的里程焦慮，充電難，還有電網(wǎng)沖擊等等問題。如果本文構(gòu)想能夠?qū)崿F(xiàn)，10年內(nèi)石油等化石能源將推出人類能源舞臺。汽車也會更廉價(jià)。此種電動(dòng)車結(jié)構(gòu)未曾有過報(bào)道，此文為原創(chuàng)。供所有人使用。

暫時(shí)將這種電動(dòng)車結(jié)構(gòu)稱為lightyear結(jié)構(gòu)（光年結(jié)構(gòu)，簡稱ly結(jié)構(gòu)）如下圖

圖 1 lightyear結(jié)構(gòu) 方塊圖

Lightyear結(jié)構(gòu)非常簡單，其實(shí)就是一個(gè)雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)的純電動(dòng)車的增強(qiáng)版。

電動(dòng)機(jī)A為一個(gè)55KW的電動(dòng)機(jī)兼發(fā)電機(jī)，發(fā)電功率為5～37KW。電動(dòng)機(jī)A在正轉(zhuǎn)時(shí)提供加速推力，由外力帶動(dòng)反轉(zhuǎn)是作為發(fā)電機(jī)使用。通過一個(gè)簡單的飛輪結(jié)構(gòu)即可實(shí)現(xiàn)。

電動(dòng)機(jī)B是一個(gè)75KW的主驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)后輪轉(zhuǎn)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)B可滿足單個(gè)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，最高車速為100KM／H。

lightyear結(jié)構(gòu)在沒有燃油發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，當(dāng)汽車停下來時(shí)，通過機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)給電動(dòng)機(jī)A提供動(dòng)力，帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)A發(fā)電。最高發(fā)電功率為37KW，快充約一小時(shí)充滿電，發(fā)電的同時(shí)也可以通過充電口將電能回饋到電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)逆向充電。在沒有外置動(dòng)力的情況下，也可以通過充電口快充或者慢充。跟普通電動(dòng)車沒有差別。

lightyear結(jié)構(gòu)也在前機(jī)艙放置一個(gè)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)，為發(fā)動(dòng)機(jī)A提供動(dòng)力，發(fā)電功率為20KW～5KW。作為增程器使用。當(dāng)汽車需要加速、爬坡等大動(dòng)力時(shí)。增程器停止工作。電動(dòng)機(jī)A為汽車提供推力。增程器可以做成5KW、10KW、15KW、20KW四種規(guī)格。增程器發(fā)動(dòng)機(jī)由加油站提供。根據(jù)行駛距離來確定選用哪一種功率規(guī)格。電動(dòng)機(jī)A的變頻控制系統(tǒng)是帶逆變功率的變頻器。發(fā)電后電能存儲到電池。或者直接給電動(dòng)機(jī)B提供電能。

假定該車型電池續(xù)航里程為200KM，百公里耗電14度，電池組定為35度。在自帶燃油發(fā)動(dòng)機(jī)增程情況下，200KM里程電量用盡耗時(shí) 3小時(shí)。發(fā)電機(jī)發(fā)電20＊3＝60度。總里程續(xù)航里程超過600KM。這樣能解決了里程焦慮問題。

假定中國汽車保有量2億輛（含乘用和商用）全部換成lightyear結(jié)構(gòu)電動(dòng)車，每臺車的發(fā)電功率平均為37KW。則有2億x37KW＝74億KW，目前中國的發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘坎怀?5億KW。相當(dāng)于中國的發(fā)電裝機(jī)容量增加了3倍。

當(dāng)然有了發(fā)電機(jī)，沒有動(dòng)力源仍然是沒有用處的。大自然給予了人類無私的饋贈，生物質(zhì)能源。據(jù)估計(jì)，每年地球上僅通過光合作用生成的生物質(zhì)總量就達(dá)1440～1800億噸（ 干重 ），其能量約相當(dāng)于20世紀(jì)90年代初全世界總能耗的3～8倍。生物質(zhì)的利用率不到3％。中國禽畜糞便約20億噸，秸稈8億噸，農(nóng)業(yè)林業(yè)廢棄物總量遠(yuǎn)超百億噸。假定每輛汽車耗電量為50度每天。1噸（干有機(jī)質(zhì)含量15％）餐廚垃圾產(chǎn)沼氣產(chǎn)生80——120立方米的沼氣（甲烷濃度為60－65），每1立方米沼氣發(fā)電約2度。也就是說1噸（干有機(jī)質(zhì)含量15％）一天約可以為4電動(dòng)車提供電能，假定全國十分之一的汽車用沼氣發(fā)電，0．2億／4＝0．05億噸。每天需要有機(jī)質(zhì)為500萬噸，每年約需要18．25億噸。

假設(shè)，車主甲，生活在農(nóng)村，每天有1噸的生物質(zhì)可以投入沼氣池。沼氣池及20KW沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)投入成本在10萬，并有一輛lightyear結(jié)構(gòu)的電動(dòng)車（購買價(jià)格12萬）?？偼度朐?2萬內(nèi)。

車主甲，白天開車，晚上lightyear結(jié)構(gòu)的汽車用來發(fā)電，發(fā)電時(shí)長12小時(shí)，產(chǎn)生電能240度。其中50度自用。190度用于發(fā)電上網(wǎng)，上網(wǎng)電價(jià)為0．69元。每天收入約130元。年收入4．745萬。預(yù)計(jì)5年收回所有成本。預(yù)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)壽命10年。

如果將生物質(zhì)利用規(guī)模擴(kuò)大到濕重200億噸，所有電動(dòng)車的能源來自生物質(zhì)。石油等化石能源市場不復(fù)存在。而產(chǎn)生的沼渣、沼液也足夠農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需的肥料，再也不需要化學(xué)肥料廠。但生物質(zhì)分散，能量密度不高，開發(fā)起來需要算經(jīng)濟(jì)賬。

當(dāng)然除了沼氣，還可以利用天然氣、水煤氣。一臺5KW天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)，每天用于發(fā)電，每立方天然是2～3元，發(fā)電量是3．5～5度，并能產(chǎn)生數(shù)噸熱水供取暖。一天發(fā)電12小時(shí)電能60度，需要天然氣約15立方米，費(fèi)用在30～45元。比當(dāng)前燃油費(fèi)用節(jié)省50％，并解決取暖和熱水使用問題。以后煤變油的工程也不需要了，甚至不需要燃煤電廠，煤炭運(yùn)到一個(gè)氣站，變成水煤氣，然后采用內(nèi)燃燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車發(fā)電。目前存在的問題是能量轉(zhuǎn)換效率有待提高。

采用天然氣和水煤氣發(fā)電的目的是，能源結(jié)構(gòu)調(diào)整。以后太陽能普及之后白天使用太陽能，夜晚使用電動(dòng)車發(fā)電，由于電動(dòng)車發(fā)電的巨大發(fā)電裝機(jī)容量。如果全部利用起來能使全中國的電能增加三倍以上。

綜上、lightyear結(jié)構(gòu)電動(dòng)車，能夠在當(dāng)前技術(shù)水平下實(shí)現(xiàn)長續(xù)航，低于傳統(tǒng)燃油車的單車生產(chǎn)成本，使用成本也遠(yuǎn)低于燃油車。生物質(zhì)能源完全取代化石燃料是理論上可行的。因生物質(zhì)能源分布廣，密度低，只能小規(guī)模利用。比如城市里的廚余垃圾、糞便，農(nóng)村的農(nóng)業(yè)廢棄物，以及園林綠化廢棄物，禽畜養(yǎng)殖廢棄物。還可能會發(fā)展新種植業(yè)，用種植出來的有機(jī)質(zhì)厭氧發(fā)酵發(fā)電。

附文：發(fā)酵原料與沼氣產(chǎn)量

后記

這篇文章的目的，當(dāng)前，人類正在處于能源革命中。即能源的獲取方式多樣化，可持續(xù)化，如太陽能和核能利用。還有能源的存儲和使用高效化，經(jīng)濟(jì)化。以外太空電源規(guī)?；脼槌墒鞓?biāo)志。人類活動(dòng)的所有努力都是為了走得更遠(yuǎn)。

個(gè)人認(rèn)為，本文所構(gòu)建的一種能源結(jié)構(gòu)形態(tài)很有可能成為現(xiàn)實(shí)。這個(gè)實(shí)現(xiàn)過程是數(shù)十年內(nèi)，幾十萬、幾百萬人不懈努力的。就本文而言，并沒有什么獨(dú)創(chuàng)的技術(shù)或者采用什么新的材料，而是通過整合不同的資源優(yōu)缺點(diǎn)，和當(dāng)前各種商品的難點(diǎn)。提出的一種解決方案，就如武俠小說里的高手，打通任督二脈后，功力倍增。

寫這篇文件的目的是廣為傳播這個(gè)lightyear混動(dòng)電動(dòng)車結(jié)構(gòu)，和構(gòu)建未來能源結(jié)構(gòu)。號召幾百萬人來不斷提高效率，降低成本。最終實(shí)現(xiàn)能源革命的目標(biāo)。

當(dāng)下能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的同時(shí)，社會也會發(fā)生很大的變革。比如石油巨頭，兩桶油，中東富國將不復(fù)存在。汽車制造廠家會洗牌。誰動(dòng)得快，搶占市場，誰就能成為這次變革的勝利者。

作者介紹：lightyear 是一個(gè)對能夠跨越光年距離的飛行器有濃厚興趣的人，利用業(yè)余時(shí)間學(xué)習(xí)光帆、EMdrive等知識。數(shù)月前，因打算購買汽車，了解了一下電動(dòng)車的知識。發(fā)現(xiàn)電動(dòng)車和跨越光年距離的飛行器有很多共通之處，如續(xù)航，能源變換等等。使用了解決跨越光年距離的飛行器難題的方法，同樣也能解決當(dāng)前電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的難點(diǎn)、痛點(diǎn)。

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