定做一輛無(wú)里程焦慮、無(wú)充電難題、更安全的10萬(wàn)元電動(dòng)汽車--光液之十

摘要：太陽(yáng)能光伏、光熱、風(fēng)電、電動(dòng)汽車的發(fā)展，及鋰電池等儲(chǔ)能方式的發(fā)展，是一個(gè)有規(guī)律可循的過(guò)程。比較重要的規(guī)律有兩個(gè)：一個(gè)是努力提高太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為服務(wù)人們生產(chǎn)生活的有用功的能源效率。另外一個(gè)是提高能源載體的能量密度。

關(guān)鍵詞：汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)；里程焦慮；充電難；更安全；成本。

0 背景說(shuō)明

10＋萬(wàn)元的緊湊級(jí)汽車是主流消費(fèi)產(chǎn)品。車主甲是一個(gè)農(nóng)民工二代，辛苦數(shù)年攢下十萬(wàn)塊。想買(mǎi)一輛電動(dòng)車。對(duì)市面上的電動(dòng)車都不滿意。所以就想著自己定做一輛。

這是一輛什么樣的電動(dòng)車呢？首先、這車必需沒(méi)有里程焦慮，其次這車足夠安全，即便碰撞也不能起火。第三、車主甲是蝸居的蟻?zhàn)濉](méi)有自己的車位、沒(méi)有固定充電樁，所以充電問(wèn)題要好解決。第四、車主甲生活在廣佛都市圈每天的行駛里程至少也要180公里以上吧。第五、這車主甲的預(yù)算只有10萬(wàn)。

要是這樣的車能造出來(lái)真是非常美好的事情。下面我們看看車主要定做的電動(dòng)車是什么樣子的呢？

1 定做LY結(jié)構(gòu)電動(dòng)車

首先選定車輛的外形尺寸，因?yàn)檐囍骷咨磉呡^多朋友擁有一輛如圖一的汽車。物以類聚吧，車主也希望有一輛如下面的汽車。定做的電動(dòng)車長(zhǎng)×寬×高［mm］：4525x1852x1708。4門(mén)5座。

圖 1 定做汽車外形尺寸圖

圖一的汽車是一輛PHEV混動(dòng)車。動(dòng)力是電動(dòng)機(jī)130kW／300N．m。燃油發(fā)動(dòng)機(jī)71kW。電池電量12度，不支持快充，續(xù)航。最便宜裸車15萬(wàn)。其實(shí)這樣的插混已經(jīng)比合資同級(jí)燃油車具備性價(jià)比了。

車主甲還是不夠喜歡這樣的車，希望能擁有一輛lightyear結(jié)構(gòu)的電動(dòng)車。其結(jié)構(gòu)如下

圖 2 將購(gòu)買(mǎi)回來(lái)的PHEV改為L(zhǎng)Y結(jié)構(gòu)

將圖一的PHEV汽車購(gòu)買(mǎi)了回來(lái)后。拆除燃油發(fā)動(dòng)機(jī)、拆除發(fā)電機(jī)。并將電池升級(jí)到30度電、充電口改為支持60KW快充?？梢栽?5分鐘內(nèi)將電池充至80％電量。

這樣我們就得到一輛純電動(dòng)車，巡航里程超過(guò)180公里的純電動(dòng)車。

然后我們?cè)儋?gòu)買(mǎi)一個(gè)如圖三所示的

圖 3 20kW增程系統(tǒng)

這個(gè)增程器的性能如下

其中發(fā)電機(jī)重量是55KG，將這個(gè)發(fā)電機(jī)改成37KW無(wú)刷直流發(fā)動(dòng)兼發(fā)電機(jī)。并將增程發(fā)動(dòng)機(jī)及油箱改成一個(gè)可以放置在電動(dòng)車前艙，也可以從車上拿下來(lái)。這增程發(fā)動(dòng)機(jī)凈重量不超50KG，油箱、汽油及附屬設(shè)備不超50KG。

37KW無(wú)刷直流發(fā)動(dòng)兼發(fā)電機(jī)加一個(gè)傳動(dòng)，作為前輪的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，作為發(fā)電機(jī)時(shí)、具備37KWe的發(fā)電功能，可以在10～37KWe范圍高效工作。當(dāng)汽車不需要發(fā)電的時(shí)候前輪37KW加上后輪130KW電機(jī)構(gòu)成總功率167KW的四驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車。

2 定做汽車成本、性能及使用體驗(yàn)

車主甲通過(guò)打電話給圖一、圖三的生產(chǎn)廠家尋求購(gòu)買(mǎi)定制產(chǎn)品。均被以個(gè)人購(gòu)買(mǎi)改造會(huì)造成安全隱患為由拒絕。只能想著通過(guò)購(gòu)買(mǎi)市場(chǎng)上的已有產(chǎn)品回來(lái)自己改造。但改造之后的汽車將無(wú)法使用，也不能在路上行駛。只能作為一種試驗(yàn)產(chǎn)品。

2．1 定做LY結(jié)構(gòu)混動(dòng)車成本

詢到GS4PHEV裸車是約16萬(wàn)。增程器20KW（含油箱、水冷系統(tǒng)）費(fèi)用約1．3萬(wàn)和一個(gè)37KWe發(fā)電電動(dòng)機(jī)約0．8萬(wàn)。此外還要定做一套前輪傳動(dòng)系統(tǒng)、和增程發(fā)動(dòng)機(jī)連接無(wú)刷電機(jī)的傳動(dòng)耦合機(jī)構(gòu)。18度電量電池和將電池改為60KW快速充電。還有電池及增程器冷卻系統(tǒng)需要升級(jí)。此外人工、設(shè)計(jì)費(fèi)用?？傎M(fèi)用不低于200萬(wàn)吧

2．2 定做LY結(jié)構(gòu)混動(dòng)車性能

可以預(yù)見(jiàn)LY混動(dòng)試驗(yàn)車的動(dòng)力性是超級(jí)棒的，這是一輛四驅(qū)車。在沒(méi)有車載增程器的時(shí)候，167KW的有效驅(qū)動(dòng)功率，推背感、百公里加速可以預(yù)計(jì)都是爆表的。

當(dāng)車上載10～37KWe增程發(fā)動(dòng)機(jī)、油箱、冷卻系統(tǒng)的時(shí)候。這輛車的性能不低于GS4PHEV。雖然增加里前輪傳動(dòng)、和電池容量。但可以預(yù)計(jì)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)由71KW降低了。其節(jié)省下來(lái)的重量會(huì)超過(guò)增加了的重量。

也就是說(shuō)，定做的LY混動(dòng)車遠(yuǎn)好于GS4PHEV，不懂傳祺廠家的設(shè)計(jì)人員會(huì)不會(huì)因此少拿年終獎(jiǎng)。

當(dāng)然LY混動(dòng)車更重要的性能是安全。當(dāng)電動(dòng)車車載電量降低，相同情況下安全性能更好。

3 結(jié)論

LY混動(dòng)車是值得進(jìn)行驗(yàn)證的。

后記：

1、問(wèn)：lightyear結(jié)構(gòu)混動(dòng)車提出已有一年，何時(shí)會(huì)出試驗(yàn)車型？

答：試驗(yàn)車型肯定會(huì)有，按目前情況很可能只有作者才會(huì)做這樣的試驗(yàn)。通過(guò)一邊學(xué)習(xí)汽車的知識(shí)，一邊積攢試驗(yàn)的資金。通過(guò)尋二手增程車，如GA5增程版作為試驗(yàn)平臺(tái)。計(jì)未來(lái)兩三年會(huì)看到試驗(yàn)車的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2、問(wèn)：lightyear結(jié)構(gòu)混動(dòng)車本質(zhì)上就是增程車，增程車經(jīng)過(guò)這幾年的市場(chǎng)考驗(yàn)。幾乎已經(jīng)被判為不具備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的。為什么作者仍認(rèn)為這樣的方向可以？

答：lightyear結(jié)構(gòu)混動(dòng)車本質(zhì)上是增程車、更是純電動(dòng)車。對(duì)于大多數(shù)人來(lái)說(shuō)購(gòu)買(mǎi)一輛180～360公里純電續(xù)航的LY混動(dòng)車。就是購(gòu)買(mǎi)一輛沒(méi)有里程焦慮的純電動(dòng)車，車主絕大多數(shù)出行需求、每天不會(huì)超過(guò)180公里，每天耗電不超30度。車主可以利用停車位邊上的插座供電無(wú)需充電樁。當(dāng)車主出行需求超過(guò)180公里，可以通過(guò)租用一個(gè)高效的燃油增程發(fā)動(dòng)機(jī)解決里程焦慮，而用完電池內(nèi)電量、或油箱燃油耗盡。15分鐘內(nèi)就能完成充電、加油。

當(dāng)然在長(zhǎng)距離出行、高速上這個(gè)車的表現(xiàn)跟增程車沒(méi)有區(qū)別，只是輕量化了一個(gè)電機(jī)的重量，還增加了傳動(dòng)的重量。尤其當(dāng)車上載人或載重增加、達(dá)到甚至超過(guò)額定載重的時(shí)候。LY混動(dòng)的能耗、效率和動(dòng)力性能表現(xiàn)會(huì)比較差。但仍然比純電動(dòng)車優(yōu)越，其原因在于LY混動(dòng)車的增程發(fā)動(dòng)機(jī)和油箱等系統(tǒng)的有效能量密度達(dá)到1．6KWH／KG，遠(yuǎn)超出目前任何一種電池。

3、問(wèn)：LY混動(dòng)車技術(shù)的關(guān)鍵是什么呢？

答：LY混動(dòng)車技術(shù)的關(guān)鍵是增程發(fā)動(dòng)機(jī)熱電轉(zhuǎn)換效率、目前市面上20KWe左右的最佳增程系統(tǒng)標(biāo)稱發(fā)電效率為22％。仍低發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)的傳統(tǒng)燃油車。當(dāng)增程系統(tǒng)的熱電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到30％（估算值），即便LY混動(dòng)車所有電能來(lái)自增程發(fā)動(dòng)機(jī)、其百公里油耗也比燃油車低。。

4、問(wèn)：LY混動(dòng)車的另一種形式－－車載空調(diào)制冷取暖增程系統(tǒng)，即車上有一個(gè)3～5KWe的微型增程系統(tǒng)、給空調(diào)取暖供電。并在空調(diào)不需要制冷的時(shí)候作為增程器使用。這樣的系統(tǒng)增加了約20～40％的里程，并解決了空調(diào)制冷取暖的問(wèn)題、還能解決電量耗盡拋錨的問(wèn)題。尤其是北方冬天、這樣的LY混動(dòng)車更具備市場(chǎng)需求。也可能最早被實(shí)現(xiàn)。為什么不先做這樣試驗(yàn)車？

答：車載空調(diào)發(fā)電增程的lightyear混動(dòng)車面臨的難題也是燃油發(fā)電的效率不高，技術(shù)投入更多。作者能做是從市面上購(gòu)買(mǎi)現(xiàn)成產(chǎn)品裝配成一個(gè)可用的試驗(yàn)車。此外、20KWe增程系統(tǒng)才是以后市場(chǎng)主流需求。此外，大功率增程發(fā)電機(jī)外加一個(gè)以沼氣、光液為燃料的的高效發(fā)動(dòng)機(jī)。有可能是解決溫室效應(yīng)、化石能源枯竭等問(wèn)題的的可行方法。

5、問(wèn)：LY混動(dòng)車在眾多的汽車技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)中、處于一個(gè)什么樣的位置？

答：LY混動(dòng)車是最優(yōu)的技術(shù)解決方案。首先從能源密度上說(shuō)LY混動(dòng)車的在當(dāng)前20～22％的熱電轉(zhuǎn)換效率，10KWe～80KWe發(fā)電功率的情況下。其有效能量密度仍高達(dá)1．6KWH／KG。遠(yuǎn)超出目前達(dá)到、及所有理論上能達(dá)到電池技術(shù)水平。其次，從充電、加油便利性來(lái)說(shuō)。LY混動(dòng)車也比純電、氫燃料電池要安全便捷。第三，從電動(dòng)車充電對(duì)電網(wǎng)的需求來(lái)說(shuō)。如果以后中國(guó)有3億純電動(dòng)車。私家車可能每天耗電不到20度，商用車貨車卻達(dá)到上百度。假定每輛車電池電量在60KWH。一天12小不間斷充電，不管是快充慢充。對(duì)電網(wǎng)的需求15億千瓦的裝機(jī)容量。而2018年全國(guó)裝機(jī)容量不到20億千瓦。相當(dāng)于再造一個(gè)中國(guó)發(fā)電裝機(jī)和中國(guó)電網(wǎng)。其巨大的成本不是汽車消費(fèi)能夠承擔(dān)。如果引入LY混動(dòng)車。3億輛車、每輛車具有20KWe發(fā)電能力。那么具有60KWe的發(fā)電能力。利用光液技術(shù)。能夠在太陽(yáng)能光伏、光熱的綜合能源下。將全國(guó)能源供給提升數(shù)倍。實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能取代化石能源的目標(biāo)。（這個(gè)能源替代分析過(guò)程、及其經(jīng)濟(jì)可行性見(jiàn) 后續(xù)文章  光液之十一－－使用多參定因法優(yōu)化能源系統(tǒng)）

6、問(wèn)：很多專家學(xué)者都認(rèn)為氫能才是未來(lái)能源、才是電動(dòng)車能源。你所說(shuō)的光液只是一個(gè)捏造一個(gè)新名字。無(wú)人相信。你如何能說(shuō)服更有知識(shí)和權(quán)威的人。

答：如這篇文章開(kāi)頭所說(shuō)的，人類這兩百多年來(lái)在能源方面的努力，都是在提高太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為服務(wù)人們生產(chǎn)生活的有用功的效率。氫能之所以必?cái)?，是因?yàn)闅淠軓奶?yáng)能轉(zhuǎn)化到有用功的轉(zhuǎn)化效率低于利用太陽(yáng)能、沼氣、甲烷、碳和水生產(chǎn)二甲醚，二甲醚太陽(yáng)能熱重整后供熱、供電的效率。氫能能量密度高，可考慮氫能儲(chǔ)存容器等因素。氫能相對(duì)二甲醚不具備很大優(yōu)勢(shì)，尤其是二甲醚太陽(yáng)能熱重整后的整體能量密度會(huì)高于氫能。（具體見(jiàn)后續(xù)系列文章）。氫能的燃料電池最高實(shí)驗(yàn)室發(fā)電效率高達(dá)75％，二甲醚目前是57％。但可以預(yù)計(jì)即便燃料電池和內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)成本一致。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)熱電效率在40％，燃料電池電效率在60％的情況下。二甲醚太陽(yáng)能重整成一氧化碳、氫氣后，其最終發(fā)電量也是內(nèi)燃機(jī)多。因?yàn)樘?yáng)能重整后能量增加了，太陽(yáng)能凈發(fā)電量也很高。（具體見(jiàn)后續(xù)系列文章）