未來進(jìn)行時 汽車新能源動力科技淺談

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(yuǎn)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(dāng)大的經(jīng)歷，雖然因?yàn)榉N種原因新能源動力車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(yù)計(jì)，石油的原儲藏量將達(dá)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Ecoboost GTDi缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)等，通過更精確的油量控制來達(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]這款車并不能代表缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)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(jī)汽缸之內(nèi)，而非老式的噴射于進(jìn)氣門口位置，同時帶有直噴技術(shù)的發(fā)動機(jī)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(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(jī)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(jī)，因?yàn)檫@種發(fā)動機(jī)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(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，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(jī)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(dá)3.5-4.5MPa，同時溫度高達(dá)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(yùn)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(shè)備造價太高，且更大的問題是應(yīng)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(rèn)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(jī)運(yùn)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(diǎn)卻同樣很大，比如電池的壽命短、能量密度小、因?yàn)槟芰棵芏葐栴}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(fēng)[綜述 圖片 論壇]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MINI E，一次滿額充電只能行駛209km（實(shí)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(shè)備就會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?，所以還沒有哪個政府大規(guī)模開始建設(shè)電動車的充電設(shè)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(jī)和電動機(jī)，可以發(fā)動機(jī)和電動機(jī)同時工作，或者以電動機(jī)或者發(fā)動機(jī)單獨(dú)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(jī)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(jī)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(dāng)屬豐田的普瑞斯，而此類的混合動力車型還分為強(qiáng)混與弱混，即為電動機(jī)的作用，比如普銳斯一類的弱混車型，電動機(jī)的作用只是起到輔助的作用，總體來講電動機(jī)的作用在于提供急加速時的扭矩輸出，而汽油機(jī)更多是在高速巡航時以及電動機(jī)力不從心時開始發(fā)力，而在怠速情況下，只有電動機(jī)在進(jìn)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(jī)和電動機(jī)，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(jī)，而發(fā)動機(jī)則作為電動機(jī)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?yàn)榘l(fā)動機(jī)在停滯狀態(tài)下沒有內(nèi)部的機(jī)油壓力來保護(hù)零件，所以對發(fā)動機(jī)的耐久性也將是一個很嚴(yán)苛的考驗(yàn)。 　　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(dú)到，它的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)并不是傳統(tǒng)汽車所使用的四沖程發(fā)動機(jī)，而是使用了兩個類似于飛機(jī)上所使用的發(fā)動機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)，它通過燃?xì)廨啓C(jī)所釋放出的動力帶動發(fā)電機(jī)為其每個車輪上共四個電動機(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)汽車工程師可以解決燃?xì)廨啓C(jī)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(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)該說本文只是關(guān)于新能源動力的一個概述，但不可否認(rèn)的是，新能源動力必將成為未來民用車最基本的動力系統(tǒng)，未來本站將會對新能源動力、車型做更為詳細(xì)的介紹，敬請期待。