混合動力和燃料電池的車那種比較好？

【專家解說】：原理比較復(fù)雜 需要點(diǎn)耐心看看 混合動力 通常所說的混合動力一般是指油電混合動力，即燃料（汽油，柴油）和電能的混合。 混合動力汽車是有電動馬達(dá)作為發(fā)動機(jī)的輔助動力驅(qū)動汽車。 混合動力汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性能高，而且行駛性能優(yōu)越，混合動力汽車的發(fā)動機(jī)要使用燃油，而且在起步、加速時，由于有電動馬達(dá)的輔助，所以可以降低油耗，簡單地說，就是與同樣大小的汽車相比，燃油費(fèi)用更低。 而且，輔助發(fā)動機(jī)的電動馬達(dá)可以在啟動的瞬間產(chǎn)生強(qiáng)大的動力，因此，車主可以享受更強(qiáng)勁的起步、加速。同時，還能實(shí)現(xiàn)較高水平的燃油經(jīng)濟(jì)性 混合動力汽車的種類目前主要有3種。 一種是以發(fā)動機(jī)為主動力，電動馬達(dá)作為輔助動力的“并聯(lián)方式”。這種方式主要以發(fā)動機(jī)驅(qū)動行駛，利用電動馬達(dá)所具有的再啟動時產(chǎn)生強(qiáng)大動力的特征，在汽車起步、加速等發(fā)動機(jī)燃油消耗較大時，用電動馬達(dá)輔助驅(qū)動的方式來降低發(fā)動機(jī)的油耗。這種方式的結(jié)構(gòu)比較簡單，只需要在汽車上增加電動馬達(dá)和電瓶。 另外一種是，在低速時只靠電動馬達(dá)驅(qū)動行駛，速度提高時發(fā)動機(jī)和電動馬達(dá)相配合驅(qū)動的“串聯(lián)、并聯(lián)方式”。啟動和低速時是只靠電動馬達(dá)驅(qū)動行駛，當(dāng)速度提高時，由發(fā)動機(jī)和電動馬達(dá)共同高效地分擔(dān)動力，這種方式需要動力分擔(dān)裝置和發(fā)電機(jī)等，因此結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 還有一種是只用電動馬達(dá)驅(qū)動行駛的電動汽車“串聯(lián)方式”，發(fā)動機(jī)只作為動力源，汽車只靠電動馬達(dá)驅(qū)動行駛，驅(qū)動系統(tǒng)只是電動馬達(dá)，但因?yàn)橥瑯有枰惭b燃料發(fā)動機(jī)，所以也是混合動力汽車的一種。 從對電能的依賴程度，混合動力可分為弱混合動力MILD HYBRID（也稱輕度混合動力，軟混合動力，微混合動力等），中度混合動力，重度混合動力FULL HYBRID（也稱全混合動力，強(qiáng)混合動力等），插電混合動力PLUG IN HYBRID 弱混常用BSG皮帶傳送啟動/發(fā)電技術(shù)，例如奇瑞A5的BSG款（電機(jī)10KW），通常節(jié)油10%以下，電機(jī)不直接參與驅(qū)動，主要用于啟動和回收制動能量。 中混常用ISG內(nèi)置安裝曲軸啟動/發(fā)電技術(shù)，例如別克君越EcoHybrid（電機(jī)15KW），通常節(jié)油20%左右。 強(qiáng)混合動力代表產(chǎn)品為TOYOTA PRIUS（電機(jī)50KW），可節(jié)油40%。 插電混合動力，將提供更好的節(jié)油比例，但將消耗一定的電能，例如大眾高爾夫TwinDrive（電機(jī)130KW）的測試數(shù)據(jù)，每百公里8度電和2.5的油耗。 混合動力電動汽車的動力系統(tǒng)主要由控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、輔助動力系統(tǒng)和電池組等部分構(gòu)成。 以串聯(lián)混合動力電動汽車為例，介紹一下混合動力電動汽車的工作原理。 在車輛行駛之初，蓄電池處于電量飽滿狀態(tài)，其能量輸出可以滿足車輛要求，輔助動力系統(tǒng)不需要工作； 電池電量低于60％時，輔助動力系統(tǒng)起動： 當(dāng)車輛能量需求較大時，輔助動力系統(tǒng)與蓄電池組同時為驅(qū)動系統(tǒng)提供能量； 當(dāng)車輛能量需求較小時，輔助動力系統(tǒng)為驅(qū)動系統(tǒng)提供能量的同時，還給蓄電池組進(jìn)行充電。 由于蓄電池組的存在，使發(fā)動機(jī)工作在一個相對穩(wěn)定的工況，使其排放得到改善。 不是所有的混合動力車輛都要依靠電動發(fā)動機(jī)、電池和電線。有些車輛是靠液壓發(fā)動機(jī)、鈴線和蓄能器的聯(lián)合作用來驅(qū)動的。 　　最近的汽油價格達(dá)到了創(chuàng)紀(jì)錄的歷史新高，讓站在加油泵面前的消費(fèi)者膽顫心驚。但是，與重型卡車運(yùn)輸車隊(duì)的經(jīng)營者相比，這些消費(fèi)者的痛苦只能算是小痛小癢了。 　　從燃料經(jīng)濟(jì)性的角度來看，為我們配送包裹和運(yùn)送垃圾的卡車需要承受幾方面的不利沖擊。重量就是其中一個重大因素。滿載重型運(yùn)輸車輛一般在14000到33000磅的重量范圍之間。除重量因素外，很多這類的運(yùn)輸工具還具有燃料燃燒的工作負(fù)載循環(huán)，它們需要不斷地啟動和停車。 在過去的一年中，UPS公司一直在密歇根州測試運(yùn)行一輛使用液壓混合動力 系統(tǒng)的6類配送卡車。該公司還投入使用了50輛電動混合動力卡車。 　　所以，幾個最大的卡車車隊(duì)運(yùn)營商已經(jīng)開始追逐混合動力運(yùn)輸工具的潮流，這對任何人來說都不會感到奇怪。聯(lián)邦快遞（Federal Express） 公司和 UPS 公司的運(yùn)輸車隊(duì)在過去兩年增加了幾十輛混合動力卡車，兩個公司采用的都是Eaton Corp公司提供的混合動力傳動系。據(jù)美國最大的垃圾運(yùn)送公司W(wǎng)aste Management的發(fā)言 人Lynn Brown說，該公司也在評估一系列的渣土運(yùn)輸車的混合動力解決方案。 　　但是，可能讓人感到意外的是，F(xiàn)edEx公司、UPS公司和Waste Management公司正在考慮選用在一些最重型車輛上的混合動力系統(tǒng)的種類。這些混合動力系統(tǒng)不像豐田公司的Prius車型一樣，使用的是電動發(fā)動機(jī)、電池和電線，而是利用液壓泵發(fā)動機(jī)、高壓鈴線和蓄能器的聯(lián)合作用來驅(qū)動車輛。 　　這類液壓混合動力中最激進(jìn)的型號完全擺脫了傳統(tǒng)的機(jī)械動力傳動系統(tǒng)。在這些車輛上，柴油引擎驅(qū)動液壓泵發(fā)動機(jī)，而液壓泵發(fā)動機(jī)再為高壓蓄能器蓄能。蓄能器驅(qū)動后輪上的斜軸式液壓泵發(fā)動機(jī)從而驅(qū)動車輛。一個低壓儲備器用于收集液體，然后把液體再送回到第一個液壓泵發(fā)動機(jī)中，這樣就形成了一個完整的液壓循環(huán)系統(tǒng)。 　　與電動混合動力發(fā)動機(jī)一樣，液壓混合動力發(fā)動機(jī)也有提供再生制動的能力。貨物運(yùn)送車輛和渣土運(yùn)輸車經(jīng)常要制動剎車，當(dāng)車輛制動時，液壓泵發(fā)動機(jī)會為高壓蓄能器蓄能。當(dāng)卡車再次啟動前行時，儲存在蓄能器中的能量可以用來減少柴油引擎的負(fù)載。這些能量也可以限制引擎關(guān)閉時推進(jìn)力的迸發(fā)，比如說，在室內(nèi)操作車輛時。 　　對一般消費(fèi)者或某些工程師來說，在這樣一個電氣化程度不斷提高的世界里，液壓發(fā)動機(jī)技術(shù)看上去有些落伍。但是，液壓泵發(fā)動機(jī)和蓄能器可以提供一種應(yīng)用扭矩和存儲能量可靠的、低成本途徑，這也正是混合動力車輛所需要的。并且液壓發(fā)動機(jī)與電動系統(tǒng)相比具有明顯的功率密度優(yōu)勢，至少現(xiàn)在是這樣。“液壓發(fā)動機(jī)好像非常有效，至少對大多數(shù)重型卡車系列來說是這樣的，”環(huán)境保護(hù)基金會（Environmental Defense）高級汽車策略會成員、機(jī)械工程師John DeCicco博士這樣評價。 　　液壓驅(qū)動方式 　　當(dāng)今的液壓混合動力系統(tǒng)主要有三種方式，并且都處在發(fā)展之中。美國環(huán)境保護(hù)署（U.S. Environmental Protection Agency，英文縮寫EPA）交通與空氣質(zhì)量辦公室(Office of Transportation and Air Quality，英文縮寫OTAQ)的研究者們與Eaton Corp公司、美國西南研究院（Southwest Research Institute，英文縮寫SwRI）和其他合作伙伴聯(lián)合開發(fā)了一種混合動力系統(tǒng)。從2006年6月開始，這套系統(tǒng)開始由UPS公司的配送卡車在底特律市進(jìn)行測試運(yùn)行。美國環(huán)境保護(hù)署也與Parker Hannifin公司簽訂了一個單獨(dú)合作研發(fā)協(xié)議，著手液壓混合動力方面的設(shè)計(jì)。 在某些方面，液壓混合動力系統(tǒng)與其同伴電動混合動力系統(tǒng)相似。但是，液壓系 統(tǒng)是使用液壓泵發(fā)動機(jī)、鈴線和蓄能器產(chǎn)生扭矩并存儲能量，而不是使用電動發(fā) 動機(jī)、電線和電池。 　　Eaton Corp和Parker Hannifin兩家公司也都各自進(jìn)行了自主知識產(chǎn)權(quán)的液壓混合動力系統(tǒng)的開發(fā)。Eaton公司開發(fā)的是一個液壓啟動輔助的并行系統(tǒng)，但是其主要的推進(jìn)力仍然是來自于機(jī)械動力傳動系。Parker Hannifin公司在過去的一年半的時間里研發(fā)出一種新型的液壓混合動力設(shè)計(jì)，其中一些負(fù)載循環(huán)數(shù)據(jù)來自于Waste Management公司。Parker Hannifin公司負(fù)責(zé)液壓動力事業(yè)部創(chuàng)新設(shè)計(jì)的副總裁、機(jī)械工程師Joe Kovach博士報告說，他們公司將在今年晚些時候結(jié)合新型液壓混合動力系統(tǒng)建造一個渣土運(yùn)送卡車模型。 由于蓄電池體積大、能量密度低、充電時間長等缺點(diǎn)制約了電動汽車的發(fā)展。近年來快速發(fā)展的質(zhì)子交換膜燃料電池由于其能量轉(zhuǎn)化效率高、能量密度大、無須充電、零排放等優(yōu)點(diǎn)廣泛被采用在電動汽車上。目前進(jìn)行燃料電池汽車研發(fā)投入的主要汽車廠商，國際上有通用、本田、福特、戴-克、雷諾-日產(chǎn)、菲亞特、馬自達(dá)、日產(chǎn)、豐田、大眾、三菱、現(xiàn)代等，國內(nèi)有上汽等，另外清華大學(xué)和北京綠源公司已合作推出燃料電池功率為18kW，采用壓縮氫氣作為燃料的PEMFC燃料電池汽車樣車。 據(jù)鐘再敏等人在《燃料電池汽車動力總成控制策略》一文中介紹，現(xiàn)階段，車載燃料電池發(fā)動機(jī)的冷車啟動、動態(tài)響應(yīng)慢和回饋制動能的儲存三方面問題的存在，決定了燃料電池汽車動力總成配置中必須有一個車載輔助儲能部件?，F(xiàn)有燃料電池概念車中通常采用超級電容或動力蓄電池組完成上述輔助儲能功能。根據(jù)不同技術(shù)特征，儲能元件有高能量型和高功率型之分。一般來說，動力蓄電池有高功率型和高能量型的區(qū)別，而超級電容基本均作為高功率型儲能部件使用。 1、燃料電池汽車動力控制系統(tǒng) 一種燃料電池汽車動力控制系統(tǒng)，它包括有能源子系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動子系統(tǒng)，上述兩子系統(tǒng)間通過直流母線進(jìn)行電能傳輸，所述能源子系統(tǒng)中設(shè)有能源管理器、燃料電池發(fā)動機(jī)和動力蓄電池組，所述能源管理器分別與燃料電池發(fā)動機(jī)、動力蓄電池組中的CAN通訊控制器相連接；所述電機(jī)驅(qū)動子系統(tǒng)由車輛管理器和一帶有電機(jī)控制器的驅(qū)動電機(jī)組成，車輛管理器與所述電機(jī)控制器相連接。該發(fā)明燃料電池汽車動力控制系統(tǒng)，采用模塊化設(shè)計(jì)，能夠合理配置使用其各零部件，充分地發(fā)揮其零部件的性能，為一通用優(yōu)化的動力控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。