隨著汽車尾氣污染的加劇和石油煤炭等化石能源的消耗,發(fā)展新能源汽車是全球的共同趨勢。由于汽車功耗較大,傳統(tǒng)環(huán)保概念中的清潔能源,比如太陽能、風(fēng)能在這個(gè)領(lǐng)域均是杯水車薪,使不上勁兒。
目前,全世界積極發(fā)展的新能源汽車技術(shù)主要集中在三個(gè)方向:純電動(dòng)汽車,比如大家比較熟悉的高帥富特斯拉;油電混動(dòng)型汽車,比較著名的有日本品牌的先行者普銳斯;燃料電池汽車,有報(bào)道稱日本某汽車品牌計(jì)劃在2018年推出氫燃料電池車。
這三項(xiàng)技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn):
純電動(dòng)車:清潔實(shí)惠,但能源補(bǔ)充是硬傷
純電動(dòng)汽車像手機(jī)充電一樣,使用插電模式充電(使用外部電源,通過變壓器和電纜對汽車電池充電的模式)。優(yōu)點(diǎn)是電能清潔實(shí)惠,電動(dòng)機(jī)扭矩大、加速快、噪音低;缺點(diǎn)是能源補(bǔ)充依賴硬件設(shè)施。(扭矩是使物體發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的一種特殊的力矩,在功率固定的條件下它與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速成反比關(guān)系,轉(zhuǎn)速越快扭矩越小,它反映了汽車在一定范圍內(nèi)的負(fù)載能力。)
舉例而言,目前世界上頂尖的純電動(dòng)汽車如果采用普通家庭電路充電,充滿需要7小時(shí)以上;若使用造價(jià)高達(dá)10萬美元的專用充電樁,充滿則需1-2個(gè)小時(shí)。按照這種汽車實(shí)測的滿電狀態(tài)250-300公里的巡航里程看,在城市里代步是可以的,每晚都能充電。中長途的自駕游就有點(diǎn)勉強(qiáng)了,一天只開300公里,晚上還要找地方充電,做不到傳統(tǒng)燃油汽車的“日行千里”。更不可能開著它去新疆西藏羅布泊,因?yàn)檠赝具B汽油都不一定買得到,更不要說充電啦。
燃料電池汽車:綠色環(huán)保,但設(shè)備重體積大
燃料電池汽車使用燃料電池產(chǎn)生氫氣,氫氣與大氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生電能驅(qū)動(dòng)汽車行駛。燃料電池的反應(yīng)會產(chǎn)生極度少量的二氧化碳和氮氧化物,這類化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物除了電能外,主要副產(chǎn)品是水,因此被稱為綠色新能源汽車。
現(xiàn)階段,燃料電池汽車的缺點(diǎn)在于設(shè)備重體積大。啟動(dòng)時(shí)間長并需提高系統(tǒng)耐振性:由于氫氣的關(guān)系,密封性要求相當(dāng)高,相對而言若發(fā)生事故危險(xiǎn)性較大。
注:燃料電池是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。燃料和空氣分別送進(jìn)燃料電池,電就被奇妙地生產(chǎn)出來。它從外表上看有正負(fù)極和電解質(zhì)等,像一個(gè)蓄電池,但實(shí)質(zhì)上它不能“儲電”而是一個(gè)“發(fā)電廠”。
油電混動(dòng)汽車:將浪費(fèi)的能源轉(zhuǎn)為電能
最后說我們今天的主角:油電混動(dòng)汽車。它是指以燃油和電能共同作為動(dòng)力的汽車,堪稱目前新能源汽車中最實(shí)用、最接地氣的成員。很多人認(rèn)為“混動(dòng)”將是汽車技術(shù)未來幾十年的發(fā)展趨勢。
油電混動(dòng)汽車以電動(dòng)機(jī)作為內(nèi)燃機(jī)的輔助動(dòng)力來共同驅(qū)動(dòng)汽車。這項(xiàng)技術(shù)燃油經(jīng)濟(jì)性高,機(jī)械性能更強(qiáng)勁。與同級別的汽車相比,燃油費(fèi)用更低。電動(dòng)機(jī)由于其物理特性,在啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的扭矩遠(yuǎn)大于內(nèi)燃機(jī),擁有更強(qiáng)勁的起步和加速性能。
傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車,能源有效利用率是較低的。由于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)四沖程的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),在80%以上的道路條件下,一輛普通轎車僅利用了燃油動(dòng)力(燃燒所釋放熱能)的40%,在市區(qū)還會跌至25%。也就是說只有25%-40%釋放出來的熱能被轉(zhuǎn)化為機(jī)械能做功,驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)。油電混動(dòng)技術(shù),就是旨在把被浪費(fèi)的能量收集起來變成電能,通過電動(dòng)機(jī)提供給汽車作為第二動(dòng)力。
油電混動(dòng)汽車的三種“武器”
要實(shí)現(xiàn)將浪費(fèi)的能力收集起來轉(zhuǎn)為電能,油電混動(dòng)汽車會比普通燃油汽車多三套系統(tǒng)。
能量回收系統(tǒng):大家都知道,汽車以一定速度在路上行駛,是具有動(dòng)能的,每當(dāng)汽車剎車時(shí),就有一部分動(dòng)能在剎車片摩擦下變成熱能散逸。而汽車在等紅綠燈時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)也是以怠速空轉(zhuǎn)在燒油,這些能量都被浪費(fèi)了。能量回收系統(tǒng)會把這些傳統(tǒng)汽車?yán)速M(fèi)掉的能量收集起來。
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