汽车能源新进化 主流混合动力技术全解析
来源:搜狐汽车 作者:赵卓然 时间:2012-07-09 08:22 点击:次
蒸汽机的发明带领人类迎来了内能与机械能的首次转化,而19世纪末内燃机的诞生,也让汽车工业与汽油结下了不解之缘。原本只是石油炼油厂廉价的副产品汽油,随着满世界跑的汽车而身价倍增,逐渐取代煤油成为石油工业的主导产品,时至今日,石油不仅仅是能源那么简单,早已和一个国家的经济、政治甚至外交有着重大密切关系。
地球上石油资源还能供人类用多久?
虽然普遍使用的燃油发动机存在种种弊病,动能转化效率低/环境污染严重,但我们仍然无法摆脱对石油的依赖,甚至牵动全世界的命脉。然而近百年来,随着石油工业飞速发展,早已面临能源危机,作为非再生资源,总有一天会在地球消失,绝不是危言耸听,按照目前的开采速度,地球所剩下的石油资源仅仅能维持百年之久,就连煤炭等矿物能源也都仅仅在未来几百年内在地球枯竭,而目前最有效的办法,也只有开源节流,一方面节约汽油能源,另一方面开发和寻找新能源。
钢铁侠目前也只能活在科幻电影中?
推广新能源汽车几乎成为现在全球瞩目的战略方针,短时间内,我们不要幻想什么核能,生物能甚至太阳能来取代现有的能源霸主,不仅仅是造价昂贵,更主要的是技术水平还没有达到一定高度,钢铁侠也只能在科幻小说中一展所长,把核动力装上汽车?移动原子弹就此诞生;也不要妄想水能变成油,那是违反了能量守恒定律,把水分解成氧和氢需要的能量就是氧和氢燃烧释放的能量,仔细想想,也只有电能才能在未来取代石油能源。
摆脱汽油——纯电动汽车电池是短板
纯电动汽车可以真正实现绿色环保,彻底摆脱对石油的依赖,也成为目前众多厂商所拥护的技术发展方向,但从目前环境来看,电池技术短板和充电设施不完善难以推动纯电汽车发展,较差的续航能力携手较庞大的电池组,并非上上之选,连手机续航问题都还没解决,何谈汽车?什么时候充一次电能行程1000公里,纯电汽车才真正扬帆起航,但现在的技术还远远达不到,并且安全问题也是一道重大难关,手机电池爆炸都能毁容,汽车电池威力非同小可。
开源节流——混合动力大势所趋
众多技术的不完善,导致汽油的霸主地位依旧不可动摇,没人否认,未来电能将必定取代石油来继续延续我们的生活,但目前不行。人类对于石油燃料的消耗和胃口越来越大,大气污染的加剧、全球变暖以及未来能源殆尽,都成为迫在眉睫之事,在目前纯电不给力的局面下,汽车厂商们纷纷推出新能源产品试图替代传统的内燃机,油电混合动力技术也由此发展开来。
混合动力概念及优缺点解析
概念:
混合动力一般是指油电混合动力,即燃料驱动和电能驱动的相结合;混合动力汽车是由燃料发动机与电池电动机同时运行来驱动的汽车。
优点:
1、和汽油车一样到加油站加油,不用改变汽车的使用习惯;政府和企业推广这种产品也无须投资新建充电装置或加气站。
2、燃油经济性能高,而且行驶性能优越,混合动力汽车的发动机要使用燃油,而且在起步、加速时,由于有电动马达的辅助,所以可以降低油耗,可关停内燃机,由电池单独驱动,实现"零"排放。
3、动力性优于同排量的单纯内燃机汽车,特别是在起步加速时,电动机可以有效地弥补内燃机低转速扭矩力不足的弱点
4、减少车内的机械噪音、低速或怠速时采用电动机工作。
缺点:
1、技术不成熟,相关产品定价过高,电动机和内燃机两套动力系统的造价远比一套动力系统的成本高。
2、长时间高速或匀速行驶不省油。因为混合动力车燃油消耗上的优势主要依靠势能积蓄电力节能,换句话说,混合动力车在行驶中越是频繁制动减速、或频繁地起步停车就会相对更为节能。而如果处于长时间匀速行驶,其节能效果就会相应降低。
主流市场中目前存在各式各样的混合动力车型,但各大厂商的混合动力技术也不尽相同,最终呈现节能效果也不同。从混动程度分类,主要可以分为轻/微混动、中度混动、全混动以及插电式混动四种方式,完全是根据电力与燃油参与的比重来划分的,下面笔者就根据主流不同混合动力车型解析各大厂商的混合动力技术:
微混合动力:
电混合比例5%
节油10%
技术解析:微度混合动力系统在传统内燃机上的启动电机(一般为12V)上加装了皮带驱动启动电机。该电机为发电启动(Stop-Start)一体式电动机,用来控制发动机的启动和停止,从而取消了发动机的怠速,降低了油耗和排放。从严格意义上来讲,这种微混合动力系统的汽车不属于真正的混合动力汽车,因为它的电机并没有为汽车行驶提供持续的动力。
代表车型:奔驰Smart Fortwo mhd
作为奔驰所开发的由汽油到电动的过渡产品,smart MHD(Micro Hybrid Drive)采用了微型混动技术,这是一款由汽油发动机+电动机组成的smart Fortwo微混合动力驱动系统驱动的车型。
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