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未来汽车什么样——新动力的来源

[核心摘要]随着环境问题的突出和石油资源的日益枯竭,新能源已经成为了汽车将来的发展方向。据了解,全球汽车消耗的石油占到了世界石油消耗总量的60%—80%,在此背景下,很多汽车厂商在最近几年都将新能源的开发与应用作为企业的发展重点之一。

        随着环境问题的突出和石油资源的日益枯竭,新能源已经成为了汽车将来的发展方向。据了解,全球汽车消耗的石油占到了世界石油消耗总量的60%—80%,在此背景下,很多汽车厂商在最近几年都将新能源的开发与应用作为企业的发展重点之一。

   NO.1插电式混合动力plug-in hybrid (PHEV)

  “电动车是汽车行业和欧洲工业界作为一个整体在这个世纪的任务。汽车生产商、供应商、能量提供商、科学家和政治家,所有人都必须开始行动。”———Martin Winterkorn

   插电式混合动力的车的时代即将到来!插电式混合动力是一种仅靠发电机,不耗一滴油就能行驶至少10公里(称为PHEV-10),而且有着能够从墙上的插座充电的电池的车。它可以是任何一种车:轿车、卡车等等。插电式混合动力车(PHEV)被看做是一项将在今后的几十年中对我们的生活有着重大影响的划时代的技术。

  插电式混合动力汽车能够减少减少每年10到15亿桶石油消耗。

  插电式混合动力车不但能提高整个国家的空气质量,而且,预计到2050年还能减少每年10到15亿桶石油消耗。插电式混合动力车同样有助于减少汽车的温室气体排放,到2050年,这个数字将超过4亿5千万吨,相当于减少8250万辆载客汽车。对于这个资源日益匮乏的地球来讲,这项发明是一个振奋人心的消息。

   插电式混合动力车是怎样工作的?

  在插电式混合动力车发展的将近五个年头里,不断有振奋人心的消息传出,至今,这项技术已经趋于成熟,在不久的将来,我们就可以放心的使用这种纯净的能源。

  插电式混合动力车型,往往拥有更大容量的电池,可以在纯电动模式行驶,能用普通家庭插座充电,注定比传统混合动力车型有更多优势。最大的亮点在于,插电式混合动力车型可以在一定的距离之内以纯电池模式运行,实现零排放。这样进一步提升经济性,也更接近纯电动车“完全零排放”的理念。

                                             插电式混合动力工作原理

        图中我们可以看出,两套动力系统中,电池组担负着重要的驱动任务,插电式混合动力车,可以得到普通传统混合动力车两倍的经济性,并且可以使用生物燃料运行,比如85%的乙醇或者生物柴油。几乎可以完全废弃石油燃料的使用。

     代表车型:路虎揽胜Range_e(插电式柴油混合动力)

     这个大块头我们日内瓦车展上见过,电动的路虎对于动力的要求可不是摆在表面的,这款插电式柴油混合动力车始于揽胜运动版,搭载一台245PS 3.0升TDV6柴油发动机,一个八速zf自动变速箱和一台69千瓦电机。

                                                                             路虎揽胜Range_e

         它配备一套并联混合动力系统,其中包括一个可由外部240伏交流电源充电的14.2kW/h锂离子电池组。在纯电动模式下可行驶32公里,不排放任何有害尾气。在行车距离更远的情况下,还需要使用柴油混合动力系统,进一步降低二氧化碳排量。揽胜Range_e采用标准市电电源充电时,大约4小时可完成充电。路虎希望在2013年推出柴油电力混合动力车后,将其用于未来的量产车型。

  但是,重达数百磅的PHEV电池将会成为一个巨大的环保隐患。

     要商业化发展插电式混合动力车,我们还有很长的路要走。比如,数达百磅的PHEV电池是对车身速度的严峻考验,比如,没有强制回收的规定,势必会造成污染,比如高昂的电力电子元件、换流器和控制器的成本,都是阻拦插电式混合动力汽车前进的阻碍。另外,PHEV的测评一直处于空白,我们没有标准去判断插电式混合动力车辆的安全与否。

 
        NO.2纯净电能

  纯电动汽车是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车。它利用蓄电池作为储能动力源,通过电池向电机提供电能,驱动电动机运转,从而推动汽车前进。所以,能够完全达到零排放。

   纯电动汽车能转化75%的化学能用于正常的行驶中,但是现在普通的发动机只能转化20% 的汽油作为能量来源。并且零排放的电动汽车,噪音更小,行驶更平稳,提速效果也更优秀。

   但是目前电动汽车的行驶距离还是比较短,在充电之前,只能维持100-200米的行驶距离。电池组充满电需要4-8个小时,快充下也需要30分钟左右。电池造价非常昂贵,而且也很重。

   代表车型:雷诺Twizy双座电动车

   这款Twizy电动车可乘坐两人,座椅采用的是一前一后的设计,环形包着的车体和侧面的变流装置确保了富有乐趣但又具备防护性的户外驾驶体验。可供选配的装备包括一个容量50升的多用途包、能对抗恶劣天气的额外保护、一个Parrot音频套装(包括蓝牙连通性、一个USB连接器、一个插座和一个苹果连接器)、尾部停车传感器以及各种不同的定制选择。



                                                                       雷诺Twizy双座电动车

        这款Twizy所装备的电池可通过一个家用电源端口在3.5小时内充满电。Twizy的低重量(450公斤,包含了重100公斤的电池)直接确保了其续航里程可以达到62英里。

 

        NO.3太阳能

  现在各国的科学家正致力开发产生较少污染的电动汽车,希望可以取代燃烧汽油的汽车。但由于现在各大城市的主要电力都是来自燃烧化石燃料的,使用电动汽车会增加用电的需求,即间接增加发电厂释放的污染物。有鉴于此,一些环保人士就提倡发展太阳能汽车,太阳能汽车使用太阳能电池把光能转化成电能,电能会在储电池中存起备用,用来推动汽车的电动机。由于太阳能车不用燃烧化石燃料,所以不会放出有害物。据估计,如果由太阳能汽车取代燃汽车辆,每辆汽车的二氧化碳排放量可减少43至54%。

  到目前为止,太阳能在汽车上的应用技术主要有两个方面:一是作为驱动力,二是用作汽车辅助设备的能源. 第一辆太阳能车在70年代晚期问世,根据世界吉尼斯纪录记载,第一辆完全由太阳能驱动的汽车生产于1984年,制造者是Greg Johanson and Joel Davidson.T

  太阳能辐射强度较弱,光伏电池板造价昂贵,加之蓄电池容量和天气的限制,使得完全靠太阳能驱动的汽车的实用性受到极大的限制,不利于推广。因此就出现了一种采用太阳能和其它能量混合驱动的汽车。

  目前国内销售的车型当中,奔驰E级,奥迪A8、A6L、A4、途锐等部分车型都已配备了太阳能天窗。

  代表车型:标致Shoo

  标致Shoo是最具未来派色彩的太阳能概念车之一,其最大特色就是三角形外形设计和为发动机提供能量的太阳能电池板车顶。根据DeviceDaily.com网站报道,Shoo的设计灵感来源于一艘船,其大部分空气动力学机制均与这种设计有关。

                                                              标致Shoo

        目前,太阳驱动的飞机研究得到了不少进展,但是作为汽车的商业化用途,收效还是甚微,只有一些个人和研究机构在制造这种太阳驱动的汽车。

 

          NO.4 氢动力
  氢动力汽车是一种真正实现零排放的交通工具,排放出的是纯净水,其具有无污染,零排放,储量丰富等优势,因此,氢动力汽车是传统汽车最理想的替代方案。

  在长达10年的氢动力研究之后,各跨国汽车厂家对氢动力持不同态度,虽然大家都表明要继续氢动力的研究,但是氢动力的消息的确在我们的耳边消失了很久。

  代表车型:奔驰B级F-Cell

  B级燃料电池车的核心技术是新一代燃料电池驱动系统,这种燃料电池尺寸紧凑、动力强劲、使用安全,且完全适用于日常使用。燃料电池能够在行车过程中产生电力,而产生的唯一排放物质是水,实现了绝对的零排放零污染。

  

                                                                奔驰B级F-Cell
        F-CELL高性能燃料电池系统使用锂离子电池,其工作原理是在700bar(1bar=10万帕,共计7万千帕)压力下由气态氢与大气中的氧完成化合反应,从而释放出巨大的能量驱动电动发动机。据悉这款车可以在零下25摄氏度的寒冷条件下实现启动。因为这些动力装置安装在车底夹层之中,所以不会影响到这款车的内部空间。

  坐在氢燃料罐上,很多人会问及是否安全,这点倒不必担心。氢燃料罐有完善的结构和系统,控制温度、噪音以及氢气汽化后的压力问题。即使发生泄漏,氢气也会通过专门的通道以4米/秒的速度往高空扩散。

  但是,氢气同样需要消耗大量能源,除非使用核电,否则无法从根本上降低二氧化碳排放。

  氢燃料电池成本过高,而且氢燃料的存储和运输按照目前的技术条件来说非常困难,因为氢分子非常小,极易透过储藏装置的外壳逃逸。另外最致命的问题,氢气的提取需要通过电解水或者利用天然气,如此一来同样需要消耗大量能源,除非使用核电来提取,否则无法从根本上降低二氧化碳排放。

  虽然极其高昂的代价,使得氢动力的开发看似变得迟缓了,但是百年后的人类,也许对于氢能有更好的控制和提炼办法,我们有理由相信,氢能源汽车会有一片属于自己的未来。

 

        NO.5 生物燃料

  目前欧盟出台的生物燃料政策就现阶段而言,不适当,也不符合道德标准。我们需要建立一个以严格认证作为支撑的新道德标准,从而改善生物燃料的生产方式。”

  ——爱丁堡大学经济和社会研究理事会Innogen中心科学顾问乔伊斯·泰特(Joyce Tait)教授

  预计燃料乙醇将以73%的份额主导生物燃料市场。到2020年乙醇将替代全球13%的车用汽油,根据哈特能源的报告,全球对生物柴油的需求也将强劲增长,从2010年的约200亿升增加到2020年的650亿升。届时,生物柴油将代替6%的车用柴油。

  代表车型:欧陆Supersports

  欧陆Supersports的亮点还是在所使用的燃料上,这款生物燃料车可以使用汽油或E85燃料乙醇,或者2者的混合燃料。另据悉,宾利计划在2012年后,将旗下所有车型都采用可再生燃料。

                                                                         宾利欧陆Supersports

        你所能想到的生物燃料有哪些?因为很多生物都能经过发酵产生乙醇或者通过酯交换工艺制成再生性柴油燃料,所以生物燃料有很广泛的选择范围。玉米,柳枝稷(一种迅速繁殖的草类),海藻,甘蔗等等。最近,生物燃料又有了新的突破,通过用细胞的线粒体取代酶分解和重建生物燃料中的纤维素分子,未来的生物燃料电池或将依靠各种生物燃料组成的能量“饮料”来工作。

  生物燃料产业化发展带来诸多问题,如清除森林或泥沼地用于种植燃料作物破坏了生物多样性,生物燃料的转换能量太低,从环境目标较低的国家进口燃料,粮食价格攀升等。

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相关阅读责任编辑:聂明晶