能源枯竭之日的救世主 三种未来汽车

2013-07-01 18:40:58来源: 互联网

    石油是20世纪人类最依赖的能源之一,它是大多数汽车能正常行驶的先决条件,但石油总有被开采完的一天,只是距离现在还很遥远。所幸人类并没有坐以待毙,单就汽车领域而言,工程师们已经想出了不少好点子来应对这天的到来,只是由于各种原因新技术还不能全面替代老旧的内燃机。目前采用新型能源的汽车只是雏形,但它们至少昭示了未来汽车的方向,而随着科技的越来越发达,真正的未来之车肯定能赶在能源枯竭之前以救世主的姿态拯救世界。

    我们并没有把混合动力汽车放在“未来汽车”之列,毕竟混动车型的主体还是内燃机,而电池能量很小,只起到辅助驱动和刹车能量回收的作用,这意味着一旦石油枯竭,它们便无法正常工作。目前能完全脱离或很大程度上脱离石油的未来之车有三种,即带有增程模式的电动车、纯电动车和新型燃料汽车。

  带有增程模式的电动车

  优点:用灵活地手段达到了纯电动汽车和混合动力汽车不能达到的效果

  前景:技术成熟后可能被广泛应用

  带有增程模式的电动车和纯电动车是不同的,它的驱动系统中有以燃油或燃气为能源的发动机对动力电池进行充电。当电池电量充足时,发动机又停止工作,由电池驱动电机,提供整车驱动力。但是发动机在整个动力系统中只起到辅助作用,而不作为单独驱动汽车的动力源。

  奥迪A1 e-tron就是一款带有增程模式的电动车,它诠释了全新的都市型电动车概念。在纯电力驱动下,奥迪A1 e-tron可以续航50公里,若采用增程模式行驶,续航里程能达到200公里左右。

  奥迪A1 e-tron采用了智能化的信息管理系统,其中最为明显的要数仪表盘的液晶屏,传统指针式仪表在它身上已经派不上用场了(可以模拟出传统的指针式仪表)。不仅如此,位于中控台上的换挡杆也带有浓郁的未来色彩,除了传统的“前进”、“后退”和“停车”挡位外,奥迪A1 e-tron还额外提供了“增程”挡位。

  排量为254毫升的汪克尔转子发动机肩负着为电池充电并向电动机提供电能的责任。之所以采用转子发动机是因为它的体积和重量都很小,发动机加周边辅助零件,再加上一台可以产生15千瓦的发电机,它们的总重量才为70公斤左右。

  奥迪A1 e-tron的电动机持续输出功率为45千瓦,瞬时功率峰值可达75千瓦,持续输出扭矩为150牛米,峰值扭矩达240牛米,从静止加速至100公里/小时需要10.2秒,最高时速可达130公里/小时。这些动力通过一款单速变速箱被传递至前轮。

  除了奥迪外,雪佛兰旗下也有一款增程电动车,名为Volt,它的主电动机最大功率为111千瓦,并且在低速时能提供高达368牛米的最大扭矩。不过对于它是否属于这一类型汽车的争议很多,它的动力系统中有一台1.4L自然吸气发动机,而且发动机确实通过一定的机械连接把动力传送到了前桥。对此,官方给出的答复是内燃机与车辆驱动齿轮间并没有直接的机械性联系,即无固定齿轮传动比的联系。

  1.4L的内燃机也许有能力独立驱动汽车,但其实发动机在参与驱动的过程中并非主角,仅仅是一个助力的角色,要知道1.4L自然吸气发动机无论是功率还是扭矩输出都无法和111千瓦、368牛米的强劲主电动机比拟。

  依靠发动机提供电能做的“增程”效果,Vlot的行驶里程从纯电动的最远约64公里延长至近500公里,实现了常规动力车型的续航里程。可以说这种类型的新能源汽车是最贴谱的未来之车,它用灵活地手段达到了纯电动汽车和混合动力汽车不能达到的效果。

    纯电动汽车

    优点:没有任何碳排放,对环保做出了突出贡献,运行平稳,无噪声

    前景:亟待解决连续续航问题

    电动汽车是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶,它的组成包括:电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心,也是区别于内燃机汽车的最大不同点。

  电动汽车的工作原理是:蓄电池——电流——电力调节器——电动机——动力传动系统——驱动汽车行驶,由于整个过程没有石油燃料参与,所以它是没有任何碳排放的。对环保做出突出贡献的它还具有运行平稳、无噪声的优点。

  Tesla是电动汽车领域具有代表性的品牌,它打破了人们“电动汽车只能慢慢悠悠行驶”的传统理念,这家厂商曾采用路特斯Elise的底盘制造出了Tesla Roadster,并且一经问世就成为全球最快的量产电动跑车,其0-100km/h加速仅需3.7秒,并且具有超过300km的惊人续航里程,远超其它纯电动车。

  Tesla的新车型Model S在性能上更进一步,422马力的最大功率和600牛米的最大扭矩完全可以把宝马M5视为对手。为了完善Model S的配套设施,目前从洛杉矶到旧金山以及从华盛顿到波士顿沿线都已经建好了超级充电站。靓丽的外形和诱人的动力使得Tesla Model S很有竞争力,它的出现绝对可以带动整个电动汽车行业的发展。

  奥迪e-tron也是一款高功率纯电动跑车,它的四个车轮分别由一台电动机独立驱动,为了实现对四轮输出扭矩的控制,需要通过轻微的功率提升和制动干预精确地补偿转向不足和转向过度引发的车身姿态异常。

  国内的自主品牌比亚迪e6也是纯电动车,它有一套由比亚迪自主研发的磷酸铁锂电池,额定功率90kW(120马力)/2550rpm,最大扭矩450牛米/2500rpm。巨大的电池组使得比亚迪e6车身质量达到了2.3吨,论重量和大众途锐和宝马X6达到了一个数量级。

  24.98万元是它扣除补贴后的价格,这个价钱已经可以买到主流的合资B级车,而且还是高配版本的。e6面对的竞争无疑是残酷的,但它绝对是最亲民的电动汽车,比起上述的Tesla和奥迪,比亚迪e6在未来会更容易走进老百姓的生活。

  虽然电动汽车身上有零排放,无噪音这样的亮点,但很多因素阻碍了它的发展。过高的售价是其中一部分,最重要的是电动汽车目前还不能完美解决续航问题。厂家宣传的高效充电或多或少会对汽车本身造成影响,而常规充电动辄7、8小时的时间会为车主带来极大的不便。但只要它突破了这个瓶颈,电动汽车将会是未来最好的选择。

    新型燃料汽车

    优点:特点最接近内燃机汽车,容易被大众接受

    前景:新型燃料的提取技术还不成熟

    新型燃料主要包括燃气(天然气、液化石油气)、醇醚类燃料(乙醇、二甲醚等)、合成油、生物柴油、氢能等,以这些燃料为动力的汽车与纯电动车一样,都与可能成为未来汽车市场的主宰。

  本田的FCX Clarity就是一款具有超前意识的氢燃料汽车,它的概念车最早在2006年公布,2008年正式推出。2800mm的轴距以及4845mm的车长使它从尺寸来说完全达到了中型车水平,空间表现不用让人担心。尽管它的外观可能没有它的动力系统看起来那么超前,但这让它看起来更像是一款“车”,而不是什么超前科技下的产物。

  FCX Clarity的发动机为一台永磁型交流电动机,它可以输出100kW(136PS)的最大功率以及256Nm的峰值扭矩,从参数可以看出电动机扭矩大的特点。FCX Clarity的最大功率与一般2.0L汽油机相仿,扭矩则与2.5L汽油机接近。这样的动力不会让FCX Clarity拥有惊世骇俗的性能,但满足日常使用不成问题。

  氢燃料电池车和纯电动车其实都是电动机驱动的汽车,区别在于纯电动车使用的是蓄电池,需先存储电力到电池中。而氢燃料电池是以氢气作为反应原料产生电力,无需为其预先存储电能。而且氢气燃料的储能力度也无需担心,用高压方式储存的氢燃料其单位重量能储存的能量肯定是要大于现有的化学电池。

  可以说氢气燃料汽车在环保方面也很突出,因为氢气与氧气反应后的产物只是水,完全无害的水。而氢燃料汽车优于电动汽车的地方在于它的燃料加注方式,整个添加燃料的过程与加注汽油相仿,直接提枪加燃料,而加满燃料只需要五分钟的时间。

  虽然FCX Clarity的前景看似广阔,但目前它并不销售,只是在日本部分地区出租使用。当然这不是这辆车最大的局限性,氢元素是地球上含量最多的元素之一,但它通常与别的元素结合以化合物的形式存在,所以如何高效地把氢气分离出来是目前的当务之急。

  新型燃料的使用不只存在于海外,中国一些地方城市也已经开始用天然气作为汽车燃料。不管是氢气还是天然气,只要能解决配套设施的问题,那新型燃料汽车将是最有可能取代内燃机汽车的车型。

  总结:人们常说要居安而思危,用这句话形容目前石油过度开采的状况好像很恰当。面对日益衰减的资源,汽车工程师们也在尽最大努力研制着未来之车。我们都希望当未来之车真正出现在眼前时,它能像现在的内燃机汽车一样方便,快捷,实用,同时又绿色环保。作为一个对未来有期望的人,我坚信我可以见证它的到来。

 

 

关键字:能源  枯竭  三种  未来

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2013/0701/article_7431.html
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