能源枯竭之日的救世主 三種未來汽車
石油是20世紀人類最依賴的能源之一,它是大多數(shù)汽車能正常行駛的先決條件,但石油總有被開采完的一天,只是距離現(xiàn)在還很遙遠。所幸人類并沒有坐以待斃,單就汽車領域而言,工程師們已經想出了不少好點子來應對這天的到來,只是由于各種原因新技術還不能全面替代老舊的內燃機。目前采用新型能源的汽車只是雛形,但它們至少昭示了未來汽車的方向,而隨著科技的越來越發(fā)達,真正的未來之車肯定能趕在能源枯竭之前以救世主的姿態(tài)拯救世界。
我們并沒有把混合動力汽車放在“未來汽車”之列,畢竟混動車型的主體還是內燃機,而電池能量很小,只起到輔助驅動和剎車能量回收的作用,這意味著一旦石油枯竭,它們便無法正常工作。目前能完全脫離或很大程度上脫離石油的未來之車有三種,即帶有增程模式的電動車、純電動車和新型燃料汽車。
帶有增程模式的電動車
優(yōu)點:用靈活地手段達到了純電動汽車和混合動力汽車不能達到的效果
前景:技術成熟后可能被廣泛應用
帶有增程模式的電動車和純電動車是不同的,它的驅動系統(tǒng)中有以燃油或燃氣為能源的發(fā)動機對動力電池進行充電。當電池電量充足時,發(fā)動機又停止工作,由電池驅動電機,提供整車驅動力。但是發(fā)動機在整個動力系統(tǒng)中只起到輔助作用,而不作為單獨驅動汽車的動力源。
奧迪A1 e-tron就是一款帶有增程模式的電動車,它詮釋了全新的都市型電動車概念。在純電力驅動下,奧迪A1 e-tron可以續(xù)航50公里,若采用增程模式行駛,續(xù)航里程能達到200公里左右。
奧迪A1 e-tron采用了智能化的信息管理系統(tǒng),其中最為明顯的要數(shù)儀表盤的液晶屏,傳統(tǒng)指針式儀表在它身上已經派不上用場了(可以模擬出傳統(tǒng)的指針式儀表)。不僅如此,位于中控臺上的換擋桿也帶有濃郁的未來色彩,除了傳統(tǒng)的“前進”、“后退”和“停車”擋位外,奧迪A1 e-tron還額外提供了“增程”擋位。
排量為254毫升的汪克爾轉子發(fā)動機肩負著為電池充電并向電動機提供電能的責任。之所以采用轉子發(fā)動機是因為它的體積和重量都很小,發(fā)動機加周邊輔助零件,再加上一臺可以產生15千瓦的發(fā)電機,它們的總重量才為70公斤左右。
奧迪A1 e-tron的電動機持續(xù)輸出功率為45千瓦,瞬時功率峰值可達75千瓦,持續(xù)輸出扭矩為150牛米,峰值扭矩達240牛米,從靜止加速至100公里/小時需要10.2秒,最高時速可達130公里/小時。這些動力通過一款單速變速箱被傳遞至前輪。
除了奧迪外,雪佛蘭旗下也有一款增程電動車,名為Volt,它的主電動機最大功率為111千瓦,并且在低速時能提供高達368牛米的最大扭矩。不過對于它是否屬于這一類型汽車的爭議很多,它的動力系統(tǒng)中有一臺1.4L自然吸氣發(fā)動機,而且發(fā)動機確實通過一定的機械連接把動力傳送到了前橋。對此,官方給出的答復是內燃機與車輛驅動齒輪間并沒有直接的機械性聯(lián)系,即無固定齒輪傳動比的聯(lián)系。
1.4L的內燃機也許有能力獨立驅動汽車,但其實發(fā)動機在參與驅動的過程中并非主角,僅僅是一個助力的角色,要知道1.4L自然吸氣發(fā)動機無論是功率還是扭矩輸出都無法和111千瓦、368牛米的強勁主電動機比擬。
依靠發(fā)動機提供電能做的“增程”效果,Vlot的行駛里程從純電動的最遠約64公里延長至近500公里,實現(xiàn)了常規(guī)動力車型的續(xù)航里程。可以說這種類型的新能源汽車是最貼譜的未來之車,它用靈活地手段達到了純電動汽車和混合動力汽車不能達到的效果。
純電動汽車
優(yōu)點:沒有任何碳排放,對環(huán)保做出了突出貢獻,運行平穩(wěn),無噪聲
前景:亟待解決連續(xù)續(xù)航問題
電動汽車是指以車載電源為動力,用電機驅動車輪行駛,它的組成包括:電力驅動及控制系統(tǒng)、驅動力傳動等機械系統(tǒng)、完成既定任務的工作裝置等。電力驅動及控制系統(tǒng)是電動汽車的核心,也是區(qū)別于內燃機汽車的最大不同點。
電動汽車的工作原理是:蓄電池——電流——電力調節(jié)器——電動機——動力傳動系統(tǒng)——驅動汽車行駛,由于整個過程沒有石油燃料參與,所以它是沒有任何碳排放的。對環(huán)保做出突出貢獻的它還具有運行平穩(wěn)、無噪聲的優(yōu)點。
Tesla是電動汽車領域具有代表性的品牌,它打破了人們“電動汽車只能慢慢悠悠行駛”的傳統(tǒng)理念,這家廠商曾采用路特斯Elise的底盤制造出了Tesla Roadster,并且一經問世就成為全球最快的量產電動跑車,其0-100km/h加速僅需3.7秒,并且具有超過300km的驚人續(xù)航里程,遠超其它純電動車。
Tesla的新車型Model S在性能上更進一步,422馬力的最大功率和600牛米的最大扭矩完全可以把寶馬M5視為對手。為了完善Model S的配套設施,目前從洛杉磯到舊金山以及從華盛頓到波士頓沿線都已經建好了超級充電站。靚麗的外形和誘人的動力使得Tesla Model S很有競爭力,它的出現(xiàn)絕對可以帶動整個電動汽車行業(yè)的發(fā)展。
奧迪e-tron也是一款高功率純電動跑車,它的四個車輪分別由一臺電動機獨立驅動,為了實現(xiàn)對四輪輸出扭矩的控制,需要通過輕微的功率提升和制動干預精確地補償轉向不足和轉向過度引發(fā)的車身姿態(tài)異常。
國內的自主品牌比亞迪e6也是純電動車,它有一套由比亞迪自主研發(fā)的磷酸鐵鋰電池,額定功率90kW(120馬力)/2550rpm,最大扭矩450牛米/2500rpm。巨大的電池組使得比亞迪e6車身質量達到了2.3噸,論重量和大眾途銳和寶馬X6達到了一個數(shù)量級。
24.98萬元是它扣除補貼后的價格,這個價錢已經可以買到主流的合資B級車,而且還是高配版本的。e6面對的競爭無疑是殘酷的,但它絕對是最親民的電動汽車,比起上述的Tesla和奧迪,比亞迪e6在未來會更容易走進老百姓的生活。
雖然電動汽車身上有零排放,無噪音這樣的亮點,但很多因素阻礙了它的發(fā)展。過高的售價是其中一部分,最重要的是電動汽車目前還不能完美解決續(xù)航問題。廠家宣傳的高效充電或多或少會對汽車本身造成影響,而常規(guī)充電動輒7、8小時的時間會為車主帶來極大的不便。但只要它突破了這個瓶頸,電動汽車將會是未來最好的選擇。
新型燃料汽車
優(yōu)點:特點最接近內燃機汽車,容易被大眾接受
前景:新型燃料的提取技術還不成熟
新型燃料主要包括燃氣(天然氣、液化石油氣)、醇醚類燃料(乙醇、二甲醚等)、合成油、生物柴油、氫能等,以這些燃料為動力的汽車與純電動車一樣,都與可能成為未來汽車市場的主宰。
本田的FCX Clarity就是一款具有超前意識的氫燃料汽車,它的概念車最早在2006年公布,2008年正式推出。2800mm的軸距以及4845mm的車長使它從尺寸來說完全達到了中型車水平,空間表現(xiàn)不用讓人擔心。盡管它的外觀可能沒有它的動力系統(tǒng)看起來那么超前,但這讓它看起來更像是一款“車”,而不是什么超前科技下的產物。
FCX Clarity的發(fā)動機為一臺永磁型交流電動機,它可以輸出100kW(136PS)的最大功率以及256Nm的峰值扭矩,從參數(shù)可以看出電動機扭矩大的特點。FCX Clarity的最大功率與一般2.0L汽油機相仿,扭矩則與2.5L汽油機接近。這樣的動力不會讓FCX Clarity擁有驚世駭俗的性能,但滿足日常使用不成問題。
氫燃料電池車和純電動車其實都是電動機驅動的汽車,區(qū)別在于純電動車使用的是蓄電池,需先存儲電力到電池中。而氫燃料電池是以氫氣作為反應原料產生電力,無需為其預先存儲電能。而且氫氣燃料的儲能力度也無需擔心,用高壓方式儲存的氫燃料其單位重量能儲存的能量肯定是要大于現(xiàn)有的化學電池。
可以說氫氣燃料汽車在環(huán)保方面也很突出,因為氫氣與氧氣反應后的產物只是水,完全無害的水。而氫燃料汽車優(yōu)于電動汽車的地方在于它的燃料加注方式,整個添加燃料的過程與加注汽油相仿,直接提槍加燃料,而加滿燃料只需要五分鐘的時間。
雖然FCX Clarity的前景看似廣闊,但目前它并不銷售,只是在日本部分地區(qū)出租使用。當然這不是這輛車最大的局限性,氫元素是地球上含量最多的元素之一,但它通常與別的元素結合以化合物的形式存在,所以如何高效地把氫氣分離出來是目前的當務之急。
新型燃料的使用不只存在于海外,中國一些地方城市也已經開始用天然氣作為汽車燃料。不管是氫氣還是天然氣,只要能解決配套設施的問題,那新型燃料汽車將是最有可能取代內燃機汽車的車型。
總結:人們常說要居安而思危,用這句話形容目前石油過度開采的狀況好像很恰當。面對日益衰減的資源,汽車工程師們也在盡最大努力研制著未來之車。我們都希望當未來之車真正出現(xiàn)在眼前時,它能像現(xiàn)在的內燃機汽車一樣方便,快捷,實用,同時又綠色環(huán)保。作為一個對未來有期望的人,我堅信我可以見證它的到來。
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