电涌

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一项全球性的努力正在进行,旨在为一系列比传统混合动力汽车走得更远、更快的汽车开发这项技术。Stuart Nathan报道。

混合动力汽车现在在我们的道路上是一个常见的景象,每个人都熟悉他们声称更高的效率和燃料经济-因此更低的碳排放-比传统的内燃机汽车。

但汽车制造商正在开发一系列新的汽车,他们相信这些汽车的性能甚至可以超过混合动力汽车。在英国,the科技策略委员会(TSB)正在大力投资一系列项目,以加速这些增程电动汽车(reev)的发展。

reev,也被称为插电式混合动力汽车(phev),顾名思义,本质上是电动汽车。然而,它们也是一种混合体。该车的驱动系统是全电动的,也就是说,电动马达100%的时间驱动汽车。电机由电池组供电,可以在家用电源中一夜充电。4到6个小时的充电时间可以提供足够的电量,行驶一段固定的小里程,通常目标是20到60英里。

在电力耗尽后,一个小型车载发电机启动,为电池充电,以延长车辆的行驶里程。这种发电机可以使用广泛的技术。如果是汽油或柴油发动机,这款车本质上是一款混合动力汽车,尽管与丰田普锐斯(Prius)等现有车型不同,这款车从未由内燃机驱动。发电机也可以是燃料电池。

这些汽车通常还包括再生制动系统,以节省电力,并在车辆刹车时将电量返还给电池,这也提高了续航里程。单载燃料的目标通常是行驶约300英里。

与标准的混合动力汽车相比,reev是一种潜在的低排放汽车。在运行过程中,电阶段不会产生任何排放(尽管这没有考虑到用于给电池充电的发电相关的任何碳排放)。而且由于电动马达一直在驱动汽车,发电机只需要保持电池充电——例如,它不需要产生驱动汽车在不同地形上行驶所需的可变功率负载。

与许多替代汽车驱动技术一样,reev并不新鲜。在汽车的早期,人们尝试了许多不同的技术。事实上,保时捷早在1899年就生产了一款电动混合动力汽车。第一辆使用类似REEV系统技术的汽车是通用汽车公司在1969年制造的一辆概念车。而已经存在了几十年的柴油电力机车,使用了类似于REEV的系统,一个大型车载柴油发电机为重型电动机提供动力。到目前为止,成本考虑和电池技术的限制限制了它们的商业可能性。

底特律车展在今年年初举行的车展上,展出了六款REEV概念车。雪佛兰Volt于一年前首次推出,它的底盘装有锂离子电池,可提供16千瓦时的电力,驱动120千瓦的电动机。发电机部件是一台1升的“弹性燃料”发动机,能够使用汽油或汽油乙醇混合物。其他类型的发电机,包括燃料电池,也可以使用。

在底特律车展上展出的其他reev车型包括通用汽车的凯迪拉克和土星(相当于美国的沃克斯豪尔);克莱斯勒(Chrysler)的Jeep Renegade尤其吸引了人们的注意,这是一款小型沙丘车,据称通过将小型柴油发动机与锂离子电池组连接在一起,可以实现110英里/加仑的燃油经济性。

电池一直是电动汽车的症结所在,主要问题是重量、充电速度、电力存储能力和安全性——在汽车中安装大量铅酸电池永远不是理想的解决方案。目前大多数混合动力车使用镍氢电池。但新兴的锂离子(Li-ion)技术似乎为reev提供了一个很好的平台,它比镍氢(锂是从海水中而不是采矿中生产的)更紧凑、更环保,而且需求似乎将会上升。

例如,大众已宣布计划与三洋(Sanyo)合作开发锂离子电池,而日产(Nissan)正与NEC合作。在德国,博世正在建立一个专门的部门来为汽车应用开发它们。


克莱斯勒的Jeep Renegade是一款小型沙丘车,据称通过将小型柴油发动机连接到锂离子电池组,可以实现110英里/加仑的燃油经济性

博世已经是全球最大的汽车技术供应商之一,该公司将锂离子技术视为其开发低碳技术的一部分。博世董事长费伦巴赫(Franz Fehrenbach)说,近400名博世工程师活跃在这一领域。他补充说,新部门将把公司的努力集中在进一步发展所需的核心竞争力,以增加电机在驱动系统中的使用。他说:“我们的开发努力是为了将锂离子电池——我们自己在电动工具中率先使用的电池——推向道路。”

TSB的低碳汽车项目也包括锂离子组件,该项目将获得2300万英镑的政府资助。该项目涉及在牛津郡运营锂离子研发中心的FiFe电池公司和为美国宇航局提供锂离子电池以支持太空服生命的英美公司ABSL Power Solutions,旨在开发一种高效、低成本、超安全的车辆电池。该项目特别关注提高电池的能量密度,即每个电池可以容纳的能量量。

TSB在本轮融资中授予了16项赠款,尽管并非所有赠款都针对REEV发展,但这显然是已确定的目标之一。例如,轴突的汽车该公司是一家相对较新的公司,旨在开发使用碳纤维技术的节能汽车华威大学动力总成技术复合材料专家斯科特·贝德生产一款500kg的插电式混合动力汽车,由500cc发动机提供动力,每加仑跑100英里以上。

路虎(Land Rover)还参与了一个项目,该项目可能会改善备受诟病的suv“油老虎”形象。该公司与里卡多公司合作,开发适合各种车型的模块化电动和柴油电动动力系统。这将在一辆“大型高级SUV”上进行测试,该配置将排放120-130克/公里的碳,并且将具有至少12英里的零排放范围。该项目还将研究为E.On的reev车队提供一系列充电设施,E.On也是该财团的一部分。

尽管路虎已经在研发一款名为Land- e的混合动力概念车,但该公司不会对该项目置评。为了减轻重量,该车采用了轻型铝制底盘,后桥周围的电力系统将为其提供动力,可以分别驱动所有车轮。其目标是在不影响越野效率的情况下,将排放水平与同等的传统路虎相比降低30%。

TSB的另一个项目也旨在改变一个标志——伦敦出租车。燃料电池专家智能能源该公司在2006年负责ENV概念滑板车的动力单元,目前正与莲花、TRW Conekt和伦敦出租车国际公司(London Taxi International)合作,赶在2012年伦敦奥运会之前生产一款电动混合动力出租车。

出租车是理想的候选者,因为中央加油站可以提供所需的氢气,将它们从现有的燃料基础设施中解放出来。这种新型出租车——该项目的目标是50-100辆车的车队——将使用一罐氢气行驶一整天,最高速度将达到75英里/小时。事实上,IE公司声称他们的加速能力将比传统的出租车更好。IE首席执行官亨利·威纳德(Henri Winard)说:“黑色出租车是国际公认的伦敦标志,这次合作是让低碳交通在短期内成为现实的重要组成部分。”

他的公司参与的项目是开发一种质子交换膜燃料电池,能够产生超过25千瓦的电力。Lotus将对该系统的组件进行打包,并构建一个控制系统,以优化燃料电池和电机的性能。TRW Conekt将负责项目的安全分析工作。

威纳德说:“出租车项目将进一步证明我们有能力将商用氢燃料电池汽车推向市场。”“还有什么比申办2012年奥运会更能证明英国创新能力的舞台呢?”