哪些新能源车最环保? 主流新能源汽车技术对比

bwin下载手机app www.stoneresources.cn 2017-10-27 20:02| 发布者: jcy6| 查看: 1016| 评论: 0

摘要: 无人能够预知未来。就如同在130年前,第一辆真正意义上的汽车诞生之后,没有人相信这个会移动的机器能够改变人类社会,甚至加快了社会进步的进程。而如今,汽车对于人们来说,早已成为了司空见惯的交通工具,同样也 ...

  凡事总会有两面性。汽车在给人们带来无限便利的同时,随之而来的各种问题也开始逐渐影响我们的生活。日益严重的交通拥堵、汽车尾气带来的环境问题,以及越来越少的石油储备,都给汽车工业的发展提出了严峻的考验。不过好在凭借人类的聪明智慧,总能够找到问题的解决办法。

混合动力技术浅谈

  汽车该由什么来驱动?

  汽车天生就喝汽油?事实并非如此。早在卡尔·本茨发明第一辆现代汽车的100多年以前,人们就开始研究如何让车辆自行行走。

混合动力技术浅谈第一台能够自行行走的车:使用蒸汽机作为动力。

  直到1886年,本茨注册了第一个汽车专利之后,才基本确定了现代汽车的雏形:通过内燃机来驱动车辆。

混合动力技术浅谈卡尔·本茨确立了汽车的雏形,内燃机也逐渐成为了汽车的主要动力源。

  不过,在汽车诞生的初期,人们仍未确立汽车究竟应该使用什么能源作为驱动车辆前进的动力。由于内燃机在初期的种种缺陷,仍然有不少前卫的科学家们在探索如何改进汽车的动力源。

混合动力技术浅谈电动汽车" style="margin: 5px 0px; padding: 0px; border: 1px solid rgb(51, 51, 51); vertical-align: middle;">爱迪生发明的电动汽车

混合动力技术浅谈保时捷博士发明的Lohner-Porsche,这被认为是世界上第一辆混合动力汽车。

  随着时代和技术的发展,人们对于石油的依赖逐渐增加,同时内燃机凭借其强大的动力,以及汽油高能量密度的优势,成为了汽车的主流动力源。

  经历了疯狂的发展之后,三次石油?;似倒ひ狄桓龀林氐拇蚧?。并且人们也意识到汽车排出的尾气和二氧化碳对于环境的负面影响,开始严肃地思考起汽车工业的未来。如何让汽车在带给人们便利的同时,减轻对于能源和环境的压力,是摆在各大汽车厂面前的一大课题。

  有意思的是,在上世纪90年代中期,世界汽车工业几乎同时诞生了两款“划时代”的汽车:一款是丰田推出的第一款量产混合动力汽车——第一代普锐斯;另一款则是由通用推出的第一款量产纯电动汽车——GM EV1。

混合动力技术浅谈第一款量产混合动力汽车:丰田第一代普锐斯。

混合动力技术浅谈第一款量产电动汽车:通用EV1

  后来的故事可能大家都知道——虽然都被寄予了厚望,但是两款车却有着迥异的命运:通用的跨时代产品EV1自1996年投产到2003年通用宣布终止此项目,EV1的总产量仅为1117辆;而普锐斯97年在日本市场推出之后,获得了意想不到的成功,次年销量就超过了1万辆。在2000年在美国市场推出后,销量甚至超过了日本本土。在去年9月份,丰田已经在全世界范围内卖出了超过700万辆普锐斯家族的车型。

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  如今,混合动力汽车已经被全世界的消费者广泛接受。仅去年一年,在世界范围内混合动力汽车的销量就已经超过了157万辆。

  在电动车领域,虽然电动车相关技术有了长足进步,并且还有特斯拉这样的互联网高科技公司大力推广,但是我们可以通过两种车型在汽车消费十分成熟的美国市场上的表现来看一看,什么样的车更受欢迎。

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  通过图表我们可以看到,尽管美国纯电动车销量增长迅速,但是在去年美国共卖出118,682辆纯电动汽车,而同期混合动力汽车在美国的销量则为452,152辆。事实上2014年在美国卖掉的纯电动车数量尚不及普锐斯家族在美国的销量。不够理想的续航里程、较长的充电时间以及充电设备尚未普及,都是影响电动车推广的因素。

下面我们言归正传,来看看混合动力车型的传奇故事。虽然混合动力汽车的历史可以追溯到100多年前,但是混合动力汽车真正走入市场则是在1997年12月,丰田公司将大名鼎鼎普锐斯投放日本市场之后。当年这部搭载1.5L汽油发动机和一台电动机,长相独特的小型车以5.6L/100km的超低油耗令世界折服。在日本国内销售的前两年共卖出了18000辆,这对于丰田来讲甚至超出了预期。

混合动力技术浅谈丰田第二代普锐斯:性能全面提升,油耗进一步降低。

  随后普锐斯的成功大家有目共睹:随着自身的更新换代以及家族的不断壮大,如今普锐斯加速贡献了世界混合动力汽车销量的一半以上。普锐斯推出之后不久,丰田意识到混合动力系统搭载到豪华车型中似乎更具应用价值。相比豪华车型的售价,一套混合动力系统所增加的价格显然更加容易被消费者所接受,并且车辆油耗还能得到大幅下降,何乐而不为?

  2005年,雷克萨斯在当年的北美车展上推出了旗下首款混合动力车型——RX400h。自此,RX400h拉开了雷克萨斯车型全面混动化的帷幕。雷克萨斯将自己的混合动力技术称为LHD(Lexus Hybrid Drive,即雷克萨斯全混动科技)。这套系统同丰田的混合动力技术一脉相承,但同时为了照顾车辆的性能,进行了诸多改进。RX400h就是一个鲜活的例子:这款车具备了前后两台电机,实现了“电动四驱”,从而省去了纵贯车身的传动轴,这也是对于四驱系统的重大革新,并且综合油耗仅为8.3L/100km。

混合动力技术浅谈第一代RX400h:世界首部混合动力SUV

混合动力技术浅谈RX400h采用的混动四驱系统:后轴完全由电机驱动,省去了中央传动轴。

  2006年,雷克萨斯推出了自己的旗舰车型——LS600h L,这款车同样采用了雷克萨斯引以为豪的LHD全混合动力系统,5L V8直喷发动机配合功率达到165kW的电动机,综合功率达到了327kW,动力媲美V12发动机,而油耗仅为9.3L/100km。这款车也同样证明了混合动力汽车同样也能够实现一流的动力输出。

混合动力技术浅谈LS600h L开创了豪华轿车使用混动系统的先河。

  2010年,雷克萨斯惟一一个全部使用混合动力系统的车系——CT200h正式亮相。配合时尚的外观和出色的实用性,CT200h赢得了不少时尚人士的喜爱。这款车搭载了1.8L阿特金森循环发动机,配合一台60kW的电动机,综合油耗4.6L/100km。尽管它的技术源于第三代普锐斯,但是经过雷克萨斯的调教,CT200h具备了相当不错的驾驶乐趣,如今仍被众多粉丝津津乐道。

混动技术浅谈CT200h的技术源于普锐斯,但在确保低油耗的同时提供了不错的驾驶乐趣。

混合动力技术浅谈可以看到,CT200h整套混合动力系统的体积并不算大。

  2014年,NX300h面世。这款SUV同它的“大哥”RX400h一样采用了电动四驱系统,2.5L阿特金森循环发动机配合103kW的电动机,综合功率达到了145kW,而综合油耗仅为5.8L/100km。如果大家关注过爱卡汽车编辑部策划的大型油耗测试X Ring的话,就会发现在第二季中,这款中型SUV打败了众多对手,以5.6L/100km的成绩获得了冠军。

X Ring回顾

混合动力技术浅谈LHD技术的最新产品:NX300h

  如今,雷克萨斯毫无疑问是在混合动力技术上走得最远的豪华汽车厂,它的LHD混合动力技术已经涵盖了除旗下的硬派越野GX和LX车系外的所有车系。至今为止,雷克萨斯旗下的混合动力汽车销量已经突破了85.7万辆。

LHD是最好的混合动力技术?

  解答这个问题之前,我想先给大家介绍一下使用混合动力技术的初衷。首先,内燃机作为汽车的动力源已经有超过100年的历史。在这期间经过不断地改进和演化,如今的内燃机技术可以说发展得相当成熟,同汽车的配合已经达到了炉火纯青的地步。

  但是,尽管工程师们使用了可变气门正时、燃油直喷、涡轮增压等各种先进手段,还是不得不承认——即使如今最先进的发动机,效率也很难达到40%。

混合动力技术浅谈如今的发动机技术发展非常成熟,但是效率仍然不高。

  不仅如此,发动机在实际使用过程中也绝不可能时刻都发挥出自己的最高效率,这是由发动机自身能量转化的原理和设计所决定的。

  由于燃料在发动机气缸内部需要和空气混合后压缩点火,因此气缸内部时刻都在发生着“爆炸”,而整个爆炸的过程就存在着众多的不可控因素。实验证明,发动机在不同的工况下,燃油效率差别巨大,甚至可能达到2倍之多。

发动机原理

【四冲程内燃机工作原理:需要燃料在气缸内爆炸来推动曲轴转动】

  考虑到发动机是如此地“不羁”,混合动力技术就应运而生。简单来说,混合动力技术并不能够提高发动机的效率,而是通过电力系统的缓冲,能够让发动机尽量运行在效率最高的区间,甚至能够让发动机在必要的时候熄火,从而达到省油的目的。

混合动力技术浅谈电机同发动机相辅相成,能够令发动机最大程度地运转在最高效率区间。

  如果按照混合动力系统不同的动力源之间的关系来区别,那么如今的混合动力系统可以分为串联式、并联式混联式三种。

  所谓串联式,就是两种动力源通过同一个路径来驱动车轮,最为典型的是雪佛兰的沃兰达,发动机在这套系统中已经不再承担传统的驱动任务,而是单纯作为给电动系统发电的装置(也叫増程器),最终由电动机来驱动车辆前进。因此,这套系统我们也可以理解为一套自带发电装置的电动车。

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  串联式混合动力系统的优点在于发动机可以随时运行在最高效率区间内,从而最大程度提高了发动机的效率;而缺点却也十分明显:整套系统需要大容量电池作为支撑,无形中加重了车辆行驶的负担;并且能量经过多重转化,也会造成一定的损失。

混合动力技术浅谈串联式混合动力技术的代表:雪佛兰沃兰达。

混合动力技术浅谈沃兰达需要大号的锂电池,并且只能采用小号的内燃机。

  并联式混合动力系统则在如今得到了广泛的应用。这套系统的发动机和电动机通常布置在一个传动系统内,两者以相同的转速运转,电动机则在适当的时候给发动机提供助力。发动机也可以充当发电机为电池提供能量。目前本田、通用以及欧洲厂大部分的混合动力车型都采用了类似的结构。

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  这套系统的优点在于布置十分简单,并且成本并不算高。缺点也十分明显:由于发动机事实上没有切断同车轮的关系,因此它在大部分时间同普通车型的发动机运转工况无异,无法发挥出发动机最大的效率。因而并联式混合动力也可以称之为“轻度混合动力”。

混合动力技术浅谈典型的并联式混合动力系统

  好了,介绍完上述两种,我们来说说丰田雷克萨斯这套史上最为复杂的“混联式混合动力系统”。这套系统简单来说,既是串联结构,也是并联结构。从而结合两者的优点于一身,令整套系统达到最大的效率。

  发动机通过动力分配装置(一个行星齿轮组)来分配发动机的动力,一部分驱动车轮,另一部分给电力系统充电来令电动机驱动车辆。在低速时,可以切断发动机同车轮的联系,让电动机直接驱动车辆前进。这套系统可以令发动机在绝大多数时间运转在效率最高的区间内,并且在高速的时候可以直接驱动车轮,降低能量转化带来的效率损失;由于发动机可以在部分时间不驱动车轮,因此工程师们对发动机的进气系统结构进行了进一步调整,就是所谓的阿特金森循环,令发动机的效率得到进一步提升。

混合动力技术浅谈混联式混合动力系统:有三条动力传输路径。

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