浅述当今新能源汽车与新型汽车研发状况_新能源汽车研发现状
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浅述当今新能源汽车与新型汽车研发状况
摘要:本文简要介绍了新能源汽车与新型汽车的研发状况。做这个类似综述般的思考,是为了考察当今科技界更新汽车产业的努力成果,希望人类尽早普及新型节能环保汽车,摆脱对矿物燃料的依赖,减少对大气的污染,还地球母亲一个洁净的世界。
关键词:新能源汽车 新型汽车 环保 可持续发展
新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括:混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车、氢发动机汽车以及燃气汽车等等。
一、混合电动汽车。混合动力汽车的种类目前主要有3种。一种是以发动机为主动力,电动马达作为辅住的动力的“并联方式”。这种方式主要以发动机驱动行驶,利用电动马达所具有的再启动时产生强大动力的特征,在汽车起步、加速等发动机燃油消耗较大时,用电动马达辅助驱动的方式来降低发动机的油耗。这种方式的结构比较简单,只需要在汽车上增加电动马达和电瓶。另外一种是,在低速时只靠电动马达驱动行驶,速度提高时发动机和电动马达相配合驱动的“串联、并联方式”。启动和低速时是只靠电动马达驱动行驶,当速度提高时,由发动机和电动马达共同高效地分担动力,这种方式需要动力分担装置和发电机等,因此结构复杂。还有一种是只用电动马达驱动行驶的电动汽车“串联方式”,发动机只作为动力源,汽车只靠电动马达驱动行驶,驱动系统只是电动马达,但因为同样需要安装燃料发动机,所以也是混合动力汽车的一种。
二、纯电动汽车。目前人们所说的电动汽车多是指纯电动汽车,即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。从外形上看,电动汽车与日常见到的汽车并没有什么区别,区别主要在于动力源及其驱动系统。即纯电动汽车的电动机相当于传统汽车的发动机,蓄电池相当于原来的油箱。
三、燃料电池汽车。燃料电池汽车的工作原理是,使作为燃料的氢在汽车搭载的燃料电池中,与大气中的氧发生化学反应,从而产生出电能启动电动机,进而驱动汽车。甲醇、天然气和汽油也可以替代氢(从这些物质里间接地提取氢),不过将会产生极度少的二氧化碳和氮氧化物。但总的来说,这类化学反应除了电能就只产生水。因此燃料电池车被称为“地道的环保车”。我国目前还处于研发阶段,计划把燃料电池大客车作为燃料电池商业化的突破口。08年奥运会期间,上海大众推出了DMFC燃料电池车,充一次燃料可运行300公里。
四、氢发动机汽车。大众、奔驰和宝马等汽车公司都积极开展了氢能车辆研究,但所走技术路线不同。大众和戴姆勒克莱斯勒公司均选择燃料电池技术作为发展方向, 宝马公司则致力于氢内燃机技术的研发。2006 年底宝马公司新款7系氢内燃机轿车的推出, 标志着世界上第一辆氢能驱动、几乎零排放的家用轿车的诞生。该车装载氢气(8kg 液态氢), 具有氢与汽油两用的燃料发动机, 可通过仪表盘上的转换开关实现自由切换, 当氢燃料驱动时, 0~100km/h 加速时间为9.5s, 最高车速为230km/h。与目前造价上百万美元的燃料电池发动机相比, 氢内燃机在成本方面有着巨大的竞争优势。
五、燃气汽车。燃气汽车主要有液化石油气汽车(.简称LPG汽车或LPGV)和压缩天然气汽车(简称CNG汽车或CNGV)。顾名思义,LPG汽车是以液化石油气为燃料,CNG汽车是以压缩天然气为燃料。液化天然气是指常压下、温度为-162度的液体天然气,储存于车载绝热气瓶中。压缩天然气汽车(简称CNG汽车或CNGV),压缩天然气是指压缩到20.7—24.8MPa的天然气,储存在车载高压气瓶中。
除了以上五种新能源汽车,这里还介绍三种有趣的新型汽车。
一、水果汽车。2011年,科学家称在未来两年内,用菠萝以及香蕉制造的汽车会问世。在倡导保护环境的呼声下,来自巴西的研究专家用“植物纤维”制造出了世界上“最强韧汽车骨架(塑料骨架)”,此外,专家还认为这些“水果材料”不仅仅会用来制造汽车的骨架,而且在不远的将来还会用来制造“引擎部分”。据悉,这种汽车塑料骨架不完全是用水果制造的,而是用“水果纤维”来加固,此举已经得到相关部门的证实,并在未来2年内正式投入使用。来自圣保罗州立大学的研究员Dr Alcides Leao说:“大自然的力量是神奇的,菠萝以及香蕉的显微纤维可以起到加强、加固的作用,加固汽车骨架的坚固度。”此外,据美国化学协会称,用水果纤维制造的塑料比普通塑料要“轻”,一般能减轻重量高达30%,在硬度上能达到普通塑料的3到4倍。
二、双模电动汽车。双模电动车搭载双动力混合系统———纯电动+混合动力(EV+HEV),将控制发电机和电动机两种混合力量结合,实现了既可充电又可加油的多种能力补充方式。该车既可以在纯电动模式下行驶,又可以在油电混合的模式下行驶。驾驶者通过按键,可轻松实现纯电动和混合动力两种模式之间自由切换。目前掌握双模技术的汽车厂商只有通用、丰田和比亚迪3家企业。丰田、通用的双模电动车尚处于研发阶段,其续航里程都仅为25公里,待2010年后方能和消费者见面。而比亚迪F3DM双模电动车不仅占领技术的制高点,还充分发挥其在电池领域的优势,找到了电池与汽车的完美结合点,研发出高容量的铁电池,实现了F3DM双模电动车纯电动续航里程达到100公里以上,在时间上也领先国外2~3年。
三、大脑驾驶的汽车。德国一支科学小组在柏林自由大学人工智能教授劳尔·罗杰斯的带领下,研发出一辆完全由大脑控制的汽车。这辆被称作“大脑驾驶员”的汽车,在一段视频里向我们展示它是如何通过大脑控制驾驶系统开往飞机场的。“大脑驾驶员”系统通过摄影机、雷达和激光传感器与汽车连接在一起,能够形成其周围的全景3D图像。驾驶者戴上一个具有16个传感器的特殊帽状结构,能够接收到大脑的电磁信号。这些传感器将生物电脑电波转化成能够被计算机控制的汽车识别的指令。这项工作,首先必须训练计算机能够对指令做出正确反馈。科学家通过个人的思想对汽车发出四种指令其中一项:停车、发动、向左拐和向右拐。这辆汽车目前尚处于理论试验阶段。
上文介绍了五种新能源汽车与三种新型汽车,这些科技成果何时能转化成环保的力量、何时能转化成可持续发展的力量,我们拭目以待。在这个过度工业化、环境难民与日俱增的世界,人类对新型汽车的普及的要求十分紧迫,希望在不远的将来,对环境无害的新型汽车将能够“大行其道”。
参考文献:
【1】国际在线网,《新型汽车竟由水果制成,两年后问世》,新闻中心,新闻台,中国网络电视台,2011年03月31日。
【2】腾讯网,《科学家研制:仅由大脑意识控制汽车驾驶装置》,上海市轻工业情报研究所,2011年02月24日。
【3】人民网,《力推节能与新能源汽车发展》,《人民日报》,2011年11月21日,第四版。