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混合动力的前世今生

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混合动力的前世今生




    1900年,斐迪南·保时捷研制成了第一辆混合动力汽车的原型车Semper Vivus,后来虽然很多汽车设计师都投入到了混合动力汽车的研发中,但是由于售价、续航里程、整车重量、体积多方面原因,那个时代并没有多少人真正使用混合动力,混合动力汽车也因此陷入了发展桎梏期。在汽车工业发展之初,使用混合动力仅仅是出于“使用汽油引擎为电动机充电”这样一个简单的想法,然而这个想法在之后的几十年里不断演绎,并成为了汽车工业中浓墨重彩的一笔。

    人们对混合动力汽车的态度在1973年阿拉伯石油禁令之后悄悄发生了转变。这次石油危机造成了美国汽油价格的飙升,而在那个时期,近85%的美国人驾车上班。消费者对油价的关注促使汽车制造商们在之后25年时间里投入了大量的资金研发新能源技术,然而实际效果却乏善可陈。一些厂商研发出排放没有污染的纯电动汽车,然而这些产品大多昙花一现。正如《对新能源热潮的“冷”思考》一文中所说:“无论是在10年、20年还是50年的时间里,这个系统(指基于化石燃料的能源系统 )都不可能被彻底取代。要想建设一个具有同样规模和可靠性的新能源系统,不仅需耗时数十年,还要付出巨额的开支。这将需要未来几代工程师的共同努力。”

    讲混合动力技术的发展就不可避免的要谈到丰田,谈到普锐斯。在当时,丰田汽车没有企图“一步到位”的研发纯电动汽车,而是选择了“汽油-电动机混合动力”的方向。油电混合动力系统不需对现有的加油站进行升级——这大大降低了普及难度,而更重要的是,用户不需要改变使用习惯,只需和普通汽油发动机汽车一样为车辆补充汽油。1997年丰田在日本发布第一代普锐斯,同年实现量产销售。这是世界上首批量产的混合动力汽车,环保以及合理的售价是其最大的优势。(根据美国环保署EPA公布的油耗数据,其当时的油耗为城市路况5.6升/100公里、高速公路5.7升/100公里、平均油耗5.7升/100公里)但当时在中国国内对于混合动力汽车了解的人微乎其微。

    2004年,第二代普锐斯问世,彻底摆脱了“使用汽油引擎为电动机充电”的简单思路,其最重要革新在于发挥两种动力来源的优点并弥补各自的不足,从而大大减少油耗和废气排放。当时公布油耗仅为4.7升/百公里。(根据EPA数据显示,城市路况油耗为4.9升/100公里、高速公路5.2L/100公里、平均油耗5.1升/100公里。)两年后,第二代普锐斯正式登陆中国。在当时,中国是全球除日本外唯一一个本地化生产普锐斯的地区。

    由于第二代普锐斯在美国、日本等市场的大获成功,其他汽车厂商也都积极投身于混合动力汽车的研发上来。普锐斯的两种动力来源均可单独驱动汽车行驶,属于重度混动。而使用主要动力来源可以单独驱动汽车行驶,次要动力来源无法单独驱动汽车行驶的,称为轻度混动。与此同时,其他厂商也致力于研发一些新型节油技术,例如自动启停系统和能量回收系统,前者可以在车辆静止的时候使发动机自动熄火并在需要继续行驶时快速启动,而后者可以将汽车制动时在刹车系统上的热能回收利用。这些技术也都在后来被归入混合动力技术,并且带动了混合动力技术的快速发展。


     第三代普锐斯油电混合动力系统构成


    虽然第二代普锐斯在技术方面相比一代有了提升,但是油耗方面还是略微让人有微词的,就是它高速行驶时的省油效率比慢行时低。于是第三代普锐斯采用全新一代混合动力系统,其配备的汽油发动机排量从1.5L扩大到1.8L——这有助于降低其高速行驶时的油耗。这台1.8L发动机并非从哪款现成车型上直接拿来,而是专门为混合动力系统而设计的。第三代普锐斯的电动机功率从50Kw增长至60Kw,体积、重量也都大大减小。当发动机和电动机协同工作时,整套动力系统的最大功率可以达到100kW,数据不逊色于自家1.8L 双VVT-i发动机。第三代普锐斯配合其超低的风阻系数以及多种节油技术的应用,使得其油耗更进一步降低至4.3升/百公里。(根据EPA数据,城市为4.6升/100公里、高速4.9升/100公里、平均4.7升/100公里。)从普锐斯的三代的EPA油耗数据变化我们可以看到,虽然技术人员想尽办法通过“内部技术”降低油耗,但其难度也越来越大。

开车人关注着油价的涨跌,在意着百公里的油耗,心里多少也思考过汽车技术会来带怎样的改变。混合动力已经可以满足我们的一些现实需求,但是需求永远不可能被完全满足,就像先进的技术从未停止过发展。混合动力汽车未来会有怎样的突破非常值得期待。

(来源:创业邦)