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晨枫小苑

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晨枫  

西西河水浪打浪,一浪打到网易上。我本是喜欢纸上谈兵的一介草民,在西西河那边开了一个小铺子,这是海外华人的一个精神家园。我是一个一坐下来就不动窝的懒人,但架不住友人的邀请,到网易也开了一个茶摊。阿庆嫂是怎么说来着:来的都是客。希望您能喜欢我这小号。来来来,先握一个手! 当然,主有主规,客有客道。请勿随地吐痰,喧哗扰众,或者乱贴小广告。不欢迎指桑骂槐,更不准恶语伤人。

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混动汽车与中国   

2015-04-24 01:54:35|  分类: 香车宝马 |  标签: |举报 |字号 订阅

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个人一向不赞成混动汽车。从工程技术的KISS角度来说,混动有两套动力系统,死重大,系统损耗大,维修复杂。但现在看来,混动还是有很大的优点,在可预见的将来可能将大量替代纯内燃机汽车,甚至延迟全电汽车的普及。


混动通常指汽油发动机与电动混动,或者柴油发动机与电动混动,以前者居多。一开始,混动中电动的成分很少,主要在起步、加速时助力一下,更大的作用在于回收刹车发电。全电行程微不足道,主要动力还是来源于内燃机,充电完全靠内燃机动力,不能利用插电。现在,插电混动开始流行,全电行程以室内通勤为限,但单程不超过30-40公里的话,有可能实现全电通勤,这就可以大大降低油耗了。插电混动比非插电混动要合理得多,真正可以利用一点电网电力了。电网电力也有污染、传输损耗和对电网压力的问题,但汽油的分发也不是没有问题的,街坊上的加油站的跑冒滴漏造成的污染实际上相当严重,老加油站废弃不用要多少年后才有人不情不愿地清理场地(通常需要挖地三尺,把整个地块的地下土全部挖掉,倾倒到化学废物处理场),而不是迫不及待地开发成商业或者居民建筑用地,就是这个道理。估计下一步插电混动会进一步增加全电行程,但不会无限增加。
插电混动的全电行程以日常通勤单程距离为限,能来回当然更好。但考虑到公司停车场通常有插电源的(尤其在美国北方和加拿大,冬天需要插电加热发动机,否则要冻住),白天停在公司可以充电。这当然是“揩油”,但在现在政治正确的气氛下,绝大多数公司不会计较这点电,工业用电本来就不贵,几分钱一千瓦。如果这样,估计全电行程到50公里以上就不会在迅速增长了,最终不大会超过100公里。更高的全电行程对电池的要求太高,过大、过重的电池大大加剧双套动力的缺点。


另一方面,对于远程出行,小功率内燃机确保巡航没问题。加速则由电动助力。事实上,用这一设计思路,跑车都可以用较小的发动机,或者同样的发动机得到大得多的复合功率,好些新一代混动超跑就是这个思路,复合功率可以上千马力,但内燃机功率“只有”总功率的2/3。大型豪华轿车也可以这么做。奔驰S500H实际上采用V6,但加上电动助力,总功率至少不比5升V8低,实际性能相当泼辣,但耗油则相当于V6。对于中低档插电混动,1.6I4甚至1.0I3、0.6I3都够用了,省油潜力大大的。混动还有一个本质优势,可以分时四驱。内燃机部分按照前置前驱(或者后置后驱),电动助力部分后置后驱(或者前置前驱),可以省却全时全驱的很多复杂机械系统,对于大部分日常应用来说也没有必要全时全驱,分时四驱足够。这样电动助力不仅可以用于起步、加速或者全电通勤,还可以在泥泞地、爬坡等需要四驱帮忙的时候人为接入,大大提高通过性。混动的另一个好处是可以灵活决定什么时候启用电动,这可以提供新的节能可能。比如说,如果知道前面有一个大下坡,可以事前转入电动模式,把电池用光,在下坡途中充电,而不是用刹车减速。如果知道前面就要进入城区,可以在高速公路上继续使用内燃机模式,在进城的时候转入全电,享受有关优待。或者在市内快速干道上使用内燃机模式,在进入居民区街道时转入全电,降低噪声和污染。


汽油机混动比柴油机混动普及得多,这是因为汽油机加速快,污染低,运转平顺,噪音低。柴油机扭力大、油耗低的优点则由电动补偿。相反,柴油机混动似乎没有什么特别的优点。柴油机适合长时间满负荷运转,不适合忽上忽下的运转。但内燃机终究不能摆脱碳氢燃料,终究有污染,这就是氢燃料电池混动或者氢内燃机混动的用武之地了。


过去对氢燃料电池或者氢内燃机混动很不理解,已经无污染了,为什么还要多此一举混动?现在想明白了:尽管氢燃料电池和氢内燃机无污染,纯氢燃料电池动力或者纯氢内燃机动力回到常规内燃机动力的老难题上:要保证足够的加速性能,发动机需要比巡航出力大得多的峰值出力,实际上也增加死重和系统损耗。混动助力起到对功率曲线削峰填谷的作用,实际上降低了对氢燃料电池或者氢内燃机的出力要求,这是有利的。


那绕了半天圈子,索性全电岂不更好?彻底全电对电池的要求太高。大容量电池重量大,散热多,平常用不了那么多电,拖着反而是死重。内燃机加燃油也是死重,但燃油的能量密度高多了,电池的能量密度没法比,至少在可预见的将来电池技术的能量密度不可能达到汽油、柴油的水平,而新型小排量内燃机的排放和耗油已经非常低,对环保的压力远远不是几十年前可比,不应该一棍子打死。所以Tesla那样的全电汽车可能还会曲高和寡很长时间。另一方面,混动技术将主流化。奔驰在未来几年里要推出20种混动型号,绝大多数是现有系列里的混动型号,而不是像丰田Prius那样的专门系列。宝马、奥迪也是一样。这个趋势会很快“蔓延”到世界第二大的大众等主流品牌。


但世界第一大的丰田似乎对插电和全电不大起劲,而是把力气花在氢汽车,只是为了讨好中国政府才勉强推出中国市场专有的。丰田的理由是充电系统不完善,将大大限制插电和全电的实际潜力。丰田不是没有道理的,但中国正在大力推动插电系统。以中国政府的执行力,插电系统普及化可能很快,可能相对于欧美反而是弯道超车。
另一个问题是清洁电源。如果发电还是燃煤,那插电的低污染也是白搭。但这一点上,中国的发展惊人地迅速。法国在欧洲属于对太阳能利用较早、范围较大的,但中国2015年第一季度的新增太阳能发电能力就达到5.04吉瓦(仅新疆就1.1吉瓦,集中式太阳能电站4.38吉瓦,其余为紧贴用户的分布式小型太阳能电站),相当于法国太阳能发电的总能力。2015年计划新增太阳能发电达到17.8吉瓦,估计能实现至少15吉瓦,比2014年美国新增太阳能发电能力多2.5倍。预计到2030年,中国的低碳发电能力(估计包括核电、水电、太阳能、风能、潮汐能,可能还包括生物质)总量达到1438吉瓦,超过美国包括低碳和碳氢的总发电能力。



左为美国,右为中国,灰色为化石燃料,蓝色为低碳,红色为新增低碳,单位为吉瓦


中国对新能源是非常认真的。一降低对中东石油的依赖,二降低空气污染,三形成新经济增长点,好处太多了,连苹果都到中国合作建设太阳能。在这种情况下,插电在中国是作为战略方向的。据说现在在中国合资汽车,没有插电就免提了,丰田也正是因为这个所以才推出中国市场专有的插电。


插电不是中国首创的,但中国这个世界最大市场的强力推广会影响世界汽车市场吗?拭目以待。

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