一個是世界上最大的汽車供應(yīng)商,一個是歐洲第二大汽車制造商,博世與標(biāo)致雪鐵龍聯(lián)手進(jìn)軍新能源領(lǐng)域本就值得期待,獨(dú)辟蹊徑的“空氣混合動力”技術(shù)更是讓人大跌眼鏡
然而據(jù)了解,如今問世的雪鐵龍C3樣車并非初出茅廬,它已是在法國研究的第三代空氣混合動力車了,非但不是繡花枕頭,反而有相當(dāng)安靜的駕駛感受,百公里油耗不到3L,更可避免尋找充電樁而不得的無奈
啥原理?
這套空氣混合動力系統(tǒng)主要由傳統(tǒng)汽油動力系統(tǒng)和液壓/壓縮空氣動力系統(tǒng)組成,能量來源于壓縮氣體及汽油,二者分別儲存于高壓氣罐、低壓氣罐以及油箱內(nèi),用以驅(qū)動液壓馬達(dá)和內(nèi)燃機(jī)。不同于傳統(tǒng)的油電混合,油氣混合并非由發(fā)動機(jī)與電動馬達(dá)結(jié)合,而是采用獨(dú)立的液壓馬達(dá)。
當(dāng)車輛制動或減速時,不像傳統(tǒng)車輛那樣,制動盤摩擦將動能轉(zhuǎn)換成熱能浪費(fèi)掉,而是通過壓縮氣體的阻力減速,把能量收集儲存在高壓氣罐中,亦或通過重新喚醒汽油機(jī)給高壓氣罐充氣,從而實(shí)現(xiàn)用兩種方式儲能。
《品質(zhì)汽車》記者從雪鐵龍中國處了解到,此處雖稱“空氣”混合動力,實(shí)際上存放在這套密封的氣體壓縮釋放系統(tǒng)中的是氮?dú)猓鳛橐环N介質(zhì)貯存在兩個氣罐里,與大氣不連通。之所以如此,一是因?yàn)榈獨(dú)鉃槎栊詺怏w,相對穩(wěn)定安全,再者也可避免從外界抽入的空氣中,水分和塵埃導(dǎo)致系統(tǒng)工作不穩(wěn)定。對于“該系統(tǒng)的后續(xù)費(fèi)用是否需要車主埋單”的問題,《品質(zhì)汽車》記者從雪鐵龍中國處得到答案,“氮?dú)馐潜灰淮涡猿淙氲,在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)使用,因而該系統(tǒng)的全部費(fèi)用是一次性付清的。”
三種模式
這橫空出世的空氣混合動力聽起來尚且有些陌生,實(shí)際上與我們熟悉的油電混合有著異曲同工之妙,兩者的架構(gòu)同屬于并聯(lián)動力模式。說得明白些,就是內(nèi)燃機(jī)和液壓泵動力既可獨(dú)立提供動力,也可協(xié)同工作將輸出最大化,同時二者共享一個變速器和傳動機(jī)構(gòu)。如此一來,與油電混合動力類似,這套空氣混合動力也具有汽油動力、空氣動力,以及混合動力三種工作模式。
汽油動力模式在長途巡航與城際勻速行駛時常用,與所有內(nèi)燃機(jī)動力車相同,以汽油機(jī)為主。但這臺汽油機(jī)在驅(qū)動兩個前輪的同時,也為壓縮氣瓶加壓儲能。被汽油機(jī)間接驅(qū)動的液壓泵此時為儲能工況,源源不斷地從置于后軸部位的低壓油液罐內(nèi)吸取油液向氣瓶加壓。隨著油液逐漸注入氣瓶,活塞一點(diǎn)點(diǎn)壓縮著瓶內(nèi)氮?dú)猓敝翚馄吭O(shè)計的臨界壓力為止。
空氣動力模式下,汽油內(nèi)燃機(jī)斷油停機(jī),壓力達(dá)到臨界值的氣瓶開始向開放的油液閥推進(jìn)瓶內(nèi)活塞,被壓縮的氣體不斷膨脹,將液壓油注入油路,最終抵達(dá)液壓泵。原本在儲能工況下向氣瓶內(nèi)加壓的液壓泵此時進(jìn)入釋放工況,在油液的沖擊下反向工作,帶動變速器和傳動系統(tǒng)驅(qū)動前輪。
該動力是可以滿足城市短距離行駛的,特別是走走停停的路況下,制動能量回收系統(tǒng)可以為氣瓶加壓儲能。減速或剎車制動時,通過液壓泵的牽引力制動,將油液再輸入氣瓶中壓縮活塞,氣壓升高儲能。據(jù)悉,在動能回收系統(tǒng)輔助下,60%~80%的市區(qū)駕駛都可以在空氣動力模式下行駛,實(shí)現(xiàn)零排放的理想狀態(tài),而且最高車速可達(dá)70公里/小時。
混合動力模式下,汽油發(fā)動機(jī)與液壓發(fā)動機(jī)同時對變速器施力,使前輪擁有最高動力。雖如前面所述,空氣動力與汽油動力模式各自能應(yīng)對大部分情況,但在超車、爬坡等情況下,動力當(dāng)然是多多益善。有數(shù)據(jù)稱,C3樣車實(shí)測復(fù)合動力模式的最大功率至少可達(dá)90千瓦,一輛小車動力如此,已相當(dāng)可觀了。
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空氣混合動力系統(tǒng)問世之際有媒體點(diǎn)評說,混合動力的轉(zhuǎn)折點(diǎn)就要來了。原因在于,與傳統(tǒng)的油電混合相比,它確實(shí)存在幾點(diǎn)明顯的優(yōu)勢。首先,相比常規(guī)電池,空氣混合動力系統(tǒng)受溫度影響略小。起初樣車采用的密封系統(tǒng)甚至和空客大中型客機(jī)一樣,后面的樣車也和航空工業(yè)所用的壓縮空氣系統(tǒng)相同,很大程度上提高了對環(huán)境的適應(yīng)能力。
其次,空氣混合動力系統(tǒng)尺寸更為緊湊,壓縮空氣儲能單元的體積比電池組更小。包括液壓馬達(dá)、氣罐等在內(nèi)的所有部件只比傳統(tǒng)汽油機(jī)重約100公斤,而即便是插電式的第三代普銳斯,光電池就150公斤。
再次,該系統(tǒng)不需要過多維護(hù),只需要定期檢查即可。由于具備制動能量回收能力,它甚至減輕了制動系統(tǒng)的負(fù)擔(dān),制動系統(tǒng)的維護(hù)成本也會有所降低。
最后,這套系統(tǒng)的所有設(shè)備都很容易回收利用,防止污染。相反,廢舊電池的處理十分復(fù)雜,成本高,也易造成污染。另外,空氣混合動力車也無需受充電樁的制約。
不過,溢美之辭渲染得再好也僅停留于宣傳,一項(xiàng)嶄新技術(shù)走進(jìn)生活之前必然會被諸多疑問圍攻:實(shí)用性如何,動力、時速能否滿足日常需求?氣動元件會不會有噪音?在震動條件下整個管路的密封性如何保證?壓縮氣體的效率如何⋯⋯因?yàn)橹T多試驗(yàn)和事故數(shù)據(jù)顯示,高壓氣瓶的爆炸威力遠(yuǎn)高于鋰電池起火燃燒造成的危害,更有很多人關(guān)注保障高壓氣罐碰撞安全的問題。
對此,根據(jù)C3樣車的車身結(jié)構(gòu),中央縱向位置是瞬間沖擊吸收能力最出色的部位。如此安裝氣瓶雖然一定程度上限制了空氣混動系統(tǒng)的靈活性,卻將安全性最大化,還使車內(nèi)空間受到最小影響。不僅如此,標(biāo)致雪鐵龍還宣稱進(jìn)行了兩項(xiàng)針對性設(shè)計,一是發(fā)生碰撞等意外時,封閉氣罐;二是如果著火,高溫下氣體膨脹,達(dá)到危險壓力值時氣罐自動泄壓。雖說采訪中,雪鐵龍中國對氣罐材質(zhì)、壓力臨界值的控制等涉及安全性的詳細(xì)信息并未透露,但其明確表示,上市之前必定會做全方面的安全測試。
Tips
早在標(biāo)致雪鐵龍之前,印度塔塔集團(tuán)就公開了同法國MDI合作的汽油空氣混動項(xiàng)目,本來公布了一系列驚人的數(shù)據(jù),并宣布2011年揭幕樣車,卻一拖再拖,直至今日再未提及。相比之下,標(biāo)致雪鐵龍雷厲風(fēng)行,出人意料地亮相日內(nèi)瓦車展,隨之公布2016年投產(chǎn)的目標(biāo),這從任何方面來看,都是經(jīng)得起推敲的。而且技術(shù)方面,塔塔集團(tuán)和MDI的技術(shù)僅適用于微型車,而且采用液壓儲能媒介,儲能效果由體積決定。另外,液態(tài)壓縮空氣的滲透性高于氣體,對密封容器的技術(shù)要求也更高;蛟S,這些正是困擾塔塔和MDI的技術(shù)瓶頸,加之壓縮空氣發(fā)動機(jī)運(yùn)作時較大的聲響、充氣站建設(shè)以及安全等問題,致使他們一路拖延產(chǎn)品發(fā)布。
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