求一篇2000字左右的论文,关于传统能源在汽车工业发展中的限制性分析。
弱混合和强混合的油电混合技术
在北京车展上,你可以看到混合动力汽车有“弱混”、“强混”、“双模”三种。
其中“弱混”车的工作状态是车辆启动时电机开始工作,汽油机不工作。所有的设备都是靠马达提供动力来工作的。当你松开刹车踏板,踩下油门启动时,汽油发动机就会开始工作。当用户深踩油门加速时,汽油机和电动机会同时工作,使得提速更加明显。当车辆高速行驶时,动力完全来自汽油机,也就是说只有在车辆加速时电机才会介入。如果前方使用者在红灯时踩刹车减速,车辆的动能并没有像普通车辆那样转化为制动系统的热能而被浪费掉。这时电动机就会变成发电机,将失去的动能回收,以电能的形式储存在蓄电池中。这种刹车会给电池充电,相当于“免费加油”的感觉,这是混动车的魅力所在,是普通车辆无法给予的。当车辆停止怠速时,汽油发动机将被关闭。此时只有电机会工作,避免了怠速带来的高油耗,也实现了零油耗零排放。之后,车辆启动时会重复上述工作流程。
从上述工况可以看出,“弱混”车辆的主要节油环节是点火时不启动发动机,怠速时也是关闭发动机。电机可以在起步和加速时提供动力辅助,在刹车时可以将损失的动能转化为电能。多余的能量还可以在高速行驶时转化为电能储存在电池中,减少燃料释放能量的损失,提高燃料的利用效率。同时,也值得读者注意的是,混合动力汽车一般使用小排量汽油发动机,因为加速时有电动机提供动力辅助,可以达到大排量发动机的动力感受(有点类似增压发动机的味道),也在一定程度上节省了燃油。
“弱混”技术的优势在于制造成本相对较低,可以很好地平衡技术和价格的关系。电气系统比较小,不占太多空间。
与“弱混”相对的技术是“强混”,其特点是动力系统以电机为基础,汽油机为辅助动力。与“弱混”不同,“强混”电机动力更强劲,完全可以满足车辆起步和低速时的动力需求。所以“强混动”车型在起步或低速时不需要启动发动机,只需要依靠电机就可以完全胜任,低速时完全是一个“电动车”的姿态。
踩油门加速时,随着速度的提高,汽油发动机启动,电机通过智能系统协同高效工作。当车速达到汽油机的经济车速时,汽油机的优势才能充分发挥出来,成为车辆的主要动力源。同时,汽油发动机产生的多余能量将用来驱动发电机给电池充电。
在急加速和全速行驶的状态下,车辆需要很大的驱动力,所以电机也会全速运转来配合高速运转的汽油机发挥它们的最大性能,进而达到1 1的效果。当用户紧急刹车时,汽油机和电动机会立即停止供电,以节省燃油和电能,同时利用车辆的动能驱动发电机给电池充电。
从以上工况可以看出,“强混”车辆的主要节油环节不仅具有“弱混”的特点,而且在车辆起步和低速行驶时具有完全依靠电机驱动的能力,很好地解决了城市行驶中起步、停车、再启动油耗高的问题。所以“强混”可以说是“弱混”的进化版,克服了频繁启动汽油机的需要。“强混”可以说是一个极好的解决方案,非常适合拥堵城市中需要频繁启停的行驶状态。在这样拥堵的行驶状态下,可以实现零油耗,零排放。当然,享受这些好处的前提是要付出比“弱混”更高的代价,牺牲一些空间给更强大的电机和电池组。
除了“弱混动”和“强混动”,在国内销售的还有一种特殊的混动车型,这就是国内首款完全自主技术的比亚迪F3DM双模电动车。所谓“双模”,就是在电动车系统(EV)的基础上增加一套混合动力系统(HEV),“双模”可以说是“强混动”的升级加强版。目前比亚迪F3DM是市面上唯一的“双模”车型。
自然能量转换电动汽车技术
该技术融合了光电转换、风力转换、二氧化碳吸附转换等自然能源转换技术的概念,属于新能源汽车技术的未来学派。这项技术被用于SAIC在世博会和北京车展上发布的“Leaf”概念车。当然,“叶子”的新能源汽车技术展还是以创意为主。
“Leaf”在设计上以电能为主要动力源,其技术核心是自然能量转换技术。屋顶上的一片巨叶是高效的光电转换器,可以吸收太阳能,转化为电能;太阳跟踪系统可以使叶片上的太阳能晶体随太阳照射方向旋转,提高光能吸收效率。
它的四个轮子是四个风力涡轮机。通过捕获耗散的风能,将风能转化为电能,充入自身电池储存能量,形成辅助电驱动系统,最大化利用新能源。
其本体采用可吸收二氧化碳的有机金属结构(MOFs),可模拟绿色植物从空气中捕捉二氧化碳和水分子,并在微生物的作用下释放电子形成电流。然后,生物燃料电池将利用产生的电能为锂电池充电,电机将驱动汽车。同时,它还可以通过激光发生器将光电转换中排放的高浓度二氧化碳转化为室内照明的电能或转化为室内空调的制冷剂,不仅是“零排放”的实现,也是“负排放”的实现,净化了空气。
增程电动汽车技术
增程式电动汽车技术也是目前新能源汽车技术的一大流派。这个技校的特点是电动车的主要能源,汽油是它的备用能源。比如通用雪佛兰Volt就采用了这种技术。
与传统的混合动力汽车相比,增程式电动汽车有着明显的区别。在增程式电动汽车中,车辆由电动系统驱动,而在传统混合动力汽车中,车辆由电动机或燃油发动机驱动,或者两者共同工作。在行驶距离较短的情况下,增程式电动车的行驶完全依赖于车载电池组提供的动力,而在行驶距离相对较长的情况下,内燃机或燃料电池可以提供额外的动力来驱动车辆。电池组和动力推进系统经过精确设置,当电池组为车辆提供足够的电能时,它不需要发动机或燃料电池工作来产生额外的电力。在纯电动行驶过程中,电池组的电能完全可以保证车辆顺利实现加速、高速行驶、爬坡等各种性能。只有通过使用电力。
以雪佛兰Volt为例,详细分析了增程式电动汽车的技术。具体来说,Volt首先依靠电池中储存的电力运行,然后依靠汽油发电机产生的电力继续行驶。假设你的Volt电池充满电,Volt依靠电池储存的电力最多可以行驶64公里(40英里),在此期间,它完全可以实现“零油耗和零排放”。当电池电量即将耗尽时,增程式汽油发电机会自动开始为电池提供电力。这样,Volt可以继续行驶数百公里,直到可以充电或加油。
Volt推进系统由纯电力驱动。当电池几乎耗尽时,其车载引擎发电机会燃烧少量汽油为车辆提供动力,这足以保证Volt继续行驶数百公里。
一般来说,混合动力汽车使用3.8升(1加仑)汽油可以行驶64至96公里(40至60英里)。与电动汽车不同的是,现在的混合动力汽车不需要连接电源充电,而是收集刹车时产生的能量,借助发电机补充电力。低速行驶时,部分混动车可以依靠电力驱动,高速行驶时切换到汽油机驱动。混合动力汽车的效率普遍不如电动汽车,环保性能也不如后者。
增程电动车的优势是它可以行驶64公里(40英里),零油耗和零排放。即使在电池几乎耗尽的情况下,增程式电动汽车也只使用汽油供增程式启动发电机发电,提供汽车行驶所需的电力。
而增程式电动车在电池耗尽后还能继续行驶,因为增程式汽油发电机会持续启动,提供电力驱动汽车。增程型电动汽车可以产生电池续航所需的电力,而无需停下来找地方充电。
氢燃料电池汽车技术
氢燃料电池汽车技术是目前新能源汽车技术的较高流派。这个技校的特点是氢和氧化通过电化学反应结合成水,从而直接将化学能转化为电能。电池组可以通过大量像这样串联的燃料电池产生足够的电能来驱动汽车。奔驰F800 Style,奥迪Q5HFC,雪佛兰Equinox都是采用该技术的新能源车。
下面详细分析氢燃料电池汽车技术。
氢燃料电池车辆的燃料电池堆位于车辆的中央。它通过电化学反应将氢气和氧化转化为水,从而将化学能直接转化为电能,在这个过程中不产生任何实质性的燃烧。具体反应过程如下:电池阳极上的氢气在催化剂的作用下分解成质子和电子,带正电的质子穿过隔膜到达阴极,带负电的电子在外电路中运行,从而产生电能。阴极上的氧离子在催化剂的作用下与电子和质子反应生成水。电池组可以通过大量像这样串联的燃料电池产生足够的电能来驱动汽车。
这种氢燃料电池汽车通常有四个座位,宽敞舒适,安全性能不亚于传统汽车。它配备了驾驶员和前排乘客安全气囊、侧气囊、防抱死制动系统(ABS)、牵引力控制系统(TCS)和电子稳定装置(ESP)。同时,它的氢燃料储存装置也非常先进。该装置由三个700 bar (1 bar =0.987标准大气压)的高压储氢罐组成。坦克采用碳纤维复合材料,最大氢燃料储存量4.2 kg,足以支撑320公里的最长行驶里程。
氢燃料电池汽车的设计使用寿命为2年或8万公里。通过隔热和运行方案的一系列改进,新型氢燃料电池汽车可以在零下气候下正常启动和运行,这是相对于上一代产品的显著进步之一,在技术上做到这一点对于燃料电池汽车的推广和使用非常重要。
以Equinox为例,其燃料电池堆由440块电池串联而成,功率输出可达93kW。在车载73kW (100马力)同步电机的驱动下,0-100km/h加速仅为12s,而这款前驱车型最高时速可达65438/h..
车联网电动汽车技术
这种技术流派成功地将电气化和车联网结合在一起,几乎可以说是未来城市个人交通的最新解决方案。也将在世博园和北京车展展示的通用EN-V概念车就采用了这项技术。
车联网技术,即通过整合GPS导航技术、车对车通信技术、无线通信和遥感技术,奠定了汽车技术新的发展方向,实现了手动驾驶和自动驾驶的兼容。
这种电动车结构紧凑,移动方便。以EN-V为例,整车重量只有400多公斤,长度约为1.5米。目前传统汽车重量超过1500 kg,长度是EN-V的3倍,目前一个传统汽车停车位可以容纳5辆EN-v,这将大大提高城市停车面积的利用率。
这种电动车的左右轮由各自的电动机驱动,电动机由锂电池供电,可以用普通家用电源充电。每次充满电后可行驶40公里,完全实现零排放。同时可以与电网交换信息,选择最佳充电时间,充分提高公共电力基础设施的效率。
这项汽车新技术的重大突破在于自动驾驶方面,如变道预警、盲点检测和自适应巡航控制。
至于你说的行业标准和国家法律法规,一时半会儿是改不了的。当然,这需要多部门、多环节的努力,也需要社会各界人士的共同努力,相互促进,相互协调。车展只能说是新技术新发明的展示,应该也是对新标准新法律的宣传~ ~!