新能源汽車(chē)技術(shù)大PK：到底誰(shuí)會(huì )贏(yíng)？

出品：科普中國

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隨著(zhù)汽車(chē)尾氣污染的加劇和石油煤炭等化石能源的消耗，發(fā)展新能源汽車(chē)是全球的共同趨勢。由于汽車(chē)功耗較大，傳統環(huán)保概念中的清潔能源，比如太陽(yáng)能、風(fēng)能在這個(gè)領(lǐng)域均是杯水車(chē)薪，使不上勁兒。

目前，全世界積極發(fā)展的新能源汽車(chē)技術(shù)主要集中在三個(gè)方向：純電動(dòng)汽車(chē)，比如大家比較熟悉的高帥富特斯拉;油電混動(dòng)型汽車(chē)，比較著(zhù)名的有日本品牌的先行者普銳斯;燃料電池汽車(chē)，有報道稱(chēng)日本某汽車(chē)品牌計劃在2018年推出氫燃料電池車(chē)。

三種新能源汽車(chē)的車(chē)型

這三項技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)：

純電動(dòng)車(chē)：清潔實(shí)惠，但能源補充是硬傷

純電動(dòng)汽車(chē)像手機充電一樣，使用插電模式充電(使用外部電源，通過(guò)變壓器和電纜對汽車(chē)電池充電的模式)。優(yōu)點(diǎn)是電能清潔實(shí)惠，電動(dòng)機扭矩大、加速快、噪音低;缺點(diǎn)是能源補充依賴(lài)硬件設施。(扭矩是使物體發(fā)生轉動(dòng)的一種特殊的力矩，在功率固定的條件下它與發(fā)動(dòng)機轉速成反比關(guān)系，轉速越快扭矩越小，它反映了汽車(chē)在一定范圍內的負載能力。)

舉例而言，目前世界上頂尖的純電動(dòng)汽車(chē)如果采用普通家庭電路充電，充滿(mǎn)需要7小時(shí)以上;若使用造價(jià)高達10萬(wàn)美元的專(zhuān)用充電樁，充滿(mǎn)則需1-2 個(gè)小時(shí)。按照這種汽車(chē)實(shí)測的滿(mǎn)電狀態(tài)250-300公里的巡航里程看，在城市里代步是可以的，每晚都能充電。中長(cháng)途的自駕游就有點(diǎn)勉強了，一天只開(kāi)300 公里，晚上還要找地方充電，做不到傳統燃油汽車(chē)的“日行千里”。更不可能開(kāi)著(zhù)它去新疆西藏羅布泊，因為沿途連汽油都不一定買(mǎi)得到，更不要說(shuō)充電啦。

燃料電池汽車(chē)：綠色環(huán)保，但設備重體積大

燃料電池汽車(chē)使用燃料電池產(chǎn)生氫氣，氫氣與大氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應，產(chǎn)生電能驅動(dòng)汽車(chē)行駛。燃料電池的反應會(huì )產(chǎn)生極度少量的二氧化碳和氮氧化物，這類(lèi)化學(xué)反應產(chǎn)物除了電能外，主要副產(chǎn)品是水，因此被稱(chēng)為綠色新能源汽車(chē)。

現階段，燃料電池汽車(chē)的缺點(diǎn)在于設備重體積大。啟動(dòng)時(shí)間長(cháng)并需提高系統耐振性：由于氫氣的關(guān)系，密封性要求相當高，相對而言若發(fā)生事故危險性較大。

注：燃料電池是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉化為電能的發(fā)電裝置。燃料和空氣分別送進(jìn)燃料電池，電就被奇妙地生產(chǎn)出來(lái)。它從外表上看有正負極和電解質(zhì)等，像一個(gè)蓄電池，但實(shí)質(zhì)上它不能“儲電”而是一個(gè)“發(fā)電廠(chǎng)”。

油電混動(dòng)汽車(chē)：將浪費的能源轉為電能

最后說(shuō)我們今天的主角：油電混動(dòng)汽車(chē)。它是指以燃油和電能共同作為動(dòng)力的汽車(chē)，堪稱(chēng)目前新能源汽車(chē)中最實(shí)用、最接地氣的成員。很多人認為“混動(dòng)”將是汽車(chē)技術(shù)未來(lái)幾十年的發(fā)展趨勢。

油電混動(dòng)汽車(chē)以電動(dòng)機作為內燃機的輔助動(dòng)力來(lái)共同驅動(dòng)汽車(chē)。這項技術(shù)燃油經(jīng)濟性高，機械性能更強勁。與同級別的汽車(chē)相比，燃油費用更低。電動(dòng)機由于其物理特性，在啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的扭矩遠大于內燃機，擁有更強勁的起步和加速性能。

傳統的內燃機汽車(chē)，能源有效利用率是較低的。由于傳統內燃機四沖程的設計結構，在80%以上的道路條件下，一輛普通轎車(chē)僅利用了燃油動(dòng)力(燃燒所釋放熱能)的40%，在市區還會(huì )跌至25%。也就是說(shuō)只有25%-40%釋放出來(lái)的熱能被轉化為機械能做功，驅動(dòng)車(chē)輛前進(jìn)。油電混動(dòng)技術(shù)，就是旨在把被浪費的能量收集起來(lái)變成電能，通過(guò)電動(dòng)機提供給汽車(chē)作為第二動(dòng)力。

油電混動(dòng)汽車(chē)的三種“武器”

要實(shí)現將浪費的能力收集起來(lái)轉為電能，油電混動(dòng)汽車(chē)會(huì )比普通燃油汽車(chē)多三套系統。

能量回收系統。大家都知道，汽車(chē)以一定速度在路上行駛，是具有動(dòng)能的，每當汽車(chē)剎車(chē)時(shí)，就有一部分動(dòng)能在剎車(chē)片摩擦下變成熱能散逸。而汽車(chē)在等紅綠燈時(shí)，發(fā)動(dòng)機也是以怠速空轉在燒油，這些能量都被浪費了。能量回收系統會(huì )把這些傳統汽車(chē)浪費掉的能量收集起來(lái)。

儲能系統(電池)。收集起來(lái)的能量會(huì )被轉化為電能，儲存在電池中，在需要的時(shí)候供給電動(dòng)機。

電動(dòng)機：它以電池中的電能為能源，向汽車(chē)提供動(dòng)力，驅動(dòng)車(chē)輛行駛。

這三套系統和汽車(chē)原本的內燃機系統與制動(dòng)系統相結合，經(jīng)過(guò)工程師們的調教和改進(jìn)，最終達到渾然一體：汽車(chē)剎車(chē)減速和停車(chē)空轉時(shí)，他們積極收集被浪費的能量，儲存到電池里;汽車(chē)啟動(dòng)和加速的時(shí)候，電動(dòng)機輔助內燃機一起做功，提高整車(chē)機動(dòng)性能。

油電混動(dòng)汽車(chē)的機械性能強勁。國產(chǎn)的一款最新油電混動(dòng)SUV，0-100公里/小時(shí)加速不到5秒!這是什么概念?了解汽車(chē)的人都清楚，目前傳統汽車(chē)市場(chǎng)上的絕大多數車(chē)型，百公里加速不到5秒的車(chē)只有四十余款，占總車(chē)型的不到百分之一，且絕大多數售價(jià)都在百萬(wàn)元以上。這樣比較的話(huà)，是不是馬上體現出混動(dòng)汽車(chē)的優(yōu)勢了?

油電混動(dòng)技術(shù)為世界帶來(lái)了速度更快、油耗更低、排污更少的新汽車(chē)，更可貴的是，它一點(diǎn)也不嬌氣，不依賴(lài)外部硬件支持，給油吃油接地氣，適應性強，必將成為未來(lái)新能源汽車(chē)技術(shù)的中流砥柱。