氢气遇氧燃烧之后只会产生水,而不是其他任何的环境污染物,这正是工程师看重氢能源的重要因素。另外一点是因为氢能源是地球上最为丰富的资源,完全可以通过对水的分解得到这种能源,这就形成了良好的无污染良性再循环。目前看来,人们对于氢能源的使用主要是通过燃料电池和氢气发动机。
燃料电池是以氢为燃料,利用氢和氧发生化学反应产生的能量转化为电能来驱动电动机,以此来实现车辆行驶。戴姆勒-克莱斯勒是燃料电池车型领域投入较大的企业,包括轿车、公交车和卡车在内,总共开发出了12款燃料电车车型。其中较有影响力的是基于梅塞德斯-奔驰A级开发的F-Cell燃料电池车型,该车型在必比登挑战赛上表现良好。第一代F-Cell车型是在2002年生产出来,而基于B级车开发的F-Cell车型将会搭载功率更高的电动马达,同时行驶历程会更长,该车型计划于2010年小规模投产。
在氢气发动机方面取得重要突破的是宝马,于2007年向外界推出了7系氢动力车型,该车型搭载一台6.0升V12氢动力发动机,按照双模式驱动的要求在汽油模式下燃油通过直接喷射供应,同时在发动机进气系统中集成了氢供应管路。这台发动机的关键技术是喷射阀体需要提供相应的燃料空气混合气体,在很短的时间内将适量的氢气送入进气当中。在解决这一难题的过程中,宝马发动机所具有的Valvetronic电子气门和Double-VANOS双凸轮轴可变气门正时系统起到至关重要的作用。
氢能源车型过高的开发费用以及氢能源并没有达到大量生产的能力,使这类车型的市场推广受到一定阻碍。但这并不代表各家厂商放弃对这一类车型的研发投入,宝马公司20年来已经投入了将近10亿美金用于氢动力的研发。
纯电池车:结构简单的“大电动玩具”
纯电动车的结构原理其实很简单,除了驱动系统和控制系统与普通汽车有本质差别外,电动车其他装置和内燃机车大同小异。电动车的动力来源是一组高性能可充电电池,最大好处就在于其零废气排放,不会带来任何空气污染。更舒适平稳的运行环境,更低噪音且没有活塞式引擎的震动,这都是汽车更人性化发展的必经之路。
纯电动汽车驱动单元靠电动机组成,该电动机将电池的电能转换为转矩驱动车轮,从而推动汽车的前进。电动车的电动马达电机将直接或间接地驱动车轮转动,如比较流行的轮毂电机技术使电动车四轮都具有强大的动力。目前电动汽车里,无刷永磁电机应用最为广泛。
电动车大力发展的核心在于车载电源的电池技术。随着技术的进步,现代高性能的电池也开始显现端倪,但是还存在成本以及商业化等问题的桎梏。说到这,不得不提到国内比亚迪汽车在这方面做出的努力,其研制成功的铁电池技术先进,高效节能,安全可靠为国内电动车的发展写下新的篇章。
1990年通用公司就在洛杉矶汽车展上展出了EV concept概念车,2007年雪佛兰Volt在北美车展上首度亮相。基于通用全新的E-Flex平台打造,它不但携带了一个高容量锂电池,还配合使用了氢燃料电池为该车带来一个小型的“发电厂”,由此Volt的环保和继航能量可见一斑。
国内代表性企业比亚迪汽车在上一届北京车展上就亮相了一款纯电动车F3e,搭载了比亚迪引以为傲的铁电池ET-POWER,该车在40km/h匀速下理想的续航能力能达到300公里。F3e可以在家里用民用220V电源进行充电,但耗时较长;另一种方式就是通过比亚迪专门的快速充电场,10分钟就能有70%的充电量,但是目前这项技术的商业化还要假以时日。
生物燃料:和人类争抢粮食
生物燃料最主要的问题居然和它存在的初衷产生了惊人矛盾。生物燃料自诞生之日便以环保和清洁来标榜自己。但由于在生物燃油制造的过程中需要大量的再生植物,或者说需要大量的原生物为其原料,功利主义不可避免地会介入燃油这一黑金产业,于是在很多地区,特别是贫困地区出现了大量砍伐森林和破坏植被来榨取生物燃料的行为,很多地区甚至出现了将耕地改为生物燃油植物产地的政策。从长远来讲,这样的行为会为世界粮食产量带来隐患,不可避免,生物燃油也会带来各种各样的冲突。
正因如此,人们现在开始以批判的态度谨慎对待生物燃油这一产物,各国也逐渐意识到生物燃油并非当年人们所认为的那样,可以成为世界石油危机的终极解决方案。F1曾经有意识地推广生物燃料以提升整个运动的环保形象,但是随着联合国环境大会上的争吵,不仅仅是F1,连厂商们对于生物燃油也开始谨慎起来。不过利用甘蔗来生产生物燃油也成为主流产油方式。通用推出了使用生物燃油的概念车,并且使用售价估计每升30多美分的第三代生物燃料。
在众多生物燃料中,醇类燃料以其优异的品质被认为是最有前途的汽车发动机代用燃料,这已被许多专家的研究所证实,并在欧洲、北美和南美洲得到相当广泛的应用。醇类燃料中的甲醇和乙醇,由于具有良好的汽化性和可燃性等特点,使其成为良好的石油替代燃料。我国现有甲醇生产企业200多家,以煤炭为主要原料的生产厂家占到70%,其他以天然气、焦炉气、渣油等为原料,原料来源丰富,摆脱了对石油资源的依赖。
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