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汽车的油/电转型两全方案

已有 4897 次阅读 2009-12-14 08:45 |个人分类:杂文|系统分类:科普集锦| 电池, 汽车, 电动汽车

             

 汽车在拓宽人类活动的视野和空间自由度方面扮演了独一无二的角色,至今已日臻完善的汽油发动机技术是关键。

 品牌汽车都拥有一颗强健的发动机心脏,集省油、长寿命和高可靠性等优点于一身,能经得起翻山越岭和寒冬酷暑等恶劣条件的严峻考验, 因此,非有长期研究积累和先进制造业基础,决计造不出一台高性能发动机。汽车业出身的部长先生深谙其中的道理,面对发展我国汽车工业的艰巨任务,设想的捷径是绕过瓶颈,跨越台阶,不再走周边国家的老路,如韩国“现代”那样化力气研究传统汽油发动机,而是跳到研究和发展下一代电动汽车。

 汽油车只要给油就走,即使在荒无人烟的戈壁峻岭,只要多带几桶油就可放心驱车几千里而无性命之忧。

 电动车给电就走,不易随处给电的载能模式是另一道坎,相对于较为成熟的电机技术而言,研制高性能电池是关键,主要不是电子和机械,而是电化学方面的困难。

 毕竟受到如此巨大的电动车市场诱惑,吊足了无数科学家和工程师们的胃口,满以为是自己的春天,谁知这片春天的叶子却笃悠飘进了化学家们的园子里。储氢电池、燃料电池、铅酸电池、镍铬电池、锂电池,还有其它五花八门的各色电池,都是化学家们的研究天地,从部长碗里分走了一块又一块肥美蛋糕,而容不得邻域的馋者有半点插手的机会。

 几年过去了,各种参数和性能指标试下来,给出的结论是,短期内真正能让电动汽车跑百来公里路程乃是早已在手机和计算机里被普遍应用的锂电池,不是几十或几百克重,而是几百公斤重的组合式锂电池。因此,要让大家都买得起电动汽车,很大程度将取决于锂电池的价格。然而,圈里圈外无不都已喜气洋洋,在翘首巴望着另一轮锂电池市场的繁荣到来。

 国际上也有同样的情形。为摆脱对石油的依赖,在汽油车向电动车转型的过程中,美国几大汽车制造商都瞄准了锂电池,但美国不是富锂国家,而是位于南美洲的玻利维亚贫穷小国为世界提供了超过50%的锂资源 (如下图所示,位于玻利维亚约1.2万平方公里的盐床储藏了世界上最大的锂资源, Time, Jan. 22,2009)。 

 显然,最有利可图并能使玻利维亚迅速脱贫致富的有效途径不是卖粗锂资源,而是要卖经过深度加工的锂电池产品,将产生更为丰厚的利润。依靠玻利维亚自有技术来研发高性能锂电池有很大困难,无奈中仍只能与工业国家的厂商合作开发,同时将被分吃掉一大块锂利润。

 在未来一、二十年间,由于经济和技术方面的原因,我国恐难采取一步到位的更换汽油车而实现全锂电池驱动的电动车方案。如不是石油和环境等因素,久经技术积累和考验的汽油车在跑远路,省油和高可靠性等方面仍有很大优势。汽油和电混合动力驱动的技术则过于昂贵和复杂,短期内不易为我国的汽车工业界掌握。

 笔者与同事设想,有无另一种途径,既保留汽油机的优点和功能,又能用电驱动?

 早期汽车都采用后轮驱动模式,即发动机被置于汽车前端,通过一根长轴将动力传至后轮驱动汽车。现在家用汽车底部已革除了那根动力传输轴,都已改为前轮驱动模式,即由发动机直接驱动前轮行驶。

 因此,可考虑用电驱动后轮,同时仍保留汽油机的前轮驱动功能。如在上海及其周边地区,目前大多数上班族每天的行车里程估计都不超过50公里,甚至不超过30公里。因此,短途上下班开车可用电驱动,这将显著降低电池负担,缩小其体积和重量,也便于在家或办公地附近快速充电。一旦在路上发生电故障,或需跑远路,高性能的汽油发动机可立马启动发挥作用。

 如在后轮加装电机,并腾出后备箱的部分空间放电池,连带电机制动机构的改造,不破坏原有汽车功能,约添23万元人民币的改装费,同时省下相当部分的油钱,或许会有很多用户乐意考虑和接受这种较易于技术实现的两全方案。

 

 

 

 

   

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