- 程序有所改变。发帖如还有问题请报告
- 【征集】西西河的经济学，及清流措施，需要主动参与者，『稷下学宫』新认证方式，24年网站打算和努力目标
主题：【原创】谈谈油电混合动力汽车 -- 北田
家园 三， 革命篇----新一代油电混合动力 三， 革命篇----新一代油电混合动力
电机驱动作为车辆的驱动动力，但电力的来源，今天却有几种不同的选择。很多人想一步到位地使用全电汽车，其电力完全来源于充电电池或燃料电池。还有种选择是两步法，就是采用油电混合动力，电机作为驱动动力，但电力来源于汽油机拖动发电机，外加短时间的电力存储介质。
哪种可靠和经济？
对于一种动力源，其要求有两点，一是其能量密度，二是其功率密度。
从能量密度的角度，今天市场上有一定经济性能价格比的电池，无论是充电还是燃料电池，都无法与汽油机相比。PRIUS的汽油机，50KW，40L油箱，全重90KG，正常行驶行程至少可以达到600KM，能量密度是 2.2MWh/kg；而今天的任何一种全电池的车辆，在同等功率与重量之下，连一半路程都不到。PRIUS的电池， 39KG， 6.5AH, 200V; 换算能量密度为33Wh/kg。 所以在电力储存材料有重大发展之前（能量密度至少提高20倍），纯电池动力的大规模运用是没希望的。
但电池动力的车辆较油电混合动力也有优势，其全电驱动比油电混合驱动具有更高的性能，更简单的结构，因为电轴取代机械轴，这将对车辆的布局产生重在影响。
目前的油电混合动力在驱动方式上有缺陷。
*油电混合动力驱动，机械轴与电机轴并存。
就是汽油机与电机在一定时间会同时驱动车辆，而电机与热机的动力性能完全不同，所以PRIUS的设计中，电机被用来配合汽油机的动力曲线，影响了电机性能的充分发挥。并且其结构也很复杂，一组行星轮和离合器，使机械轴与电动轴共存，也增加了成本。
*电力储存在电池中，而相应的电池是个鸡肋，其能量密度不如汽油机，而功率密度也太小，所以瞬时电流提供能力很小，而电机的性能很大程度上被这一因素所制约。
新一代的油电混合动力，将结合两者的优势，并去掉目前油电混合动力的缺陷，从而具有更优异的特性。
1， 全电驱动，电轴替代机轴。
汽油机依旧存在，但作用只限于拖动发电机发电。由于发电机负载是恒定的，汽油机可以始终工作在最佳燃油效率状态。而车辆的驱动，则完全由电机担当，电机以其优异的调速特性以最节能的方式运行。并且这种布局使机械轴与电动轴分离，汽车的布局将更灵活，更合理。
2，分散动力驱动，软件功能代替硬件功能。
每个车轮将由一电机驱动，这种全轮运行将更使车辆行驶控制更为精确，也更安全。此外，象ABS， EPS之类的功能，将不再需要额外的机械部件，而完全融合到分散驱动控制中，由软件实现。比如ABS功能，因为电机驱动过程中，需要时刻控制电流与转速，而这两者也可以为ABS，EPS功能服务； 并且更为有效与精确。
3，超级电容器替代电池组
在油电混合动力中，电能是由汽油机稳定供给的，而电机负责调速，其所需功率与发电机所提供的电能不完全相配，所以需要一种电力储存设备以暂时缓和这种需求矛盾。但这种储存设备应该能完全满足电机性能的要求， 而其容量倒不需要太大。目前的电池系统的问题在于，容量有余，而功率密度不足。所以另一种新型电力储存设备将取代电池组，这就是超级电容器。与电池相比，它有更多的优势，电能存储在电容器中的过程， 是纯物理过程，而电池组中是化学过程，这就决定了电容器的性能远好于电池组。它的瞬时充电放电电流可达近千A；内阻几乎不计，可以深度放电；充电电压可以是其耐压范围的任意电压；还有就是低温性能极好，几乎没有影响；再有可靠性与寿命都远高于电池组。
4，计算机代替人工对车辆行驶控制
由于是电机驱动车辆，所以可以做到线传控制，计算机必然是其控制的核心，而人将不再直接控制车辆行驶。 人的作用只是将驾驶要求， 方向和速度告诉计算机； 而如何驾驶则是由计算机控制车辆运行。结果就是将人可能犯的错误及时消除，尤其是行驶中的稳定性方面。
5，汽车部件将可以做到标准化，通用化。 如同今天的PC一样，只要每个部件的接口都一致，就可以互换。这将导致汽车生产的重大变革。
所以新一代的油电动力汽车，其油耗，每百公里3升，是有可能的。
新的悠悠到来，旧的悠悠离去，不紧不慢，这叫演变；新的已经来了，旧的还不肯去，新的急了，把旧的挤掉，这叫革命。
汽车发展百年以来，内燃机动力一直作为汽车的主要动力，虽然有很多先天不足，但工程师们一直想方设法对其进行不断的改进。但随着电机与控制技术的发展，电机作为驱动动力，已开始为大多数设计者的共识，虽说产品还未广泛地被接受，但趋势在加快。尤其是现在，美国的三大汽车正处于苟延残喘 的阶段，消极因素正要变得薄弱，这也给新的汽车革命带来了大好机遇。
至于中国汽车工业能在这次革命中究竟扮演何种角色， 这恐怕不是其技术能力所能回答的。今天的中国，生产关系又开始制约生产力的发展了。不说别的，只想想这个问题， 都说奇端，吉利比中国的三大汽车更有活力，代表中国汽车的未来；但是这两家公司做得比三大再好，它们能够收购一汽，二汽或上汽吗？就算他们有能力有财力，李融荣会同意吗？再说了，汽车都省油了，中石油的利润不是要减少了？政府会不会出台一个政策来限制使用油电混合动力汽车？
家园 将来国内环境变了，说不定奇端、吉利就把一汽、二汽买了呢 以前我们怎么敢想私人买国企呢？前几年的国企私有化不是出现了吗？
将来如果电动车真的普及了，国家电网的地位就是现在中石油和中石化的总和，反正都是一个老子的，只要都在一个口袋里，国资委的反对就小多了。
所以即使中石油的利润减少了，政府出台政策来限制使用油电混合动力汽车的可能性也不大。否则，那是逆流行事啦
家园 全电驱动，电轴替代机轴。 这不就是和火车的内燃机车一样的驱动方式了？只是这样要采用复杂的调速设备和励磁、削磁装置了？火车头里面这套东西不小呢。
家园 一样也不一样 布局差不多,都是内燃拖动发电机,再由电动机驱动.但汽车由于功率与控制问题,必须考虑同步性,所以都用永磁同步交流电机.不用再考虑励磁.这种电机与直流电机性能上很相似,控制精度好,同步性好.功率倒不用太大,整个车辆,象中型车(CAMRY)之类的,80KW足够了,电机的80KW,相当于汽油机的150KW,这是由其结构决定的.至于小型车40,50KW就行了.
家园 恭喜：你意外获得【通宝】一枚 鲜花已经成功送出。 家园 电机独立驱动似乎还不成熟吧？ 未来的方向一定是电机驱动，不论会配合怎样的储能方式。但是，单电机驱动方式最成熟，比传统传动方案去却没有太大优势了。四电机各独立驱动一个车轮（或者2X4?）是最理想的，但是这个好像还不成熟吧？没听说有人搞出来了。
家园 乏善可陈，夹杂私货 超级电容主要用在短途固定线路上，比如公交车和厂区内的物流车。
特点是，距离短（20-30km），有规律的定时间充电，低速扭矩大，适合重载。
汽车无人驾驶在传统动力车上一样能实现，甚至目前技术比较领先的系统都是安装在传统动力车上，汽车只是一个载体罢了。
零部件的标准化，通用化，从汽车工业一开始就这么做了。没人从零开始设计和制造一辆新车的，一般来讲通用件的比例最少为50%的，美国车更是如此，拉长是MVP，抬高是SUV，降低是运动型。
另外新款的PRIUS在车顶靠后的位置上新增加了太阳能电池板。
家园 丰田加拿大网站上看不到太阳能电池板 有360度旋转效果图，我看不到电池板。从内容介绍看也没有这个东西。
或许是日本版？
以前看大学生比赛，太阳能汽车都是一巨大的太阳能板。现在商店卖的太阳能板，Prius后车顶那么大只有几瓦的功率， 也就能听个收音机而已。
比如这个：1W Powersports Solar Charger，统共只有一瓦的功率，不知道汽车上放这么块板有什么意义，麻烦您能不能给个链接看看？
家园 是日本版的，目前只有一部分实用功能 太阳能主要用来维系一些低耗电的设备运转上，能接触到的是盛夏停车时车内自动换风和过滤空气。在设计上还有别的考虑。
家园 您的嘴真敢吹 这个问题可是属于公货,公开的,人人都可以问李融荣,只是他能回答吗?他敢回答吗?要不您替他回答?
至于技术上的事,您还是先将文章读懂再说,或者先查一下那种电容器的能量密度和功率密度,看看要让车行20公里,要多大体积的电容器.
汽车零部件通用化指的是在整个汽车市场上的通用,就如同今天PC市场上一样,而不仅仅是在于一家公司内部通用.
至于太阳能电池板,先查一下要能发出50KW功率的,要多大体积?