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            新能源汽車應注重能量回饋技術發展

            發表日期:2021-05-08 瀏覽量: 0

            市場高度關注和期盼的成品油價格年內第二次下調如期而至。國家發展改革委近日宣布,自9日起將汽、柴油價格每噸分別降低530元和510元。北京的成品油價重回“7”時代。然而有業界專家認為,即使當前的原油價格水平,對各經濟體仍是沉重的負擔。下半年,美國經濟走勢趨好、中國出臺穩增長政策扭轉經濟下滑,或將拉動石油需求,不排除國際原油價格再次走高。

              在這種背景下,如何落實好《節能與新能源汽車產業發展規劃》的精神,降低汽車業對成品油的依賴至關重要?!豆澞芘c新能源汽車產業發展規劃》指出,要以純電驅動為汽車工業轉型的主要戰略取向,當前重點推進純電動汽車和插電式混合動力汽車產業化,推廣普及非插電式混合動力汽車、節能內燃機汽車,提升我國汽車產業整體技術水平。記者認為,對于新能源和混合動力汽車,應注重技術創新和產業孵化,注重能量回收挖潛。

              與傳統內燃機汽車能量的單向流動不同,電動汽車、插電式混合動力汽車以及混合動力汽車由于有了能量管理系統,可以借助動能轉換為電能實現制動等能量的回收,越來越多的相關節能車型采用輪轂電機,提高了節能效率。但是展望未來,能夠回收利用的不只是制動能量,還包括熱能、減振器動能等。

              記者近日采訪了ShockEner高性能減振器項目發明人北京大學電子學系碩士劉誠和北京航空航天大學機械工程及自動化專業在讀博士靳陽。劉誠介紹,傳統汽車減振器的作用是將振動能量轉化為熱能耗散掉,以維持車體的安全和舒適。ShockEner技術則可以將減振器消耗的機械能轉換為電能,實現3%至10%的能量回收。

              采訪中,劉誠特意向記者介紹,2009年底,與ShockEner的原理和設計完全一致的GenShock技術在美國麻省理工學院誕生,獲得大量獎項的同時,迅速得到數百萬美元的投資,其產品已應用于悍馬戰車(測試節油率為6%)。相比之下,ShockEner技術比GenShock技術早兩年誕生,從2007年起在該領域取得了5項核心專利,其中2項發明專利,具有完全自主的知識產權。在回收能量的同時,ShockEner技術也可用于實現具有完全民族自主知識產權的半主動、主動減振器。

              但是令劉誠他們苦惱的是,目前這一節能減振器技術的產業應用和孵化面臨著融資難等瓶頸。新能源汽車和混合動力汽車的產業化浪潮能否加速這項節能技術的推廣和應用,劉誠滿懷期待。

              與將動能轉換為電能的減振器節能思路不同,寶馬的高效動力則正在致力于不斷深入研究廢氣熱量中蘊含的巨大潛力。據寶馬中國工作人員對記者介紹,即使最高效的內燃機也只能將礦物燃料所產生的能量中的大約三分之一轉化為機動車所需的機械動能。在過去幾年中,寶馬高效動力憑借燃油直噴、可變氣門正時、廢氣驅動渦輪增壓器、制動能量回收系統和自動啟停功能等技術,對發動機效率進行了顯著改進。但燃料所產生的能量中仍有大約60%被流失,其中一半變成廢氣熱量,另一半余熱被則發動機冷卻系統吸收。

              找到行之有效的熱能回收方法成為了寶馬高效動力工程師未來不懈追求的目標之一。為此,寶馬集團計劃通過一系列項目,在研發、預生產和量產階段的不同層面上對流失熱能的利用方法進行各種嘗試。其中,最具前景的創新項目包括渦輪蒸汽機、熱電式發電機、發動機封裝技術和用于燃油加熱的廢熱交換器。

              渦輪蒸汽機和熱電式發電機項目均以利用廢熱發電為重點,以便提高發動機的總體效率,但每個項目的方法和時段不同。如果實現通過廢熱為車輛上的所有系統供電,而不是完全依賴車輛發電機,對于節油將具有非常深遠的意義。

              “我們最初設定的目標是要在十年內研發出適合量產的系統,如今我們已取得了顯著成效。到最終研發結束時,這款系統將僅重10千克到15千克,并能為車輛在高速公路或鄉間道路上巡航時提供所需的全部電能?!睂汃R集團研究與技術部門熱能轉換小組負責人尤爾根·林格勒說。這樣一來,在長途旅行時,耗油量最多有望降低10%。

              此外,這種能量回收系統還帶來了一些值得關注的額外好處,例如在冷起動時為發動機或乘客艙供暖系統提供額外熱量。熱電式發電機還是高效動力制動能量回收系統的理想補充。制動系統在減速和停車時產生能量,而熱電式發電機則在激情駕駛(也就是加速)時具有最佳功能性。研究人員預測,將來在實際日常駕駛條件下,這套節能系統最多可使耗油量減少5%。

              怠速時不耗油的起步停車裝置,剎車時回收動能的輪轂電機,將減震器動能和燃燒熱能轉化為車輛需要的電能,新能源汽車的能量管理系統創造性地實現了能量的雙向流動。記者曾經試駕過寶馬純電動汽車、奔馳氫燃料電池汽車、豐田普銳斯混合動力汽車等,當駕駛屏幕上顯示綠色的能量“回流”時,那種環保的駕駛快感是傳統內燃機汽車很難替代的,真正實現了將燒掉的油“撿回來”。


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