關於汽車能源代替的方法介紹

除了少數例外,人們普遍認為燃氣和柴油汽車的排放正在加劇全球變暖,一些人擔心世界化石燃料供應的終結可能近在眼前。由於地殼中只有如此多的石油,全球各國政府不斷加大壓力,要求提高燃油經濟性和降低排放,汽車製造商被迫開始開發採用替代推進方式的汽車。雖然還沒有明確的先導來替換內燃機,但有幾個競爭者。

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距離焦慮是電動汽車懷疑論者經常抓住的一個非常真實的問題。在目前可供公眾使用的10輛全電動汽車中,平均里程為94.2英里,低端以IQ EV(epa-估計36英里範圍)為代表,與S型(epa-估計為最高規格的265英里範圍,85 kW-hr電池組)的頻譜相反。複雜的範圍問題是,它平均需要6個小時來充分充電一個電池組的電動汽車。這意味著從洛杉磯到舊金山的一段382英里的路程,在一輛傳統的燃氣汽車上只需5個半小時,在一輛像尼桑葉這樣的電動汽車上可能需要近40個小時,後者有73英里的行程和6小時的充電時間。對於一個喜歡旅遊的家庭來說,大多數電動汽車都是不實用的。

那麼,汽車製造商正在做些什麼來解決這個問題呢?兩件事:更好的基礎設施和更大,更好的電池,可以儲存更多的能源。這兩種解決辦法都面臨著嚴峻的挑戰。汽車製造商不僅需要努力使他們的電動汽車充電更快,而且他們還需要製造像加油站那樣充足的快速充電站。目前致力於解決基礎設施問題的一家汽車製造商是日產。這家日本汽車製造商目前正在開發一種快速充電器,它可以在10分鐘內從空電池充電到80%充電器,據報道不會嚴重影響電池壽命。

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在不久的將來,電動汽車製造商特斯拉(Tesla)正在用更大的電池和建設自己的基礎設施來解決這個問題。例如,其旗艦型號S目前有60千瓦時和85千瓦時電池組。即使是S型最小的電池,60千瓦時包裝,矮小的24千瓦時和23千瓦時電池分別使用的葉子和福特焦點電氣。60千瓦時電池給S型的環境保護局-估計208英里的範圍,而更大的,仍然85千瓦時電池運動265英里範圍。特斯拉知道,大電池只能起這麼大的作用。為了使電動汽車成為單車家庭的實用解決方案,這家汽車製造商在兩岸都開設了快速充電站,即特斯拉所說的“超級充電器”。增壓器可以在大約30分鐘內增加150英里的距離.增壓器網絡包括五個位於西海岸的戰略位置站,旨在便利洛杉磯、舊金山和拉斯維加斯之間的旅行,以及東海岸的兩個站點,以便在波士頓、紐約和華盛頓特區之間旅行。由MotorTrend提供System.Xml.XmlElement

法國汽車製造商雷諾(Renault)支持的另一個解決方案是一種可互換的電池組。由一家名為Better Place的公司設計的可更換電池組的工作方式與快速潤滑油更換站的工作原理基本相同:當電池耗盡時,你開車到一個更好的地方,五分鐘內,舊電池就從車底移走,新電池就安裝在車底。更好的地方租賃電池包裝,降低了電動汽車買家的進入成本,並幫助它支付其運營費用。更好的地方模式並不完美,它需要汽車製造商和政府的支持才能產生有意義的影響。目前,雷諾有限公司(Renault Fluence Z.E.)是唯一與Better Place系統兼容的車輛,而丹麥和以色列是唯一擁有更好的地方基礎設施的國家,這限制了該技術的吸引力。

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解決石油問題的另一個辦法可能是使用天然氣為我們的汽車供電。天然氣有很多好處:它對全球變暖的貢獻不如汽油或柴油,汙染更少,發動機更容易使用,而且由於聯邦補貼-更不用說美國國內有大量的儲備了。如果天然氣起飛,這可能意味著美國對外國石油的依賴的結束。儘管如此,天然氣也有一些缺點。首先,儲存天然氣是一種痛苦。為了儲存相當於汽油儲罐的天然氣能量,需要體積大、難以包裝的圓柱加壓儲罐。這解釋了為什麼本田思域GX是目前唯一的工廠全CNG汽車,只有市場。CNG面臨的另一個問題是缺乏基礎設施。儘管這個問題可以通過雙價發動機(使用天然氣和CNG的發動機,比如RAM 2500 CNG)或家用加油機來緩解,但CNG採用者很可能不會在短期內進行夏季公路旅行。雖然一些汽車製造商,如福特,目前正致力於解決CNG的包裝問題,這將需要一個重大的國家推動,以使CNG站基礎設施在全國各地到位。

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氫能是另一種幾乎永遠被稱為未來燃料的替代能源。這是有充分理由的。氫是已知宇宙中最豐富的元素,所以我們永遠不會耗盡它,燃燒它的唯一副產品是水。有兩種方法可以為汽車提供氫動力:一種是將內燃機轉化為燃燒氫,比如2007年的寶馬氫能7,另一種是利用它在氫燃料電池中發電,比如本田的FCX清晰度。前者的獨特之處在於它在液體狀態下使用氫氣,使得這種體驗幾乎與我們習慣的氣體一樣,只不過液氫需要異國情調的分配器,並且必須儲存在華氏零下423度的行李箱裡。在傳統的V-12發動機中燃燒氫氣實際上清潔了周圍的空氣(根據美國能源部的說法),但是燃燒的潤滑油的微量排放阻止了它被歸類為零排放的汽車。

幾乎所有其他汽車製造商都支持的另一種氫選擇是使用燃料電池。一輛氫燃料電池汽車,就像安裝在前面提到的FCX清晰度上的裝置一樣,通過燃料電池堆將壓縮的氫氣從油箱中輸送出來,將氣體和氧氣轉化為電能,然後再用來驅動電動馬達,推動汽車前進

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那為什麼我們現在不都開氫氣車呢?嗯,基礎設施(再次)是一個主要的問題,特別是因為氫是高度易燃的(還記得興登堡嗎?)另一個主要的問題是氫很難獲得,因為它幾乎總是牢牢地附著在其他分子上,所以收集分離氫是非常耗費能量的;元素氫太小了,幾乎從任何容器裡洩漏出來。這意味著,在你的商務旅行結束時,你用半滿油箱停在機場的加氫7號可能幾乎是空的。這些問題,再加上開發氫燃料電池所需的鉅額資金,正密謀反對這項技術,但寶馬、通用、本田、梅賽德斯-奔馳(Mercedes-Benz)和豐田(Toyota)等汽車製造商仍在繼續改進和開發這種技術,希望有朝一日能流行起來。

可以說,最古怪的替代方案是用飛機為汽車提供動力。是的,空氣。標緻和雪鐵龍(那些古怪的法國)已經開發了一種氣-空氣混合動力,能夠在任何情況下,通過壓縮空氣操作。汽車通過將壓縮空氣從高壓圓柱形油箱輸送到氣動/液壓馬達上,從而帶動汽車前進。在一輛品脫大小的城市汽車中,這是唯一種這種技術可能是可行的汽車,理論上說,兩個100升的高壓空氣罐可以在城裡提供60到90英里的航程,在家裡的220伏特壓縮機上再加註大約需要四個小時,或者從高壓壓縮空氣站再加兩分鐘。雖然只有略低於福特的原子時代核子概念車,有巨大的障礙阻止空氣動力汽車。行業專家懷疑一家汽車製造商是否能夠在一輛汽車中儲存足夠的空氣,以達到西方國家司機所習慣的範圍或性能。最重要的是,這項技術不一定適合於擴大規模;任何比城市汽車更大的東西都需要一個比例更大的壓縮空氣箱,從而導致永久的重量和包裝問題,因此,儘管空氣動力可能是可能的,但不要指望很快就能看到它的廣泛使用。

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所有這些燃料和技術被認為是替代燃料和技術是有原因的:所有燃料和技術目前都比汽油和柴油更難實施。所有這些燃料的未來取決於成本、基礎設施、政府法規和易用性。儘管技術障礙層出不窮,但汽車業此前一直處於這一地位。早在無馬車的早期,一輛汽油、柴油、煤、蒸汽、木材,甚至還有電力,在市場選擇汽油為贏家之前,就把它熄滅了。公眾選擇世界下一種燃料只是時間問題,其他一切都會隨之而來。有了技術的突破和/或足夠的政府支持,下一輛傳統的汽車在你的車道上可能只是你的最後一輛。


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