油氣混合動力車的構造、原理、特點？

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轉(zhuǎn)自：58車車友俱樂部(www.mychery.net) 作者：新學生（美國） 未來的奇瑞必將是中國人控股的超大規(guī)模全球性公司。 在百年汽車工業(yè)發(fā)展中，數(shù)以百計的品牌和汽車公司消亡，今天，所剩的無不是大規(guī)模全球性公司。他們是：通用汽車，富特汽車，雷諾－日產(chǎn)汽車，戴－克公司，豐田公司，大眾汽車，本田公司和bmw公司。 一個汽車公司的發(fā)展也就是其科技實力的發(fā)展的集中體現(xiàn)，掌握和領先汽車科技是這些幸存者的發(fā)展擴大的不二法門。 以我從事的化工為例： 美國有世界最好的石油裂解和重整催化劑，（分子篩和鉑－錫／氧化鋁），所以，美國有世界最好的商業(yè)汽油發(fā)動機。歐洲掌握世界最好的加氫脫硫催化劑（鈷鉬氧化物），所以，歐洲有世界最好的柴油機汽車。日本掌握世界最好的汽車尾氣處理催化劑（鉑－鈀－銫／蜂窩陶瓷），所以日本苛刻的環(huán)境要求使別國的汽車無法進入日本市場。 科技對汽車公司的重要性再如何強調(diào)也不為過, 所以，本文以科技開篇。 我的奇瑞發(fā)展之路１柴油機，油氣混合動力和燃料電池 汽車發(fā)動機是汽車技術的核心。發(fā)動機的進步是汽車工業(yè)發(fā)展的主旋律。 沒有人知道石油什么時候會枯竭，但大家都清楚：便宜石油的時代在未來１０－１５年就會結(jié)束。沒有人知道美圓的石油浮動機制什么時候會玩蛋，但大家都確認：石油價格會持續(xù)不斷上漲。 所以，未來汽車發(fā)動機的核心：節(jié)約石油。 １）柴油機 柴油機作為傳統(tǒng)內(nèi)燃機，實際上不能是未來汽車發(fā)動機，這是由兩點決定的：１）熱力學第二定律，柴油機的能量轉(zhuǎn)化效率不大于３５％，加上汽車機械磨損，實際上不大于３０％。２）柴油是石油的加工品，其價格必將雖石油價格上漲而上漲，雖石油枯竭而枯竭。 但是，柴油機又有如下特點：１）柴油的分子結(jié)構(C16)決定其比汽油(C8)有更大的體積燃燒熱，從而柴油機有更好的油耗２）中國特色的小農(nóng)經(jīng)濟和寬松的環(huán)境要求使其在中國農(nóng)村還有一定市場。 所以，在此只介紹兩點 １）世界最好的柴油機汽車。 ２００５ VW Jetta TDI １００HP 1.9L I-4, turbo-charged direct injection 油耗（AT)：6.9L/100Km（城市）4.9L/100Km（高速） 發(fā)動機詳細數(shù)據(jù)。 （不過大家不要心動，此車北美價格２０７４０)混合動力車是一個好像新名詞，也是本田和豐田大吹特吹的資本。實際上，并不是這回事。大家經(jīng)常坐的電氣火車實際上就是柴油－電力混合動力車。 汽油－電力混合動力車的以汽油機為主動力，電力為輔助動力，其動力結(jié)構是：以 toyota prius 為例 1）汽油發(fā)動機，一般較小，１。３升。２）大功率電動機，５０kw/1200rpm 3)大功率蓄電池，(NiMH，和大家用的數(shù)碼相機蓄電池一回事) 21kw�；旌蟿恿�車的工作情況：這下面有一個動畫片，大家可以看一下。 http://www.fueleconomy.gov/feg/hybridtech.shtml 即： 啟動：蓄電池啟動。 低速：電動機以蓄電池為動力 高速：汽油機啟動，電動機啟動，蓄電池充電 超車：汽油機，電動機和蓄電池同時提供動力 剎車：汽油機關， 電動機反轉(zhuǎn)，為蓄電池充電 停車（如紅燈）：汽油機，電動機停止，蓄電池提供待速。 各公司此類車上市時間如下： Compacts & Sedans Toyota Prius, 2000 Chevrolet Malibu 2007 Honda Accord 2004 Honda Civic 2002 Honda Insight 2004 Nissan Altima 2005 Lexus GS Expected 2006 SUVs & Minivans Ford Escape 2005 Chevrolet Tahoe Expected 2007 Dodge Durango Expected 2007 Ford Escape SUV Available Now GMC Yukon Expected 2007 Lexus RX 400h SUV Expected 2005 Toyota Highlander SUV Expected 2005 Mercury Mariner SUV Expected 2005 Saturn VUE Expected 2005 Toyota Sienna Minivan Expected 2007 Trucks Hybrid pick-up trucks offer a 10-15% improvement in fuel economy. Dodge Ram Expected 2005 GM Silverado & Sierra Expected 2005 所以， ２００７年，就是奇瑞進入美國時，主要美日公司都將推出混合動力車，并含該所有車型和品牌。所有熱銷車型都有混合動力選項。 混合動力到底有什么好呢？省油。 還以豐田為例：其油耗 ３。９４（城市）４。６４（高速） 有人說：也沒比柴油車好多少啊�？墒牵保┐塑囀侵行蛙嚕�捷達是小車。２）美國沒有很好的柴油。３）這個車代表一種新的動力源－電力。所以，這個車的出現(xiàn)是代表一個新的時代的開始。 再給大家提供一個信息：混合動力車的核心部件－世界鎳氫充電電池的牛頭老大竟是： 比亞迪公司。以后多看看他們的表現(xiàn)吧。 中國的混合動力車并不遙遠. 混合動力車是從日本開始的。但并不是美國沒有這個技術能力。實際上，美國認為燃料電池汽車才是最終未來的汽車，所以并沒有將認真主力投入混合動力車，而是全力以赴在燃料電池上下文章。 實際上，在去年美國大選時，這個話題炒的火熱。民主黨支持混合動力，而布什支持燃料電池。在他們競選的身后，都不難發(fā)現(xiàn)這兩種不同觀點的汽車公司的身影。如布什參觀了世界最大的氫氣生產(chǎn)商：air product，并發(fā)表演說。這公司就在我家附近，上學時天天路過。 ３）燃料電池 燃料電池也不是什么新概念。早在１８３９年，英國人willam grave就以鉑片上催化氫氣和氧氣產(chǎn)生電流。這實際上就是一個燃料電池。燃料電池的研究已經(jīng)２００年了，現(xiàn)在還在干，并且越干越大，這和燃料電池驚人的優(yōu)勢是分不開的： １）燃料電池是以化學能轉(zhuǎn)化為電能，不受熱力學第二定律的限制，所以轉(zhuǎn)化率很高，一般達到５０－６０％是內(nèi)燃機的兩倍。 ２）燃料電池以水，天然氣，煤或生物制品（如玉米）為能量來源，完全擺脫石油的依賴。 ３）燃料電池的產(chǎn)物為水或二氧化碳，絕對無污染。 這哪一條都是對人類社會的巨大貢獻！ 所以，對燃料電池研究的投入也是巨大的，沒有人告訴你這有多少。。。幾億？幾十億？幾千億美金都是可能的。這已經(jīng)不是一個公司的事，是一個國家的未來，是全世界的希望�？纯茨阕罱�的研究單位，最有資金的教授十有八九上一定是搞燃料電池的。（包括大連化物所) 什么叫國家競爭力，這就是！ 這里只寫簡單的技術的知識，所附是宋春山教授的綜述，大家懂英文可看一下，（不過我象本壇能看懂的不會超過１０人，大家看看圖就好） 對不起，文章附不上：此文為: Fuel processing for low-temperature and high-temperature fuel cells. Challenges, and opportunities for sustainable development in the 21st century. Song, Chunshan. Department of Energy & Geo-Environmental Engineering, The Pennsylvania State University, University Park, PA, USA. Catalysis Today (2002), 77(1-2), 17-49. 燃料電池的化學反應其實很簡單：氫氣加氧氣生成水，或甲烷（天然氣）家氧氣生成水和二氧化碳。 和汽車工業(yè)相關的燃料電池主要有兩種： １）質(zhì)子交換膜電池（PEM) 這類電池的燃料是氫氣。如下是一個動畫片，可以系統(tǒng)介紹這類電池： http://www.gm.com/company/gmability/adv_tech/400_fcv/fc_work.html PEM是的結(jié)構象個夾芯面包。兩邊是鉑板（就是大家說的白金），中間是導電的聚合物，或者說塑料。氫氣在一側(cè)鉑板上分解，通過導電塑料轉(zhuǎn)移到另一側(cè)，和在另一側(cè)分解的氧氣反應。兩個鉑板就是電極。排除工程因素，這樣一個電池就可放出０。７伏的電壓。若干個這樣的波板并聯(lián)一起，就可集成一個發(fā)動機，推動汽車。 工作溫度約７０－９０度。這里的難點有兩個：１）冷啟動�，F(xiàn)在能在０度啟動就很好了。２）氫氣的來源。 這類電池在工業(yè)界的積極投資者是：GM,Ford,Toyota,Honda,air product. 他們已經(jīng)在加周建立了一個７英里的試運行線。最近，能源部和通用投資８。８千萬美金用于生產(chǎn)４０個燃料電池汽車在這條線上運行。 如圖是通用燃料池的平臺。由于沒有復雜的機械裝置，它就向一個劃板，你可以在上面建轎車或卡車，隨便！) 固體氧化物電池 （sofc) 不同于PEM， SOFC可以用任何燃料，氫氣或天然氣，酒精或汽油，或自己家吃的蔬菜油。電池的陽極是氧化鎳，陰極是銀片，中間是氧化鋯和氧化釔。我自己作的SOFC有鈕扣大小。也是集成到一起用于實際用途。氧氣在銀片分解，氧原子通過氧化鋯和氧化釔層到達氧化鎳表面，和燃料反應，放出電能。 這類電池的問題是：１）如果用氫氣，電池很穩(wěn)定，但氫氣的來源很有問題 ２）如果用其他燃料，催化劑容易表面積炭，從而失活，就象你家鍋底一樣，那就是積碳。３)工作溫度高，我作到５００度。不錯了。 這類電池的公司是：delphi（實際上也是通用）。美國政府（海軍）。 所以，燃料電池的主要問題在于：１）氫氣的來源。當前氫氣的主要來源于煤和水反應（水煤氣），成本太高。去年，有人說，除非不倫特原油漲到９０美金一桶，氫氣才經(jīng)濟。從今天看，這種可能也不是沒有。２）如果不用氫氣，其他燃料產(chǎn)生的催化劑積炭，從而失活。 至于氫氣的存儲，運輸，加注，實際上現(xiàn)在已不是大問題。air product已經(jīng)有成熟的氫氣罐車，管道和加注機器。 總之，燃料電池才是真正的未來汽車發(fā)動機。有關技術的競爭已經(jīng)白熱化。美國通用在此領域是絕對的領先地位。有人預計未來２０－３０年，燃料電池汽車正式商業(yè)化。我基本同意這個觀點。 關于國內(nèi)的情況，在說３點： １）國內(nèi)最著名的研究機構是：大連化學物理研究所 www.dicp.ac.cn， 比亞迪公司也應在干。 ２）國內(nèi)對此的投資還是很大的。我在國內(nèi)時，大化所燃料電池中心的經(jīng)費大概一年１。５千萬。當時感到他們富得流油，出來后, 才知道還是太少，基本相當于我知道的三個美國教授的經(jīng)費相當。希望他們能干好。 ３）偷梁換柱說奇瑞和同濟合作，我想看一下所謂同濟大學汽車學院的主頁： http://www.tongjiauto.com/。結(jié)果從未打開過。我用美國科學院的文獻檢索軟件（應該是全世界最強大的文獻檢索系統(tǒng)）：scifinder ２００4。搜索“tongji”和“fuel cell" 結(jié)果只有６篇文獻（２０００－２００４），只有一篇國際刊物。如果排除保密因素，這個汽車學院可能只是個名字而以。我真的很為奇瑞擔心。 所以，預言奇瑞的未來并不太難，如果他能一步一步把這些東西高出來，用上去。奇瑞自己就會一步一步強大。相反，如果她在這些環(huán)節(jié)的一個中跌到，他的日子也就到頭了。 奇瑞走好！ end 這第一篇就是技術準備，希望大家不要感到無聊，盡量看一下。 新學生 本文于2005-05-26 17:17:53.218被廣州熱帶魚第1次修改。

回答者：gfnxgfn2016-03-02 00:00