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新聞動態
 
液壓混合動力技術:無“電”一身輕
發布者:admin  發布時間:2012-12-11 16:43:02  點擊:3695
        液壓原理及其相關技術,在人類科技成果的序列中,並不算年輕。然而,在當前最時髦的節能汽車研究領域,它卻找到了靠前的位置。如今,世界許多企業正在開發可以驅動公交車等重型車輛的液壓混合傳動係統,並且在過去的2011年取得了顯著的突破。液壓混合動力技術是采用高壓液體取代電流來驅動車輪運轉,比傳統的混合動力技術更價廉物美,更具節能減排的效果。世界運動和控製領域的巨頭——派克·漢尼汾液壓係統公司得出的評估結果是,液壓混合動力技術帶來的燃油經濟性的提升,達到了30%到70%。
        或許在不久的將來,人們就能夠見到“沒有電池”的混合動力汽車。
        打破節能上限的“天花板”
        作為世界汽車強國,美國汽車行業在液壓混合動力方麵的研究一直處於前列。其中最具代表性的,便是Altair工業設計公司在2011年推出的號稱“世界首輛液壓混合動力大巴”的產品。
        Altair表示,液壓混合動力技術讓該車的燃油經濟性是傳統汽車活塞發動機的兩倍。許多大型汽車和物流企業對此產生了濃厚的興趣。比如美國聯合包裹公司(UPS)已經開始實驗使用這種新式混合動力卡車運送包裹快件;克萊斯勒汽車集團在對一輛液壓混合動力的小型貨車進行測試之後發現,這種技術讓車輛在城市道路行駛工況下的燃油經濟性增加了60%。
        除了企業之外,美國環境保護署等政府機構也加入到對液壓混合動力技術的推進中來。該署表示,當前傳統內燃大巴每3英裏就需要一加侖燃油,而采用液壓混合動力技術之後,車輛的油耗能夠消減三分之一。
        值得一提地是,這種有效的節能技術在得到美國業界的肯定與重視之前,可謂低調等候了多年。Altair工業設計公司此前花費了許多年時間和大量的精力,致力於美國交通部的大巴輕量化項目。直到2009年美國能源部提出燃油效率更高的動力係統時,Altair才認識到,普通的油電混合動力係統不能給出令人滿意的答案。它不僅實現不了燃油效率更高的目標,也達不到符合要求的耐久性,無法打破追逐節能上限的“天花板”。
        最終,Altair作出了用液體代替電流的選擇。
        與油電混動“貌合神離”
        以液體代替電流的液壓混合動力係統,實際上與有點混合動力技術遵循相同的運行原理:回收車輛在製動時消耗的熱能,再用其驅動車輛前進。隻不過後者是將能量以電流的形式儲存在電池中。
        在采用液壓混合動力技術的車輛上,柴油引擎驅動液壓泵發動機,而液壓泵發動機再為高壓蓄電池充電。蓄電池驅動後輪上的斜軸式液壓泵發動機從而驅動車輛。一個低壓儲備器用於收集液體,然後把液體再送回到第一個液壓泵發動機中,這樣就形成了一個完整的液壓循環係統。

        與電動混合動力發動機一樣,液壓混合動力發動機也有提供再生製動的能力。貨物運送車輛和土方運輸車經常要製動刹車,當車輛製動時,液壓泵發動機會為高壓蓄電池充電。當卡車再次啟動前行時,儲存在蓄電池中的能量可以用來減少柴油引擎的負載。這些能量也可以限製引擎封閉時推進力的迸發,比如說,在室內操縱車輛時。
        “一次刹車的時間非常短暫,不足以令蓄電池儲存下所有可以回收的能量。目前最好的油電混合動力汽車隻能挽回25%的刹車能量損失。而液壓係統能夠達到75%。”Altair公司工程設計部總監蒂姆·史密斯表示。
        當然,在這樣一個電氣化程度不斷進步的世界裏,液壓發動機技術看上去有些落伍。然而液壓泵發動機和蓄電池至少提供了一種應用扭矩和存儲能量可靠的、低本錢途徑,這也正是混合動力車輛所要達到的目標。
        此外,液壓發動機與電動係統相比具有明顯的功率密度上風。它還具備傳動平穩、質量輕、體積小、承載能力大、容易實現無級調速、易於實現過載保護和簡化機構等諸多優點。
        戒“臃”戒“噪”更給力
        目前,液壓混合動力技術多應用於公共交通和物流運輸,但這並不意味著它不能夠適用轎車等小型車輛。許多汽車製造企業,已經開始著手研究將液壓混合動力技術嫁接到自己的產品之上。阿特米斯智能電力公司早在2009年便在寶馬5係轎車上進行過液壓混合動力技術的相關實驗,結果顯示城市道路工況下油耗降低了一半。福特公司也在2011年初表示,安裝了自己與緊湊、 高效流體動力研究中心合作研製的液壓混合動力係統的F-150 皮卡樣車,達到了每加侖40英裏的理想水平。
        當然,液壓混合動力係統若想成功登陸小型乘用車輛,依舊麵臨著許多阻礙。過於龐大的體積,便是其中之一。另外,控製發動機的震動和其他噪音亦是個具有重要意義的挑戰。噪音問題在大型車輛上或許並不明顯,畢竟當卡車托運著幾噸垃圾或公交車步履艱難地從一個公交車站行駛到下一個時,人們很少會去注意汽油加油泵搖來搖去並格格作響。然而對於轎車的消費者而言,是很難能夠得到諒解和容忍的。此外,額外添加的汽油泵、流體和軟管的重量在高速公路行駛工況下,反而會破壞燃油的經濟。
        有必要指出的是,盡管液壓混合動力係統有著諸多優勢,但這並不意味著它在與油電混合動力技術的比拚中占據上風。畢竟電動係統已經完全商品化並且已經到第二代了,而液壓係統仍然處在演示階段。而長遠來看,即使是液壓混合動力的倡導者也相信,電動係統將會占據上風。迪西科博士認為,電動驅動係統會在某一時間開始變得非常普遍,由於貿易原因而非技術原因這種係統的采用會變得勢不可擋。而派克·漢尼汾液壓係統公司液壓動力事業部副總裁科瓦奇博士,也不以為液壓混合動力係統會永遠是重型卡車最好的選擇。“超級電容會更好。在某個時間,它們能提供比液壓係統更好的性價比。”他說。不過,作為不需要任何新技術就可以節省大量燃料的技術,液壓混合動力隻要與油電混合動力保持和而不同 、齊頭並進的趨勢,它依然是最具前途的節能技術之一。

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