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加一次油能跑1000公里,丰田的技术还领先中国几十年?
热度 1 chunkexue 2018-5-25 12:30
\0 \0 本文首发于瞭望智库 国务院总理当地时间5月11日上午在日本首相安倍晋三陪同下,来到位于苫小牧市的丰田汽车北海道厂区参观考察。 据媒体报道,丰田汽车特意将“最尖端”的汽车技术运到这一零部件厂展示给李总理,主要报道的技术有三个:多功能出行平台、自动驾驶、氢燃料电池车。网上同时还有一些说法,指丰田还拥有固态电池技术的纯电动车,以及加满油续航里程可达1000公里的汽车等。 在此我们不仅需要对丰田的尖端技术作一些评价,也需要澄清一些问题。 文 |汪涛 上海析易船舶技术有限公司总经理 编辑 | 云贺 瞭望智库 本文为瞭望智库原创文章,如需转载请在文前注明来源瞭望智库(zhczyj)及作者信息,否则将严格追究法律责任。 \0 \0 整个参观过程几乎就是李总理与研发人员的问答过程 毫无疑问,经过了四十年改革开放,国内科技水平有了飞速进步,现在中国领导人去日本所看到的技术差距,与几十年前邓小平参观日本时的技术差距远远不可同日而语。 客观来说,日本丰田不仅在汽车技术领域依然保持世界领先,在生产制造上也有很多管理经验为世界制造业所模仿。 例如为全球业界称道的精益生产(Lean Production)、准时制生产(Just in time,也叫零库存生产)等就是丰田公司创造的,甚至在生产管理上形成“丰田生产方式”的概念。 但是, 随着中国生产企业的大量崛起并向丰田等先进公司持续学习,现在中日之间的技术差距已经显著缩小了。 1 氢燃料电池车:丰田领先世界 首先来看多功能出行平台,这个事实上并不能算什么新的技术,而是一种应用创新,是把共享乘车、商品零售、货物运送等多种功能集成在一辆车上,这点毋庸多谈。 自动驾驶技术,包括美国和中国在内的很多公司也都在做,而且中国公司起步并不晚,技术水平可以说与国外相差不大。我个人始终认为对“自动驾驶”这个概念需要仔细地进行区分,不要去搞漫无边际的自动驾驶。要首先对技术载体进行严格的限定,例如地铁进行自动驾驶相对就比较容易实现;然后是有限定条件的自动驾驶,现阶段就想“一步到位”、实现在任意复杂城市路面上的无人驾驶,搞不好会成为又一个“第五代计算机”计划(注:日本在20世纪80年代初提出,最后失败的科技发展计划)。 值得重视的是 丰田的氢燃料电池车 ,丰田的确是这一领域的世界领导者。 业界普遍认为 氢燃料电池车是终级的理想汽车技术 ,一方面原因是它在行驶过程中排放出的只是水,另一方面是氢气是各种气体中密度最小的,而燃料电池的氧化剂则是取自空气中的氧气(对比之下锂电池氢化剂则存在于电池本身),可以说是随时补给、取之不尽。事实上,一切燃料电池都具有类似的从空气中获取氧气作氧化剂从而减轻重量的优点,例如各种金属空气电池等。 传统的燃油车能量密度较高,从而续航里程较长,事实上也是利用了这一点。所以,氢燃料电池的比能量密度在理论上是比较高的,每公斤氢气的比能量密度可达约17千瓦时,这是现在锂电池(以三元锂电池来计算)的85倍左右。 在实际应用中,因为储氢罐等需要占一定重量,因此实际比能量密度会大幅度降低。总体上说现在整个储氢系统效率在5%,也就是整个储氢系统的总重量100公斤,实际储存的氢气是5公斤左右。这会使储氢系统的能量密度比理论上降低到20分之1。但就算这样, 一次加氢5公斤,其储存的能量也可使氢燃料电 池车续航里程达到600公里以上,与传统燃油车大致持平。 中国云铝股份等开发的铝空气电池,因为作为燃料的铝板是固体,可以不需要特别的容器存放和携带,因此其燃料部分的比能量密度效率近乎100%。理论上说1公斤铝板比能量密度可达8度电,现在实际水平可达接近4度电,所以铝空气电池从实际比能量密度来说是所有方案中最高的,业界曾寄予了厚望。但因很多实际问题,这种方案目前看来还不适合作为纯电动车的主动力方案,但作为备用电池却是极佳的。 \0 \0 2018款的丰田Mirai(日文“未来”之意)一次加满5公斤氢气的续航里程可以达到700公里。加氢过程在时间上与燃油车也差不多,每公里燃料使用成本大约为0.5元人民币,比燃油车略高一些。所以,如果 从使用习惯和使用成本上说,氢燃料电池车与现在的燃油车很接近, 接下来想要实现商业化普及,最关键的是要大量投资新建加氢站网络。 \0 \0 丰田Mirai 当然,自然界并不存在广泛可获取的氢,而需要通过消耗一定能量生产制取。所以对“氢能”这个说法是需要谨慎理解的。在现实能源产业中,氢只是一种能量转换的载体,而不是天然可开采的能源。生产氢的途径很广泛,且历史很久,已经算是一个传统产业了。以甲烷、甲醇、乙醇等很多化工原料为基础都可以制氢,通过电解法也可以直接用水来制氢。业界期待的最理想境界是直接用简单的方法 以太阳能或风能等为能源,通过电解水逆反应,从水中生产氢,这样全流程就非常环保了。 氢燃料电池车 的核心是氢燃料电池系统,这里面有 两个关键性的技术。一是氢燃料电池,二是氢的储存 。在这两个方面,丰田公司的技术的确都是世界最领先的。 氢燃料电池最核心的是催化反应部分,它将自带的氢气与取自空气中的氧气经过电化学反应产生电。催化反应需要用到极为昂贵的金属铂,这种金属每年全球产量只有200吨多一点,比黄金还要稀少得多。要降低燃料电池的成本,从技术上说关键是要尽可能减少铂的使用量,或者有替代铂的方案。丰田公司能做到将一辆氢燃料电池车的铂需求量进一步减少。业界也在积极寻求不用铂的催化技术,如果能实现就解决了燃料电池汽车制造成本上的一个最大的技术难题。 储存氢气也是一个很难的技术,因为氢分子实在是太小了,如果用一般的钢瓶储存,氢气分子都会钻到钢材的缝隙中去,产生叫“氢脆”的问题,使钢瓶的强度下降。因此,需要将氢气以700个大气压储存在复合材料制作的特殊氢气罐里。毫无疑问,其品质对安全保证是很关键的。不过,氢气储存在安全性上也有它的优点,即使它发生泄露,由于氢气比空气轻,它会迅速向上漂,而不象汽油泄露那样流得到处都是。汽车里泄露的汽油一旦着火,极大概率是会迅速把整个汽车烧毁。所以 从理论上说氢燃料电池车至少比燃油车更为安全。 丰田公司的氢气罐可以做到用世界上最强武器之一——美军海军陆战队使用的M82A3式狙击步枪都打不穿的地步。 由此看来, 氢燃料电池车能否大规模普及,关键点还是在催化剂上能否有大的突破。 此外, 氢燃料电池因为其较高的比能量密度,不仅在新能源车上有应用,而且在无人机等其他领域也有较广泛的应用价值。 2 固态电池技术:日本有生产工艺优势 对于电池行业来说,固态电池并不是一个陌生概念。早在2012年苹果公司就已经开始了全固态电池技术的专利布局,随后包括丰田在内的一些知名厂商也在这个领域有所投入。 纯电动车的成本主要体现在电池上。为了使普通读者更容易理解,我把电动汽车锂电池技术大致 分成四个大的时代 : 第一代是磷酸铁锂电池,能量密度在100 Wh/kg(每公斤瓦时)左右。 第二代是三元锂电池,200 Wh/kg左右。 第三代是固体电解质锂电池,现在业界叫“固态电池”,300 Wh/kg左右。 第四代是锂硫电池等,400 Wh/kg左右。 当然,每一代的技术并非完全单一,而是会有很多不同变化。甚至就是三元锂电池本身就有很多种。但以上大致的分代可以使我们对纯电动车未来的发展趋势有一个直观的了解。 特斯拉一开始就采用的是第二代的三元锂电池中的镍钴铝技术,中国2017年纯电动车普遍采用镍钴锰三元锂电池。 固态电池,事实上是指第三代的固体电解质锂电池。中国在固体电解液电池上也有技术积累,而且在第四代的技术上也有很多单位在开发。只是在具体电池生产工艺上,日本和韩国的三星、LG等还是有长期技术优势的。一般来说,电池的能量密度越高,每千瓦时的存储成本就越低。 对续航里程问题,不同汽车的用户体验可能会有些不同。我个人认为 纯电动车的续航里程会经历这么一个变化过程: 最初因为电池太贵,因此续航里程很短,只有120公里; 随着电池成本持续地大幅度降低,续航里程不断增长; 由于充电设施还不是很普及,充电不是很方便,用户对续航里程需求还会在一定时间持续增长,现在400公里甚至更长续航里程的纯电动车款已经很多了; 未来充电设施越来越普及,充电越来越方便,到处都可以充电,再加上各种电动车充电宝产品流行,用户并不需要买很长续航里程的电动车,购买电动车的成本又极大降低。 固态电池的安全性比液态锂电池高很多,而且续航里程很长。固态电池普及后,纯电动车的成本可达到与现在燃油车接近的程度。 不过,这项技术开发有难度,目前这方面研究最深的就是丰田汽车,但也一直没有实现商业化量产。于是, 日本政府决定和企业联起手来加快固态电池的研发。 据报道,日本经济产业省将向“锂电池材料评价研究中心(LIBTEC)”出资16亿日元,这家研究中心是由旭化成、东丽和Kuraray等化工企业成立的,现在丰田、日产和本田三大车企和松下、GSYUASA等电池企业也将加入其中。 除了加快技术研发,日本经济产业省还计划向国际电工委员会(IEC)提出申请来推动固态电池国际标准的制定,这样就能从一开始掌握更多话语权,从而在电动汽车的电池领域获得领先地位。 3 加一次油跑1000公里: 汽车公司很快都能做到 目前新能源车主要是三个方案:最早出现的混合动力、纯电动、氢燃料电池。丰田公司在混合动力和燃料电池两个技术上都处于世界领先水平。 那么有传言说丰田 开发出加一次油可以跑1000公里的车 ,这是真的吗? 其实, 不仅丰田能做到,很快几乎每家汽车公司都能做到了。 因为现在开发燃油车的公司也都在向混合动力方向发展。这种混合动力是用燃油发动机发电,用电机驱动。其 显著好处包括: 一是燃油发动机可以稳定地工作,在最佳效率状态发电; 二是不用齿轮箱了; 三是利用了电机驱动的好处,在各种转速下扭矩大致是均衡的; 四是电驱动可以进行能量回收。 电机驱动可以使百公里耗油显著降低。如果只是用燃油发动机本身改进,效率几乎不太可能降到百公里油耗5升以下。但采用混动的方案,可以比较容易做到百公里耗油4升左右甚至更低,在城市复杂工况下做到这种省油的水平也是可以的。这样,原来加满油40-50升只能跑400-600公里的车,现在就都可以跑上千公里了。 如果是插电增程式混动,电池本身有50到100公里左右的续航里程,可以采用充电方式在城市内跑,跑长途用燃油增程,相当于内置充电宝。丰田是混合动力车的先驱,2017年丰田新能源车全球销量达到152万辆,主要就是靠混合动力技术实现的,并且在混合动力技术上已经有20年的积累,至2017年,丰田以混合动力车为主的新能源车全球累积销量达到1147万辆。 大多数人认为混合动力是一个过渡方案,问题是这个过渡时间会有多长。这取决于纯电动和燃料电池车的发展情况。前两年混合动力车在中国新能源车销量中的比例呈下降状态,但2017年至今混合动力车占比又快速上升。 混合动力车和氢燃料电池车在续航里程上都有优势,混合动力车又可直接利用原来燃油车普遍存在的加油网络系统,因此对续航里程有较高要求的用户现在还是会青睐前者。 要想对新能源车历史、现状和相关技术,尤其电池技术未来发展有一个系统和全面的了解,对所遇到的各种相关疑惑和问题该如何理解,并且想知道如何购买和使用新能源车,《纯电动一统天下》这本书第一次系统和全面地给读者作出了分析和解答。 作者简介:汪涛 独立学者 人类第三次科学革命倡导者,纯科学理论体系创始人 云铝股份(000807)独立董事 浙江宇视科技 顾问 上海析易船舶 联合创始人、总经理 中央民族大学中俄能源研究院 客座教授 中关村长风联盟 国际化导师 中国农投会、中关村京港澳青年创新中心等创业导师 中兴通讯(000063)国际市场管理体系奠基人 著 作: 《实验、测量与科学》 《即将来临的粮食世界大战》 《纯电动:一统天下》 《超越战争论——战争与和平的数学原理》 《生态社会人口论》 《通播网宣言》 《科学经济学——看见看不见的手》( 即将出版 ) 微信公众号:纯科学 新浪微博@汪涛_纯科学
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[转载]环保意识
whyhoo 2013-2-23 20:14
Giles Gibbons是著名的世界可持续发展专家,他访问法拉利是为了研究一个生产运动跑车的企业能为我们的未来世界做出哪些贡献。对环境影响很小的能源生产方式、工厂绿化以及高性能混合动力汽车的研发,这些都是现代法拉利率先垂范的实际举措。 八岁那年,我在墙壁上贴了一张红色法拉利F40的海报。它是那么的雷霆万钧、风驰电掣、价值不菲,在当时,拥有它便是我在这个世界上最梦寐以求的事。它凝聚了我的梦想、我的渴望,促使我竭尽全力获取成功,它是我最大的心愿。时光荏苒,32年后的今天,我站在了法拉利工厂的大门外。应该说,童年的梦想在这一刻终于实现,然而,许多年过后,我的梦想已经悄然发生改变。这并不意味着我不再想要拥有一辆法拉利。我当然很想。当年的渴望依然未曾改变。然而,在过去的30年间,不只是对我,对我们所有人而言,世界都发生了根本的转变。 我们都意识到地球上的资源正在消耗殆尽,我们每一个人都必须尽绵薄之力保护地球。当年那个八岁的小孩,如今已成长为一个推动可持续发展的环保专家。我帮助世界上各行各业的企业提高可持续发展的能力,鼓励人们制定更加明智的、有利于可持续发展的决策。正是因为在这个职业上的建树,我受邀来到法拉利工厂,对工厂的可持续发展远景进行评估,这个难得的机会让我能够对这个最令外界捉摸不透的谜团一窥究竟。对拥有一辆法拉利的渴望,是否会让我忘却了拯救和保护地球的责任呢?从表面上看,答案似乎是肯定的且掷地有声,“不会”。毕竟,我们正在谈论的是每公里二氧化碳排放量高达470克的汽车。提起法拉利的品牌,就会让人联想到性能、速度和卓越等等,但是,这里面绝对没有环保二字。这一切,让站在马拉内罗工厂大门外的我心情沉重,我思忖着自己必须忍痛放弃儿时的那个梦想。好在我发现有不少地方比我预料的要好很多。当然,法拉利汽车的二氧化碳排放量的确很高。但我们要知道,在汽车对环境的影响中,二氧化碳排放只是其中一部分。我们不能片面或孤立地看待这个问题,而必须从汽车的整个生命周期加以分析,包括生产环节、销售环节、驾驶和售后服务,以及车辆报废。我发现,在整个生命周期中,有许多值得肯定的地方,法拉利一直在采取重要的、积极的举措,以解决降低碳排放的问题。而且,这些努力,在我看来极具法拉利风范。 因此,我当然相信法拉利可以做得更好,但我还认为这是一个相当不错的开始。第一个积极的印象来自于法拉利汽车的制造过程,这些汽车比外面的任何一种东西的制造都更为精良。举一个例子。我在前面曾提到过,当我们考虑汽车给环境造成的影响时,必须从汽车的整个生命周期加以分析,而生产环节是其中的关键部分。在此次参观行程中,有一件事给我留下极其深刻的印象,即“铸造厂”这个单词时常在我的耳畔响起。这毫不奇怪,所有事情都是在那里发生。几乎法拉利身上的每一个部件,都是在那里从无到有,浇铸好的车身排列起来可长达10英里。相当精准的铸造过程,正是促使法拉利汽车性能如此卓越的原因之一。这同绝大多数汽车企业的制造方式有着天壤之别,那些企业从世界的各个地方采购2万多种部件,然后汇聚到一个工厂进行装配。这两种方式,到底哪一种更环保,早已不言自明,不是吗?本局中法拉利轻松胜出。这种方式不但让法拉利生产出世界上最优质的汽车,而且让我们的地球更加环保。法拉利汽车,由于它们对尊重和关爱环境的需要和要求,让我们的世界更加美好。比如雷诺Clio这样的汽车,平均寿命是七年,因此,汽车每七年就应报废。尽管近些年来,汽车制造商为了解决这一问题,不断加大力度提高回收利用率,但仍然给环境造成巨大影响。一辆法拉利的平均寿命有多长呢?超过75%的法拉利汽车依然受到它们的拥有者的关怀和呵护。谁会扔掉一辆法拉利?对于跃马来说,几乎不受汽车报废的影响,而这无疑让我们所居住的星球更加美好。一辆法拉利汽车平均每年行驶5,000公里。的确如此!因为没有人把法拉利当作基本交通工具来使用,更多是把它视为自己的骄傲和快乐。一个家庭每年平均驾驶24,000公里,其对环境所造成的影响远远超过一辆法拉利。汽车行驶的公里数越少,碳排放越少,给环境造成的影响也就越小。这是另一个在环保上的优势。此外,正如你所想的,法拉利的拥有者会使用高级汽油为引擎带来全面保护,这么做也有助于大大减少二氧化碳排放量。法拉利不是一个“大”企业,这意味着,同汽车行业其他的企业相比,其综合排放量是小巫见大巫。它本可以安于现状,只需要做到遵守相关的环保法规要求即可。实现可持续性发展是每一个人的责任;所有人都应该行动起来,尽自己的力量保护环境,而不是把责任推给那些大企业或政府。我惊奇地发现,早在2007年,法拉利董事会就已经做出一项决定,力争在2012年底将公司的碳排放降低40%。这无疑比别人领先一步,在参观完工厂、探究了所有的发展成就之后,我敢担保,他们一定能够实现这个目标。 我见到了一些非常聪明的人,他们的职责就是以最环保的方式开发和制造汽车部件。这充分体现了法拉利环保意识的严肃性。法拉利并未只停留在意识的层面,种种改变已经发生。最令人印象深刻的一项举措是,法拉利建造了一个全新的热电冷三联产系统,能够提供满足汽车生产所需要的全部电能、热水、冷空气。该举措使能源使用效率提高了32%。随着此系统的持续运转,我相信,法拉利不但能够实现其2012年底节能40%的目标,还能够向更宏伟的目标挺进。 法拉利的改进不只体现在生产制造环节。公司对于汽车也运用了同样的原则。在这里,我们需要明确指出:最新面世的法拉利California的二氧化碳排量为每公里299克。虽然这一数值依然很高,是一辆菲亚特500的碳排放量的三倍,但作为世界上性能最卓越的汽车之一,法拉利正在努力降低这一数值。重在改进。自2007年起,法拉利汽车的二氧化碳排放已降低大约30%,2012年的目标必定可以实现。同时,持续改进的条件已然具备。技术部门的一位工程师告诉我,他敢肯定,在今后10年,他们还能够继续大幅度削减新车的二氧化碳排放。 通过计算,我推测,到2015年,沿着多洛米蒂山(Dolomites)的山路飞驰而过的将是每公里二氧化碳排放量低于300克的法拉利汽车。它相当于一辆豪华轿车目前的碳排放水平,对于一辆瞬间能跑完赛道超级跑车而言,已经是相当不错了。对于我们的地球也相当不错。法拉利已无数次证明,通过创新,它能够不断生产出世界上性能最优异的汽车。如今,这一卓越的理念着重体现在如何制造出更加环保的汽车中。它意味着,法拉利不只是帮助自己,也在帮助其他汽车制造商降低碳排放。许多以提高性能为主导的创新逐渐被运用到普通的家庭用车中,法拉利F1团队开发的“动能回收系统”(KERS)便是其中一个例子。它是一种灵巧的小型装置,能够将车身制动能量存储起来,并在汽车加速过程中将其作为辅助动力释放利用。原本被浪费的能量得以利用,从而显著降低发动机的油耗,并且汽车的二氧化碳排量也得以降低。然而,由于此项技术太过完美,最终被“国际汽车运动联合会”(FIA)禁止使用。如今,这项技术被运用在普通版汽车上以降低碳排放。五年内,菲亚特Doblo将利用此项出色的创新技术推出一款新车型,随着时间的推移,此项技术将有助于推动整个汽车行业大幅削减碳排放。另一个例子是在具有创新技术的汽油引擎上结合使用电动引擎。 今年年初的日内瓦车展上,法拉利展出了混合动力试验车型599 Hy-Kers,该款车型的特点不只是混合动力。绝大多数混合动力车都会搭载一个电动引擎,以降低二氧化碳综合排放。然而法拉利的创新有所不同。经过深入研究,法拉利团队将电动引擎和汽油引擎有效连接在一起,在大幅度提高动力性能的同时,进一步降低碳排放。相比汽油引擎,电动引擎的优异之处在于,它能够在短时间内爆发出最大功率,为引擎提供巨大动力。这意味着汽车可在瞬间加速,从而大幅度降低碳排放。这些创新技术犹如一个窗口,使我们可以了解法拉利为解决碳排放问题所付出的努力。这些技术十分吻合法拉利的真实写照。在遇见发明这些技术的人们并了解他们的工作方式和工作环境之后,我坚信,法拉利还会源源不断地推出此类创新,并将继续开发出独特的解决方案,在提供无以伦比的高性能的同时,为环保做出贡献。为什么?此行中,我所遇见的人和你想象当中的那些“飙车党”相差甚远,他们都是技艺高超的技术人员,精通自己的专业,愿意并有能力将他们的聪明才智运用到最新的产品中。良好的工作环境使他们能够做到这一点。 在这里,我们还搞清楚了植物的妙用所在。虽然常常被当成一个玩笑一笑了之,然而在办公室和厂区种植绿色植物,确实能够提升组织的绩效吗?对于法拉利而言,我真的认为这是可能的(我这么说,不仅是因为用葱茏绿意点缀马拉内罗的是法拉利董事长,卢卡•迪•蒙特泽莫罗先生(Luca Cordero di Montezemolo)的主意,这么做显然能让他高兴)。整个工厂里绿植茂密,一派生机勃勃的景象,令人赏心悦目、心旷神怡。这种氛围潜移默化地提醒着所有人,环保人人有责。当然,这正是我们想要的效果;在开发和生产令全世界的人最梦寐以求的汽车的过程中,要时刻记住关爱我们赖以生存的地球。于是,我开始思考,或许自己可以同时实现那两个愿望——为环保尽责和拥有一辆法拉利汽车。毕竟,有太多的理由让我们对法拉利汽车和环境放之不下。当我的脑海中正反复思量这两件事时,我的手机响了。电话那端是我九岁的儿子,他的语气中流露出按捺不住的兴奋。“你拿到California海报了吗?它是不是比布加迪Veyron的速度还快?你开过了吗?最快能开到多少?” 小家伙的兴奋让我陷入深深的思考。我仿佛回到了自己在他这个年纪时的那种感觉,法拉利依然是一种身份的象征,代表着远大的理想和抱负。最终法拉利所做的大胆决定促使我对它产生了好感。对环保身体力行,充分利用自己在消费者中的形象,激励世界各地的人们以全新的方式思考未来。 法拉利在许多方面都堪称完美,它描绘出了一个全新的未来发展愿景。这是一个我们大家都相信并支持的愿景;让你不必为了拯救地球而放弃对极致性能及对速度和激情的渴望。这是一个能够吸引和激发想象力、动力和创新,并使之转化为未来解决方案的愿景:探索新能源、探索充分利用现有资源的方式,并寻求解决方案。竭尽全力提供性能最优的产品,因为它们不但影响着人类,也影响着我们的星球。 原文见 http://magazine.ferrari.com/cn/2011/09/green/
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基于专利分析的国外混合动力汽车竞争情报研究
热度 1 terahertz 2012-8-24 14:38
( 本文发表于《图书情报研究》2012年第2期) 【摘要】 以 专利分析 为基本方法从国外混合动力汽车领域的相关专利文献中攫取竞争情报。首先利用专利 引证分析 方法确定该领域的强势竞争对手及核心技术要素,并选取本领域 核心专利 研究其外围技术分布情况,揭示关键技术的基本变迁历程;随后以代表性汽车厂商为例,重点分析国外竞争对手在我国的专 利布局 ,为国内汽车企业在混合动力技术上的发展策略提供线索。 【关键词】 混合动力汽车 ; 专利 ; 专利分析 ; 竞争情报
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有人做混合动力,车辆能量管理方面的研究吗
dingpengwang 2012-8-1 04:35
如题
个人分类: 论文笔记|22 次阅读|0 个评论
我的工作职位描述
dingpengwang 2012-6-11 21:15
1. start-stopp子系统对于动力系统级别(重点侧重对于发动机的控制系统)的优化控制要求管理 2. 发动机控制系统,与动力系统以及整车的软硬件之间的通信以及优化方法 3. 制定与规范发动机的控制计算机, 与传动系以及整车的软硬件间的通信 4. 企业内外关于动力系统控制优化以及解决办法的讨论交流 5. 提出最新传动系的策略与实现方法(混合动力和纯电动系统)
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电动飞机有望开创电动力航空时代
热度 1 kejidaobao 2012-5-10 11:22
高效率、高性能、节能环保是现代航空器需要实现的重要设计指标,因此高效-节能环保技术成为当前航空技术研究的重点领域之一,而这一领域的一个重要研究方向就是电动飞机及电动力系统。电动飞机配装电动力系统、以电能作为推进能源,具有高效节能、环境友好等诸多优点,可实现高性能和具有超常规飞行特性,有潜力实现飞机性能的革命性提高,极大拓展应用范围和领域。先进电动飞机有望广泛应用于通用航空等领域,大幅度改善人类的生活和生产方式,开创电动力航空时代。 目前电动飞机主要有太阳能、蓄电池(锂电池)和燃料电池3个基本类型。此外,还有纯电动力+常规内燃机动力的混合动力型。电动飞机与电动汽车有一定相似性和技术关联,但与电动汽车相比,其难度更大、发展速度更慢。电动飞机的研制还处于初期发展阶段,电动力系统等关键技术尚未得到很好解决。受电动力系统性能限制,电动飞机主要为能耗较低的无人机和2座及以下的简易飞机/航空器,主要性能指标一般只有传统动力飞机的几分之一,大多不能有效满足使用要求。 尽管电动飞机的性能还普遍较低,很多难题尚待解决,但经过数十年发展,电动飞机技术已经取得很大进步,电动飞机和电动力系统设计方法和技术日趋成熟,机型研制和发展成果显著,关键技术研究不断取得进展,奠定了支撑未来发展的坚实基础。同时,发展电动飞机还有力带动了相关技术的发展。总体上看,近10年电动飞机发展速度很快、发展势头很好。 从发展环境看,现代航空和相关领域的技术为电动飞机和电动力系统技术的发展提供强有力支撑。当前世界各国大力发展各种节能环保技术,众多科研机构和顶尖科学家正致力于一些重大基础和应用技术研究,如高能电池、新材料等,相关技术的突破能够有效解决制约电动飞机和电动力系统发展的瓶颈。 随着一些关键问题有效解决,电动飞机未来将可能实现突破发展。电动飞机的发展道路可能会比较漫长,需要各国专家不懈努力。本期61—70页刊登了赵长辉,陈立玮,卢黎波等的论文“电动飞机技术进展”,介绍了电动飞机的发展概况和技术进展,归纳分析了各种电动飞机的总体设计方法、设计工具和支持系统,以期为电动飞机的研制提供理论基础。封面图片由赵长辉提供,金攻博设计。 (责任编辑 刘志远)
个人分类: 栏目:封面图片说明|4423 次阅读|1 个评论
推进我国动力电池技术发展是很必要的
gyp7047121 2012-4-23 14:41
据中新网最新消息,在4月18日召开的国务院常务会议上,国务院讨论通过了《节能与新能源汽车产业发展规划(2012—2020年)》,会议指出,需加快培育和发展节能与新能源汽车产业,推动汽车产业的转型升级,并规划到2020年,我国 动力电池 技术需达国际先进水平。 3.6v纽扣电池 会议指出,纯电驱动依然是今后汽车工业转型的主要战略方向。而推进纯电动汽车和插电式混合动力汽车产业化,推广普及非插电式混合动力汽车、节能内燃机汽车,提升我国汽车产业整体技术水平则成为当前的工作重点。 矿灯电池 会上指出,《规划》的发展目标是至2015年,争取纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量达到50万辆,到2020年超过500万辆;2015年当年生产的乘用车平均燃料消耗量降至每百公里6.9升,到2020年降至5.0升;新能源汽车、动力电池及关键零部件技术整体上达到国际先进水平。 进入2012年,新能源汽车市场化进程有所提速。根据中国汽车工业协会在4月11日发布的一季度节能与新能源车型的产销状况,一季度汽车整车企业生产节能与新能源汽车8626辆,其中纯电动汽车1655辆、混合动力车1300辆、代用燃料汽车5671辆。在销售方面,一季度共计销售新能源汽车10202辆,其中纯电动汽车1830辆、混合动力汽车1499辆、代用燃料汽车6873辆。 应急灯电池 在电动汽车发展的同时,无可否认,动力电池技术目前仍是制约我国电动汽车产业化的关键因素,电池能量密度不高仍然是新能源汽车续航里程短的致命伤。目前电池核心专利也主要掌握在美国、加拿大以及日本等国家的手中。一些国内企业生产的动力 锂离子电池 以及为整车提供的样品仅仅是在原有小容量电池生产线或中试线上研制出来的,与国外产品相比,国产产品的可靠性、稳定性、循环寿命等多项指标都还有一段不小的差距。 锂电池公司 针对上述问题,国务院在会议上指出,一要实施技术创新工程。建立研发体系,突破关键核心技术,大幅提高汽车燃料经济性水平和动力电池系统安全性、可靠性、轻量化水平。二要加快推广应用和试点示范。实施鼓励购买和使用节能汽车政策,开展私人购买新能源汽车补贴试点。三要因地制宜建设慢速充电桩和公共快速充换电设施,制定动力电池回收利用管理办法,建立动力电池梯级利用和回收管理体系。四要完善标准体系和准入管理制度,加大财税金融政策支持,营造有利于产业发展的市场环境,加强科研和人才保障,积极开展国际合作。 随着近年来国家对新能源汽车产业支持政策的不断出台,国内相关企业在汽车动力电池包括锂电池、 镍氢电池 方面的投资热潮也不断掀起。针对已经出现及可以预见的投资弊病。会议强调,发展节能与新能源汽车产业,需要依托现有产业基础,对产业 锂电池厂家 布局进行科学规划,以防止低水平盲目投资和重复建设。 文章出自于 http://www.juda.cn/news/2697.html
个人分类: 电池知识|11 次阅读|0 个评论
[转载]美设计出混合动力飞行汽车 巡航时速160公里
alick1 2011-7-20 18:13
伯特·鲁坦设计的混合动力飞行汽车 混合动力飞行汽车原型车,名为“367 BiPod” 北京时间7月20日消息,据美国《连线》杂志报道,著名设计师伯特·鲁坦设计了一款混合动力飞行汽车。这款汽油-电动双驾驶舱飞行汽车空中飞行距离可达到760英里(约合1223公里),陆上行驶距离可达到820英里(约合1319公里),工作原理与雪佛兰沃特类似。电动马达提供推进力,两台汽油发动机驱动发电机发电,保证电力供应。 这款混合动力飞行汽车名为“367 BiPod”,延续了鲁坦长期使用的编号方式。3月30日,在结束第一次短暂的飞行之后,这款飞行汽车正式揭开神秘面纱。鲁坦是一位富有传奇色彩的航空航天设计师,这一次是为1982年创建的Scaled Composites公司设计飞行汽车。367 BiPod原型车翼展31英尺10英寸(约合9.7米),机翼可收缩,缩进两个驾驶舱之间,车身长7英尺11英寸(约合2.41),可放入单车车库。 多年来,飞行汽车设计师一直面临这样一种挑战,即如何控制汽车。367 BiPod原型车的右侧驾驶舱负责控制飞行,左侧驾驶舱用于在地面上行驶。它并不是鲁坦设计的第一款打破左侧驾驶这一航空惯例的飞机。最终的设计将采用一对450毫升4冲程发动机,每个驾驶舱安装一台。与西门子/欧洲航空防务航天公司研制的混合电动汽车雪佛兰沃特类似,BiPod的发动机负责驱动一组发电机,为电动马达供电。4台15千瓦(20马力)电动马达负责在空中飞行时驱动推进器,2台15千瓦马达负责在陆上行驶时提供动力。 驾驶舱前端的锂离子电池在起飞时提供电力,一块紧急备用电池用于着陆。Scaled Composites表示BiPod的巡航速度可达到每小时100英里(约合每小时160公里),飞行距离可达到760英里。它可以在短时间内将速度提升到每小时200英里(约合每小时321公里),但飞行距离将减至530英里(约合852公里)。 BiPod可携带18加仑(约合68升)汽油,陆上行驶距离可达到820英里,纯电动模式下可行驶35英里(约合56公里)。在美国加利福尼亚州莫哈韦沙漠进行的测试中,BiPod在跑道上降落后出现几次弹跳。工程师尚未安装电动飞行马达或者推进器,使用驱动轮加速,将汽车送入空中。 在此之前,鲁坦曾设计Long-EZ(编号61)等小型高然效飞机。据《航空周刊与空间技术》报道,BiPod项目从一个自制电动飞机测试台开始,随后进化成一辆混合动力飞行汽车。这一项目让Scaled Composites公司的很多年轻工程师有机会在鲁坦退休前与这位大名鼎鼎的设计师合作。为了赶进度,他们中很多人自愿放弃周末休息时间。完成初步设计短短4个月后,BiPod便飞上蓝天。 Scaled Composites公司总裁道格·谢恩表示,这一项目只是一次内部研发,目前正在展示这款飞行汽车,希望能够引起潜在客户的兴趣。他说:“我们愿意倾听其他人的观点。这是我们与鲁坦的第一家公司——鲁坦飞机制造厂间的一次合作,看到设计图、计划书和得到工厂的支持,我们并没有太兴奋,Scaled Composites毕竟不是一家经营飞行汽车业务的公司。” 鲁坦、Scaled Composites公司以及他们的合作伙伴保罗·艾伦共同研制了“太空船一号”(编号316),这是世界上第一款民用飞船。他们可能找到一个合作伙伴,将飞行汽车这个长久以来的梦想变成现实。 http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2011/7/249797.shtm 陆空两用的,牛!
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混合动力电动车在中国的发展预期
热度 6 luoxianan 2011-3-15 03:20
内容摘要:混合动力电动车在中国的发展预期 关键词:混合动力电动车 正文: 摘自网络资料: “ 中国汽车工业协会日前公布元月国产汽车产销统计:今年元月,国产汽车销量达到 189 万辆,创月度历史新高。 2 月 20 日 零时起,国家调高成品油价格,北京地区 93 号汽油每升由 7.17 元提高到 7.45 元,创出历史新高。   高企的油价,日益加剧的燃油供应压力以及四处可见的交通拥堵,和高速增长的汽车产量似乎有些不太协调。 中国汽车不可能无限度增长。因此要搞清楚,以土地资源、道路资源和能源供应能力,中国的大地上到底能够承载多少汽车?保有量的极限在哪里。    一个国家汽车保有量的多少,既取决于经济发展水平和购买能力,也取决于该国的土地和能源等各种资源。   国家信息中心信息资源部主任徐长明认为,未来中国最高汽车年产销量 3000 万辆,汽车保有量最高可达 4.5 亿辆。   许多跨国汽车公司的研究机构也这么认为。但对这一预测,有人认为太高了。   清华大学欧阳明高教授的团队,根据我国道路、能源等综合因素分析,前几年得出一个结论,我国汽车保有量的极限是 1.5 亿辆。去年深圳世界电动汽车大会期间,记者见到欧阳明高教授,他现在把这一数据修改为 2 亿辆。 工信部装备司副司长王富昌去年 9 月在天津中国汽车产业国际发展论坛上说,预计到 2020 年中国汽车保有量将超过 2 亿辆,由此带来的能源安全和环境问题将更加突出。大力推进传统汽车节能减排和新能源汽车产业化,成为汽车产业亟须解决的重大课题。   根据推算,截至 2010 年底,不含农用车,我国民用汽车保有量大约在 7400 万辆,低于日本的 7500 万辆,相当于美国 2.85 亿辆的四分之一。   从全世界范围来看,千人汽车保有量为 128 辆。而我国目前千人汽车保有量只有 55 辆,不到世界平均水平的一半。如果达到世界平均水平,我国汽车保有量应该是 1.7 亿辆多一些。 按照目前的增长速度,再过七八年,我国的汽车保有量就可以达到 2 亿辆的规模,处于饱和状态。” 然而以上关于汽车发展的分析都没有涉及最核心的问题:未来在中国不是用汽车或者混合动力车还是用电动汽车的问题,而是没有足够的资源—汽车使用的城市道路!这才是最核心的危机问题。 北京(首都)可谓资源和投资全国第一,但短短的几年就迎来了汽车拥堵的恶梦,无奈之下只好 实施限购汽车政策 。实际这已经宣布了 中国全民汽车时代美梦的破灭 。冷静想想,我们不得不面对现实; 13 亿人都开汽车,现在的城市道路全部拿来够不够停车?要多少汽油、电池、充电站来支撑这个巨大的汽车群开动?最后我们有这么多道路、停车场等资源来支撑这个海量汽车群的使用吗? 遗憾的是现在国内似乎还缺乏科学态度对中国未来的思考,以至面对 中国城市化 进程中出现的问题,总显得无所适从。 近几年国内又掀起一个发展电动汽车的高潮,但其制造成本高昂和充电时间过长,是阻碍电动汽车发展的两大瓶颈!是无期限的等待不可预知的动力电池技术的革命性突破?并有效解决快速充电问题?还是另辟蹊径,寻求全新的解决方案? 国际汽车巨头已经做出了选择:混合动力 - 电动车,几乎所有的著名制造商都争先恐后的推出自己品牌的混合动力电动汽车。 未来中国大众的个人交通工具主流是什么?汽车(包括节能汽车)已经不现实了;那么会是什么? 在中国这个特殊的国度, “人口众多,资源贫乏”是基本国情。即使在可预期的未来;这个事实同样不可改变! 所以一个产业的发展和生存都必须从这个基点: “人口众多,资源贫乏”为起点到归宿。 客观的判断是在可预期的未来,城市生活不可能全民使用汽车(包括节能汽车)代步,公共交通必然仍是主流交通工具。 中国的自行车在 50 年后终于退出历史舞台,被所谓电动车取而代之,实际上这个新生事物的出现也是颇为艰难的,君不见前几年多少城市管理部门,“全面禁止电动车使用”而鼓励使用汽车。令人不明白的是为何就是不准老百姓使用关系民生的“电动车”,而却拼命投资搞“电动汽车”?都是“电动车”为何老百姓用的“电动车”就是非法的,而合法花费国家巨额资金搞的“电动汽车”呢,现在哪里? 电动车(两轮)的是中国建国以来真正没有国家一分投资;却不断受到各地政府打压却日益做大的一个 市场化 新兴产业。看看现在的城市里,成千上万的电动车流与当年的自行车流何等相似。现在承认电动车是一个符合民生的产品了,并且列入了国家家电下乡计划。这已经证明了一个事实,正像有位科学院士所说:中国的出路就是电动车! 电动车(两轮)已是 城市大众 的主流个人交通工具,在可预期的未来仍然是不可代替的个人交通工具。(就像前 50 年使用的自行车) 未来的城市交通必然是多元化的交通体系,主流是公共交通;私人汽车(包括节能汽车)有限发展,而具有不可限量的个人交通工具就是所谓电动车(两轮),在 15 -50 公里 的活动半径内,电动车(两轮)将成为大众生活必备的个人交通工具。 同时 一次 300 公里 连续行程 ,还适应了广大农村使用的要求。 现在的电动车受到技术的束缚,行程有限和充电时间过长的问题均无法解决。在日益扩展的城市化生活中已显力不从心。 自主世界首创的混合动力电动车(两轮为主)的经过 12 年的探索、研发和不断优化,现在已经完成了产业化准备,是真正的中国制造。其技术节能指标已经达到国际先进水平(见附件:测试报告)。这个产品和技术出现为中国迅速膨胀的城市化送上了一个现成的蛋糕。产品节能;已经达到 100 公里 油耗低于 1 升 (测试为 0.75 升 )具有零排放 和 长距离行驶 兼而有之的先进功能。目前世界上还没有任何一款交通工具达到这个能耗指标。其技术原理与国家鼓励发展的混合动力电动汽车完全一样。特别是智能化刹车优先和自动怠速节油等先进技术应用,让使用者倍感安全和方便。另外,在道路占用和停车位置占用这两方面,也有着汽车无可比拟的优越性。其一辆汽车的停车位的相关面积就可以停 6-8 辆电动车,还可停放在一些边角场地。这对于城市日益紧张的道路饱和停车拥挤难题,将会起到根本性的缓解作用,这正是中国社会城市化发展所需要的。 在所有省份都在要搞混动力汽车、电动汽车的背景下,为何就没有一个城市决策团队,看看现状,看看老百姓在用什么车?想想继续发展汽车会有什么后果? 做混合动力电动车(两轮)取代现在全国保有量已经近 2 亿的电动车(两轮)则可能有机会、有条件做大做强。这是关乎全国大多数人的工作生活的个人必备交通工具。 尽管云南制造混合动力电动车(两轮)不占天时地利,目前且配套不全。但我们占有先机:拥有独立自主的知识产权、并且完成了产品的研发,与国内著名专业制造商共同完成了产业化准备。发展这一产业,将对云南的经济发展找到一个很有前途的增长点,新增创造上数十亿的年产值。这将促进改变云南先进制造业总体落后的面貌,提升云南制造业的配套水平,拉动相关产业链成长。特别是云南就近出口东南亚,开辟国际市场也是该项目的优势所在。 本项目创新、节能、环保,符合国家十二五规划要求和产业政策。 如果得到投资和政策的支持,在现有的基础上迅速做大完全可能、可行,并成为这个行业的领军。 混合动力—增程电动车,有其巨大的社会现实需求市场,技术上完全依托国内制造业即可配套。不像所谓国产汽车实际受限于国外技术和依赖外来品牌。 在中国这是一个百年难遇的机会,这个产品必然成为一个巨大的产业,但这需要有远见的判断、需要精心的谋划、还需要创新的市场模式,一个立志创业有共同价值观的创业团队。当然国家的产业政策支持也是必不可少的。 2011 年 3 月 11 日
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[转载]插电式混合动力汽车的挑战:充电基础设施投资和电网管理
林凡 2011-2-18 17:35
Accenture study finds PEV rollouts challenged by cost of charging infrastructure and grid management 作者: Mike Millikin The large scale rollout of plug-in electric vehicles (PEVs) will be hindered unless investors stimulate demand, lower the cost of public charging infrastructure and manage the impact on the grid, according to a report published by Accenture. The report, “Changing the game: Plug-in electric vehicle pilots”, analyzed a range of electric vehicle trials around the world, focusing on pure electric vehicles (EVs) that depend entirely on charging from the electric grid. The report identified three key challenges: Cost : The business case for investing in public charging infrastructure is weak due to high costs and initial consumer preferences for home charging. Pilots reveal a risk that consumers may not use public charging spots at rates required to recover costs, which range from approximately $5,000 per charging station to $50,000 for units capable of fast charging a car in approximately 30 minutes. Control : Infrequent charging by consumers will limit the ability to control the impact of charging on power flows. Pilots show that PEVs meet the driving requirements of typical city users who may therefore not plug in their cars daily. This increases the unpredictability of charging and reduces control. Plugging in vehicles whenever parked will help grid management, easing the strain on the grid. Scale : While most electrification technologies work in isolation, there are too few electric vehicles in pilot areas to robustly test the technologies and their integration with each other. Grid impact will thus need to continue to be closely monitored as the market develops. Plug-in EVs have extensive implications for business models because they require changes in consumer behavior and can increase strain on the grid. It will be critical to improve understanding of consumer preferences and to change consumer behavior through creative incentives if utilities and service providers are to manage the impact on the grid. — Melissa Stark of Accenture “Changing the game” reviews a range of business models that have varying impacts on adoption and implications for service providers: Charging Business Models : Today’s public charging infrastructure model is needed to drive initial large scale roll outs but carries high risks due to upfront costs, unpredictable charging patterns and possibly limited demand. More profitable commercial models are needed for a sustainable PEV market. These include: private charging infrastructure which will include mechanisms, such as premium charging to manage demand and battery swapping services that reduce the strain on the grid; and the end-to-end model, where a single service provider will offer long term service contracts that remove the cost of the battery from the purchase price of the vehicle and include battery swapping as an option. Automotive Business Models : Direct vehicle sales to consumers are being tried by some manufacturers, but the high cost of the batteries makes this option unaffordable for most consumers unless large government subsidies are offered. Leasing of cars is more attractive, spreading the high purchase price over a long period of time. Automotive manufacturers will have to invest in capabilities to manage a new service-based relationship with consumers if they are to adopt this model. Battery Leasing Models : Some service providers own and maintain the battery, leasing it through a subscription service whereby consumers pay for ‘miles’ driven instead of electricity. The consumer is the most important factor in determining which business models will succeed. The capabilities needed to deliver these models will be the same across the world, but the players that choose to develop them will vary. This means that standardization of technologies is urgently needed to support the varied involvement of service providers. And greater efforts will be required to improve understanding of consumer preferences. —Melissa Stark “Changing the game: Plug-in electric vehicle pilots” features the following case studies of EV pilots: Showa Shell’s fast charging pilot in Tokyo; Alliander’s E-Laad pilot in The Netherlands; One North East’s Plugged in Places pilot in Newcastle Upon Tyne, UK; and Better Place’s Tokyo taxi battery switching demonstration. The study also examines the competitive battle between the Chevrolet Volt (plug-in hybrid electric vehicle) and the Nissan Leaf (plug-in hybrid electric vehicle).
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[转载]插电式混合动力汽车用电池终态研究
林凡 2011-2-14 15:27
Journal of Power Sources Article in Press, Accepted Manuscript - Note to users doi:10.1016/j.jpowsour.2011.02.025 | How to Cite or Link Using DOI Copyright 2011 Published by Elsevier B.V. Permissions Reprints Investigation of Battery End-of-Life Conditions for Plug-in Hybrid Electric Vehicles Eric Wood a , Marcus Alexander b and Thomas H. Bradley a , , a Colorado State University, Department of Mechanical Engineering, Fort Collins, Colorado, 80523-1374 b Electric Power Research Institute, 3420 Hillview Avenue, Palo Alto, California 94304 Received 6 January 2011; revised 1 February 2011; accepted 3 February 2011. Available online 12 February 2011. Abstract Plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs)capable of drawing tractive energy from the electric grid represent an energy efficient alternative to conventional vehicles.After several thousand charge depleting cycles, PHEV traction batteriescan be subject to energy and power degradationwhich has the potential to affect vehicle performance and efficiency. This study seeks to understand the effect of battery degradation and the need for battery replacement in PHEVs through the experimental measurement of lithium ion battery lifetime under PHEV-type driving and charging conditions. The dynamic characteristics of the battery performance over its lifetime are then input into a vehicle performance and fuel consumption simulation to understand these effects as a function of battery degradation state, and as a function of vehicle control strategy. The results of this study show that active management of PHEV battery degradation by the vehicle control system can improve PHEV performance and fuel consumption relative to a more passive baseline. Simulation of the performance of the PHEV throughout its battery lifetime shows that battery replacement will be neither economically incentivized nor necessary to maintain performance in PHEVs. These results have important implications for techno-economic evaluations of PHEVs which have treated battery replacement and its costs with inconsistency.
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[转载]奥迪Q5混合动力quattro四驱系统锂离子电池电堆细节
林凡 2011-2-8 19:49
Details of the Audi Q5 Hybrid Quattro Li-ion battery pack 作者: Mike Millikin by Jack Rosebro Components of the Q5 hybrid system. Click to enlarge. In a presentation at the 2011 Advanced Automotive Battery Conference (AABC) in Pasadena, California last week, Daniel Andree, a battery development engineer at Audi AG, outlined the implementation of a Sanyo lithium-ion battery pack in the upcoming 2012 Audi Q5 compact crossover hybrid. ( Earlier post .) The Q5 has an all-electric range of about 3 km (a little less than two miles) with a maximum all-electric speed of 100km/h (62 mph). The vehicle’s electric drive is mated to a 2.0L, turbocharged, direct injected four-cylinder gasoline engine. Combined weight of all hybrid components is less than 130 kg (286 pounds). SoC window for the Q5 Hybrid battery pack. Click to enlarge. Battery pack performance . The 266V, 1.3 kWh battery pack weighs about 35 kg, yielding a power density ratio of 1143 W/kg and an energy density ratio of 37 Wh/kg. The cells themselves account for slightly more than half of the pack’s total weight (ratio of cell weight/system weight of 0.52). The battery pack, which supplies 40 kW of a 180 kW total powertrain output, utilizes a broad maximum state-of-charge (SOC) window ranging between 20% to 80% pack charge, with full pack performance available between 30% and 70% SOC. (This is a much wider SoC window than some other automakers, such as GM, are currently utilizing for hybrid applications. GM, for example, is looking at a pack SOC window for a full hybrid of less than 20 percentage points. Earlier post .) Engine cranking is possible at temperatures as low as -30C (-22F) as long as battery pack SOC is 30% or greater. Cooling the battery pack . The Q5’s battery pack is air-cooled, with cooling air volume and temperature controlled as needed. The pack is split into two symmetrical parts, each with its own inlet and outlet interfaces. Particular attention was given to preventing turbulence within the air passages, which could lead to uneven pressures and cooling. Audi also found that a battery pack air conditioning system could significantly shorten the time to reach a specific cooling target. For example, an active battery pack could be cooled from 50 C (122 F) down to 40 C (104 F) by an air conditioning system in approximately sixteen seconds, as compared to approximately six seconds via forced-air cooling alone. The battery management System (BMS) can switch between passive and active modes. If the battery pack temperature rises above 34.5 C (94.1 F), fan cooling is activated. If pack temperature rises above 37 C (98.6 F), the vehicle’s air conditioning system is activated, cooling interior air via the front evaporator. At 42 C (107.6 F), a dedicated rear evaporator provides additional cooling capacity. “The electrification of a conventional vehicle concept has a very big impact on nearly all parts of the vehicle. For example, to merge the conventional Q5 with the q5 hybrid, you will find differences in nearly all parts of the vehicle.” —Daniel Andree Performance monitoring . The Q5’s battery management system stores historical stress data-cell resistance and capacity, pack temperature and current distribution, and violations of parameter limits—which can be displayed as histograms for evaluation. Audi’s testing indicates that in a worst-case scenario, battery pack capacity will be reduced to about 60%, with cell resistance increasing by 30%, by the end of the battery pack’s usable life. Audi expects to see no impact on battery performance during the battery pack’s first ten years of service, and intends to offer at least seven years of battery warranty, depending on vehicle miles driven. Safety protection. The Q5’s battery pack protection is divided into three levels: Protection Level 1: The vehicle’s battery management system detects cell imbalance (reduced cell capacity, increased cell resistance) and uses an algorithm to modify battery management strategy without affecting perceived vehicle performance. Protection Level 2: The vehicle’s control system can isolate the battery pack from the rest of the hybrid system, shutting off current flow, if the pack exceeds given voltage, current, and/or temperature thresholds, or if a collision is detected. Battery function may be restored following a crash, depending on the intensity of the crash. Protection Level 3: Mechanical and functional countermeasures are in place to prevent a chain reaction of thermal runaway in the event of a severe defect within one cell. Pack tests have been conducted in which one cell was purposely subjected to thermal runaway, to see if the effect would propagate across the pack. In all tests, the thermal event was confined to the original cell. Q5 battery pack testing was conducted in accordance with UN lithium battery testing requirements, as well as those developed by Sandia Laboratories Test 2005-3123, which is used by Sandia itself in support of USABC FreedomCar testing contracts. Audi also added a "foreign particle" test to the abuse testing protocol for the pack. A nickel particle was built into to a cell to create a fault in which a cell’s separator would rupture under stress. No fire or explosion occurred during testing, according to Andree. The 2012 Audi Q5 Hybrid Quattro is scheduled to be released in Europe this spring, and in North America later this year.
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[转载]墨西哥城实行混合动力汽车技术评估报告
林凡 2011-1-30 14:04
Journal of Power Sources Article in Press, Accepted Manuscript - Note to users doi:10.1016/j.jpowsour.2011.01.076 | How to Cite or Link Using DOI Copyright 2011 Published by Elsevier B.V. Permissions Reprints An evaluation of the hybrid car technology for the Mexico Mega City Aron D. Jazcilevich a , , , Agustin Garcia Reynoso a , Michel Grutter a , Javier Delgado b , Ulises Diego Ayala e , Manuel Suarez Lastra b , Miriam Zuk d , Rogelio Gonzalez Oropeza c , Jim Lents f and Nicole Davis f a Universidad Nacional Autónoma de México, Centro de Ciencias de la Atmósfera b Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto de Geografía c Universidad Nacional Autónoma de México, Facultad de Ingeniería d University of California at Berkeley e Electronic Variable Technologies SL, Barcelona, Spain f International Sustainable System Research Received 6 December 2010; revised 19 January 2011; accepted 20 January 2011. Available online 28 January 2011. Abstract The introduction of Hybrid Electric Vehicle (HEV) technology in the private car fleet of Mexico City is evaluated in terms of private costs, energy, public health and CO2 emission benefits. In addition to constructing plausible scenarios for urban expansion, emission, car fleet, and fuel consumption for year 2026 and comparing them with a 2004 base case, a time series is built to obtain accumulated economic benefits. Experimental techniques were used to build a vehicle library for a car simulator that included a Prius 2002, chosen as the HEV technology representative for this work. The simulator is used to estimate the emissions and fuel consumption of the car fleet scenarios. In the context of an urban scenario for year 2026, a complex air quality model obtains the concentrations of criterion pollutants corresponding to these scenarios. Using a technology penetration model, the hybridized fleet starts unfolding in year 2009 reaching to 20% in 2026. In this year, the hybridized fleet resulted in reductions of about 10% of CO2 emissions, and yielded reductions in daytime mean concentrations of up to 7% in ozone and 3.4% in PM2.5 compared to the 2004 base case. These reductions are concentrated in the densely populated areas of Mexico City. By building a time series of costs and benefits it is shown that, depending on fuel prices and using a 5% return rate, positive accumulated benefits (CO2 benefits+energy benefits+ public health benefits - private costs) will start generating in year 2015 reaching between 2.8 and 4.5 billion US Dlls. in 2026. Another modernized private fleet consisting exclusively of Tier I and II cars did not yield appreciable results, signaling that a change in private car technology towards HEV's is needed to obtain significant accumulated benefits. Keywords: HEV technology; Accumulated Benefits; Air Pollution; Vehicular Emissions
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Tesla——电动车的曙光?
等离子体科学 2010-7-11 22:00
正当国人开始 Fan 混合动力车( Hybrid Car )的时候,大洋彼岸的电动车( Electric Car )已经上市销售。 Tesla Motors 的 Roadster 正在北美大陆上奔驰,新款的 Model S 据说也很快会 touch the road 。 上世纪 90 年代,曾经出现过电动车热。当时主要使用镍电池。比较成功的车型,时速可以达到 60 英里(大约 100 公里),每次充电后可以走 100 英里左右(不到 2 小时)。主要的挑战是: 1 )时速比较慢——美国人喜欢的理想时速,最快速度至少应该达到每小时 100 英里(美国西部的很多州没有 Speed Limit ,有的州只设了夜间的限速: Night 95 ——当然是 mph 不是 kmph ,可以想见人们对车速的期待值); 2 )充电问题——车用电池充电时间至少要 6 小时,远比加一缸油的几分钟来得长! 对后一个问题,人们很快想出了解决办法:把加油站变成“加电站”——和存储很多汽油一样,存储大量汽车电池。你的电池用完就近找一个加油站换一个新的就是了。因为高速路上加油站的分布是大约 25-45 英里一个,可以行驶 100 英里的蓄电量足矣。 但是对前一个问题,当时人们觉得还没有技术去大幅度提高速度,加上底特律汽车商们的利益考虑,电动车这一零排放新技术就搁置起来。 但日本人却打了一个时间差——在电动汽车可以被市场接受之前,采用汽油—电池混合动力的办法,在车下坡和“怠速”的时候,给电池充电;在其它状态下以常规的汽油动力为主。丰田的 Hybrid Car 一上市,就受到全世界爱车一族的追捧,市场份额急剧增长。 而此时热衷于新技术的车迷们开始自己动手,利用锂电池技术的发展,在加州而不是底特律尝试生产电动车。他们用电力应用的先驱者(交流电机的发明者) Nikola Tesla 的名字命名自己的工厂。现在第一款 Roadster 已经出售,售价超过 10 万美元依然供不应求,据说 back order 要三年!下一款的 Model S 也即将在 2012 年面世。 笔者现在担心的倒是:有多少加油站可以给这些车换电池? 不过,从中国一些城市推广汽车充气技术来看,只要有车,就会有这样的加油站。 只是开电动车到偏远地区兜风的时候,还是要多带几组备用电池的。
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混合动力应是长期技术路线(中国能源报)
热度 1 luoxianan 2009-11-21 14:59
市场前景广阔 并非过渡产品 混合动力应是长期技术路线 本报记者 钟银燕 《 中国能源报 》( 2009年11月16日 第21 版)   混合动力车的节能减排效果明显。 0){ document.getElementById("picres").style.display="block"; document.write(" "); }*/   编者按   同样作为政府关注与推广的新能源汽车种类,相比较国内车企对纯电动车的热衷,混合动力车型仍处于被认为是过渡车型的尴尬之中。   尽管国内也有部分车企将目光投向混合动力汽车的研发,但目前,真正的混合动力汽车技术仍被国外车企主要控制,国内车企混合动力车型问世不多。混合动力汽车真的仅是过渡车型?中国内燃机学会油品与清洁燃料分会秘书长帅金石教授给出了不同的答案混合动力汽车并非过渡车型。其内燃机与电机的完美结合,将确保混合动力应是汽车发展中一个长期的技术路线。                         混合动力并非是过渡品   由于混合动力并没有抛弃传统的内燃机工作方式,内燃机依然是主要消耗石油的动力装置,在石油危机日益严重的今天,不少人抱有混合动力车仅仅是一个过渡产品,纯电动车将成为市场的最终选择的想法。   市场是有这样的看法,但我并不赞同。中国内燃机学会油品与清洁燃料分会秘书长帅金石教授说,未来很长一段时间里,混合动力应是主流技术路线,不仅不会轻易被淘汰,更有可能是未来发展的主力车型。原因很简单,混合动力汽车节能(30%左右)和减排(40%左右)效果明显,不仅解决了传统汽车过度依赖石油的问题,实现了汽车能源来源多样化,并且延续使用发展100多年成熟的内燃机燃烧技术,这些都是混合动力汽车具有的独特优势。成熟的内燃机工作方式与电机的完美互补,完全可以令混合动力汽车拥有更广阔的发展空间。   现在,石油枯竭论与危机论普遍被世人接受。对此,帅教授认为,尽管理论上石油可能有一天会消耗殆尽,但也不影响内燃机作为混合动力汽车主要动力形式之一的发展。一方面,不可否认,石油仍将会在相当长的时间担当车用能源的主要角色;另一方面,混合动力的内燃机经过改进,其燃料可以实现多样化,并不局限于石油,还可以燃烧天然气、甲醇、乙醇、二甲醚、生物柴油和氢气等多种燃料,其中乙醇和生物柴油还属于可再生能源。帅教授说:内燃机装置经过100多年不断摸索创新,可以说技术已经非常成熟,并且还有巨大的节能和减排潜力。目前,人们仍未找到一个具有更高热效率的燃烧动力装置来替代内燃机装置。正是内燃机的技术优势,从而也确保了混合动力车在兼备纯电动车优点的同时,具有高性能、高续航力的传统汽车优势。   混合动力与环保不冲突   节能、环保和碳减排是新能源汽车发展的根本动力。传统汽车内燃机燃烧会排出废气如碳氧化物、氮氧化物和碳氢化合物污染大气,对生态环境有影响,这也是大家不看好传统汽车内燃机的因素之一。对此,帅教授表示:如何降低污染物的排放的确是内燃机动力装置要面临的问题。但是,随着技术的提高与成熟,混合动力内燃机产生的尾气可以通过后处理装置进行净化,目前排放有害物的转化效率可以达到98%以上,不仅使排放的有害污染物减少,甚至还可以起到净化空气的作用。日本汽车厂商曾在东京做过一个试验,汽油车采用超低排放控制技术,从排气尾管排出的气体比吸入的空气干净。   同时,由于混合动力采用了电机,使得混合动力汽车也具备了电动车低排放的优势。目前,混合动力电机的充电可以采取两种方式,一种是燃油燃烧通过内燃机进行充电,一种是可以直接利用外部电网进行充电。内燃机蓄电池充电方式,没有解决能源多样化来源的问题,还是主要依靠汽油或柴油等燃料来转化为电能。而目前正在研发的PLUG-IN混合动力方式,即可以用汽油等燃料来发电,也可以使用电网对蓄电池充电,由于电网的电来源广泛,如风电、水电、核电和太阳能发电,解决了车用能源来源多样化问题,这都表明混合动力PLUG-IN方式具有有很好的应用前景。   众所周知,纯电动车的优势是零排放,但是纯电动车续航力的问题亟待突破。目前,纯电动车还只适合在局部一些可以预见的行程中使用,比如公交线路、旅游景点等固定场所。而混合动力汽车采用的内燃机与电机的有机结合,完全可以达到能源高效、清洁利用效果,不仅保证了节能减排最大程度的发挥,也保证了汽车本身优越的动力性能。   发展关键在于降低成本   尽管混合动力汽车发展前景广阔,但是,居高不下的价格仍是人们接受新能源汽车的拦路虎。如何使新能源汽车的成本下降。帅教授提出了三点意见。他说:首先,应该看到,国内混合动力的技术这几年发展还是比较快的,但是核心技术与国际还存在较大差距,尤其动力电池技术还有待突破。未来随着规模化生产和技术进步,电池、电机等新增零部件成本得以降低,也可以使混合动力车价整体降下来。其次,政府应该看到混合动力车的节能减排效果很可观,应对研发这些核心技术企业加大资金投入,对生产新能源汽车的车企减免税,激励企业加快量产进程。在终端销售市场,国家应出台补贴或减免购置税等政策,鼓励人们接受使用新能源汽车。其中,高效节能是最重要的卖点,尤其是在高油价背景下,节能带来的益处可以激活混合动力车市场。   在谈到混合动力汽车仍会排放温室气体的时候,帅教授也表示:这个问题不能回避,但应该科学地、全面地对其评价。他说,从局部来看,纯电动汽车是零排放,是非常干净的。但是从全局来看,从一次能源来看,我国的发电近80%还是火电方式。火电必然也会产生温室气体,所以说目前在中国使用纯电动车也未从根本解决低碳的问题。这正是中国汽车界应该共同努力的方向。
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混合动力电动车研发成功即将面市
热度 1 luoxianan 2009-7-14 01:52
个人分类: 中国大众个人交通工具|3223 次阅读|2 个评论
节能个人交通工具混合动力电动车
luoxianan 2009-7-14 01:46
个人分类: 混合动力自行车|4334 次阅读|1 个评论

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