无需电池

 作者:运动控制高级编辑JOSEPH OGANDO  发表时间:2008-06-16
  如果有一种混合动力车辆技术可以把小型客车、SUV和轻型卡车的单位油耗行驶里程至少提高一倍的话,情况会怎样呢?如果这种技术可以把尾气排放减少50%或者更多,情况会怎样呢?如果这种技术能够通过在城市道路提供比在高速路上更好的燃油效率来挑战我们惯有的单位油耗行驶里程期望的话,情况又会怎样呢?
  从工程或制造的角度来说,如果这种混合动力技术不依靠尚没有进入黄金应用时段,且昂贵、笨重、庞大的电池技术,而是使用一种经过长时间检验的能量存储方法的话,情况会怎样呢?


Hybra Drive Systems公司与Gates Corp.公司联
合制造的拥有完全液压动力传动系的悍马H1。

  现在,恰恰就存在这样一项混合动力车辆技术,并且该技术是完全基于液压动力元件而非电动元件。
  从概念上来说,液压混合动力系统在很多方面与电动混合动力系统相似。他们之间的不同点是,液压混合动力的能量不是储存在电池中而是储存在高压的液压蓄能器中;通常来说,这些液压蓄能器的储压可以超过3,000 psi(磅/平方英寸)。据Hybra Drive Systems公司(http://designnews.com.cn/080
6-410.aspx
)的创始人兼首席技术官Jim O誃rien说,最佳性能蓄能器的功率密度差不多能达到500 kW/kg(千瓦/公斤)。Hybra Drive是一家致力于液压动力传动系统开发的创业公司。
  不同液压混合动力系统的设计理念是不同的,但一般都会是:汽车的柴油或汽油发动机驱动一个液压泵电动机,由电动机向高压蓄能器注入能量;由蓄能器来驱动一个或多个附加的连接到车轮上的泵电动机。一般会是再由第二个压力较低的蓄能器来完成整个的液压循环。根据设计的不同,可能会是由一个泵电动机通过差动装置来驱动一对车轮,对于具有独立扭矩控制的全轮驱动系统来说,也可能是每一车轮都需要一个泵电动机来驱动。车辆制动时,车轮上的泵电动机就会反过来为蓄能器充注能量并且捕获那些在其他情况下会变成热量而丢失的能量。
  这种目前尚处于开发中的液压混合动力系统可以与现代化的发动机联通并且确实也使用了一些电子控制。但是,最纯粹的液压混合动力系统实际上不需要任何电子元件。比如,Hybra Drive公司就把一个液压传动系统原型硬塞进了一辆1968年产的大众甲壳虫小汽车里。“这辆汽车中唯一的电动元件就是火花塞,” O誃rien说。
  液压混合动力车辆对大家来说并不算新闻。运输车队的经营者们最近对这种车辆产生了浓厚兴趣。联邦快递(FedEx)、UPS和废料处理(Waste Management)等公司一直在评估由Parker Hannifin和Eaton Corp.等流体动力公司开发的液压混合动力系统。美国环境保护署也参与了这些车辆的设计与测试,他们甚至还在国际流体动力博览会(IFPE)上展出了一辆液压驱动的UPS卡车。最近在拉斯维加斯举行的这届博览会上也专门为液压混合动力举行了两次会议。
  而关于这种车辆能够算作新闻的是,学术研究人员、创业公司和流体动力供应商们越来越趋于一致的观点和做法,他们即将协力开始评估液压混合动力技术用于小客车与SUV这些小型车辆的适合性。他们中没有谁说过液压混合动力技术会在不久的将来击垮普锐斯或者其他与之同类的电动混合动力系统。“现在电动混合动力系统具有庞大的动力,” 博世力士乐公司(Bosch Rexroth)移动液压系统工程策略与项目管理总监Simon Baseley说。虽然液压技术在很多应用中已经成熟起来,但要进行大批量的汽车生产仍然需要进一步的开发。“目前所需要的主要进展就是高效率且排量低的泵电动机,”伍斯特理工学院(Worcester Polytechnic)从事液压混合动力车辆研究的机械工程学教授James Van de Ven说。蓄能器也需要变得更轻、更小且生产成本更低。但最近在这两方面都有了一些进展(参见网页http://designnews.com.cn/0806-411.aspx的侧栏文章)。
  尽管如此,液压混合动力系统小客车规模的应用可能现在已经存在了。Baseley说,博世力士乐公司正在参与一个在纽约市使用液压混合动力出租车和豪华轿车的可行性评估项目。该项目是由纽约州能源研究与开发局(NYSERDA)和美国能源部共同发起的,并由Sure Power有限责任公司赞助来建造一辆液压混合动力豪华车;这种车在纽约被称之为“黑色汽车”,通常指Lincoln Town Car(林肯城市车)之类的豪华车。纽约州能源研究与开发局的发言人Sal Graven说,这辆车已接近完工并即将于2009年在城市道路上进行评估试行。


  其它的液压混合动力设计仍然处于










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