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          12項提升未來汽車效率的核心技術

          過去130年中的大部分時候,汽車動力由碳氫化合物助燃的、往復活塞式的內燃機壟斷式地主導著。20世紀的轉折之后,水蒸氣與電力并未在較長時間內與之形成真正的競爭。事實上,內燃機的主導地位如此之強勢,以至于如果你計算所有其他替代品的累計銷量,它們只能達到內燃機一年全球銷量的一小部分。

          一直以來,內燃機憑借高能量密度、實用性以及低成本,確保自己的主導地位。也正是出于這些原因,內燃機不會太過迅速地消失。然而,我們生活的世界的現實條件將在接下來的數十年中發生更多變化,這些變化將會超越我們從馬車時代過度至汽車時代所見證過的那些。

          1、48伏電子系統:電子輔助驅動

          全球制造與燃料補給基礎設施投資的現實,意味著內燃機在接下來的數十年中仍可能是主導的發動機。能夠幫助內燃機變得更有效率的核心技術之一,便是48伏電子系統。

          如今,大部分的發動機通過傳送帶機械地或者直接地驅動交流發電機(alternators)、冷卻液泵(coolant pumps)、油泵以及空調壓縮機,一般情況下他們都在持續運作。普通的汽車12伏電子系統,最多能夠產生2到3kW的電力,今天廣泛使用的電子發動機、底盤、車身控制以及一些物質享受與信娛功能會把這些電力消耗干凈。隨著越來越多電子功能的增加,例如半自動或者完全自動駕駛系統,就需要越來越多的電力。最高能產生10kW電力的48伏發電機,可以容納上述新功能,也可讓今天的機械輔助駕駛變為電動。如此能夠減輕寄生于發動機上的負擔,并且將燃油經濟性潛在地提升10%。售價231825美元的瘋狂而又復雜的賓利Bentayga以及電子增壓版的奧迪SQ7 TDI,都配備有48伏電子子系統。但在接下來的數年中,該系統可能會普及到主流車型上。

           2、48伏電子系統:“輕度混動”

          早期在所謂“輕度混合動力系統”上的嘗試,最著名的要屬通用汽車,不過卻遭到了購車者的冷遇。通過連接低電壓電池和比豐田安置在普銳斯當中的還要弱的電機,這些系統在同樣的成本下產生的效率提升其實很小。

          工程師們現在期望,48伏電子系統的到來能夠產生新的“輕度混動”,以豐田混動30%的成本實現70%的提升。

          早期的“輕度混動”在100至170伏之間運行,他們仍然需要超過60伏的任何系統提供額外的安全措施。在48伏電子系統結構中,新的“輕度混動”能夠使用更細規格的電線和更便宜的連接器,然而卻能產生一些再生制動、電力驅動以及擴大自動啟停的容量。

           3、高級汽缸鈍化(Advanced Cylinder Deactivation)

          很多汽車制造商都知道技術尚未真正成熟就第一個奔赴市場的風險。

          1981車輛年,凱迪拉克引入了全新V8發動機的創造性變體,能夠自動從兩汽缸轉為四汽缸。具備節氣門燃油噴射以及非常粗糙的電子系統,V8-6-4距離成功還很遙遠。如今,汽缸鈍化對于駕駛者來說司空見慣,而且一般情況下察覺不到。在接下的幾年中,附加傳感器和精密的控制算法將會增強發動機的能力,使之以更少的汽缸更長時間地運行(to run more of the time on less than their full complement of cylinders)。

          在這個十年的末尾,通用汽車與德爾福認可了來自初創公司Tula Technology的技術,預計將會擁有配備高級可變汽缸鈍化的V8發動機。這意味著,如果失效的汽缸——只剩下兩個活躍在輕負荷條件下——以及不在點火的某些汽缸,將會依據操作條件而連續變化。根據通用汽車的說法,這樣最多可以減少15%的燃油消耗。

           4、燃料電池插電式混動

          盡管已經過去了20年,氫燃料電池技術可能仍需10年時間才能成熟??紤]掉最近發布的豐田Mirai以及今年晚些時候將要發布的本田Clarity,甚至面向加州居民提供租賃的現代Tucson燃料電池版本,也許氫燃料的電動汽車最終也會降臨。

          目前,燃料電池依然昂貴,并且燃料補給基礎設施仍不完整。這個問題的一種可能的解決方案,由福特初次在10年前利用Airstream概念車做過展示——插電式混合動力方案試圖更好地實現成本與實用性間的平衡。之后,它被應用在了可駕駛的原型車Edge跨界車的動力總成中。但是重點在于:燃料電池在釋放瞬間的能量流時最為有效。他們需要一枚電池或者電容器作為緩沖,處理現實世界駕駛時所需要的不可避免的波動電量。使用燃料電池作為增城器能夠在零排放的前提下潛在地實現更大的整體效率。(理論上來說,它類似于以燃料電池替代雪佛蘭Volt的汽油發動機。)盡管福特只造出了一款Edge展示車,梅賽德斯-奔馳近日宣布將會在2017年生產插電式燃料電池版本的GLC跨界車——GLC F-Cell。


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