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進入“四九”,全國多地遭遇氣溫驟降,開啟了“速凍”模式。
這個冬天,更受煎熬的或許是廣大純電動汽車車主。即便不開暖風,續航里程也會“斷崖”式下跌。這也使得連日來,純電動汽車成為眾多車主口誅筆伐的對象。
那么,在電池技術沒有取得突破式發展的當下,究竟有沒有一種技術可以解決這些問題呢?
中國工程院院士、軍事科學院首席特聘專家、防化研究院原研究員楊裕生告訴記者:“增程電動技術不僅可以解決冬季新能源汽車的續航問題,還有助于解決純電動汽車安全、充電、電池等存在的問題?!?/span>
原理不復雜,效率卻很高
很多人都知道,低溫是電池的“天敵”。溫度越低,電池內部的電解液會變得更加黏稠,電池活性降低,可用容量也相應衰減。
增程式電動車,顧名思義就是在純電動車的基礎上加上一臺增程器,即由電池和發電機兩種電源并聯的純電驅動車。增程器由一套小功率的發動機、高性能發電機、控制器和變流裝置共同組成,其發動機可以是傳統的燃油內燃機,也可以是用天然氣、醇燃料的內燃機或燃氣輪機,還可以是用氫氣的燃料電池。
楊裕生介紹:“增程式電動技術的工作原理并不復雜,以裝有燃油內燃機的增程器的車輛為例,其有3種工作模式:一是內燃機工作帶動發電機發電,發電機給汽車電池充電,電池給汽車電動機供電,電動機再驅動車輪;二是內燃機帶動發電機發電后電能直接送到汽車電動機,電動機驅動車輪;三是汽車電池與增程器發電機同時給汽車電動機供電?!?/span>
“由于電池和發電機并聯,功率是兩電源功率之和,于是汽車發動機排量可以比相同體量燃油車減小一半,油耗相應節省。更重要的是,通過電池與發電機的并聯驅動,汽車發動機始終工作在熱效率最高的轉速,其‘單點’熱效率遠高于燃油車的平均熱效率??梢哉f,它解決了燃油發動機最關鍵的熱效率問題,稱得上是潛力無窮。這使得增程式電動車在冬天也能高效率地運轉?!睏钤If。
“增程式電動車可比相同體量的燃油車節油50%以上?!睏钤I忉尩溃巴瑫r,增程電動技術沒有動力的混合,不依賴外部充電,通過電控優化電池和發動機兩電源的并聯互補,減少了冗余設計,簡化了傳動機構,能夠有效提高能量利用效率,做到了真正節能減排。”
不僅能民用,也能上戰場
盡管增程式電動車的發展僅有十余年,但近年來呈井噴勢頭,且增程電動技術應用領域不斷拓展。
資料顯示,加拿大已經廣泛使用增程式卡車,百公里油耗17升,實現減排70%。此技術應用于拖船,可降低運營成本25%,實現減排70%;應用于海洋供給船,可降低碳排放20%。
除了民用領域,在軍用領域增程電動技術也是大有可為。
楊裕生指出:“在未來戰爭中,無論是長距離奔襲還是高能量作戰,能源都是最基本的需求??梢哉f,戰場能源的高效利用是現代化軍事能源變革的重要方向,而發展高效增程電動技術就是優化戰場能源利用的重要途徑,將為提升裝備綜合性能發揮重要作用。”
記者了解到,軍事車輛、船艦等裝備有著特殊的能源需求,即不斷增長的動力需要;高效率、低油耗、長續駛里程;高隱蔽性、低紅外特征;強適應性、強生存能力。
“增程電動技術的特質使得其在被引入軍用車輛后,可以很好地滿足這些軍事裝備的特殊需求。”楊裕生表示,多元動力、分布式驅動確保了車輛動力分布均勻且充沛;驅動電機低速大扭矩的特性使得車輛加速更快;當使用電池供能時,車輛零排放、無黑煙,噪音和紅外特征低,可以實現靜默行駛;增程器可以發電供能,“在線充電”確保車輛長距離行駛。
因此,增程電動技術已經成為眾多軍事強國軍用車輛重點發展方向。資料顯示,基于增程電動技術,美軍開發了Shadow RST-V高機動多用途輪式車輛,可在純電動模式下靜音、無熱痕跡行駛60公里,具有很強的隱蔽性,被認為將可能取代現有的軍用高機動多用途輪式車輛。
“由于與軍隊裝備需求的高契合度,增程電動技術在軍用動力系統、全電化裝備發展等軍事領域具有廣闊的應用前景?!睏钤If。