节能\环保\安全

时间:2022-10-11 08:31:56

节能\环保\安全

(接上期)

二、新能源车辆技术――畅想绿色未来

在能源危机和环境污染等问题日趋严重的态势下,只有清洁能源的转换才能使汽车业得以继续发展。目前,国际汽车发展方向逐步转向了绿色汽车、新能源汽车,新能源车辆技术成为了汽车行业当之无愧的第一风向标,这是大势所趋。

第11届北京国际车展以“畅想绿色未来”为主题,与大多数国际车展一样,将着力点同样定为节能环保。虽然在2009年的上海国际车展上新能源车辆已经是热点,但本届车展新能源更是热得发烫。本届车展共有95辆新能源车在现场展示,展出数量已相当于全部展车数量的十分之一。国内外各大汽车巨头是八仙过海、各显其能,氢能源、混合动力、电动汽车等绿色新能源汽车的最新研发成果纷纷亮相。如果说国外品牌的技术比较领先,那么自主品牌则力图在新能源车领域抢占制高点。中国自主品牌车企,无论是一汽、东风、上汽等大国企,还是吉利、奇瑞等新生代,此次车展都推出了油电混合动力和纯电动车型,在电池、电机等方面一些技术都达到或超过国际先进水平。不仅在乘用车领域,本届车展上,连商用车制造商也扛起了新能源绿色车辆的大旗,让人在寒冷的春天里看到了浓浓的绿意。

从奔驰S400 hybrid混合动力车(图1)、宝马BMW Concept ActiveE纯电动车(图2),到大众汽车在“大众之夜”上首发的分属上海大众的E-Lavida、一汽大众的Golf Bulemotion Technology,再到日产的量产电动车型日产聆风、沃尔沃的C30纯电动概念车(图3、图4),以及国产品牌吉利的全球鹰纯电动车、北汽的C30 EV电动汽车,电动汽车和混合动力汽车种类非常多样,并有很多车型都强调了充足的续航里程、电池充电的便捷、高时速。以及量产的可能性。例如:沃尔沃C30纯电动概念车能实现行驶距离最高达150km,时速130km/h;上海大众的E-Lavida可达135km续航里程。能够满足在市内行驶的需要;吉利的全球鹰能够满足家庭式充电和充电站充电,并可望成为在市场上销售的车型。

就全球范围来看,目前新能源车辆的产品类型主要有纯电动、混合动力、燃料电池、天然气、液化石油气和醇类燃料等多种车型。此外,还有二甲醚燃料、液压混合动力及超级电容等车型。但经过长期的探索和研究,人们逐渐形成一种共识,即采用氢燃料、太阳能等可再生能源的车辆是未来汽车工业可持续发展的根本路线,燃料电池及电驱动车辆是未来新能源汽车的主要形式,但目前由于制造及使用成本高等因素的制约,还无法形成大规模产业化应用。混合动力驱动方式作为一种过渡形式有望在一段时间内大规模推广和产业化应用,同时,替代燃料、清洁燃料车辆的开发也是目前汽车摆脱对石化燃料依赖的一种重要手段。

本次北京车展上的新能源车型呈现三大阵营:一方面是自主品牌推出的纯电动,其数量高达十多款;另一方面,则是国外厂家推出的全球概念车型。而位于两者之间的合资品牌。其展出的则更多是在今、明两年便能量产投放市场的混合动力车型。与此同时。考虑到充电时间、最高时速及续航里程的限制,目前纯电动车型的主要目标群仍锁定在城镇上下班代步使用。

纯电动车

纯电动车依靠蓄电池和电动机来驱动车辆行驶,这是最容易理解的能源解决方案,其具有很高的技术含量,首先是电池容量与体积的矛盾问题,既要容量高又要体积和质量小,这样可以获得较好的行驶里程;其次则是充电的便利性和充电速度的快慢问题。电动车显然不会有排放污染问题,但目前电池容量以及相关的配套设施问题仍然阻碍着电动车的发展。

一汽一大众奥迪品牌展示了A、Q、R三大系列21款车型,其中亚洲首发的全新奥迪A8 hybrid混合动力(图5)、四驱版e-tron纯电动超级跑车和A1 e-tron纯电动轿车(图6)组成了奥迪品牌的全新“绿色”阵容。奥迪新一代旗舰车型中的全新奥迪A8L也在车展上全球首发。

全新一代奥迪A8于2009年11月在迈阿密首次亮相。作为代表奥迪技术实力的旗舰车型,全新A8 hybrid是一款完全混合动力车型。通过一台2.0L TFSI汽油机和一台33kW电动机的组合,全新A8 hybrid可输出180kW的最大功率和480N・m的最大扭矩,而平均耗油量仅为6.2L/100km,二氧化碳排放量低至144g/km。

曾在日内瓦车展亮相的奥迪A1e-tron是一款专为未来都市打造的纯电动小型车,具备灵巧的外观和高效的动力系统,可以在纯电动模式下连续行驶50km。奥迪e-tron大胆地将全电动技术应用到了跑车上,150kW与2650N・m峰值扭矩,0-100km/h加速5.9s,续驶里程达249km。

除以上车型之外,大众公司推出的E-UP!零排放纯电动概念车也在2010北京车展上亮相。大众E-up!采用了前置前驱的布局,装备了一台最大功率60kW(持续功率40kW)的电动机,可产生210N・m的最大扭矩。虽然车子不大,但E-Up!的动力性能却惊人的好,0-100km/h加速时间为11.3s,同样可以给人们带来驾驶乐趣。在市区行驶,E-Up!仅需3.5s即可从30km/h加速至50km/h。E-Up!之所以具备这样强劲的动力,一方面得益于电动机出色的扭矩特性,另一方面还得益于E-Up!轻盈的车身,全车仅重1085kg。E-Up!所使用的锂电池可以提供18千瓦时(kWh)的电池容量,可足够驱动E-Up!行驶130km,能满足多数车主在市区内的续航里程,并且真正实现了零排放。此外,车主只需刷卡就可以为E-Up!在私家车库、室内停车场或未来在市区设立的充电柱上“加油”,半小时之内就可以充电至电池总容量的80%。如果是通过私家车库的230V民用电为E-Up!充电,则充电时间最多为5h。

日产公司在北京车展上推出了纯电动的Leaf轿车(图7)。该车型目前已经具备了量产投入市场的能力。日产Leaf是一款5座掀背两厢纯电动汽车,采用了骐达底盘作为基础平台,装配了日产设计的层叠式紧凑型锂离子电池驱动,电池组的最大输出功率可以达到90kW,电动机的输出功率则有80kW,扭矩峰值可以达280N・m。其独有的制动系统和创新型锂离子电池的结合,使得该车在完全充电的情况下巡航里程可达160km以上,最高车速为140km/h。Leaf是一个没有排气管的真正零污染车型。而且既可以在家里充电也可以在专门的充电站充电。根据日产公司透露,LeafU需30min即可充至80%的电量。在家充电时,使用200V交流电源,大约需要8h可以使车辆充满。如果配套设施完善,Leaf应该有很好的扩展前景。

本田公司的3R-C Concept是一款仅

供个人使用的电动代步车型,除了纯电力零污染的亮点之外,该车应该是一个解决个人用车方案的较好案例:一是体积小,个人代步方便;二是电力驱动无污染。

由于在启动时间上与国外厂商不相上下,国内汽车企业也励精图治,力图在新能源车辆领域实现“弯道超车”。在本届北京车展上,不论是整车产品,还是新能源技术,国内厂商都与国外企业全面打起了擂台。国内电动车行业的领军者――比亚迪此次推出了F3DM双模电动车、E6电动车;长安汽车的展台也是一片“绿色”,混合动力版杰勋、悦翔,纯电动汽车奔奔mini,还有中国首辆自主品牌燃料电池轿车――氢动力志翔;北汽的C30EV、C71EV纯电动汽车;还有上汽荣威750混合动力轿车等等,一时间北京车展竟成了绿色的舞台。

比亚迪公司展出的E6是一款纯电动四驱轿车。E6的动力电池和启动电池均采用比亚迪自主研发生产的ET-POWER铁电池,可使用220V民用电源慢充,若采用快充则15min左右可充满电池80%。据比亚迪公司介绍,该车续驶里程超过300km,是目前世界上续驶里程最长的纯电动轿车。同时E6动力强劲,0-100km/h加速时间在10s以内,最高车速可达160km/h以上。纯电动车E6目前已通过国家强制碰撞试验,并有望在今年内置产上市。

上汽公司在本届车展上全球首发“E1”纯电动概念车,该车应用上汽自主研发的新能源汽车电气推进动力系统技术,其代表了国内先进水平。

本次车展,吉利新能源车族首次集体首发,其中五款量产新能源车型预计都将在两年内先后上市。此次吉利带来的两款电动车――EK-1(图8)和EK-2,都以熊猫车型为基准分别采用了铅酸和铁锂电池系统。其中EK-1的最高时速80km/h、续航里程80km;而EK-2的最高时速可达150km、续航里程为180km。并可在18min内完成快充至80%的电量。两款电动车均将在近期陆续上市。采用吉利智能启停GSG(Geely Stop-Go)技术的帝豪EC7(图9)车型将在今年8月投产,并迅速在吉利大部分车型上推广使用。

吉利还推出了两种不同模式的GPEC(Geely Plug-in EIectric Car)吉插入式混合动力配置:搭载于帝豪EC7上的串联式GPECs系统,采用磷酸铁锂电池和1.0L发动机,纯电动驱动可行驶60km,近期即将上市;搭载于帝豪EC8上的并联式GPEC系统,节油和动力性兼顾,如与2.4L发动机搭配,则可为GE、GT等车型提供动力。

海马汽车也展出了其新能源战略的重要成果――纯电动普力马以及混合动力海马3,而混合动力海马3将于2011年正式进入量产阶段。据悉,本次海马汽车展出的纯电动普力马以及混合动力海马3都以量产化为研发目标。目前,混合动力海马3的量产化也已进入最后冲刺阶段,它在原海马3纯电动轿车的基础上增加了油电混合动力起停系统,续航能力超过500km,最高车速可达160km/h,而油耗100km不足7L。

燃料电池动力车辆

氢燃料电池是一种比较完美的替代能源解决方案。该技术通过将氢气和氧气在电池内部环境下发生化学反应获得充足的电能来驱动汽车前进。该技术就像是给汽车装上了一个小型的移动“发电厂”,而且氨气与氧气参与的化学反应产生的排放物只是水而已。但氢气的获取以及储存技术和燃料电池的批量生产成本控制以及商业化运作等环节仍然存在许多问题,所以氢燃料电池动力暂时并未得到推广。

通用公司的雪佛兰Sequel是一款集氢燃料电池、线传操控控制技术、轮毂电机以及锂离子电池等多项高科技于一身的新能源汽车。使用了清洁的氢燃料电池,还配合了锂电池提供额外动力,满电下续航能力可达480km。

奔驰F-Cell氢燃料电池车有两个类型,分别基于奔驰A级和B级所开发,其中以B级为蓝本的车只属于概念车型。目前具有实际意义的是A级F-Cell,它最早在2002年亮相,该车拥有65kW的动力输出,能够使其达到近140km/h的极速,充满氢气后也可达到200km左右的行程。

本田公司的FCX Concept搭载了最新开发的HONDA FC STACK系统,由于采用更轻量化的材料,使电池组较上一代轻了30%,体积小了20%,而这套高能电池组也将动力提升到了100kW。

新一代宝马Hyd rogen 7搭载的是一款氢气和汽油的双燃料V12发动机,搭配一个容量约8kg液态氢储存罐,单靠氢推动汽车可行驶200km以上,转换到燃油运行模式能补充高达500km的行程。虽然发动机只能输出191kW左右的动力,不过氢动力所带来的尾排效果是毋庸置疑的。

马自达Premacy Hydrogen RE Hybrid是一款使用氢气和汽油的双燃料转子发动机清洁能源汽车,不仅如此,它还将纯电力与电动机引入该车,使其真正达到“混合”的效果,带来前所未有的环保效应。采用FF驱动布局,第二排座椅下安放高能电池组,而储氢罐则放在第三排位置下,从而使车内空间宽敞、性能表现卓越。

油电混合动力汽车

由于纯电动汽车和燃料电池汽车在大规模产业化方面面临的诸多问题,混合动力技术是目前各大厂商最为推崇的替代方案。由于其既使用常规燃料油作为动力,同时又辅以电来作为补充,在油耗水平与碳排放量都有一定的效果,所以它作为一种替代能源的过渡阶段得到了普遍认可。在以电力为动力源的新能源技术中,混合动力技术成为了最早量产化的技术。作为连接电动汽车时代和内燃机汽车时代的过渡产品。混合动力技术无疑是个不错的折中选择。

从目前的形势来看,混合动力已经基本成熟,不但日本车企大量投入,而且德国奔驰、宝马等车企也纷纷开发出自己的混合动力车型。在今年的日内瓦车展上也几乎到处都是混合动力车型,连法拉利599 Hybrid、保时捷Cayenne Hybrid、奥迪A8 Hybrid等豪华车都开始了混合动力方案,混合动力已经不再是简单的节能环保,它也开始跟豪华、性能等词汇靠拢。

在本届北京车展上,国内外厂商极力推出可望量产销售的混合动力汽车产品,使我们看到了“绿色”汽车真正在不久的将来走近百姓日常生活的真切可能性。

通用汽车公司此次展出了雪佛兰Volt插电式混动车,不过此次展台上的已经不再是概念车,而是从预装生产线上下线的第一批商品车。

雪佛兰Volt混合动力车采用一台额定功率为45kW(峰值输出功率为120kW)电动机驱动前轮的方式,配合1.0L排量3缸涡轮增EECOTEC汽油发动机以及最大输出功率为53kW的发电机。发动机和发电机安装在车前部的发动机舱中,锂离子充电电池则配备在车辆的中央通道位置。

雪佛兰Volt混合动力车的车载电池采用锂离子充电电池,其容量为16kWh,这是目前销售的丰田普锐斯(Prius)装备电池容量的12倍。这套锂离子电池可以利用家用电源充电,充电一次可作为电动汽车行驶约64km。同时,Volt混合动力车每天仅需一个110V接口充电6h即可充满。一旦电池即将耗尽。发动机带动发电机发电,此时耗油量相当于2.4L/100km,这样的油耗是传统混合动力车和汽油车所望尘莫及的。

虽然是一种串联式混合动力汽车,但雪佛兰Volt采用了容量高达16kWh的锂离子充电电池,已经可以和不少纯电动汽车相媲美,大容量电池也将雪佛兰Volt从混合动力汽车的范畴更多的拉向电动汽车。尽管高昂的电池成本将这款雪佛兰Volt混合动力车的售价推至4万美元,但是不可否认的是,具有出色性能表现的插电式混合动力技术无疑将成为未来的主流技术。

本届车展期间,大众汽车公司了其全新大众旗舰SUV车型――途锐混合动力版(图10、图11)。该车采用强混的油电混合方式,其混合动力系统由TSI发动机和电动机构成。其中,V6TSI机械增压直喷发动机输出248kW,电动机输出35kW,两者同时最大可提供283kW和580N・m的动力输出。混合动力途锐的0-100km/h加速时间也因此达到了6.5s,极速240km/h,油耗为7.4L/100km。该车型在纯电动模式下可加速至48.3km/h。

毫无疑问,丰田汽车公司的普锐斯是目前全球销量最多的混合动力车型。虽然丰田新一代普锐斯已经在全球市场展开销售,并且很快国产车型也将上市,不过此次丰田却将展出的重点放在电池容量更大的普锐斯插电式混合动力版本。看来通用雄心勃勃将于今年年底推出的雪佛兰Volt插电式混合动力车并不是第一批试水的插电式混动车。

新普锐斯插电式混合动力版本所采用的发动机和电动机与第三代普锐斯相同,只是充电电池从现有的镍氢电池改为可用家用电源充电的松下锂离子充电电池,在230V电压下充电仅需1.5h便可以将电池完全充满。由于电池容量的大幅增加,插电式版本的普锐斯纯电动行驶里程提升到了23.4km。尽管这一纯电动续驶里程与雪佛兰Volt所能达到的64km存在相当大的差距,但是由于雪佛兰Volt采用串联方案,而普锐斯采用更为复杂的混联方案,因此在实际节油效果上,丰田普锐斯插电式混动车甚至比Volt更加省油。由于丰田普锐斯插电式混动车在适合发动机经济运行时会启动发动机,从而降低电动机耗电量,因此丰田普锐斯插电式混动车的油耗仅有1.75L/100km,较雪佛兰Volt油耗还低27%。另外,由于普锐斯插电式混动车的电池容量较雪佛兰Volt少2/3,因此在售价上占有相当大的优势。

进入混合动力车领域较早的本田汽车公司一直坚持采用辅助混合动力技术来实现更低的油耗和排放。本田公司此次展出的新一代混合动力车Insight(图12、图13)的混合动力系统成本较现款本田思域混合动力车型所使用的混合动力系统成本降低50%。

本田新一代混合动力车的混合动力系统依然采用现有车型使用的“IMA”(综合电机辅助系统)原理。但是新开发的IMA混合动力系统将彻底修改设计理念,更加追求小型化、轻量化及构造简单化,从而实现大幅的成本降低。尽管混合动力系统成本大幅降低,但是节油效果和排放性能却比第四代IMA混动系统有较大提升。使用了本田最新的IMA综合电机辅助系统,搭载1.3L汽油发动机和10kW无刷电机,本田Insight油耗为5.7L/100km。

宝马、奔驰、保时捷等欧洲汽车品牌,也都在本届车展上展出了使用混合动的概念车或量产车。

广汽丰田生产的凯美瑞混合动力轿车,4月12日在广州刚刚下线。北京车展成为凯美瑞混合动力在国内量产以来的首次亮相。凯美瑞Hybrid的混合动力系统应用了丰田的现有成熟技术,由一台最大功率109kW的2.4L直列4缸发动机和一台最大功率29kW的电动机提供动力,并匹配CVT无级变速器,电池组则位于后备厢内,官方数据显示其油耗可以达到6L/100km的水平。与消费者已经熟悉的普锐斯一样,凯美瑞Hybrid在低速启动时仅靠电动机驱动行驶。在一般行驶状态下则由发动机和电动机分别驱动,在全力加速时发动机和电动机同时进入满负荷运转状态,而在减速时发动机将停止工作,刹车所产生的能量也会被转化为电能。在油耗方面,凯美瑞混合动力轿车比同排量汽油车型节油40%,各项排放更是大为降低,环保性能优异。

在国内最先实现混合动力汽车量产的长安汽车,本届北京车展带来了新能源微车混合动力版“奔奔i”。该款市场名为“奔奔i”的电动车在纯电力驱动下,最高时速可以达到120km,0-100km/h加速时间为16s,快速充电时间为半小时,慢速充电时间为6h,一次充电最大行驶里程可以达到150km,100km能耗仅为10kWh,可以达到零排放。奔奔MINI电动汽车于去年12月初在重庆试产下线,今年将实现产业化和量产。下半年正式上市销售。长安汽车表示,到2012年长安自主品牌的所有产品都将“混动”。

比亚迪前身作为一个电池厂,在电动车的领域有一定的先天优势。在本次车展上比亚迪推出了F6DM混合动力轿车。F6DM除了搭载传统的汽油发动机外,引人注目的是其自主研发的铁电池。铁电池具有容量大、成本低、安全环保等优势。这一点是普通镍、锂电池所不能相抗衡的,因此F6DM在混合动力上更具竞争力和发展力。

比亚迪自主研发的F3DM双模电动车,成为全世界第一款实现商业化的混合动力加电动双驱动汽车。本届车展,F3DM和续航能力400km的E6纯电动出租车成为比亚迪展台上的亮点。

此外,北京车展上展示混合动力汽车的还有东风、海马、上汽、一汽、华晨等。

三、呵护备至的行车安全技术

汽车作为一种机动运载工具,其基本的功能和要务是实现人或货物平稳安全地在不同目的地之间迁移。然而,多年以来,随着全球机动车拥有量的增长和车辆行驶速度的提高,在日益拥堵的交通环境中,每天都有相当数量的汽车乘员或行人因为交通事故而伤亡。因此,汽车安全技术的发展也一直成了汽车制造商和技术人员不懈追求的热点之一。

无论汽车的DNA会有怎样的变化,它的安全性永远引人注目。历来注重安全的沃尔沃汽车公司在本届车展上打出了“城市安全系统”的旗号。早在XC60上,沃尔沃就加装了城市安全系统。沃尔沃在本次车展上推出了新款S60。在S60上,城市安全系统将成为标配,而带全力自动刹车的行人探测保护系统将成为选配。全球最领先的安全系统技术将使沃尔沃的“安全”根本更加坚实。

这款车最鲜明的特点之一。是它的高配具有世界首创的主动安全科技――带全力自动刹车的行人探测保护系统。该系统可以大大降低行人交通意外死亡率。在汽车行驶的过程中,置于车上的雷达和摄像头会对行人、车辆、道路进行探测,它们会把不同的物体进行编码,如果有人走入汽车的行进路线即会发出警告,在车速小于35km/h时,如果驾驶员未能及时对警示做出反应,带全力自动刹车功能的行人探测系统可使汽车避免与行人相撞。在较高的车速下,尽可能在发生碰撞前减小车速。沃尔沃汽车公司用了5年的时间来开发带全力自动刹车功能的行人探测系统,并且在世界各地进行了路试,以涵盖所有可能的交通行为差异、路况和气候。该系统的自动应急措施要视当时车速而定,如果车速过高,系统会选择减速。比如车速是60km/h,系统会把车速降到30km/h。沃尔沃汽车的安全技术发展理念就是“2020年实现沃尔沃汽车无致命事故或严重伤害事故”。这种基于雷达和摄像头的系统可以探测车前的行人。

除沃尔沃外,福特汽车也把安全技术放在了展台的主要位置。他们展出盲点侦测系统、自适应巡航控制系统和集成制动辅助功能的碰撞警示系统。福特的工作人员介绍,盲点侦测系统集成了两侧来车警示功能,当两侧车距较近时仪表盘能够给予显示。而另一种安全系统会在道路不畅时自动降低车速,以维持车间距。万一碰撞难以避免,系统会自动为制动系统预加压,激活电子制动辅助系统,帮助车主更快地停车。

斯巴鲁在其展出的概念车上还应用了革新性驾驶辅助系统“EyeSight+”(图14),该系统可以提供车辆与道路对车辆之间的沟通功能,利用独特立体式摄影机提供车体防碰撞预警功能。对于车辆、行人与机动车皆能提出辨识与事先预警。比如在高速路上,驾驶人员疲劳驾驶,没有注意到与前车保持距离,这一系统就可自动根据车速以及摄影机探测到与前车的距离,在有可能发生碰撞之前发出预警信号。

作为国产品牌的引领者,吉利汽车在本届车展上体现的对安全、环保技术的追求让人们感受深刻。“安全第一”是吉利既定的研发战略之一。为此吉利提出并实施了GTSM(Geely Total SafetyManagement)“吉利整车全方位安全管理系统”的理念,即从车辆研发初期策划到安全技术开发、再到生产环节,从主动安全到被动安全。实现全方位的整车安全管理。

吉利展示了其按照C-NCAP五星标准设计的三款车型熊猫、EC7和EC8的安全技术解剖车,直观体现了吉利车型上高强度钢板的适当应用,车身结构的充分优化,安全带、安全气囊和气帘等被动安全措施。除此之外,吉利也展示了其自主研发的BMBS防爆胎监测与制动系统。如果在车辆在时速120km/h的情况下发生了爆胎,该系统能够迅速降低车的行驶速度,并会让车保持平稳,避免因为驾驶员的不当措施而造成更大的损失。(全文完)

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