超級(jí)電容在混合動(dòng)力汽車中的使用

冒著看起來很明顯的風(fēng)險(xiǎn)，在經(jīng)過30年永往直前的發(fā)展之后，汽車行業(yè)終于想要尋找提高燃油經(jīng)濟(jì)性的途徑了——他們就是沒有做好這方面的工作。

一方面，市場推出的電動(dòng)汽車(EV)傾向于只銷售給相對富裕的人。例如，日產(chǎn)Leaf的購買者的中值收入為16.5萬美元。插電式混合動(dòng)力汽車(PHEV)也是這樣——雪佛蘭Volt的購買者的中值收入是19.5萬美元。這兩種汽車都能最大化在可變成本上花費(fèi)的每一分錢，但需要承擔(dān)巨大的固定成本。事實(shí)上，購買這些汽車的成本是如此之高，以致于他們也需要政府和/或制造商的補(bǔ)貼，而且駕駛這些汽車的“1%人士”可以在汽油上節(jié)省不少費(fèi)用。

另一方面，市場上也有相對便宜的弱混合動(dòng)力汽車，它們采用的空閑啟停系統(tǒng)(ISS)可以讓你節(jié)省2%或3%的燃油。在北美地區(qū)，集成ISS的汽車通常很少，少數(shù)擁有這種系統(tǒng)的車主也經(jīng)常關(guān)閉ISS。即使開啟了ISS，出廠安裝的電池也會(huì)很快供應(yīng)不上電量，在這種情況下汽車自己會(huì)關(guān)閉ISS。這還沒有考慮一直關(guān)閉ISS的情況，比如致熱或空調(diào)打開或氣溫低于35℉/2℃時(shí)，因?yàn)殡姵刂挥杏邢薜墓ぷ鳒囟确秶?/P>

許多ISS問題可以用更好的能量存儲(chǔ)技術(shù)解決，但汽車制造商認(rèn)為普通消費(fèi)者不會(huì)出于只是節(jié)省汽油的目的而在汽車上花更多的錢。不過這不是本文要討論的內(nèi)容。本文要討論的是汽車制造商在混合動(dòng)力汽車產(chǎn)品線方面在做什么或不在做什么。

在混合動(dòng)力汽車(HEV)市場中有兩個(gè)大類：輕混合和強(qiáng)混合。你也許了解強(qiáng)混合汽車，比如豐田的Prius、福特的Fusion以及這些制造商生產(chǎn)的其它型號(hào)，還有在美國銷售汽車的幾乎每家制造商推出的型號(hào)。強(qiáng)混合和輕混合之間的差別通常表現(xiàn)在能量存儲(chǔ)系統(tǒng)(ESS)的大小以及因此在僅電動(dòng)模式下巡航距離的長短。

輕混合動(dòng)力汽車在僅電動(dòng)模式下的行駛距離很短，目前市場上型號(hào)也不多。不過輕混合動(dòng)力汽車通常兼具弱混合動(dòng)力汽車的特點(diǎn)，而且性能更好，因?yàn)樗鼈兙哂懈蟮哪芰看鎯?chǔ)系統(tǒng)，能夠發(fā)揮最大的潛力改善相對于成本的實(shí)際燃油經(jīng)濟(jì)性。這些系統(tǒng)一般要求不同的傳動(dòng)或改進(jìn)的傳動(dòng)系統(tǒng)，能夠讓電力驅(qū)動(dòng)與另外的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)并行工作。從原理上講，這種系統(tǒng)需要電力驅(qū)動(dòng)、用于驅(qū)動(dòng)的控制電路以及能量存儲(chǔ)三個(gè)部分。

市場上的液壓模擬系統(tǒng)經(jīng)過了近十年的測試，在中型至重型商用卡車市場占主導(dǎo)地位。Parker Hannifin公司發(fā)起的試驗(yàn)項(xiàng)目表明，5-8級(jí)范圍內(nèi)的UPS供應(yīng)與垃圾收集卡車的實(shí)際燃油經(jīng)濟(jì)性可以改善達(dá)50%。十年來叉車公司也成功實(shí)現(xiàn)了電子再生能量的捕獲，并聲稱最新系統(tǒng)可以使用傳統(tǒng)鉛酸存儲(chǔ)系統(tǒng)將運(yùn)行時(shí)間增加多達(dá)30%，即使作為能量恢復(fù)一部分的液壓系統(tǒng)損耗可能高達(dá)50%。

一些公司已經(jīng)開始提供測試車輛或可供2-8級(jí)卡車使用的電子輕混合動(dòng)力配件系統(tǒng)系列產(chǎn)品。這些系統(tǒng)的工作幾乎完全獨(dú)立于基本驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，因此在不太可能發(fā)生的故障事件中車輛操作不會(huì)受到影響。電子輕混合動(dòng)力系統(tǒng)通常比液壓系統(tǒng)更簡單、更高效也更可靠。它們還能更加透明，因?yàn)樗鼈兙哂泻芨叩恼{(diào)整精度，并具有軟件可控的靈活性。另外，電子輕混合系統(tǒng)通常很容易根據(jù)能量存儲(chǔ)和/或驅(qū)動(dòng)功率級(jí)別做出靈活調(diào)整，從而適合不同級(jí)別的汽車和種類廣泛的應(yīng)用。

正確應(yīng)用輕混合動(dòng)力系統(tǒng)可以得到所有混合動(dòng)力系統(tǒng)中最大的投資回報(bào)。弱混合系統(tǒng)相對比較昂貴，燃油經(jīng)濟(jì)性提升幅度比較有限。而強(qiáng)或先進(jìn)(PHEV和EV)混合動(dòng)力系統(tǒng)具有最大的集成成本，與輕混合動(dòng)力系統(tǒng)相比在燃油經(jīng)濟(jì)性方面只提供有條件的提升。輕混合動(dòng)力系統(tǒng)不僅燃油經(jīng)濟(jì)性好，而且效率最高，能夠使用最小的代價(jià)得到最大的好處。良好設(shè)計(jì)和正確應(yīng)用的輕混合動(dòng)力系統(tǒng)可以向原始設(shè)備制造商(OEM)提供滿足管理當(dāng)局制訂的嚴(yán)格的美國公司平均燃油經(jīng)濟(jì)性(CAFé)法規(guī)要求的最好機(jī)會(huì)，并且對成本的影響最小。