過(guò)去130年中的大部分時(shí)候,汽車動(dòng)力由碳?xì)浠衔镏嫉?、?*塞式的內(nèi)燃機(jī)壟斷式地主導(dǎo)著。20世紀(jì)的轉(zhuǎn)折之后,水蒸氣與電力并未在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)與之形成真正的競(jìng)爭(zhēng)。事實(shí)上,內(nèi)燃機(jī)的主導(dǎo)地位如此之強(qiáng)勢(shì),以至于如果你計(jì)算所有其他替代品的累計(jì)銷量,它們只能達(dá)到內(nèi)燃機(jī)一年**銷量的一小部分。
一直以來(lái),內(nèi)燃機(jī)憑借**量密度、實(shí)用性以及低成本,確保自己的主導(dǎo)地位。也正是出于這些原因,內(nèi)燃機(jī)不會(huì)太過(guò)迅速地消失。然而,我們生活的世界的現(xiàn)實(shí)條件將在接下來(lái)的數(shù)十年中發(fā)生更多變化,這些變化將會(huì)**我們從馬車時(shí)代過(guò)度至汽車時(shí)代所見(jiàn)證過(guò)的那些。
1、48伏電子系統(tǒng):電子輔助驅(qū)動(dòng)
**制造與燃料補(bǔ)給基礎(chǔ)設(shè)施投資的現(xiàn)實(shí),意味著內(nèi)燃機(jī)在接下來(lái)的數(shù)十年中仍可能是主導(dǎo)的發(fā)動(dòng)機(jī)。能夠幫助內(nèi)燃機(jī)變得更**率的核心技術(shù)之一,便是48伏電子系統(tǒng)。
如今,大部分的發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)傳送帶機(jī)械地或者直接地驅(qū)動(dòng)交流發(fā)電機(jī)(alternators)、冷卻液泵(coolant pumps)、油泵以及空調(diào)壓縮機(jī),一般情況下他們都在持續(xù)運(yùn)作。普通的汽車12伏電子系統(tǒng),*多能夠產(chǎn)生2到3kW的電力,**廣泛使用的電子發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、車身控制以及一些物質(zhì)享受與信娛功能會(huì)把這些電力消耗干凈。隨著越來(lái)越多電子功能的增加,例如半自動(dòng)或者**自動(dòng)駕駛系統(tǒng),*需要越來(lái)越多的電力。*能產(chǎn)生10kW電力的48伏發(fā)電機(jī),可以容納上述新功能,也可讓**的機(jī)械輔助駕駛變?yōu)殡妱?dòng)。如此能夠減輕寄生于發(fā)動(dòng)機(jī)上的負(fù)擔(dān),并且將燃油經(jīng)濟(jì)性潛在地提升10%。售價(jià)231825美元的瘋狂而又復(fù)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(tǒng)。但在接下來(lái)的數(shù)年中,該系統(tǒng)可能會(huì)普及到主流車型上。
2、48伏電子系統(tǒng):“輕度混動(dòng)”
早期在所謂“輕度混合動(dòng)力系統(tǒng)”上的嘗試,***的要屬通用汽車,不過(guò)卻遭到了購(gòu)車者的冷遇。通過(guò)連接低電壓電池和比豐田安置在普銳斯當(dāng)中的還要弱的電機(jī),這些系統(tǒng)在同樣的成本下產(chǎn)生的效率提升其實(shí)很小。
工程師們現(xiàn)在期望,48伏電子系統(tǒng)的到來(lái)能夠產(chǎn)生新的“輕度混動(dòng)”,以豐田混動(dòng)30%的成本實(shí)現(xiàn)70%的提升。
早期的“輕度混動(dòng)”在100至170伏之間運(yùn)行,他們?nèi)匀恍枰^(guò)60伏的任何系統(tǒng)提供額外的**措施。在48伏電子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中,新的“輕度混動(dòng)”能夠使用更細(xì)規(guī)格的電線和更便宜的連接器,然而卻能產(chǎn)生一些**制動(dòng)、電力驅(qū)動(dòng)以及擴(kuò)大自動(dòng)啟停的容量。
3、**汽缸鈍化(Advanced Cylinder Deactivation)
很多汽車制造商都知道技術(shù)尚未真正成熟**個(gè)奔赴市場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)。
1981車輛年,凱迪拉克引入了全新V8發(fā)動(dòng)機(jī)的創(chuàng)造性變體,能夠自動(dòng)從兩汽缸轉(zhuǎn)為四汽缸。具備節(jié)氣門燃油噴射以及非常粗糙的電子系統(tǒng),V8-6-4距離成功還很遙遠(yuǎn)。如今,汽缸鈍化對(duì)于駕駛者來(lái)說(shuō)司空見(jiàn)慣,而且一般情況下察覺(jué)不到。在接下的幾年中,附加傳感器和精密的控制算法將會(huì)增強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)的能力,使之以更少的汽缸更長(zhǎng)時(shí)間地運(yùn)行(to run more of the time on less than their full complement of cylinders)。
在這個(gè)十年的末尾,通用汽車與德?tīng)柛UJ(rèn)可了來(lái)自初創(chuàng)公司Tula Technology的技術(shù),預(yù)計(jì)將會(huì)擁有配備**可變汽缸鈍化的V8發(fā)動(dòng)機(jī)。這意味著,如果失效的汽缸——只剩下兩個(gè)活躍在輕負(fù)荷條件下——以及不在點(diǎn)火的某些汽缸,將會(huì)依據(jù)操作條件而連續(xù)變化。根據(jù)通用汽車的說(shuō)法,這樣*多可以減少15%的燃油消耗。
4、燃料電池插電式混動(dòng)
盡管已經(jīng)過(guò)去了20年,氫燃料電池技術(shù)可能仍需10年時(shí)間才能成熟??紤]掉*近發(fā)布的豐田Mirai以及今年晚些時(shí)候?qū)⒁l(fā)布的本田Clarity,甚至面向加州居民提供租賃的現(xiàn)代Tucson燃料電池版本,也許氫燃料的電動(dòng)汽車*終也會(huì)降臨。
目前,燃料電池依然昂貴,并且燃料補(bǔ)給基礎(chǔ)設(shè)施仍不完整。這個(gè)問(wèn)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(guò)展示——插電式混合動(dòng)力方案試圖**地實(shí)現(xiàn)成本與實(shí)用性間的平衡。之后,它被應(yīng)用在了可駕駛的原型車Edge跨界車的動(dòng)力總成中。但是**在于:燃料電池在釋放瞬間的能量流時(shí)*為**。他們需要一枚電池或者電容器作為緩沖,處理現(xiàn)實(shí)世界駕駛時(shí)所需要的不可避免的波動(dòng)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(shí)現(xiàn)更大的整體效率。(理論上來(lái)說(shuō),它類似于以燃料電池替代雪佛蘭Volt的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。)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(huì)在2017年生產(chǎn)插電式燃料電池版本的GLC跨界車——GLC F-Cell。