如何讓汽車更輕更省油?粘合劑和電池成為新希望
時(shí)間:2016-10-20 16:29:27 發(fā)布者:管理員
2017款通用阿卡迪亞(GMC Acadia)汽車剛剛開始送到美國經(jīng)銷商的手中,它比舊版汽車輕了700磅(約318千克),每加侖英里數(shù)23,之前的汽車只有18英里,延長了28%。
為什么重量減輕?有一個(gè)秘密,那就是粘合劑。
阿卡迪亞的許多車身鋼件并不是用鉚釘、焊接點(diǎn)連接起來的,而是用了先進(jìn)的粘合劑,這種粘合劑已經(jīng)用在現(xiàn)代飛機(jī)上,比如波音Dreamliner飛機(jī)。所有組件連接處的縫隙都是用超強(qiáng)力膠水粘合的,不單單用在某些特定點(diǎn)位上,因此汽車的組件更加堅(jiān)硬。正因?yàn)橛捕忍岣?,通用汽車可以在許多地方使用更薄的鋼件,最終降低汽車的重量。
通用汽車全球碳排放縮減策略主管查理·克萊因(Charlie Klein)表示,鋼的厚度雖然下降幅度只跟頭發(fā)絲的寬度差不多,但是積少成多,最終減少了許多重量。
如何汽車更省油?粘合劑和電池成為新希望
48伏油電混合動(dòng)力
在未來9年內(nèi),美國環(huán)保機(jī)構(gòu)制定了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),不斷提高燃油效率,汽車制造商被迫開發(fā)新技術(shù)改進(jìn)燃油效率。太空粘合劑的使用越來越廣泛,它只是制造商減輕重量、節(jié)省燃料的諸多手段之一。
如果要進(jìn)一步減輕重量,汽車制造商必須尋找更多的創(chuàng)新方法。有一項(xiàng)技術(shù)很有希望,它就是新型油電混合動(dòng)力,新系統(tǒng)從48伏電池獲得電能,這種電池比標(biāo)準(zhǔn)的12伏汽車電池更加強(qiáng)大,和200伏以及200伏以上的混合動(dòng)力汽車電池相比(豐田普銳斯使用類似的電池),它的成本更低,更加簡單。
安裝48伏電池之后,電力發(fā)動(dòng)機(jī)的功率大約可以提高20%,在啟動(dòng)和加速時(shí)能節(jié)省更多的燃料。
Delphi工程、項(xiàng)目管理副總裁瑪麗·加斯坦斯基(Mary Gustanski)相信,只需要增加少量成本,安裝新的混合動(dòng)力系統(tǒng),就可以將燃油效率提高15%甚至更多——與常規(guī)汽油汽車相比。加斯坦斯基表示:“這是一個(gè)大飛躍嗎?不是,但是它的確是一個(gè)進(jìn)步,絕對是進(jìn)步。”
現(xiàn)代汽車企業(yè)和產(chǎn)品規(guī)劃副總裁邁克爾·奧布萊恩(Michael O’Brien)表示,現(xiàn)代汽車正在努力開發(fā)48伏技術(shù)。他拒絕透露安裝新系統(tǒng)的汽車何時(shí)上市。通用汽車高管表示,再過幾年,通用就會(huì)在美國推出安裝48伏電池的汽車。加斯坦斯基稱,2018年,Delphi的技術(shù)首先會(huì)在歐洲和中國出現(xiàn)。汽車組件供應(yīng)商Continental計(jì)算今年年底開始生產(chǎn)48伏系統(tǒng)。
如何汽車更省油?粘合劑和電池成為新希望
嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)
即使有了新技術(shù),要讓每英里加侖數(shù)達(dá)到目標(biāo)仍然很困難。到2025年,制造商必須要讓汽車(銷售的眾多汽車)的每英里加侖數(shù)平均達(dá)到54.5英里(約87.7公里)。
這一數(shù)據(jù)考慮了諸多因素,比如空調(diào)排放減少、銷售電動(dòng)汽車,還考慮了其它因素。在真實(shí)世界中,相當(dāng)于要讓汽車的每加侖英里數(shù)平均達(dá)到40英里。根據(jù)密歇根大學(xué)交通研究院(Transportation Research Institute)收集的報(bào)告,7月份汽車和輕型卡車的每加侖英里數(shù)約為25.4英里(約40.87公里)。
上個(gè)月,美國環(huán)保局、交通部聯(lián)合發(fā)布一份報(bào)告,聲稱在2025年之前汽車制造商平均只能達(dá)到50英里(約80.5公里)的標(biāo)準(zhǔn),放在真實(shí)世界中約為36英里(約58公里)。在許多工業(yè)比較發(fā)達(dá)的國家,油價(jià)過低、燃油稅不高已是普遍現(xiàn)象,美國人于是遠(yuǎn)離普通汽車,選擇皮卡和SUV,它們的燃油效率更低。
汽車制造商與監(jiān)管機(jī)構(gòu)的意見不一。本月在美國密歇根舉行的會(huì)議上,美國國家環(huán)境保護(hù)局空氣質(zhì)量主管格蘭德勒(Christopher Grundler)認(rèn)為,2025年的標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)該降低。他說標(biāo)準(zhǔn)很有效,汽車制造商已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)步,許多車型已經(jīng)達(dá)到了2025年的標(biāo)準(zhǔn)。
這些汽車包括混合動(dòng)力汽車、插電式混合動(dòng)力汽車,涉及的品牌包括福特、現(xiàn)代、豐田及其它汽車商,還有純電動(dòng)汽車,比如特斯拉汽車和通用雪佛蘭Bolt。福特F-150皮卡是用鋁制造的,安裝了EcoBoost V6引擎,它已經(jīng)達(dá)到了2025年的燃油標(biāo)準(zhǔn),在真實(shí)世界中每加侖汽油可以讓汽車行駛23英里。
新技術(shù)
電動(dòng)汽車擁有出色的燃油效率,這一點(diǎn)制造商是認(rèn)同的,但是消費(fèi)者購買的數(shù)量很少。最大的挑戰(zhàn)在于:要提高傳統(tǒng)汽油汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性,需要增加的成本太多,消費(fèi)者不愿意承受。
豐田項(xiàng)目經(jīng)理理查德·L·格澤爾(Richard L. Gezelle)表示,在2025年之前,如果繼續(xù)使用傳統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng),要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)困難。
一些汽車制造商對48伏混合動(dòng)力興趣不大,比如豐田汽車,因?yàn)樗鼈円呀?jīng)在汽車產(chǎn)業(yè)有著很大的名氣。格澤爾認(rèn)為,汽車制造商應(yīng)該關(guān)注更具突破性的技術(shù),比如電動(dòng)汽車、氫動(dòng)力燃料電池技術(shù),只有這樣才能達(dá)到2025年的燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn),并在未來進(jìn)一步提升效率。
現(xiàn)在,汽車制造商開始受益于一些技術(shù)的推廣,這些技術(shù)是6年前開始普及的。例如,通過增加渦輪增壓技術(shù),制造商可以縮小發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸,渦輪增壓技術(shù)可以將多余的空氣壓入引擎,提高功率和效率。采用渦輪增壓技術(shù)之后,4汽缸引擎的功率和傳統(tǒng)V6、替代V8的V6發(fā)動(dòng)機(jī)差不多。
與此同時(shí),汽車制造商對新一輪技術(shù)創(chuàng)新寄予厚望,這些技術(shù)包括:
——啟停技術(shù)(STOP/START):當(dāng)汽車在交通燈之前或者在車流中停車時(shí),啟停系統(tǒng)會(huì)關(guān)閉引擎。一些汽車已經(jīng)配備啟停系統(tǒng),只是重新啟動(dòng)有些困難,因此嚇退了一些消費(fèi)者。如果安裝48伏混合動(dòng)力系統(tǒng)就可以改進(jìn)該技術(shù)。
——FREEWHEELING:有了FREEWHEELING技術(shù),當(dāng)汽車正在滑行時(shí)可以暫時(shí)關(guān)閉引擎,節(jié)省燃料?;旌蟿?dòng)力汽車可以用電力發(fā)動(dòng)機(jī)維持巡航速度,讓引擎關(guān)閉更長一段時(shí)間。
——新材料:現(xiàn)在汽車制造商已經(jīng)開始使用更多的鋁和更先進(jìn)的輕量鋼材。鎂的重量比鋁輕三分之一,現(xiàn)在它使用的頻率更高了。菲亞特·克萊斯勒在2017款克萊斯勒太平洋(Pacifica)小型貨車上使用了鎂。
——缸間歇系統(tǒng):多年來,引擎已經(jīng)可以關(guān)閉2個(gè)或者4個(gè)汽缸,從而達(dá)到節(jié)省燃料的目的。利用新的計(jì)算機(jī)算法,Delphi、通用汽車、Tula、硅谷科技企業(yè)正在開發(fā)“Dynamic?Skip?Fire”技術(shù),它可以根據(jù)需要打開或者關(guān)閉各個(gè)汽缸。