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冒著看起來很明顯的風險，在經過30年永往直前的發展之后，汽車行業終于想要尋找提高燃油經濟性的途徑了——他們就是沒有做好這方面的工作。 一方面，市場推出的電動汽車(EV)傾向于只銷售給相對富裕的人。例如，日產Leaf的購買者的中值收入為16.5萬美元。插電式混合動力汽車(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的每一分錢，但需要承擔巨大的固定成本。事實上，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/或制造商的補貼，而且駕駛這些汽車的“1%人士”可以在汽油上節省不少費用。 另一方面，市場上也有相對便宜的弱混合動力汽車，它們采用的空閑啟停系統(ISS)可以讓你節省2%或3%的燃油。在北美地區，集成ISS的汽車通常很少，少數擁有這種系統的車主也經常關閉ISS。即使開啟了ISS，出廠安裝的電池也會很快供應不上電量，在這種情況下汽車自己會關閉ISS。這還沒有考慮一直關閉ISS的情況，比如致熱或空調打開或氣溫低于35℉/2℃時，因為電池只有有限的工作溫度范圍。 許多ISS問題可以用更好的能量存儲技術解決，但汽車制造商認為普通消費者不會出于只是節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容。本文要討論的是汽車制造商在混合動力汽車產品線方面在做什么或不在做什么。 在混合動力汽車(HEV)市場中有兩個大類：輕混合和強混合。你也許了解強混合汽車，比如豐田的Prius、福特的Fusion以及這些制造商生產的其它型號，還有在美國銷售汽車的幾乎每家制造商推出的型號。強混合和輕混合之間的差別通常表現在能量存儲系統(ESS)的大小以及因此在僅電動模式下巡航距離的長短。 輕混合動力汽車在僅電動模式下的行駛距離很短，目前市場上型號也不多。不過輕混合動力汽車通常兼具弱混合動力汽車的特點，而且性能更好，因為它們具有更大的能量存儲系統，能夠發揮最大的潛力改善相對于成本的實際燃油經濟性。這些系統一般要求不同的傳動或改進的傳動系統，能夠讓電力驅動與另外的標準內燃發動機并行工作。從原理上講，這種系統需要電力驅動、用于驅動的控制電路以及能量存儲三個部分。 轉到下一頁 市場上的液壓模擬系統經過了近十年的測試，在中型至重型商用卡車市場占主導地位。Parker Hannifin公司發起的試驗項目表明，5-8級范圍內的UPS供應與垃圾收集卡車的實際燃油經濟性可以改善達50%。十年來叉車公司也成功實現了電子再生能量的捕獲，并聲稱最新系統可以使用傳統鉛酸存儲系統將運行時間增加多達30%，即使作為能量恢復一部分的液壓系統損耗可能高達50%。 一些公司已經開始提供測試車輛或可供2-8級卡車使用的電子輕混合動力配件系統系列產品。這些系統的工作幾乎完全獨立于基本驅動系統，因此在不太可能發生的故障事件中車輛操作不會受到影響。電子輕混合動力系統通常比液壓系統更簡單、更高效也更可靠。它們還能更加透明，因為它們具有很高的調整精度，并具有軟件可控的靈活性。另外，電子輕混合系統通常很容易根據能量存儲和/或驅動功率級別做出靈活調整，從而適合不同級別的汽車和種類廣泛的應用。 正確應用輕混合動力系統可以得到所有混合動力系統中最大的投資回報。弱混合系統相對比較昂貴，燃油經濟性提升幅度比較有限。而強或先進(PHEV和EV)混合動力系統具有最大的集成成本，與輕混合動力系統相比在燃油經濟性方面只提供有條件的提升。輕混合動力系統不僅燃油經濟性好，而且效率最高，能夠使用最小的代價得到最大的好處。良好設計和正確應用的輕混合動力系統可以向原始設備制造商(OEM)提供滿足管理當局制訂的嚴格的美國公司平均燃油經濟性(CAFé)法規要求的最好機會，并且對成本的影響最小。 1200F、2.7V(1.22Wh)超級電容，它的直徑為60mm，等效串聯電阻(ESR)為0.3mΩ。 轉到下一頁 目前市場上所有輕混合動力汽車都使用傳統電池技術，如鉛酸、鎳氫和鋰離子電池。不過韋恩州立大學教授Dennis Corrigan在他的2013 SAE論文中指出，這些技術很難匹配實際應用。這意味著你在開車時在為未用到的電池容量買單。實際上，為了滿足輕混合動力汽車的電源要求，必須使用明顯更多的存儲能量。與超級電容相比，電池技術存在著充放電損耗、較低功率密度、較高溫度敏感性和更低往復效率的缺點。此外，超級電容的能量和功率密度經過優化可以匹配輕混合動力應用。因此，工程師轉而采用超級電容技術來改善系統特性，它不僅能極大地增加壽命和性能，而且能減小體積和重量，從而實現更高效的汽車產品。 美國國家可再生能源實驗室對Saturn Vue混合動力汽車的測試表明，較小的大功率能量存儲在短期性能測試中表現也不錯。即使沒有調整系統以便充分發揮超級電容的差異化特性，提供35瓦時能量存儲的超級電容在功能上也可完全代替超過300瓦時的鎳氫電池，而且重量可以減輕10公斤，燃油經濟性和性能還有少許提升。超級電容的使用還能改善能量存儲系統的循環性能、可靠性和壽命。 業界預測2017年基于超級電容的系統成本將低于目前最好的解決方案(雙路吸附式玻璃纖維(2xAGM電池)，比傳統的雙路啟動-照明-點火(2xSLI)解決方案僅貴20%左右。 隨著全球政府不斷補貼鋰離子技術的開發；致力于推動可負擔技術不切實際的巨大跨越；汽車工程師集中精力修改方法以滿足這些方面的要求——顯然最好的答案被忽視了�；诔夒娙莸妮p混合動力系統可以通過簡單可靠的整合滿足今天和未來的燃油經濟性要求。 原文作者：Bryce Gregory |
