前途未卜的混合动力汽车似的

前途未卜的混合动力汽车

从很早开始，发明家们就期望能发明永动机。在可预见的未来，石油消耗殆尽已经迫在眉睫，别说发明，至少能向永动机靠近一点的希望也就越发强烈。在充满机动车的世界里，这希望正在以混合电动车的形式体现。混合动力汽车的技术和市场前景怎么样呢？

有位朋友带着一个 可以申请专利的发明 来找我。他说这能赚个几百万，只是还需要一些帮助。

他将一个小号的电动马达粘在一块板子的末端，冲着外面。马达的轴上装着一块条形磁铁 到处可以买到的便宜货。马达侧面粘着另一个马达，同样装着一块条形磁铁。两个马达靠的很近，但磁铁不会直接接触。板子上装着电气部份包括负荷丈量系统和变形丈量系统组成六个这样的马达，他觉得只要第一个马达开始旋转，其它几个就会跟着转起来。我的朋友花了很多时间在这个项目上，他对此分外自豪。

他知道马达可以作为发电机，但不知道如何才能利用马达所产生的能量，觉得我这位电子工程师可以帮忙。他的点子是只需启动一个马达，随后的马达就能跟着转起来，产生五液压万能实验机是工、矿企业、建筑建材、质检中心、水利水电、桥梁工程、科研院所、大专院校力学实验室的理想的实验装备倍的能量。他觉得自己可以用一个马达来为第一个马达提供能量，这样剩余四个马达所产生的能量就能用在其它地方。

确实是个好点子。在他看来，磁性的传递让这一切都成为可能。我说了他对此深感自豪吧？向他解释能量守恒定律的时候我也不好受。

从很早开始，发明家们就期望能发明永动机。在可预见的未来，石油消耗殆尽已经迫在眉睫，别说发明，至少能向永动机靠近一点的希望也就越发强烈。在充满机动车的世界里，这希望正在以混合电动车的形式体现。

神秘的混合动力

当然，我们已经看到越来越多的混合电动汽车出现在路上。这些车紧凑的体积、奇怪的外表使得它们非常引人注目。这些车的主人们知晓自己可以通过开车保护环境之后也引以为豪。

不幸的是这些车和耗油大户SUV有着差不多大的体积。司机们在这些庞然大物里边开车边打发短信或盯着GPS，很可能撞碎了前面的小家伙还浑然不觉。

现在还有SUV混合动力车，这在我看来有点自相矛盾。你弄一辆每加仑油跑15英里的汽车，再花10000美元，加上巨大的电池组、电动马达和复杂的双模传动装置。所有这一切让你得到的是一辆在城市里每加仑油跑21英里的汽车 上了高速还是老样子。有趣的地方在于这些人还觉得自己在拯救环境，而这些汽车甚至不省钱。

每加仑油多跑6英里需要消费者付出10000美元。用这笔钱你可以买很多汽油。这些车主得在城市里开上17.5万英里(约28万公里)才能补平一开始的投入。这可是不小的数字。

能量细分

除插入式混合动力车以外，其他混合动力车都用汽油来给电池充电。100%的能量都来自油箱。不同之处在于混合动力车的能量转换首先由内燃机(ICE)完成，然后再交给电动马达和辅助控制电路，而不是像普通汽车一样完全由内燃机完成。再重复一下，所有推动汽车前进的能量一开始都来自油箱。这就意味着碳氢化合物所带来的能量在以电力形式进入电动马达之前首先都得经过燃油引擎。

正如我那可怜的朋友必须意识到的，能量无法创造，只能经由转换而来。能量转换步骤(液态汽油到向前运动)增加的同时损耗也会增加。你不可能在增加步骤的时候避免损耗。所以问题就在于，这些混合动力车究竟是如何让每加仑行驶里程变得更好？它们通过优化整个系统中效率最低的元素 内燃机。它们还通过降低你的期望值(马力)来实现这一结果。

混合动力汽车的动力其实将废旧材料回收加工成3D打印材料总成优化

我知道的一种非常聪明的HEV动力总成采用一种非常简单的行星齿轮系统(Planet gear system)，由两个能量源所驱动：内燃机和电动马达。能量由内燃机分流出来驱动发电机，发电机与一个大型电池搭配驱动电动马达(见下表)。车内电路将决定多少能量被用来充电，多少能量直接被送给车轮。发电机需要从内燃机获取多少能量和它需要转换多少能量相关。

一种流行的混合动力电动汽车的动力总成

对机械和电动能量源的分配意味着内燃机可以在自己的优化速度/扭矩下运行更长的时间。这就大幅提升了内燃机的能效比。引擎转速有一个最佳值(Sweet Spot)，引擎在这个速度下可以提供最好的能效比(见下表)。混合动力技术使得引擎可以在最佳值处停留更长时间，这就让油耗变得更加经济。

内燃机能效曲线

第二点，由于加速所需的扭矩被电动马达(化销华南分公司开拓汽车原材料配套市场以及相配套的电池)和内燃机所分担，燃料引擎的体积可以减小不少。

根据一种典型的混合动力汽车动力总成进行计算(数字来自一家流行混合动力车品牌的站)，我们得到：

内燃机动力 = 98hp

电动马达动力 = 80hp

电池能力 = 36hp

总共可用动力 = 134hp

注意，总共可用动力仅仅是内燃机和记者并没有闻到传统塑料加工进程中的刺鼻难闻气味电池能够提供的总动力。在我看来这有点过于简单化，因为134hp是整个系统在一个时间点内所可能提供的最大动力。能源从201.6V电池到车轮之间得经过6普及绿色包装和回收知识50V DC-DC转换器、一个三相逆变器，最后才是电机传动。假设这些原件发热微不足道是过于乐观的。除非有人能往永动机方面再进一步，发明无损能量转换(从电池到传动)，否则这个数字是过于乐观的。