汽车燃料类型有哪几种(六种汽车燃料介绍)

蜱怎么读2022-09-21  21

根据目前我手里的一些资料参考,这里为大家做一个简单的能源科普,纠正我们对能源的误解,下面的排名会按照关注度最低到最高的顺序进行排序。

1.生物动能

大家最懂的语言就是人的力量和动物的力量。

生物动能可以说在人类历史上发挥了重要而旷日持久的历史作用,是一切能源的基础:即使是最广泛使用的汽油,没有石油工人的苦心探索、采集和提炼,又怎么可能得到呢?人类通过自身的生物系统,将其他生物能提供的热能转化为动能,提供给车辆等交通工具。所以,称之为最基本的能量也不为过。

但是,即使我不说,大家也能明白,生物动能最大的缺点就是能量输出值不高,能量转换效率不高。

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一匹马在一定条件内的输出功率也就是1马力,如果放在需要装载按公斤来计算的人和货物上,实在是有些力不从心。然而,在那个燃料转换效率普遍不高的历史长河中,一匹快马的意义远胜于其它任何燃料:冷兵器的时代,哪个战无不胜的将军手中,没有一支精锐的骑兵部队呢?一匹马在一定条件下的输出功率是1马力,以公斤为单位装载人和货物太多了。然而,在燃料转换效率普遍较低的历史长河中,一匹快马的意义远胜于其他任何燃料:在冷兵器时代,哪个无敌的将军没有一支精锐的骑兵部队?

2.电能

不要惊讶,即使现在各国对电动车的研究如火如荼,但作为一个与交通能源相关的工程师,电能并不是一个很有前途的能源。

自从人类发现了磁场和发电厂,电就正式开始作为一种能量形式进入人类的视线。

作为将电能转化为机械能的重要部件,电机最大的优势在于其极高的能量转换效率——普通汽油机的转换效率在目前的技术水平下平均只有30%左右,而在同样的技术水平下,电机的转换效率可以达到70%以上。

然而,如此高的转换效率并不能算是交通行业的宠儿——世界上第一辆电动商用车是诞生于1900年的一辆名为“贝克”的电动汽车。这款电动车续航里程怎么样?时隔一百多年,汽车行业的巨头宝马终于生产出了自己的第一款电动商用车宝马i3。但是宝马i3的实际续航里程在120km左右,和“贝克”电动车一模一样……

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是的,燃料的贮藏和运输,是电力目前最无法解决的问题:如何快速的获得电力,并且在获得后如何有效的存储起来,成了目前电力能源最无法解决的难题。是的,燃料的储运是目前电力最无解的问题:如何快速获取电力,获取后如何有效储存,成为了目前电能最无解的问题。

上面的例子虽然极端,但至少从一个侧面证明了一点:在电力诞生的一百多年里,人类并没有有效解决电力的储存和输送问题。环保的问题我先放一放。只是如何高效地将电力从电站输送到充电站,是电能目前无法解决的难点——即使220V交流电源和高压电力输送在国内已经大面积普及,但仅电力输送的损耗就在4%-5%之间。虽然比例不大,但这个比例对应的实际损失约为100亿千瓦时。

更何况,电能在电池中的长期存储衰减、电池充电的时间、电池寿命结束后的回收处理等等,都是目前影响电能在汽车上应用的最大障碍。“未来5-10年纯电动汽车尤其是国产汽车出现大规模问题的概率已经不是大概率问题,而是不可避免的问题。”希望这句话不是危言耸听。

3.矿物燃料

我能猜到很多人不会认可化石燃料能排到这样的位置,但化石燃料目前的潜力其实是巨大的。

就在几天前,马自达在其欧洲总部正式公布了马自达下一代动力技术SKYACTIV-X,即第二代创驰蓝天技术。在该技术的媒体说明书中,马自达详细对比了整个矿石环节和整个电力能源环节的排放,结论如下:

“在目前的技术水平下,只要化石燃料燃料汽车的综合热效率再提高10%,整个环节的污染排放就会显著降低。其最终的排放性能可以好于以火力发电为主的重污染发电地区的电能汽车全链路污染情况。”

正是因为这种巨大的改进优势,马自达研发了最新一代的SKYACTIV-X发动机。在以SPCCI为主要部件的黑科技红利下,预计将于2019年正式量产的全新马自达发动机,其热效率将从丰田目前纪录的41%提升至50%。在装载这种新发动机的测试车上,马自达在最激烈的驾驶模式下,可以比目前第一代SKYACTIV发动机车型在正常工作条件下节省10%以上的油耗。

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是的,潜力巨大。这就是目前矿石燃料最大的优势,虽然说距离矿石燃料的极限是近还是远我们仍是未知数,但其效率提升的可能性目前是巨大的。再加上开采、提炼、贮藏技术的不断进步,在很长一段时间内矿石燃料依旧会是人类汽车能源的主要来源。是的,潜力很大。这是目前化石燃料最大的优势。虽然离化石燃料的极限是近还是远还是未知数,但目前来看提高其效率的可能性是巨大的。再加上开采、提炼和储存技术的不断进步,矿物燃料在相当长一段时间内仍将是汽车能源的主要来源。

4.混合动力

接下来,它进入了前三。第三位是在国内刚刚开始有所普及的混合动力系统:高效的混合动力系统,其主要目标是结合各种能源的优点,避免各种能源的缺点,使各种优点的效果最大化。

目前,世界上最先进的混合动力技术是本田的i-MMD混合动力系统,而丰田的THS-II系统是应用最广泛的系统。无论混合动力系统的结构是什么,其能量处理理念都是相同的,主要针对以下三个目标:

尽量采用电力驱动,提高综合效率;

尽量使汽油单电机保持在最佳热效率工作范围;

中间尽量减少或者不损失任何能量;

为此,各大主流品牌的主机厂都推出了混动车来适应上述情况。本文虽然没有详细解释每一项技术,但是从燃料能量释放和消耗的角度介绍了一些目前主流的混合动力技术架构,以及这些技术在燃料应用上的优缺点:

单电机直接连接:

简单来说,汽油机直接连接一个发电机,发电机把电储存在电池里。当车辆需要移动时,存储在电池中的电力被转换成连接到车轮的马达,以供车轮使用。这种结构的优点是改造简单,节省了复杂变速箱的研发成本。取而代之的是发电机、电池和马达。

但缺点也很明显:在电池的重量和体积无法减少的情况下,车辆总质量增加,导致车辆能耗更多,多级串联也会导致能量转换的大量损失。

代表车型有宝马i3和奥迪A3 e-tron。

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单电机并联:单电机并联:

车辆的发动机和电动机通过机械结构并联在车辆的动力输出轴上,可以单独驱动或联合驱动为车辆提供动力。这种结构的优点是电力和燃料可以同时提供能量,使得燃料的极限能量输出相对较高。

但是缺点也很明显:这种并联是唯一一种仍然需要保留变速箱的结构,同时还需要在这款车的结构上增加一个电机和一块电池。一旦电池耗尽,相当于用发动机开更重的车,结果不一定省油。同时,为了避免车辆超重,这类车辆通常设置为插电式混合动力,电池尺寸减小,所以电机的作用其实是有限的。

代表车型有比亚迪秦和日产楼兰混动。

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双电机并联:两台电机并联:

这个结构是最复杂的,还有相应的导数。但是,车辆的发动机总是与一个可以由发电机转换成电动机的电动机串联,然后通过行星齿轮组或离合器与另一个结构相同的电动机并联,通过这三个动力源同时为车轮做功。

这有两个好处:可以去掉笨重的变速箱结构;同时,每个动力源都可以维持在自己的最佳工作效率区间。

但也有一些缺点——由于没有合适的传动装置,后段整个动力源的性能会有些不足,容易过早达到扭矩输出极限。

代表车型有丰田普锐斯、本田雅阁混动、通用君越混动。

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5. 燃料电池5.燃料电池

如果以目前的研究来看,最有希望的是燃料电池。之所以排第二,是因为燃料电池解决了很多电动汽车、矿物燃料汽车、混合动力汽车无法解决的一些问题。

目前,技术最先进的燃料电池是液氢燃料电池,包括丰田Mirai未来组合、本田Clarity、现代ix35燃料电池等。这种车型在燃油方面的最大优势如下:

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(丰田Mirai)(丰田Mirai未来组合)

与现有燃料供应模式一致:

燃油箱用于储存基本燃油。对于液氢汽车,使用两个由特殊材料制成的高压储氢罐来储存燃料。

能源效率大大提高:

因为它的工作方式是用液体燃料转换成电能再工作,本质上是一种电能汽车,在能量转换和整体生态链污染上有优势。

整个燃料供应环境很容易改变:

对于汽车来说,只需要在现在的电动车上安装转换装置,取消了汽车笨重的发动机和变速箱,大大控制了车重,提高了燃油效率;对于燃料补给机构来说,从加油站到加氢站的改造成本很小,只需要加强地下储存的整体实力,改造加油机即可。

然而,对于燃料电池汽车来说,如何在源头获得燃料是一个尚未解决的问题。毕竟燃料电池的燃料通常不是直接从自然界获得的,所以在制造燃料的过程中必然会存在成本高、效率低、环境污染等一系列问题。这也是目前各大主机厂的首要目标。

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(本田Clarity)(本田Clarity)

6.生物柴油

第一名,我猜你们都没想到,没错,生物柴油。其实很简单,就是利用生物化学的方法,将一些生物制品转化成可以直接作为燃料的柴油,然后用在经过大幅优化的柴油车型的汽车上。

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为何这项技术能排名在第一优先级呢?因为其对于燃料的解决方案是源头级别的。为什么这项技术被列为第一优先?因为它对燃料的解决是在源头层面。

首先,生物柴油的获取会非常环保,不破坏自然环境,只需要正常种植农作物就可以完成原料的获取。

其次,生物柴油已经被证明比化石柴油更清洁,通过实验室测量和车辆测试,其CO2和其他排放物确实可以比化石柴油低得多。

第三,这种能源具有很强的普适性,主机厂不需要大规模重新设计制造车辆,只需要沿用现有的柴油车技术,在国际上具有普及性。

不过这项技术也不是没有缺点:目前最大的缺点有两个:第一个是需要添加额外的催化剂,另一个是如果要达到同样的从矿石提炼柴油的功率水平,需要燃烧更多的生物柴油,会导致排放不达标。

说到这里,我想你应该会想到一个主机厂:没错,就是大众。

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2015年9月18日,美国环境保护署在收到了部分高校的研究结果和自身的研究测试后,正式质控大众汽车品牌所售的部分柴油车安装了专门应对尾气排放监测的作弊软件,以通过“高环保标准”的检测。2015年9月18日,美国环保局在收到一些大学的研究结果和他们自己的研究测试后,正式对大众品牌销售的部分柴油车进行质量控制,安装专门用于应对尾气排放监测的作弊软件,以通过“高环保标准”的测试。

据称,这些车辆排放的污染物最高可达美国法定标准的40倍。是的,在这里你或许可以理解一个由来已久的问题:公众都知道作弊会受到惩罚,那你为什么还要这么做?是的,新技术带来的新标准会让大众集团站在上帝的位置上,甚至有可能成为世界第一的车企。这种诱惑,即使对大众集团来说,也像是一个魅魔。

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篇幅所限,就先写到这儿。希望这篇文章能扭转大家对于汽车能源的认知。其实人类在对于能源的探索还远远不止如此,正因为这种多样性,汽车制造商们才能百花齐放百家争鸣。作为消费者,我们无需辩它个优劣强弱,只要这辆车能够解决你的一切出行需求,它用什么燃料,就让主机厂的那帮工程师去想办法吧。篇幅有限,我先写到这里。希望这篇文章能扭转大家对汽车能源的认知。事实上,人类对能源的探索远不止这些。正是因为这种多样性,汽车厂商才能百花齐放,百家争鸣。作为消费者,我们不需要争论它的利弊。这辆车只要能满足你所有的出行需求,用什么样的燃料,就让主机厂的工程师去搞清楚。



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