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如何汽车更省油?粘合剂和电池成为新希望
 
 
2017款通用阿卡迪亚(GMC Acadia)汽车刚刚开始送到美国经销商的手中,它比旧版汽车轻了700磅(约318千克),每加仑英里数23,之前的汽车只有18英里,延长了28%。

为什么重量减轻?有一个秘密,那就是粘合剂。

阿卡迪亚的许多车身钢件并不是用铆钉、焊接点连接起来的,而是用了先进的粘合剂,这种粘合剂已经用在现代飞机上,比如波音Dreamliner飞机。所有组件连接处的缝隙都是用超强力胶水粘合的,不单单用在某些特定点位上,因此汽车的组件更加坚硬。正因为硬度提高,通用汽车可以在许多地方使用更薄的钢件,最终降低汽车的重量。

通用汽车全球碳排放缩减策略主管查理·克莱因(Charlie Klein)表示,钢的厚度虽然下降幅度只跟头发丝的宽度差不多,但是积少成多,最终减少了许多重量。

如何汽车更省油?粘合剂和电池成为新希望

48伏油电混合动力

在未来9年内,美国环保机构制定了严格的标准,不断提高燃油效率,汽车制造商被迫开发新技术改进燃油效率。太空粘合剂的使用越来越广泛,它只是制造商减轻重量、节省燃料的诸多手段之一。

如果要进一步减轻重量,汽车制造商必须寻找更多的创新方法。有一项技术很有希望,它就是新型油电混合动力,新系统从48伏电池获得电能,这种电池比标准的12伏汽车电池更加强大,和200伏以及200伏以上的混合动力汽车电池相比(丰田普锐斯使用类似的电池),它的成本更低,更加简单。

安装48伏电池之后,电力发动机的功率大约可以提高20%,在启动和加速时能节省更多的燃料。

Delphi工程、项目管理副总裁玛丽·加斯坦斯基(Mary Gustanski)相信,只需要增加少量成本,安装新的混合动力系统,就可以将燃油效率提高15%甚至更多——与常规汽油汽车相比。加斯坦斯基表示:“这是一个大飞跃吗?不是,但是它的确是一个进步,绝对是进步。”

现代汽车企业和产品规划副总裁迈克尔·奥布莱恩(Michael O’Brien)表示,现代汽车正在努力开发48伏技术。他拒绝透露安装新系统的汽车何时上市。通用汽车高管表示,再过几年,通用就会在美国推出安装48伏电池的汽车。加斯坦斯基称,2018年,Delphi的技术首先会在欧洲和中国出现。汽车组件供应商Continental计算今年年底开始生产48伏系统。

如何汽车更省油?粘合剂和电池成为新希望

严格的标准

即使有了新技术,要让每英里加仑数达到目标仍然很困难。到2025年,制造商必须要让汽车(销售的众多汽车)的每英里加仑数平均达到54.5英里(约87.7公里)。

这一数据考虑了诸多因素,比如空调排放减少、销售电动汽车,还考虑了其它因素。在真实世界中,相当于要让汽车的每加仑英里数平均达到40英里。根据密歇根大学交通研究院(Transportation Research Institute)收集的报告,7月份汽车和轻型卡车的每加仑英里数约为25.4英里(约40.87公里)。

上个月,美国环保局、交通部联合发布一份报告,声称在2025年之前汽车制造商平均只能达到50英里(约80.5公里)的标准,放在真实世界中约为36英里(约58公里)。在许多工业比较发达的国家,油价过低、燃油税不高已是普遍现象,美国人于是远离普通汽车,选择皮卡和SUV,它们的燃油效率更低。

汽车制造商与监管机构的意见不一。本月在美国密歇根举行的会议上,美国国家环境保护局空气质量主管格兰德勒(Christopher Grundler)认为,2025年的标准不应该降低。他说标准很有效,汽车制造商已经取得了巨大的进步,许多车型已经达到了2025年的标准。

这些汽车包括混合动力汽车、插电式混合动力汽车,涉及的品牌包括福特、现代、丰田及其它汽车商,还有纯电动汽车,比如特斯拉汽车和通用雪佛兰Bolt。福特F-150皮卡是用铝制造的,安装了EcoBoost V6引擎,它已经达到了2025年的燃油标准,在真实世界中每加仑汽油可以让汽车行驶23英里。

新技术

电动汽车拥有出色的燃油效率,这一点制造商是认同的,但是消费者购买的数量很少。最大的挑战在于:要提高传统汽油汽车的燃油经济性,需要增加的成本太多,消费者不愿意承受。

丰田项目经理理查德·L·格泽尔(Richard L. Gezelle)表示,在2025年之前,如果继续使用传统传动系统,要达到标准相当困难。

一些汽车制造商对48伏混合动力兴趣不大,比如丰田汽车,因为它们已经在汽车产业有着很大的名气。格泽尔认为,汽车制造商应该关注更具突破性的技术,比如电动汽车、氢动力燃料电池技术,只有这样才能达到2025年的燃油经济性标准,并在未来进一步提升效率。

现在,汽车制造商开始受益于一些技术的推广,这些技术是6年前开始普及的。例如,通过增加涡轮增压技术,制造商可以缩小发动机的尺寸,涡轮增压技术可以将多余的空气压入引擎,提高功率和效率。采用涡轮增压技术之后,4汽缸引擎的功率和传统V6、替代V8的V6发动机差不多。

与此同时,汽车制造商对新一轮技术创新寄予厚望,这些技术包括:

——启停技术(STOP/START):当汽车在交通灯之前或者在车流中停车时,启停系统会关闭引擎。一些汽车已经配备启停系统,只是重新启动有些困难,因此吓退了一些消费者。如果安装48伏混合动力系统就可以改进该技术。

——FREEWHEELING:有了FREEWHEELING技术,当汽车正在滑行时可以暂时关闭引擎,节省燃料。混合动力汽车可以用电力发动机维持巡航速度,让引擎关闭更长一段时间。

——新材料:现在汽车制造商已经开始使用更多的铝和更先进的轻量钢材。镁的重量比铝轻三分之一,现在它使用的频率更高了。菲亚特·克莱斯勒在2017款克莱斯勒太平洋(Pacifica)小型货车上使用了镁。

——缸间歇系统:多年来,引擎已经可以关闭2个或者4个汽缸,从而达到节省燃料的目的。利用新的计算机算法,Delphi、通用汽车、Tula、硅谷科技企业正在开发“Dynamic?Skip?Fire”技术,它可以根据需要打开或者关闭各个汽缸。