你能想象,一辆汽车,居然没有发动机,没有传统形式的方向盘,没有油门,没有刹车踏板,不需要汽油作燃料,排放物只有水,却拥有跑车一样的速度,这真有可能吗?———其实,这样的汽车已经不再是痴人说梦,甚至在不远的将来就会走进你我的生活。日前,在通用汽车2003能源动力高新科技全球巡展北京展上,世界首辆可驾驶的线传操控燃料电池车Hy-wire、氢动3号燃料电池车等“未来汽车”一一亮相,对人们传统概念中的汽车进行了颠覆,掀起了一阵不小的“氢汽车”风暴。
操纵颠覆:和飞机一样
这一次最吸引眼球的就是Hy-wire,它是世界上第一辆可驾驶的线传操控燃料电池车。除采用氢燃料电池作为动力外,Hy-wire在操控上采用了飞机上才使用的“线传控制技术”,从而彻底颠覆了传统汽车的机械操纵概念。
Hy-wire为Hydrogen与by-wire的合成词,意为氢燃料驱动-线传操控。“by-wire”线传操控技术的核心是智能机电传动装置,这些装置将原先司机开车时的“转向”、“加速”和“制动”等机械操控手段,全部改为线传电子操控,由电子信号转变为机械动作。同时,电子系统也不断通过电子信号向司机提供动态的反馈信息,使司机对里程、速度、方向等随时都能了如指掌。有了线控,使没有制动、没有油门的汽车一下子变成了可能。
由于全部操控都在手上,它摒弃了原有的方向盘,变成了一个有两个“手柄”的立柱方向盘。坐在车上驾驶,你既可用左手也可用右手来操控汽车的行驶,当汽车需要转向时,只需转动控制装置上的手柄,传感器即会捕捉到该动作的数字信号,并随即向电机发送一个信号,指示其带动转向齿条。在加速时,司机只需轻柔地转动位于其左侧或右侧的手柄;在减速时,则只需握紧位于同一手柄上的刹车制动器;手柄上下滑动即可控制方向。在现场,记者亲自驾驶了这辆脚下没有制动、没有油门的“未来汽车”,感觉又方便又轻松。
采用线传操控技术,不仅取消了方向盘转向柱和脚踏板,为汽车设计提供了更大的空间,而且省却机械和液压连接装置,减轻了车身重量并简化了维护工作。同时,由于通过软件确定汽车的驾驶特性,如刹车、拐弯和加速,驾驶调整就如同启动新程序一样简单便捷。
动力颠覆:没有发动机
没有发动机,在传统汽车上肯定难以想象,但Hy-wire从一开始就是围绕着“没有发动机”的设计理念来设计,使不可能变成了可能。
Hy-wire的动力来自于配备了“氢”的燃料电池组。虽然没有发动机,但Hy-wire具有优良的可驾驶性,这不仅证明了通用汽车研发线传操控燃料电池车的前瞻性,而且,电子操控和零排放对保护环境、开发利用可再生能源等方面也具有重大意义。
燃料电池组安装在底盘后部,可通过散热器为其冷却。燃料电池堆的尺寸与个人电脑的机箱相仿,由总共200个串联的燃料电池组成。该燃料电池堆以1.5至2.7巴的压力工作,其功率密度为1.60kW/l,并能在129千瓦的功率峰值状态持续产生94千瓦的电力。这一环保型发电机根据负荷可提供介于125和200伏的DC电压。该电压可由逆变器提高至250至380伏,然后转换成交流电以驱动电机(Hy-wire的线传操控系统在42伏的电压下工作),让汽车在没有发动机的情况下,快速开动起来。
汽车的动力来自于燃料电池,而燃料电池的动力来自哪里呢?三个可承受350巴压力的圆柱形氢贮存罐被横向固定在滑板底盘中央,重量仅为75公斤,并能以350巴(每平方英寸5,000磅)的压力储存两公斤的气态氢。燃料电池从这些贮存罐获取氢以提供电力。通用汽车的下一个目标是把容器压力从现有的350巴增加至700巴,以保证燃料电池车的最大行程为300英里。氢汽车的概念也因此而来。
没有发动机,汽车在没有损失动力性能的同时,还具有传统汽车不可比拟的好处。由于动力系统的绝大多数负载都被均匀地分配在底盘的前后端之间,车辆的总体重心得到降低。因此,轿车被赋予更出色的操控性能,并可在最大限度增加车身高度的同时仍保证良好的抗侧倾性能,从而大大地改善了车辆的整体安全性。
环保颠覆:放出来的是水
传统汽车使用汽油或者柴油为其提供动力。由于石油是不可再生能源,各个国家由于汽车工业的迅猛发展,都亮出“能源危机”的红灯。不仅如此,传统汽车由于燃烧汽油、石油,放出二氧化碳、一氧化碳等造成很大污染,虽然通过改进工艺可降低污染程度,但污染仍将难免。“氢汽车”使这些问题迎刃而解:氢是可再生能源,取料方便;不同凡响的是,汽车“喝”下去的是氢,放出来的却是水,不会产生任何污染。
上个世纪60年代末,通用汽车就率先在全球汽车制造商中开始了氢燃料电池驱动技术的研究,并凭借其强大的技术优势在全球燃料电池驱动领域取得了巨大进展。这次巡展中的Hy-wire和“氢动3号”正体现了通用汽车公司最新最激动人心的技术成就。
“氢动3号”燃料电池驱动系统的工作原理是,由200块相互串联在一起的燃料电池块组成的电池组产生电力,通过68升的氢气储存罐向燃料电池组提供氢气。电池组所产生的电能输入电动机后,通过功率为60千瓦/82马力三相异步电机驱动车辆行驶,并几乎不产生任何噪音。“氢动三号”0-100公里/小时的加速时间约为16秒,最大时速达到160公里。氢储存罐分为两种,一种罐内储存的是温度为-253°C的液态氢,另一种罐内储存的是承受最高压力可达700巴的高压氢气。一次充气行驶里程分别可达400公里和270公里。同时展出的还有由通用汽车公司和铃木汽车公司联合设计的“MR.WAGON”,它由电驱动,排放的只有水。
通用汽车燃料电池技术与商业化部执行总监麦考白博士说:“氢汽车将使汽车工业更经济,更环保,可以使汽车工业从‘污染耗能’的指责中根本解脱出来,从而重塑汽车的形象。”
能源颠覆:加油站变加“氢”站
在现场,麦考白博士宣布说:“通用汽车的目标是成为第一家销售100万辆燃料电池汽车的汽车公司,并致力于2010年以后生产出大众能承受得起的燃料电池车。”如果让“氢汽车”真正走入家庭,除了技术上过硬、性能上优越外,更主要的是方便。如何让“加油站”变成“加氢站”、来一个能源提供的颠覆,便显得至关重要。
据通用汽车有关研究专家介绍,目前,氢汽车的动力性能、操控性能等已经可以和传统车相媲美,但要真正走入百姓家庭,还需建立与“氢汽车”相配套的基础设施,其中最主要的就是能源提供。目前,壳牌等能源公司都在加紧努力,为未来氢汽车时代的到来做准备,相关的方案包括如何生产氢、储备氢、加氢等。据调查显示,如果将25%加油站改成加氢站,中国的数量是25000个,美国的是43980个,日本是13831个。可以想见,随着氢汽车时代的到来,加油站变成加“氢”站将成为一个必然。
通用汽车十分看好中国的“氢汽车”发展。介绍会上麦考白博士指出,全球都在加大对可再生能源和电动汽车的研发力度,在这样的背景之下,中国完全有条件在一个高起点上与国外同行合作,共同探讨中国通向“氢经济”远景的最佳途径和方法。
通用汽车中国公司董事长兼首席执行官墨斐表示:“通用汽车确信,在加快全球向以燃料电池技术为核心的‘氢经济’过渡过程中,中国起着独特的重要作用。面对实现‘氢经济’目标所带来的挑战,通用汽车在致力于推动中国汽车工业发展的同时,希望能与中国同行携手合作,共享我们的最佳经验和知识。通用汽车在发展可再生能源、燃料电池车和氢基础设施等方面与中国伙伴所达成的共识以及进一步的合作,将对未来在该领域取得更大突破具有非同寻常的意义。”
作者:本报记者朱君巍
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