conghenzaokaishi，famingjiamenjiuqiwangnengfamingyongdongji。zaikeyujiandeweilai
，shiyouxiaohaodaijinyijingpozaimeijie，bieshuofaming，zhishaonengxiangyongdongjikaojinyidiandexiwangyejiuyuefaqianglie。zaichongmanjidongchedeshijieli
，zhexiwangzhengzaiyihunhediandongchedexingshitixian。混合動力汽車的技術和市場前景怎麼樣呢
？

　　有位朋友帶著一個“可以申請專利的發明”來找我。他說這能賺個幾百萬
，隻是還需要一些幫助。

　　他將一個小號的電動馬達粘在一塊板子的末端，衝著外麵。馬達的軸上裝著一塊條形磁鐵——到(dao)處(chu)可(ke)以(yi)買(mai)到(dao)的(de)便(bian)宜(yi)貨(huo)。馬(ma)達(da)側(ce)麵(mian)粘(zhan)著(zhe)另(ling)一(yi)個(ge)馬(ma)達(da)
，同(tong)樣(yang)裝(zhuang)著(zhe)一(yi)塊(kuai)條(tiao)形(xing)磁(ci)鐵(tie)。兩(liang)個(ge)馬(ma)達(da)靠(kao)的(de)很(hen)近(jin)，但(dan)磁(ci)鐵(tie)不(bu)會(hui)直(zhi)接(jie)接(jie)觸(chu)。板(ban)子(zi)上(shang)裝(zhuang)著(zhe)六(liu)個(ge)這(zhe)樣(yang)的(de)馬(ma)達(da)，他(ta)覺(jiao)得(de)隻(zhi)要(yao)第(di)一(yi)個(ge)馬(ma)達(da)開(kai)始(shi)旋(xuan)轉(zhuan)，其(qi)它(ta)幾(ji)個(ge)就(jiu)會(hui)跟(gen)著(zhe)轉(zhuan)起(qi)來(lai)。我(wo)的(de)朋(peng)友(you)花(hua)了(le)很(hen)多(duo)時(shi)間(jian)在(zai)這(zhe)個(ge)項(xiang)目(mu)上(shang)
，他(ta)對(dui)此(ci)分(fen)外(wai)自(zi)豪(hao)。

　　他ta知zhi道dao馬ma達da可ke以yi作zuo為wei發fa電dian機ji，但dan不bu知zhi道dao如ru何he才cai能neng利li用yong馬ma達da所suo產chan生sheng的de能neng量liang
，覺jiao得de我wo這zhe位wei電dian子zi工gong程cheng師shi可ke以yi幫bang忙mang。他ta的de點dian子zi是shi隻zhi需xu啟qi動dong一yi個ge馬ma達da，隨sui後hou的de馬ma達da就jiu能neng跟gen著zhe轉zhuan起qi來lai，產chan生sheng五wu倍bei的de能neng量liang。他ta覺jiao得de自zi己ji可ke以yi用yong一yi個ge馬ma達da來lai為wei第di一yi個ge馬ma達da提ti供gong能neng量liang，這zhe樣yang剩sheng餘yu四si個ge馬ma達da所suo產chan生sheng的de能neng量liang就jiu能neng用yong在zai其qi它ta地di方fang。

　　確實是個好點子。在他看來，磁性的傳遞讓這一切都成為可能。我說了他對此深感自豪吧？向他解釋能量守恒定律的時候我也不好受。

　　conghenzaokaishi，famingjiamenjiuqiwangnengfamingyongdongji。zaikeyujiandeweilai，shiyouxiaohaodaijinyijingpozaimeijie，bieshuofaming，zhishaonengxiangyongdongjikaojinyidiandexiwangyejiuyuefaqianglie。zaichongmanjidongchedeshijieli，zhexiwangzhengzaiyihunhediandongchedexingshitixian。

　　神秘的混合動力

　　當然，我們已經看到越來越多的混合電動汽車出現在路上。這些車緊湊的體積、奇怪的外表使得它們非常引人注目。這些車的主人們知曉自己可以通過開車保護環境之後也引以為豪。

　　不幸的是這些車和耗油大戶SUV有著差不多大的體積。司機們在這些龐然大物裏邊開車邊打電話發短信或盯著GPS，很可能撞碎了前麵的小家夥還渾然不覺。

　　現在還有SUV混合動力車，這在我看來有點自相矛盾。你弄一輛每加侖油跑15英裏的汽車
，再花10000美元，加上巨大的電池組
、電動馬達和複雜的雙模傳動裝置。所有這一切讓你得到的是一輛在城市裏每加侖油跑21英裏的汽車——上了高速還是老樣子。有趣的地方在於這些人還覺得自己在拯救環境
，而這些汽車甚至不省錢。

　　每加侖油多跑6英裏需要消費者付出10000美元。用這筆錢你可以買很多汽油。這些車主得在城市裏開上17.5萬英裏(約28萬公裏)才能補平一開始的投入。這可是不小的數字。

　　能量細分

　　除插入式混合動力車以外，其他混合動力車都用汽油來給電池充電。100%的能量都來自油箱。不同之處在於混合動力車的能量轉換首先由內燃機(ICE)完wan成cheng，然ran後hou再zai交jiao給gei電dian動dong馬ma達da和he輔fu助zhu控kong製zhi電dian路lu
，而er不bu是shi像xiang普pu通tong汽qi車che一yi樣yang完wan全quan由you內nei燃ran機ji完wan成cheng。再zai重zhong複fu一yi下xia，所suo有you推tui動dong汽qi車che前qian進jin的de能neng量liang一yi開kai始shi都dou來lai自zi油you箱xiang。這zhe就jiu意yi味wei著zhe碳tan氫qing化hua合he物wu所suo帶dai來lai的de能neng量liang在zai以yi電dian力li形xing式shi進jin入ru電dian動dong馬ma達da之zhi前qian首shou先xian都dou得de經jing過guo燃ran油you引yin擎qing。

　　正如我那可憐的朋友必須意識到的，能量無法創造，隻能經由轉換而來。能量轉換步驟(液態汽油到向前運動)增zeng加jia的de同tong時shi損sun耗hao也ye會hui增zeng加jia。你ni不bu可ke能neng在zai增zeng加jia步bu驟zhou的de時shi候hou避bi免mian損sun耗hao。所suo以yi問wen題ti就jiu在zai於yu，這zhe些xie混hun合he動dong力li車che究jiu竟jing是shi如ru何he讓rang每mei加jia侖lun行xing駛shi裏li程cheng變bian得de更geng好hao
？它ta們men通tong過guo優you化hua整zheng個ge係xi統tong中zhong效xiao率lv最zui低di的de元yuan素su——內燃機。它們還通過降低你的期望值(馬力)來實現這一結果。

　　混合動力汽車的動力總成優化

　　我知道的一種非常聰明的HEV動力總成采用一種非常簡單的行星齒輪係統(Planet gear system)
，由兩個能量源所驅動：內燃機和電動馬達。能量由內燃機分流出來驅動發電機
，發電機與一個大型電池搭配驅動電動馬達(見下表)。車內電路將決定多少能量被用來充電
，多少能量直接被送給車輪。發電機需要從內燃機獲取多少能量和它需要轉換多少能量相關。

　　一種流行的混合動力電動汽車的動力總成

　　對機械和電動能量源的分配意味著內燃機可以在自己的優化速度/扭矩下運行更長的時間。這就大幅提升了內燃機的能效比。引擎轉速有一個最佳值(Sweet Spot)，引擎在這個速度下可以提供最好的能效比(見下表)。混合動力技術使得引擎可以在最佳值處停留更長時間，這就讓油耗變得更加經濟。

內燃機能效曲線

　　第二點，由於加速所需的扭矩被電動馬達(以及相配套的電池)和內燃機所分擔
，燃料引擎的體積可以減小不少。

　　根據一種典型的混合動力汽車動力總成進行計算(數字來自一家流行混合動力車品牌的網站)

，我們得到：

　　·內燃機動力 = 98hp

　　·電動馬達動力 = 80hp

　　·電池能力 = 36hp

　　·總共可用動力 = 134hp

　　注意，總共可用動力僅僅是內燃機和電池能夠提供的總動力。在我看來這有點過於簡單化
，因為134hp是整個係統在一個時間點內所可能提供的最大動力。能源從201.6V電池到車輪之間得經過650V DC-DC轉換器、一(yi)個(ge)三(san)相(xiang)逆(ni)變(bian)器(qi)，最(zui)後(hou)才(cai)是(shi)電(dian)機(ji)傳(chuan)動(dong)。假(jia)設(she)這(zhe)些(xie)原(yuan)件(jian)發(fa)熱(re)微(wei)不(bu)足(zu)道(dao)是(shi)過(guo)於(yu)樂(le)觀(guan)的(de)。除(chu)非(fei)有(you)人(ren)能(neng)往(wang)永(yong)動(dong)機(ji)方(fang)麵(mian)再(zai)進(jin)一(yi)步(bu)，發(fa)明(ming)無(wu)損(sun)能(neng)量(liang)轉(zhuan)換(huan)(從電池到傳動)

，否則這個數字是過於樂觀的。

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　　我是不是吹毛求疵？我想是的。混合動力方麵的工程師下了很多功夫盡可能減少從電池到車輪之間的損耗。舉個例子，DC-DC轉換器和650V變頻電機損耗的能量比200V變頻電機小很多。他們采用電池和電動馬達在高負載時提升動力總成輸出、在引擎負載不高時將能量分給電池以提升內燃機效率。提升能效比也意味著同樣的能量輸出下
，廢氣排放更少。這是件好事。

　　混(hun)合(he)動(dong)力(li)汽(qi)車(che)的(de)動(dong)力(li)傳(chuan)動(dong)技(ji)術(shu)麵(mian)對(dui)的(de)另(ling)外(wai)一(yi)個(ge)問(wen)題(ti)是(shi)，再(zai)生(sheng)製(zhi)動(dong)將(jiang)汽(qi)車(che)向(xiang)前(qian)動(dong)力(li)的(de)一(yi)部(bu)分(fen)傳(chuan)遞(di)到(dao)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)中(zhong)供(gong)後(hou)來(lai)使(shi)用(yong)。實(shi)現(xian)這(zhe)一(yi)點(dian)有(you)多(duo)種(zhong)技(ji)術(shu)，每(mei)一(yi)種(zhong)技(ji)術(shu)中(zhong)，並(bing)不(bu)是(shi)所(suo)有(you)的(de)前(qian)向(xiang)動(dong)力(li)都(dou)可(ke)以(yi)回(hui)饋(kui)到(dao)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)中(zhong)。有(you)些(xie)被(bei)內(nei)燃(ran)機(ji)引(yin)擎(qing)壓(ya)縮(suo)是(shi)消(xiao)耗(hao)(供刹車所用)，相當一部分轉化為電力
，剩下的則轉化為刹車板的熱量。

　　再zai生sheng製zhi動dong對dui馬ma達da的de驅qu動dong類lei似si於yu馬ma達da驅qu動dong輪lun胎tai，當dang其qi受shou到dao輪lun胎tai驅qu動dong的de時shi候hou就jiu變bian成cheng發fa電dian機ji。再zai生sheng製zhi動dong不bu僅jin限xian於yu混hun合he動dong力li傳chuan動dong係xi統tong，還hai可ke以yi用yong於yu任ren何he使shi用yong馬ma達da的de場chang合he。

　　兩種方法為並行和串行(或順序)，並bing行xing由you於yu是shi線xian性xing的de所suo以yi最zui容rong易yi控kong製zhi，踏ta板ban壓ya力li提ti升sheng了le機ji械xie和he電dian力li刹sha車che力li。串chuan行xing係xi統tong要yao求qiu必bi須xu延yan遲chi機ji械xie刹sha車che，直zhi到dao再zai生sheng製zhi動dong刹sha車che係xi統tong完wan成cheng動dong作zuo，這zhe並bing不bu容rong易yi。

　　再生製動的解釋

　　zaizishenxitonghebaochineiranjiyinqinggongzuozaizuijiazhuangtaizhijian，womenqudeleyidingxiaolv。hunhedongliqueshimanzuleyidingxuqiu。hunhedonglicheyouqicunzaidejiazhi
，xiaoxingcheyenengzaihelidejiaqianfanweineidedaolianghaopingjunyouhao。

　　內燃機引擎未死

　　然而內燃機引擎技術也在推陳出新
，也有汽油引擎技術的新應用，這些都對混合動力領域造成極大的衝擊。

　　舉例來說，從1980到1986年，我的車是一輛很小的經濟型轎車
，車型是1974年nian的de。在zai讀du大da學xue之zhi前qian我wo購gou買mai了le這zhe兩liang二er手shou車che
，它ta伴ban隨sui我wo度du過guo幾ji年nian不bu寬kuan裕yu的de時shi光guang。入ru手shou之zhi前qian這zhe部bu車che的de車che主zhu是shi一yi個ge機ji械xie工gong程cheng師shi，對dui這zhe輛liang車che做zuo了le一yi些xie調tiao整zheng，使shi其qi能neng多duo跑pao一yi些xie裏li程cheng。從cong北bei卡ka羅luo萊lai納na(有很多高速公路)開回來的時候
，每加侖可以跑到45-50英裏。必須承認

，這是一輛超小的車，輪胎12英寸
，動力也是勉強夠用。我想說的是，1980年，就有人能用1974年的技術實現優於每加侖45英裏的車。你不覺得隻要多使用可變閥門技術、汽油直噴技術、渦流增壓技術等
，也能實現油耗的大幅降低麼
？我相信改進傳統技術需要的資金更少，也比開發一輛混合動力傳動係統更容易。

　　業內也有人這麼想。最近我從美國幾家主要的汽車廠商那裏了解到
，他們在開發小型發動機，利用這些技術能夠產生120匹馬力，每加侖也能行駛40英裏。其費用沒有混合動力高，複雜度也沒有混合動力高，而且不會消耗鋰
、鎳等電池裏用到的各種有害元素(就算是鉛酸電池也含有害元素)。

　　我又想到了長期以來備受信賴的12V Lundell發電機。幾年前，有人預測60年代的12V老技術將像恐龍一樣滅絕，被42V係統替代。汽車的電力需求太大了，12V無法滿足。最終，42V係統由於成本太高、係統太複雜未能被廣泛接受。受到42V的(de)成(cheng)本(ben)和(he)技(ji)術(shu)困(kun)難(nan)的(de)啟(qi)發(fa)
，汽(qi)車(che)製(zhi)造(zao)商(shang)最(zui)終(zhong)去(qu)粗(cu)取(qu)精(jing)
，電(dian)子(zi)係(xi)統(tong)的(de)效(xiao)率(lv)得(de)到(dao)提(ti)升(sheng)
，發(fa)電(dian)機(ji)廠(chang)商(shang)也(ye)提(ti)升(sheng)了(le)發(fa)電(dian)機(ji)的(de)性(xing)能(neng)，後(hou)來(lai)逐(zhu)漸(jian)就(jiu)聽(ting)不(bu)到(dao)42V的聲音了。

　　混合動力車比42V係統走的遠得多。目前已經有好幾款車上市了。當我們問手裏拿著預測未來的水晶球的分析師
，請他們預測混合動力/電動車的未來的時候
，他們說，即使在6年內
，HEV的市場需求也不會有太大增長。整體來說
，HEV仍將隻是整個汽車生產中的一小部分。

　　我想我們可以說，混合動力車的買家都是相信這一技術並能夠負擔它的價格的人。我認識一家人，有一款很閃亮的紅色豪華敞篷跑車、一輛小貨車和一輛混合動力車，我相信他們並不是為了行駛裏程數而購買混合動力車的。

　　我們大多數人隻是為了從一個地方到達另一個地方
，不用花很多錢而買車的。如果非混合動力技術能滿足需要(暫且不考慮繳稅)而(er)且(qie)更(geng)便(bian)宜(yi)，我(wo)們(men)就(jiu)會(hui)買(mai)。汽(qi)車(che)製(zhi)造(zao)商(shang)也(ye)明(ming)白(bai)這(zhe)一(yi)點(dian)，正(zheng)在(zai)努(nu)力(li)提(ti)升(sheng)內(nei)燃(ran)機(ji)引(yin)擎(qing)技(ji)術(shu)以(yi)抗(kang)衡(heng)混(hun)合(he)動(dong)力(li)技(ji)術(shu)。雖(sui)然(ran)需(xu)要(yao)去(qu)掉(diao)多(duo)餘(yu)的(de)部(bu)分(fen)，進(jin)行(xing)調(tiao)整(zheng)，但(dan)我(wo)想(xiang)是(shi)能(neng)夠(gou)完(wan)成(cheng)的(de)。就(jiu)好(hao)象(xiang)Lundell發電機一樣，內燃機引擎也很難被替代。

　　更好的未來

　　xianshieryan，jingjishihuideranliaodianchikeyixianzhugaibianxianzhuang。chongdianhexianzaiyemeishenmechabie，baruanguanlianjiedeshuruduancharuqichejiunengchongdian。tabuxiangputongdedianchixuyaochongjixiaoshidian，yebunengyongchonghaodiandedianchitidaiyongwandedianchibao
，yinweinibuzhidaoganggangzhuangdedianchizhiliangruhe。dianchi，shenzhichaojidianrongzhihuizaijiasuhuozheshachedeshihoushiyong，yincisuoxushuliangyebuda。

　　燃料電池最大的兩個困難在於其工業應用性(包括了可負擔的價格和可靠的穩定性)，而且提供的動力不產生二氧化碳(不像傳統能源從燃料中提取氫)。但(dan)僅(jin)是(shi)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)效(xiao)率(lv)的(de)改(gai)進(jin)就(jiu)已(yi)經(jing)很(hen)有(you)價(jia)值(zhi)了(le)，即(ji)使(shi)需(xu)要(yao)在(zai)一(yi)開(kai)始(shi)使(shi)用(yong)碳(tan)氫(qing)化(hua)合(he)物(wu)啟(qi)動(dong)它(ta)。長(chang)遠(yuan)來(lai)說(shuo)
，會(hui)需(xu)要(yao)氫(qing)的(de)製(zhi)取(qu)。不(bu)過(guo)無(wu)論(lun)最(zui)終(zhong)用(yong)的(de)是(shi)哪(na)種(zhong)動(dong)力(li)，至(zhi)少(shao)不(bu)是(shi)化(hua)石(shi)燃(ran)料(liao)。

　　然ran後hou我wo們men就jiu有you了le真zhen正zheng的de電dian動dong車che
，其qi性xing能neng表biao現xian和he我wo們men習xi慣guan使shi用yong的de汽qi油you引yin擎qing車che類lei似si，技ji術shu也ye會hui被bei大da眾zhong廣guang泛fan接jie受shou。這zhe樣yang一yi來lai，混hun合he動dong力li可ke能neng會hui發fa展zhan為wei將jiang燃ran料liao電dian池chi用yong在zai大da量liang使shi用yong的de電dian池chi包bao內nei，縱zong觀guan汽qi車che曆li史shi，充chong電dian係xi統tong也ye會hui非fei常chang有you趣qu。