或許在不久的將來，人們就能夠見到“沒有電池”的混合動(dòng)力汽車。
打破節(jié)能上限的“天花板”
作為世界汽車強(qiáng)國，美國汽車行業(yè)在液壓混合動(dòng)力方面的研究一直處于前列。其中最具代表性的，便是Altair工業(yè)設(shè)計(jì)公司在2011年推出的號(hào)稱“世界首輛液壓混合動(dòng)力大巴”的產(chǎn)品。
Altair表示，液壓混合動(dòng)力技術(shù)讓該車的燃油經(jīng)濟(jì)性是傳統(tǒng)汽車活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的兩倍。許多大型汽車和物流企業(yè)對(duì)此產(chǎn)生了濃厚的興趣。比如美國聯(lián)合包裹公司(UPS)已經(jīng)開始實(shí)驗(yàn)使用這種新式混合動(dòng)力卡車運(yùn)送包裹快件;克萊斯勒汽車集團(tuán)在對(duì)一輛液壓混合動(dòng)力的小型貨車進(jìn)行測試之后發(fā)現(xiàn)，這種技術(shù)讓車輛在城市道路行駛工況下的燃油經(jīng)濟(jì)性增加了60%。
除了企業(yè)之外，美國環(huán)境保護(hù)署等政府機(jī)構(gòu)也加入到對(duì)液壓混合動(dòng)力技術(shù)的推進(jìn)中來。該署表示，當(dāng)前傳統(tǒng)內(nèi)燃大巴每3英里就需要一加侖燃油，而采用液壓混合動(dòng)力技術(shù)之后，車輛的油耗能夠消減三分之一。
值得一提地是，這種有效的節(jié)能技術(shù)在得到美國業(yè)界的肯定與重視之前，可謂低調(diào)等候了多年。Altair工業(yè)設(shè)計(jì)公司此前花費(fèi)了許多年時(shí)間和大量的精力，致力于美國交通部的大巴輕量化項(xiàng)目。直到2009年美國能源部提出燃油效率更高的動(dòng)力系統(tǒng)時(shí)，Altair才認(rèn)識(shí)到，普通的油電混合動(dòng)力系統(tǒng)不能給出令人滿意的答案。它不僅實(shí)現(xiàn)不了燃油效率更高的目標(biāo)，也達(dá)不到符合要求的耐久性，無法打破追逐節(jié)能上限的“天花板”。
最終，Altair作出了用液體代替電流的選擇。
與油電混動(dòng)“貌合神離”
以液體代替電流的液壓混合動(dòng)力系統(tǒng)，實(shí)際上與有點(diǎn)混合動(dòng)力技術(shù)遵循相同的運(yùn)行原理：回收車輛在制動(dòng)時(shí)消耗的熱能，再用其驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)。只不過后者是將能量以電流的形式儲(chǔ)存在電池中。
在采用液壓混合動(dòng)力技術(shù)的車輛上，柴油引擎驅(qū)動(dòng)液壓泵發(fā)動(dòng)機(jī)，而液壓泵發(fā)動(dòng)機(jī)再為高壓蓄電池充電。蓄電池驅(qū)動(dòng)后輪上的斜軸式液壓泵發(fā)動(dòng)機(jī)從而驅(qū)動(dòng)車輛。一個(gè)低壓儲(chǔ)備器用于收集液體，然后把液體再送回到第一個(gè)液壓泵發(fā)動(dòng)機(jī)中，這樣就形成了一個(gè)完整的液壓循環(huán)系統(tǒng)。
與電動(dòng)混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，液壓混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)也有提供再生制動(dòng)的能力。貨物運(yùn)送車輛和土方運(yùn)輸車經(jīng)常要制動(dòng)剎車，當(dāng)車輛制動(dòng)時(shí)，液壓泵發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)為高壓蓄電池充電。當(dāng)卡車再次啟動(dòng)前行時(shí)，儲(chǔ)存在蓄電池中的能量可以用來減少柴油引擎的負(fù)載。這些能量也可以限制引擎封閉時(shí)推進(jìn)力的迸發(fā)，比如說，在室內(nèi)操縱車輛時(shí)。
“一次剎車的時(shí)間非常短暫，不足以令蓄電池儲(chǔ)存下所有可以回收的能量。目前最好的油電混合動(dòng)力汽車只能挽回25%的剎車能量損失。而液壓系統(tǒng)能夠達(dá)到75%。”Altair公司工程設(shè)計(jì)部總監(jiān)蒂姆·史密斯表示。
當(dāng)然，在這樣一個(gè)電氣化程度不斷進(jìn)步的世界里，液壓發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)看上去有些落伍。然而液壓泵發(fā)動(dòng)機(jī)和蓄電池至少提供了一種應(yīng)用扭矩和存儲(chǔ)能量可靠的、低本錢途徑，這也正是混合動(dòng)力車輛所要達(dá)到的目標(biāo)。
此外，液壓發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)系統(tǒng)相比具有明顯的功率密度上風(fēng)。它還具備傳動(dòng)平穩(wěn)、質(zhì)量輕、體積小、承載能力大、容易實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速、易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)和簡化機(jī)構(gòu)等諸多優(yōu)點(diǎn)。
戒“臃”戒“噪”更給力
目前，液壓混合動(dòng)力技術(shù)多應(yīng)用于公共交通和物流運(yùn)輸，但這并不意味著它不能夠適用轎車等小型車輛。許多汽車制造企業(yè)，已經(jīng)開始著手研究將液壓混合動(dòng)力技術(shù)嫁接到自己的產(chǎn)品之上。阿特米斯智能電力公司早在2009年便在寶馬5系轎車上進(jìn)行過液壓混合動(dòng)力技術(shù)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示城市道路工況下油耗降低了一半。福特公司也在2011年初表示，安裝了自己與緊湊、高效流體動(dòng)力研究中心合作研制的液壓混合動(dòng)力系統(tǒng)的F-150 皮卡樣車，達(dá)到了每加侖40英里的理想水平。
當(dāng)然，液壓混合動(dòng)力系統(tǒng)若想成功登陸小型乘用車輛，依舊面臨著許多阻礙。過于龐大的體積，便是其中之一。另外，控制發(fā)動(dòng)機(jī)的震動(dòng)和其他噪音亦是個(gè)具有重要意義的挑戰(zhàn)。噪音問題在大型車輛上或許并不明顯，畢竟當(dāng)卡車托運(yùn)著幾噸垃圾或公交車步履艱難地從一個(gè)公交車站行駛到下一個(gè)時(shí)，人們很少會(huì)去注意汽油加油泵搖來搖去并格格作響。然而對(duì)于轎車的消費(fèi)者而言，是很難能夠得到諒解和容忍的。此外，額外添加的汽油泵、流體和軟管的重量在高速公路行駛工況下，反而會(huì)破壞燃油的經(jīng)濟(jì)。
有必要指出的是，盡管液壓混合動(dòng)力系統(tǒng)有著諸多優(yōu)勢，但這并不意味著它在與油電混合動(dòng)力技術(shù)的比拼中占據(jù)上風(fēng)。畢竟電動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)完全商品化并且已經(jīng)到第二代了，而液壓系統(tǒng)仍然處在演示階段。而長遠(yuǎn)來看，即使是液壓混合動(dòng)力的倡導(dǎo)者也相信，電動(dòng)系統(tǒng)將會(huì)占據(jù)上風(fēng)。迪西科博士認(rèn)為，電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)會(huì)在某一時(shí)間開始變得非常普遍，由于貿(mào)易原因而非技術(shù)原因這種系統(tǒng)的采用會(huì)變得勢不可擋。而派克·漢尼汾液壓系統(tǒng)公司液壓動(dòng)力事業(yè)部副總裁科瓦奇博士，也不以為液壓混合動(dòng)力系統(tǒng)會(huì)永遠(yuǎn)是重型卡車最好的選擇。“超級(jí)電容會(huì)更好。在某個(gè)時(shí)間，它們能提供比液壓系統(tǒng)更好的性價(jià)比。”他說。不過，作為不需要任何新技術(shù)就可以節(jié)省大量燃料的技術(shù)，液壓混合動(dòng)力只要與油電混合動(dòng)力保持和而不同、齊頭并進(jìn)的趨勢，它依然是最具前途的節(jié)能技術(shù)之一。
