奥迪是怎么用水和二氧化碳制成柴油替代燃料的?

· Jun 02, 2015

奥迪最近又逆天了。他们成功推出了一款由水和二氧化碳构成的替代燃料 e-diesel,简称 E 柴油。这款燃料用于柴油发动机,可以和柴油混用或者单独作为燃料。 按照常识,柴油其实就是碳氢化合物的混合。从这个角度上来说,利用水提供的氢气和二氧化碳提供的碳是可以实现燃料替代的,而且这种想法也不新鲜,但是真的从理论变成现实,奥迪说我们做到了。 从图中能看到 E 柴油制取的一个大概流程。 用风力发电或者核电等生态能源来发电,提供 E 柴油的制取中所需的电。 800 摄氏度的高温下,电解水获得氢气,进入反应堆。同时,从沼气工厂或者环境中直接捕捉二氧化碳,进入反应堆。 高温高压下纯氢和二氧化碳反应形成长链碳氢化合物液体,即被称为 blue crude。 最后从 blue crude 中再次提炼出 E 柴油,供汽车燃料。 官方抛出了很诱人的数字,称整个制取过程能达到 70%的效率;并且它的原料来自廉价的水和二氧化碳;最终形成的 E 柴油中也不含硫和芳香烃等,是绝对清洁的能源;具有高十六烷值,比传统柴油更容易压燃;而他的最终售价据说将下降 1 至 1.5 欧元(化石燃料柴油通常在欧洲销售超过 1.5 欧元一升)。这得到了德国政府的强力支持。   如果 E 柴油真的如官方声称的那样好,那将非常有竞争力。 柴油机不管是在动力性还是经济性方面,有很强的优势,效率很高,但是苦于排放问题,没有得到大规模推广。E 柴油的零排放特性将会彻底改善这一现状,柴油机将会从大型的公交车等普遍于小型的家庭用车。 类比电动车,直接颠覆了传统汽车,大兴基础设施的建设。E 柴油显得非常省事,可以在传统柴油机上使用,不需要额外的改装,这一优点使得它很容易被接受,更何况他具有亲民化的价格。 与石油能源的不可再生相比,水是廉价的、可再生能源。 传统的燃料燃烧过后,会产生二氧化碳,此气体也是「 温室效应」 的问题源。而 E 柴油燃烧,不仅不增加大气负担,反而将二氧化碳作为原料,将会在资源的利用和气候保护方面做出重大的贡献。 但这个看起来很美好的能源其实还是有些问题值得思考的。不管是产生风电核电,收集二氧化碳,或是电解水,成本应该是非常高的(尤其是电解制氢气),把这种电能直接用来供电动车使用显然更直接。而大规模的制取 blue crude,成本是如何控制成这么低的呢?这其中的具体过程和参数,还需要持续关注官方消息。因此目前来看,成本问题可能就是制约着 e-diesel 发展普及的最大难点,也是之后的重点研究方向。 总而言之,今后面向市场的 E 柴油,如果真的在质量和价格上做的更好,毫无疑问的会在电动车满天飞的新能源时代,成为一股不可忽视的力量。当大家都在说电能是未来新能源车的出路的时候,奥迪给了我们一个全新的视角。对于还没成为现实的事情,任何可能性都是存在的。

电动车移动充电宝,到底靠不靠谱?

· May 22, 2015 333

电动车移动充电宝可能会越来越火了。 比如在这两天的北京科技周上,我们在电动车展区就一下子看到了两款这种产品。 蓝色的这个是由普莱德公司生产的,内部电池容量为 20kWh 左右,比较意外的是,它可以给电动车进行快速充电,比家用充电桩电流大得多。电池来自于电动汽车上的旧电池回收,因此电池成本并不高,却依然能保持设计容量 70%-80%的电量。 还有橙色的那款,来自于富电公司,叫做「E.BOX」。相比于蓝色那款,它更便携一些,而且有两个大轮子,这给人的信号很明确,「 我是可以被拖着跑的」。同样的,它里面也是由电池组组成,容量和普莱德的那款差不多。 如果这两个比较,你会选哪个?估计大部分人都看上了第二个。 为什么大家都开始琢磨充电宝的事儿了?无非就是担心,续航不够,车子半路没电,前不着村后不着店的,所以带块备用电池以求安心。但是电池组直接放在后备箱太重了,所以琢磨着干脆拖在车后面,边充边跑两全其美啊。看看,多傻多天真~ 但是,这种做法,对电池寿命损害非常严重,存在极大的安全隐患。抛开这个不说,在城市路况上、倒车、停车,全是问题。普莱德充电宝体积有两、三个单筒洗衣机那么大,电池本身质量很大,它提供出来的能量自己还要消耗一部分,拖一个小累赘只为走得更远?我反正想不通。 厂家的人给我们解了惑:这两款产品,主要还是为了救援用的。 好吧,托个电池行不通,那托个柴油发电机可以吗? 比如前段时间,网上有这么一则很火的消息:一位脑洞大开的车主苏先生,给自己 DIY 了一个「 电动车充电宝」,大马路上,车后面拖着一小充电宝,别提多拉风了~ 不过,据充电桩公司的专业人员讲,这种拖着发电机边跑边充的方式其实也是特别危险的。 其实,在北汽 E150EV 电动车的设计中,专门有一个充电断电保护装置。就是要充电和放电不能同时进行。那这位车主到底怎么做到「 边充边跑」 呢?我只能说车主太虎了!直接在 E150EV 上短路掉了这根线,充电断电保护装置也就被解除了,除非他还加了别的混动装置,否则这和掩耳盗铃没什么区别。 手机那么小的电池,边充电边打电话都不好,更别说电动车那么大的电池组,一边充电一边放电了。 上图就是这台拉风的充电宝(额,简陋是简陋了点儿,但是创意很好!)这么看来,挂个电池不靠谱,挂个发电机也不靠谱,那就真的没办法解决续航焦虑了?至少我个人观点是,这种「 电动车充电宝」,实在没什么大的意思。 最后隔空问一句:苏先生,那样折腾您的车,它还扛得住么?

大众发布了 272 匹马力的 1.0T 发动机,让我们猜猜他们对它做了什么?

· May 19, 2015

最近,大众集团推出了一款排量 1 升,升功率却能达到 200kW 的发动机。此消息一出,吸引了大批汽车爱好者的关注和揣测。大众很神秘,官方的资料很少:基于大众 EA211 发动机改造、三缸、单涡轮单涡管技术、电子涡轮增压器、1L 排量、200kW 功率(272 匹)、270NM 扭矩,仅此而已。 于是,很多人都在琢磨,到底大众对它做了什么,压榨出这么变态的数据?   其实升功率达到 200kW 的发动机,早已不是新鲜事儿了,在跑车的汽油机上早都实现了。只不过,跑车发动机不计成本和耐久性,并不能实现量产。所以大众此款发动机是怎样兼顾成本和寿命,实现量产的呢? 对此问题,大批网文将焦点聚集在电子涡轮增压器上,仿佛一切问题都可以用涡轮增压来解释,对此我并不认同。 回归到动力参数——升功率。其实影响升功率的因素很多,我主要就关注两点:进气密度和转速。涡轮增压可以增加进气密度,但是考虑到发动机的稳定性,密度的增加幅度是有限的。所以只强调涡轮增压是不够的,更应该关注怎样才能稳定的大幅提高转速! 我的观点:一切的核心都在优化燃烧上,机械结构,轻量化,控制策略,润滑冷却等都是实现这点的物质基础。 机械结构 在这方面办法很多。例如优化进气道,可变进气道,设计进气歧管,充分利用进气谐振等组织大量进气。又例如优化进排气气门凸轮的型线,优化进排气门开关规律。又或者,优化活塞结构。 类比图中,法拉利 F1 车队所用到的活塞。可以看到,它与传统活塞结构差异很大,活塞体扁平,只有两道活塞环,将原来实心的结构优化成很多小块。这样会比原来的活塞轻便很多。 轻量化 此款 1.0T 发动机是基于 EA211 系列开发的。EA211 发动机缸体采用了全铝的材质所打造,比传统铸铁缸体减轻了 22 公斤重量,曲轴重量轻了 20%,连杆重量轻了 30%,以正时皮带代替了正时链条。质量大幅度的降低不论是对燃油经济性、动力性的好处,都是显而易见。相信,此 1.0T 的发动机在轻量化上下了不少功夫。 控制策略 其实最最重要的还是燃烧问题。 GDI 缸内直喷,FSI 分层燃烧,喷油器的控制策略等,合理利用「 气多油少」,燃烧是分浓度层次的,燃烧区中心的燃料浓度较高,燃烧区域外围是空气较多,尽量实现「 完全燃烧」,能提高燃烧热效率 10%左右。 另外容易被忽略的一点:改装点火线圈、火花塞等,加大点火能量。下图视频是对一辆普通摩托车的改装,只改装了点火线圈的电路,提高了点火能量,转速却直接达到了 13500 转,直接爆表!!(视频声音有点吵)以上泛泛的猜测了几点,肯定还有很多想不到的。况且,这些概念说起来很简单,但是技术的实现,关键参数才是大众的核心竞争力。我想说的是,希望大家思路打开一些,在关注电子涡轮增压的同时,也要关注燃烧过程、提高转速的那些因素。 不过话说回来,车是一个平衡体,突出了某个特点必然会在其他方面有所缺陷。大众在这款发动机上花如此大的精力提升动力输出,必然有其他方面顾及不到。我们更好奇的是,它究竟会搭载在哪款车上?国内的用户是否能有这个「 福利」?不过恐怕国内相对糟糕的燃油状况和用车环境,会让它没办法进入中国。