Chris Brace 教授說:“我們會加大在電動推進系統(tǒng)上的研發(fā)力度,但內(nèi)燃機(ICE)依舊會是我們重點研究的項目?!?/span>
超低排放的環(huán)保汽車(ULEV)無疑是未來研發(fā)的主題,而英國正在為此打造一座全球性的頂尖研發(fā)中心。該中心取名汽車高級推進系統(tǒng)研究院(IAAPS),由政府資助、巴斯大學(xué)負(fù)責(zé)建立,計劃于2020年初正式落成。借助高校工程系的專業(yè)技術(shù),該研究院的研發(fā)重點將會放在先進推進系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型創(chuàng)新方面。
福特(Ford)、捷豹路虎(JLR)、麥克拉倫(McLaren Automotive)、Hofer Powertrain、堀場集團(Horiba Group)等多家專業(yè)公司也都參與了這個項目。研究院幾乎囊括了汽車行業(yè)各領(lǐng)域的翹楚,可謂群賢畢至。而IAAPS也將為有志之士提供汽車工程方面的專業(yè)技能培訓(xùn),開設(shè)學(xué)徒制培訓(xùn)項目、碩士課程及博士課程,并設(shè)有榮譽學(xué)位。
Chris Brace目前身兼動力總成與汽車研究中心(PVRC)副總監(jiān)和巴斯大學(xué)汽車動力學(xué)教授的職務(wù),他和他的同事、發(fā)動機與能源系統(tǒng)教授Jamie Turner將在這一新的項目中扮演重要角色。近期兩位專家一同接受了SAE《國際汽車工程》雜志歐洲區(qū)編輯Stuart Birch的專訪。
巴斯大學(xué)的動力與汽車研究中心非常擅長渦輪機械方面的研究。
SAE:如今很多OEM、一級供應(yīng)商以及其他一些專業(yè)咨詢公司都在研究并開發(fā)先進推進系統(tǒng),IAAPS主要的探索和研究方向會是什么?這一方向的確立又是出于何種考量?
IAAPS的研究的研究將會關(guān)注實際駕駛工況、駕駛員行為以及先進推進系統(tǒng)這三者在系統(tǒng)層面的互動。要想打造出節(jié)能、高效并且經(jīng)濟的汽車以供未來之需,就必須更好地了解這些復(fù)雜的系統(tǒng)層面行為。
SAE:在研究先進動力系統(tǒng)方面,巴斯大學(xué)有何獨到優(yōu)勢?
通過PVRC四十多年的不懈努力,我們在某些專業(yè)相關(guān)領(lǐng)域已經(jīng)積累起了多年的聲望,包括提升柴油與汽油機的能效與減排效果,以及電動推進系統(tǒng)和混合動力系統(tǒng)方面的進展。渦輪機械將繼續(xù)作為核心的專業(yè)技術(shù)進行研發(fā)。目前,我們的一項新任務(wù)就是要整合內(nèi)燃機(ICE)并向混合動力過渡,從而更好地管理內(nèi)燃機,同時使車輛能效更高,更加節(jié)能環(huán)保。
SAE:出于政治方面的原因,很多國家已經(jīng)承諾,或很有可能將要做出承諾,要求最晚到2040或2050年左右,所有新生產(chǎn)的汽車都必須部分或完全實現(xiàn)電動化。這是否意味著IAAPS或巴斯大學(xué)方面會放棄對內(nèi)燃發(fā)動機方面的研究?
大多數(shù)的政策都瞄準(zhǔn)了汽車電動化,意味著在可預(yù)見的未來,混合動力與插電式混合動力都仍是汽車行業(yè)的研究重點。無論是發(fā)動機還是燃料,都需要大幅升級,以達到二氧化碳排放和空氣質(zhì)量指標(biāo)的要求,同時又不必在功能性和成本方面有所犧牲。因此,盡管我們會加大在電動動力系統(tǒng)上的研發(fā)力度,內(nèi)燃機依舊會是我們重點研究的項目。
對于純電動車而言,要想提升性能并降低生產(chǎn)成本,系統(tǒng)層面的相互協(xié)作以及實際工況中的性能表現(xiàn),仍是研究的重中之重。而我們在IAAPS的研究將會對此起到十分關(guān)鍵的作用。
Jamie Turner教授認(rèn)為,隨著用氫氣人工合成二氧化碳的技術(shù)逐漸成熟,這種全新的碳中性液態(tài)燃料(CNLF)——“電燃料”的應(yīng)用已成為可能。
SAE:目前,世界范圍內(nèi)的大量道路用車都在以較快的速度從內(nèi)燃機向純電動方向轉(zhuǎn)變??v觀世界主要市場,相關(guān)行業(yè)要如何提供足夠多的能源來應(yīng)對這一變化趨勢?
無論是從全球角度,還是從各類能源使用的角度看,這都是一個巨大的挑戰(zhàn)。航空業(yè)與重型車輛都是能源密集型燃料的長期“用戶”。節(jié)能技術(shù)若能在這一領(lǐng)域取得成功,將對全世界的道路交通運輸業(yè)產(chǎn)生深遠的影響。其實,這些需求整合起來,意味著需要大幅提升可再生能源發(fā)電量,而最近哈佛大學(xué)的一項研究成果可能會對這一問題產(chǎn)生巨大影響,其研究內(nèi)容為直接通過太陽能制造液態(tài)烴類燃料,目前尚處于實驗室研究階段。
SAE:在您看來,如果替代能源采集技術(shù)得到進一步發(fā)掘,純電動汽車是否有可能被其他替代能源車輛所取代?若是如此,您認(rèn)為這種替代能源會是什么,將會在何時崛起?
交通運輸能源需求巨大,人們也要求車輛實現(xiàn)輕量化并且使用起來更加經(jīng)濟,這兩個方面都十分重要。因此如果能夠有一個收集并加工能源的設(shè)施,可以制造一種能源密集型液態(tài)燃料,無疑將會是非常有吸引力的解決方案?!半娙剂希‥lectrofuel)”就是備選方案之一。目前他們以效率為代價來提升能源儲存與配電網(wǎng)絡(luò)效用,但不少研究已經(jīng)表明,電燃料的商品化有望在2040年前完成。
橡樹嶺國家實驗室的最新研究表明,如果可以在經(jīng)濟上產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng),從水和二氧化碳中人工合成乙醇燃料并非不可能。若是如此,局面將得到徹底改觀。同時,瑞典的Climeworks也在其工廠開展實驗,采用工業(yè)手段從大氣中提取二氧化碳,而其他正在研究這一技術(shù)的公司與研究機構(gòu)還有很多。因此,隨著用氫氣人工合成二氧化碳的技術(shù)逐漸成熟,這種碳中性液態(tài)燃料(CNLF)——“電燃料”的生產(chǎn)已成為可能,而我們接下來要做的則是使其更高效、更經(jīng)濟。
CNLF能夠為充電基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展鋪平道路,也可以有效降低車輛的成本。而有了這一燃料,相信汽車的效用也將能發(fā)揮到最大,令化石燃料望塵莫及。
另外值得一提的是,汽車僅僅是這種燃料應(yīng)用的部分領(lǐng)域,航空和海運也都需要這種碳中性能源密集型燃料,而在這兩個領(lǐng)域,電氣化無法取而代之。因此,這兩個行業(yè)很可能會大力推動電燃料的研發(fā),促使其成本降低。這樣一來,汽車行業(yè)的需求則又會增加。而有趣的是,這一新燃料很可能會成為電氣化以及氫能源這兩種汽車新能源的“掘墓人”。由于電能和氫能自身條件的限制,無法滿足所有各類交通運輸工具的使用需求。而反觀CNLF,從技術(shù)角度而言,這種燃料可謂是汽油和柴油的“完美替身”,顯然更能滿足各種不同需求。
而從長遠看,碳中性燃料可能會在能源儲備充足的地區(qū)(如沙漠地區(qū))生產(chǎn),然后再以我們運輸石油燃料的經(jīng)濟方式進行運送。因此使用這一燃料的PHEV將會從以內(nèi)燃機為動力源,轉(zhuǎn)向以固態(tài)氧化物燃料電池為動力源,因為動力產(chǎn)生的過程中沒有燃燒環(huán)節(jié),空氣質(zhì)量就得到了提高,碳和水之間的循環(huán)反應(yīng)也不再發(fā)生,因而從對抗全球變暖的角度而言,這一技術(shù)可謂意義重大。
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內(nèi)燃機
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原文標(biāo)題:超低排放汽車 與 全新碳中性燃料的 研究與發(fā)展
文章出處:【微信號:SAEINTL,微信公眾號:SAE International】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
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