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出品：科普中國

制作：開普樂創客團隊

監制：中國科學院計算機網絡信息中心

隨著汽車尾氣污染的加劇和石油煤炭等化石能源的消耗，發展新能源汽車是全球的共同趨勢。由于汽車功耗較大，傳統環保概念中的清潔能源，比如太陽能、風能在這個領域均是杯水車薪，使不上勁兒。

目前，全世界積極發展的新能源汽車技術主要集中在三個方向：純電動汽車，比如大家比較熟悉的高帥富特斯拉；油電混動型汽車，比較著名的有日本品牌的先行者普銳斯；燃料電池汽車，有報道稱日本某汽車品牌計劃在2018年推出氫燃料電池車。

三種新能源汽車的車型

這三項技術各有優缺點：

純電動車：清潔實惠，但能源補充是硬傷

純電動汽車像手機充電一樣，使用插電模式充電（使用外部電源，通過變壓器和電纜對汽車電池充電的模式）。優點是電能清潔實惠，電動機扭矩大、加速快、噪音低；缺點是能源補充依賴硬件設施。（扭矩是使物體發生轉動的一種特殊的力矩，在功率固定的條件下它與發動機轉速成反比關系，轉速越快扭矩越小，它反映了汽車在一定范圍內的負載能力。）

舉例而言，目前世界上頂尖的純電動汽車如果采用普通家庭電路充電，充滿需要7小時以上；若使用造價高達10萬美元的專用充電樁，充滿則需1-2個小時。按照這種汽車實測的滿電狀態250-300公里的巡航里程看，在城市里代步是可以的，每晚都能充電。中長途的自駕游就有點勉強了，一天只開300公里，晚上還要找地方充電，做不到傳統燃油汽車的“日行千里”。更不可能開著它去新疆西藏羅布泊，因為沿途連汽油都不一定買得到，更不要說充電啦。

燃料電池汽車：綠色環保，但設備重體積大

燃料電池汽車使用燃料電池產生氫氣，氫氣與大氣中的氧氣發生化學反應，產生電能驅動汽車行駛。燃料電池的反應會產生極度少量的二氧化碳和氮氧化物，這類化學反應產物除了電能外，主要副產品是水，因此被稱為綠色新能源汽車。

現階段，燃料電池汽車的缺點在于設備重體積大。啟動時間長并需提高系統耐振性：由于氫氣的關系，密封性要求相當高，相對而言若發生事故危險性較大。

注：燃料電池是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學能直接轉化為電能的發電裝置。燃料和空氣分別送進燃料電池，電就被奇妙地生產出來。它從外表上看有正負極和電解質等，像一個蓄電池，但實質上它不能“儲電”而是一個“發電廠”。

油電混動汽車：將浪費的能源轉為電能

最后說我們今天的主角：油電混動汽車。它是指以燃油和電能共同作為動力的汽車，堪稱目前新能源汽車中最實用、最接地氣的成員。很多人認為“混動”將是汽車技術未來幾十年的發展趨勢。

油電混動汽車以電動機作為內燃機的輔助動力來共同驅動汽車。這項技術燃油經濟性高，機械性能更強勁。與同級別的汽車相比，燃油費用更低。電動機由于其物理特性，在啟動時產生的扭矩遠大于內燃機，擁有更強勁的起步和加速性能。

傳統的內燃機汽車，能源有效利用率是較低的。由于傳統內燃機四沖程的設計結構，在80%以上的道路條件下，一輛普通轎車僅利用了燃油動力（燃燒所釋放熱能）的40%，在市區還會跌至25%。也就是說只有25%-40%釋放出來的熱能被轉化為機械能做功，驅動車輛前進。油電混動技術，就是旨在把被浪費的能量收集起來變成電能，通過電動機提供給汽車作為第二動力。

油電混動汽車的三種“武器”

要實現將浪費的能力收集起來轉為電能，油電混動汽車會比普通燃油汽車多三套系統。

能量回收系統。 大家都知道，汽車以一定速度在路上行駛，是具有動能的，每當汽車剎車時，就有一部分動能在剎車片摩擦下變成熱能散逸。而汽車在等紅綠燈時，發動機也是以怠速空轉在燒油，這些能量都被浪費了。能量回收系統會把這些傳統汽車浪費掉的能量收集起來。

儲能系統（電池） 。收集起來的能量會被轉化為電能，儲存在電池中，在需要的時候供給電動機。

電動機： 它以電池中的電能為能源，向汽車提供動力，驅動車輛行駛。

這三套系統和汽車原本的內燃機系統與制動系統相結合，經過工程師們的調教和改進，最終達到渾然一體：汽車剎車減速和停車空轉時，他們積極收集被浪費的能量，儲存到電池里；汽車啟動和加速的時候，電動機輔助內燃機一起做功，提高整車機動性能。

油電混動汽車的機械性能強勁。國產的一款最新油電混動SUV，0-100公里/小時加速不到5秒！這是什么概念？了解汽車的人都清楚，目前傳統汽車市場上的絕大多數車型，百公里加速不到5秒的車只有四十余款，占總車型的不到百分之一，且絕大多數售價都在百萬元以上。這樣比較的話，是不是馬上體現出混動汽車的優勢了？

油電混動技術為世界帶來了速度更快、油耗更低、排污更少的新汽車，更可貴的是，它一點也不嬌氣，不依賴外部硬件支持，給油吃油接地氣，適應性強，必將成為未來新能源汽車技術的中流砥柱。

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