第375章 原來原因在這裏

他心裏頓時釋然:怪不得自己沒看到這個東西呢,比如那些說起汽車來如數家珍、對各家汽車巨頭製造的各種汽車的各項數據倒背如流的汽車愛好者們,你問他一句這車發動機的升功率是多少,這些傢伙十有八九也要一臉的茫然:升功率?這是什麼東西?
是的,這個問題也是自從他知道礦山車早就開始應用電力驅動技術之後最疑惑的一個問題之一:既然礦山車這麼早就開始使用電力驅動技術了,為什麼乘用車、商用車和商用客車上面一直沒有使用電力作為驅動動力?
1:2?也就是100千瓦的輸出功率,大致需要200牛·米的扭矩?嗯,相比於前段時間自己了解到的礦山車電動機那誇張的1:10以上的功率和扭矩輸出的比例,這個比例實在是很適合乘用車使用。
0.18至0.25的功率重量比?明白了,林錚總算是明白了問題到底出在了什麼地方:礦山車身寬體胖,自重動輒幾十上百噸,其使用時間除了進行保養之外,幾乎是7*24小時的,雖然不能說不在乎成本,但耐用性、可靠性和經濟性才是他們放在第一位考慮的,「柴油機-發動機-電動機」的動力搭配極大的突出了電動機大扭矩輸出特性,正好滿足了他們的使用要求。
為了適應汽車的使用要求,汽油發動機的功率與扭矩的輸出比例更誇張,幾乎就是1:1了……雖然每家考慮的側重點不同導致m.hetubook.com.com這個比例也略有起伏,但也不過是在1:1至1:1.5之間上下浮動而已。
1938年?這個時間可著實有些出乎林錚的意料:這麼早嗎?
同理,作為一個準門外漢,又不是電機學專業的,哥們沒聽說過這個功率密度比較偏僻冷門的電機學專業詞彙也完全能夠理解嘛。
林錚抬起頭來望著安德烈,「安德烈,公司準備上馬乘用車的電驅動技術,嗯,首先上馬的是『汽油-電動』混合驅動技術,和豐田在東京車展上展出的那個叫『普銳斯』的概念車的理論差不多,不過稍有些不同的是,我們要搞的這個還要先進一些,可以直接外接市電進行充電,你覺得怎麼樣?」
嗯,使用架空電纜供電的有軌電車和無軌電車不算。
不要說安德烈,就算是林錚,不也是讓人在去搜集豐田混合動力汽車的相關資料之後,才從日本和美國搜集到一些關於豐田在93年東京車展上第一次亮相的「普銳斯」混合動力汽車一些資料?
「豐田普銳斯?」安德烈皺著眉頭想了半晌,終於還是沒想起來這個豐田普銳斯到底是個什麼東西,只得苦笑著道,「老闆,不好意思,這個豐田普銳斯到底是怎麼個混合驅動的概念?」
既然要了解電驅動技術,那說不得就要與安德烈聊聊了。
而礦山車的一個電機的重量以噸為單位來計算,電機的重量多一點少和圖書一點的關係不大,可乘用車就不是那麼回事了,整體自重也不過一噸多,作為一款面向大眾的產品需要考慮的地方實在是太多了,成本因素、功率密度、自重、驅動方式……尤其是對電動機的功率密度的要求可就比礦山車苛刻的多了,一台礦山車的電動機的自重增加一噸兩噸都沒事,可一款乘用車上使用的電動機,那重量增加個200公斤試試?
「嗯,也叫功率重量比,就是一台電機,每一公斤的自身重量最大能夠發出多大的功率。」安德烈向林錚的解釋道,「這是電機學上一個比較偏僻的專業詞彙。」
當湘潭電機廠的人震驚于林錚的財大氣粗的時候,林錚也在鬱悶著:他需要對電驅動技術有個詳細的了解。
明白了,林錚連連點頭,比如一台電機自重20公斤,功率2.5千瓦,那麼功率重量比。湖綜合叫公里密度就是0.125。電動機的這個功率密度某種程度上和內燃機的升功率是一個意思,電動機是每公斤重量最大可以輸出多少千瓦的功率,內燃機的升功率則是每升排量最大可以輸出多大的功率……當然,內燃機也涉及到一個發動機自重的問題,但並不是影響動力輸出的主要因素,影響內燃機功率的最大因素還是排氣量。
安德烈不了解普銳斯倒也可以理解,雖然普銳斯最早亮相是在93年10月份的東京車展上,可當時的白俄羅斯正一片水深火熱呢和圖書,誰有工夫理會這麼一款遠在萬里之遙的混合動力汽車?……什麼汽車不汽車的,正經是先讓我能填飽了肚子再說。
「大概是0.18至0.25,礦山車比較重視扭矩,對功率倒不是很重視,而且早期的電動機的功率和扭矩之間的分配比例很誇張,」說到這,安德烈少不得要舉個例子,「西門子正在研製一款商用客車上用的電動機,最大功率只有160千瓦,功率密度只有0.3,但最大轉矩有2500牛·米,比很多功率在300千瓦級別的柴油機的扭矩還要大,功率和扭矩之間的比例超過1:15.6,柴油機功率和扭矩之間的比例最大也不過就是1:6這個樣子。」
安德烈不愧是專門搞電驅動技術的,對礦山車電驅動技術的發展簡直如數家珍,「不過被大家廣泛認同的真正意義上的電驅動礦山車雛形是出現在1939年的美國,當時美國國際鹽業公司在密歇根州建設地下礦,由於高架電線無法進入礦洞,他們將一批載重20短噸的尤克里德卡車裝上蓄電池,把直流電動機直接安裝在差動器上,改裝成電力驅動卡車,這批車輛最終成功使用了20多年,這批卡車算是真正意義上的電驅動卡車——它們終於不再受限於架空電纜,可以自由自在的行駛了。」
「這涉及到電動機的另外一個問題,電動機的功率密度。」
那個時候的安德烈雖然剛去美國,但剛去美國的他正滿和_圖_書腦子的想著在美國立足呢,自然也不可能注意這點小事……他的本行和工作都是載重量上百噸的礦山車呢,普銳斯?和他的工作基本上不搭界啊。
「這是最少的,如果能實現3以上的功率重量比那就最好了,在成本能接受的前提下,能達到4,那就理想的不能再理想了,」安德烈不愧是搞了一輩子電機的,已經明白了老闆意思的他,聞言立刻點頭,「而且功率和扭矩的輸出比例還不能太誇張,我覺得在1:2這個比例上下浮動就算是一個比較穩妥的情況了,但這需要電動機的轉速達到一個相當高的程度,直流永磁電機的話,轉速怎麼著也要在11000轉以上,哪怕是交流永磁電機,轉速也要在8500轉以上才成。」
安德烈是個不錯的下屬,見自己老闆點頭了,這才繼續說道,「電動機的效率很高,哪怕是最普通的交流電動機的效率一般都能做到85%以上,直流電動機的效率甚至可以做到92%至95%,相比于效率理論上限只有36%的汽油機,這一點是電動機的先天優勢,是汽油機、柴油機等內燃機無論如何也比不上的。」
也難怪電驅動技術在礦山車上用了這麼久,可在普通民用乘用車上還要好幾年之後才會開始逐漸出現呢,原來根子出在了這裏。
「電驅動技術的發展其實已經很多年了,最早的有城市軌道電車,這算是早期的電力驅動技術,不過若是說起早期的礦山車電力驅動技m•hetubook•com•com術,那要追朔到第二次世界大戰前期了,嗯,那是1938年義大利在建設瓦爾特里納水電站的時候,第一次採用了電動卡車運輸混凝土,當時工地上有16輛三軸卡車和4輛雙軸牽引車,但卡車的容量是有了,可動力還是不行,考慮到電動機的大扭矩輸出特性,施工方將這20輛卡車改裝成了電力驅動:在駕駛室頂部裝上長長的集電杆,搭在650伏特的直流架空線網上來為車輛提供電力,線路總長達到80公里。本質上和現在的城市有軌電車、無軌電車差不多的形式,這算是最早的礦山卡車了,當然,更加準確的說,應該說是電驅動礦山車的雛形。」
「既然是這樣……」
「礦山車的功率密度是多少?」
明白了問題出在了什麼地方,林錚心裏就踏實多了,是的,他不怕道路複雜,就怕自己走錯了路,既然自己沒走錯路,那就沒問題。
「明白了,」一直沒有時間和安德烈好好談談這個問題的林錚終於恍然大悟的點頭,不過隨著安德烈的這番解釋,一個新的問題又來了,「安德烈,我就想要知道,既然礦山車上面使用電力驅動技術都已經這麼久了,那為什麼乘用車和商用車、商用客車上面一直沒有使用電力驅動?」
沉吟了一會兒,林錚這才開口道,「這麼說來,如果想要在乘用車上實現電力驅動,這個功率重量比最少也應該在2以上?」
「功率密度?」林錚訝然出聲:這段時間自己也看了不少的。
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