lightyear結構:一種改變當前能源結構的全新的電動車結構
目前,電動車是發(fā)展趨勢,混動車不被看好?;靹榆嚱Y構目前有三種:分別是串聯式、并聯式以及混聯式,其中增程式混合動力只能是串聯式結構,而并聯式和混聯式結構既可以應用于普通混合動力,也可以應用于插電式混合動力。詳見附文一
本文介紹一種全新的電動車結構,該結構能解決當前大部分電動車的里程焦慮,充電難,還有電網沖擊等等問題。如果本文構想能夠實現,10年內石油等化石能源將推出人類能源舞臺。汽車也會更廉價。此種電動車結構未曾有過報道,此文為原創(chuàng)。供所有人使用。
暫時將這種電動車結構稱為lightyear結構(光年結構,簡稱ly結構)如下圖
Lightyear結構非常簡單,其實就是一個雙電機驅動的純電動車的增強版。
電動機A為一個55KW的電動機兼發(fā)電機,發(fā)電功率為5~37KW。電動機A在正轉時提供加速推力,由外力帶動反轉是作為發(fā)電機使用。通過一個簡單的飛輪結構即可實現。
電動機B是一個75KW的主驅動電動機,帶動后輪轉動。電動機B可滿足單個電機運行時,最高車速為100KM/H。
lightyear結構在沒有燃油發(fā)動機時,當汽車停下來時,通過機械傳動系統(tǒng)給電動機A提供動力,帶動電動機A發(fā)電。最高發(fā)電功率為37KW,快充約一小時充滿電,發(fā)電的同時也可以通過充電口將電能回饋到電網,實現逆向充電。在沒有外置動力的情況下,也可以通過充電口快充或者慢充。跟普通電動車沒有差別。
lightyear結構也在前機艙放置一個燃油發(fā)動機,為發(fā)動機A提供動力,發(fā)電功率為20KW~5KW。作為增程器使用。當汽車需要加速、爬坡等大動力時。增程器停止工作。電動機A為汽車提供推力。增程器可以做成5KW、10KW、15KW、20KW四種規(guī)格。增程器發(fā)動機由加油站提供。根據行駛距離來確定選用哪一種功率規(guī)格。電動機A的變頻控制系統(tǒng)是帶逆變功率的變頻器。發(fā)電后電能存儲到電池?;蛘咧苯咏o電動機B提供電能。
假定該車型電池續(xù)航里程為200KM,百公里耗電14度,電池組定為35度。在自帶燃油發(fā)動機增程情況下,200KM里程電量用盡耗時 3小時。發(fā)電機發(fā)電20*3=60度??偫锍汤m(xù)航里程超過600KM。這樣能解決了里程焦慮問題。
假定中國汽車保有量2億輛(含乘用和商用)全部換成lightyear結構電動車,每臺車的發(fā)電功率平均為37KW。則有2億x37KW=74億KW,目前中國的發(fā)電裝機總容量不超25億KW。相當于中國的發(fā)電裝機容量增加了3倍。
當然有了發(fā)電機,沒有動力源仍然是沒有用處的。大自然給予了人類無私的饋贈,生物質能源。據估計,每年地球上僅通過光合作用生成的生物質總量就達1440~1800億噸( 干重 ),其能量約相當于20世紀90年代初全世界總能耗的3~8倍。生物質的利用率不到3%。中國禽畜糞便約20億噸,秸稈8億噸,農業(yè)林業(yè)廢棄物總量遠超百億噸。假定每輛汽車耗電量為50度每天。1噸(干有機質含量15%)餐廚垃圾產沼氣產生80——120立方米的沼氣(甲烷濃度為60-65),每1立方米沼氣發(fā)電約2度。也就是說1噸(干有機質含量15%)一天約可以為4電動車提供電能,假定全國十分之一的汽車用沼氣發(fā)電,0.2億/4=0.05億噸。每天需要有機質為500萬噸,每年約需要18.25億噸。
假設,車主甲,生活在農村,每天有1噸的生物質可以投入沼氣池。沼氣池及20KW沼氣發(fā)動機投入成本在10萬,并有一輛lightyear結構的電動車(購買價格12萬)。總投入在22萬內。
車主甲,白天開車,晚上lightyear結構的汽車用來發(fā)電,發(fā)電時長12小時,產生電能240度。其中50度自用。190度用于發(fā)電上網,上網電價為0.69元。每天收入約130元。年收入4.745萬。預計5年收回所有成本。預計系統(tǒng)設計壽命10年。
如果將生物質利用規(guī)模擴大到濕重200億噸,所有電動車的能源來自生物質。石油等化石能源市場不復存在。而產生的沼渣、沼液也足夠農業(yè)生產所需的肥料,再也不需要化學肥料廠。但生物質分散,能量密度不高,開發(fā)起來需要算經濟賬。
當然除了沼氣,還可以利用天然氣、水煤氣。一臺5KW天然氣發(fā)動機,每天用于發(fā)電,每立方天然是2~3元,發(fā)電量是3.5~5度,并能產生數噸熱水供取暖。一天發(fā)電12小時電能60度,需要天然氣約15立方米,費用在30~45元。比當前燃油費用節(jié)省50%,并解決取暖和熱水使用問題。以后煤變油的工程也不需要了,甚至不需要燃煤電廠,煤炭運到一個氣站,變成水煤氣,然后采用內燃燃氣發(fā)動機驅動電動車發(fā)電。目前存在的問題是能量轉換效率有待提高。
采用天然氣和水煤氣發(fā)電的目的是,能源結構調整。以后太陽能普及之后白天使用太陽能,夜晚使用電動車發(fā)電,由于電動車發(fā)電的巨大發(fā)電裝機容量。如果全部利用起來能使全中國的電能增加三倍以上。
綜上、lightyear結構電動車,能夠在當前技術水平下實現長續(xù)航,低于傳統(tǒng)燃油車的單車生產成本,使用成本也遠低于燃油車。生物質能源完全取代化石燃料是理論上可行的。因生物質能源分布廣,密度低,只能小規(guī)模利用。比如城市里的廚余垃圾、糞便,農村的農業(yè)廢棄物,以及園林綠化廢棄物,禽畜養(yǎng)殖廢棄物。還可能會發(fā)展新種植業(yè),用種植出來的有機質厭氧發(fā)酵發(fā)電。