汽車新能源的能量密度素質

郭小蘭

摘要：能量密度對汽車的續駛里程、動力性、汽車的質量指標和汽車的有效裝載質量，以及對汽車的牽引性、操縱穩定性和通過性等一系列性能指標有重要影響。因此，汽車新能源應當具有能量密度高的“特”質。

關鍵詞：汽車新能源;能量密度;續駛里程

【中圖分類號】G718.5

【文獻標識碼】A

【文章編號】2236-1879（2018）13-0175-01

一、汽車的續駛里程

汽車應當具有必要的續駛里程，以保證足夠的行駛半徑。一般載貨汽車的續駛里程為450km以上，轎車的續駛里程為700km以上。新能源的能量密度若比汽油（或柴油）小，則用同樣大小的燃料容器，就不能保持原車的續駛里程。

二、汽車的有用空間與有效裝載質量

若新能源的能量密度較小，欲保持原車的續駛里程，就會占據汽車更多的有用空間，并且不得不適當地減小汽車的有效裝載質量。

三、汽車總質量

若新能源的能量密度較小，為保證原車續駛里程又不降低原車的裝載，勢必造成新能源汽車總質量增加。即使適當（而不是過分）地減小續駛里程，對于微型小客車而言，采用某些新能源如CNG、壓縮氫等仍幾乎不可避免地會使汽車總質量增加，進一步不同程度地影響汽車底盤重要部件（尤其是輪胎、車架等）的強度、剛度和壽命，而且影響汽車的通過性能和行駛安全性（如超載情況下車輪可能變成內傾，邊滾邊滑，溫度升高，導致輪胎爆破，造成翻車）。

四、汽車的軸荷分配

燃料容器重新布置后，會改變原車的軸荷分配，進而影響汽車的牽引性、通過性和操縱穩定性等。

第一，對驅動輪附著質量的影響。為獲得足夠的最大牽引力，驅動輪應有足夠的附著質量。為此，對于后輪為單胎的雙軸汽車，空載時后輪載荷的比例應不小于40%，以避免汽車在克服最大阻力工況時因附著力不夠而產生后輪滑轉現象。滿載時后輪載荷的比例則應保持在60%以上。燃料容器重新布置后，可能會使驅動輪的附著質量發生不利的變化。

第二，對等壽命原則的干擾。原車設計時已經考慮了保證汽車質量盡可能均勻的分配給各個車輪，使各輪胎負荷能力充分利用并保證其使用壽命相互接近。燃料容器重新布置后，可能使原車精心設計的最佳軸荷分布發生不利的變化。

第三，對操縱穩定性的影響。操縱穩定性是指在駕駛員不感到過分緊張、疲勞的條件下，汽車能遵循駕駛員通過轉向系及轉向車輪給定的方向行駛，且當遭遇外界干擾時，汽車能抵抗干擾而保持穩定行駛的能力。

軸荷分布變化后，若前軸載荷過大，則轉向沉重，且下坡緊急制動時容易向前翻車。若后輪載荷過大，則前輪負荷過輕容易失去操縱且上坡加速時容易向后翻車。

軸荷分布變化后，可能會使汽車由不足轉向變為過多轉向。過多轉向是應當避免的不良轉向特性。過多轉向汽車較易達到臨界車速（表征過多轉向量的參數。在這個轉速下，具有過多轉向的汽車，其穩態橫擺角速度增益為無窮大），一旦達到臨界車速汽車將失去穩定性，只要極其微小的前輪轉角也將導致極大的橫擺角速度，汽車的轉向半徑變為極小，汽車將發生危險的激轉。雖然陷入臨界車速并不多見，但人們已經習慣于駕駛具有不足轉向的汽車，假如改裝后使汽車的轉向特性由不足轉向變為不良的過多轉向，駕駛員不能適應，在緊急情況下極易因操作失誤而釀成大禍。有關標準規定，與原車相比滿載條件下軸荷變化超過5%的車輛應進行汽車操縱穩定性試驗。

第四，對通過性的影響。通過性是指汽車能以足夠高的平均速度通過各種壞路和無路地帶及各種障礙的能力。

軸荷分布改變后，可能會使汽車的最小離地間隙、接近角、離去角、縱向通過角（或縱向通過半徑）等參數發生不利的變化，從而在越野行駛情況下容易產生頂起失效、觸頭失效及托尾失效等間隙失效故障。

在許多情況下能量密度成為某種能源能否用作汽車能源的關鍵因素。能源的能量密度對汽車的續駛里程、有用空間和有效裝載質量等有重要的影響。汽車總質量的增加會影響汽車底盤重要部件的強度和剛度，從而對汽車的牽引性、操縱穩定性和通過性等有重要的影響。在更換汽車能源時，應當對新能源的能量密度素質進行分析比較，按照重新確定的續駛里程，計算新能源容量的大小，根據汽車的總布置情況，選定和布置新能源容器。同時，應檢測汽車總質量是否符合有關標準的規定，檢測其牽引性、操縱穩定性和通過性等是否符合要求。