如果人类想要保持目前的机动性,就必须开发新的动力来替代汽油和柴油,这一点已不容置疑。目前看来,电力作为汽车动力的前途最广。但现在就为新车安装纯电力发动机还为时过早,因为这方面的技术设施和技术水平还不够完善。所以,现在混合动力汽车就成了走向未来电力汽车技术的第一步。所谓混合动力汽车,实际上是指一辆车有两个“心脏”:一个是内燃机马达,另一个则是电动马达。其使用原理最简单的说就是:在汽车启动和加速时,让电动马达也参与工作,以便节省燃料;在刹车时,电动马达则像发电自行车灯一样成了发电机,并将所发的电储存到蓄电池里。
但在实际中,要走出这第一步却很艰难。如何将这一新的技术运用到现有的汽车上?在这方面,德国的汽车工业遇到了很多问题,因为大功率的蓄电池、电力发动机及其配套的操作系统体积不小,不能随意放入引擎盖下。
尽管如此,弗劳恩霍夫设在纽伦堡的汽车电力电子技术和机电研究中心(Fraunhofer-Zentrum für KfZ-Leistungselektronik und Mechatronik in Nürnberg,简称ZKLM)的负责人马丁•迈尔茨(Martin März)先生认为,这类问题是可以解决的。为了证明这一点,他研发了一套“混合动力系统部件”,这套部件可装入任何一辆轿车。按照迈尔茨先生的观点,解决问题的关键是要有新的思想并充分利用现有的技术。
研究中心的工作人员选择了一辆奥迪TT车用于实施改造计划。虽然该车价格不菲,也不属一般的家庭用车,但在改造该车时所遇到的情况却基本一致:引擎盖下几乎已无空间;乘客区和行李箱不能改小。这些也正是迈尔茨先生所要面对和解决的问题。他认为没必要将电动马达放在车前的引擎盖下。在保留原有的动力结构的同时,他在每个后轮部位安装了一个电动马达。这样一来,该车有时成了四轮驱动,同时又增加了单独操纵和控制每个后轮的可能性。这一技术在危急情况下将会起到很大的作用,甚至可以杜绝车子打滑或突然偏离车道的现象发生。即使是经典的电子稳定控制系统(Electronic Stability Control)与其相比都会显得大为逊色。
接着,弗劳恩霍夫研究人员要解决的巨大障碍是电力问题。整个车辆布置的线路都是由汽车电池提供12伏特的电力,而要驱动电动马达需要250伏特至420伏特的电力。更为糟糕的是:蓄电池提供的高压电是不稳定的。在充电和放电时会出现电压波动。要解决这一问题就得安装一个电压转换器,但电压转换器又需要占用空间。迈尔茨先生和他的团队利用新的电路方案和目前市场上能够买到的功能最强的半导体元件成功地研发了一个只有手提电脑大小的电压转换器。至于电池,迈尔茨先生使用的不是一个整块的电池,而是分成数个电池模块,这样就可以分装到车子的各个空间,而不会影响车箱内的实际空间。
不久,“混合动力系统部件”就将用于使用测试。迈尔茨先生认为,利用这一技术,即使是油耗较底的柴油车在市内行驶时也能节省一半的燃料。一旦这一技术通过鉴定,也许不久之后现有的轿车就都可改装成混合动力汽车。
弗赖堡弗劳恩霍夫太阳能系统研究中心(Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme in Freiburg)的研究人员则正在努力开发研究再生能源的发电。他们清楚地知道,混合动力轿车和未来的电动轿车必须使用干净的电力能源,即利用水力、风力和太阳能所获取的可再生能源。否则,电力机动项目,即电动轿车项目将失去其实际意义。目前德国总供电量的百分之十五是源于再生能源。如果有一天都要开电动车了,那就需要扩大利用再生能源。
在开发再生能源时,遇到的首要问题是:风不是不停地吹,太阳也不是每时每刻地照耀。如何将再生能源有效地储蓄,至今还没有一个可行的措施。但科研人员已有了一个革命性的主意,即每辆混合动力轿车和电动轿车的蓄电池可用作再生能源的中间载体。该设想要求将再生能源发的电储蓄到接在电源插头上的轿车蓄电池里;若第二天无风或阴天,可将蓄电池里的电再输送到电网上,当然,这要征得车主的同意,并给予相应的报酬。这类可移动的电力蓄电器和其他电力供应商将与庞大的电力交易所相连接。为了使得该设想有一天真的能用于实际,弗劳恩霍夫的研究人员正致力于开发新的智能型通讯网络,可传送所有相关的信息,如:每一辆车的确认,电量的计算,以及车辆主人有权决定充电的时间和所要保留的电量,因为他还要保持自己的机动性。
要最终实现电力机动项目,还有许许多多的工作要做。不过,要达到这一目标已不是什么天方夜潭或什么科学幻想,为早一天实现这一目标,德国各处都在紧锣密鼓的工作着。