作为疫情后首个国际A级车展,2020北京车展车型众多,除了传统燃油车,新能源阵容也要强于往年,像宝马iX3、福特Mustang?Mach-E、?高合HiPhi?X、日产Ariya、哪吒V、哪吒Eureka?03以及领克ZERO?CONCEPT概念车都在本北京届车展中亮相。
国产奥迪e-tron整体设计与海外e-tron保持一致,新车采用了奥迪家族最新的设计理念,标志性的大尺寸中网变得更扁平、条幅更密集,带来更加灵动视觉效果。新车侧面线条流畅,并加上了黑色的外包围,尾部采用贯穿式尾灯,加上带有运功感的下包围显得层次明显。与海外版相比,国产e-tron在车尾加入“一汽奥迪”和“50quattro”?标识。新车长宽高分别为4901/1935/1640毫米,比进口版车型高12毫米,官方表示其行李厢的容量为660升。
国产版奥迪e-tron依然采用了奥迪最新的内饰风格,整体似乎与奥迪A8相似,其拥有全液晶仪表和双中控屏幕,以及全新四幅运动造型的方向盘。
动力方面,国产奥迪e-tron搭载前后双电机,前电机上限功率115千瓦,峰值扭矩226牛米,后电机上限功率为172千瓦,峰值扭矩314牛米,与进口版车型动力参数有所不同。三元锂电池组的单位体积内的包含的能量为142Wh/kg,NEDC工况续航为465公里,相较于进口版的470公里续航有所下降。
除此之外,奥迪e-tron?Sportback也在北京车展亮相,相比奥迪e-tron,Sportback配备S外观套件和增加了溜背造型外,视觉效果更加激进运动,但动力和续航与e-tron保持一致。
本次北京车展,宝马旗下首款纯电车型iX3迎来首发,新车将于华晨宝马沈阳工厂投产,未来还将销往海外市场。宝马iX3预期下大部分车型一样,都是基于CLAR平台开发的,但并不是船传统意义上的油改电,CLAR平台和常见的纯电专用平台一样,可提供对电动汽车的原生支持。宝马iX3外观与宝马X3相似度极高,主要是针对细节做调整,如双肾格栅采用的闭合式设计,前包围改为贯穿式设计,并增加空气动力学轮圈和新能源车型专属蓝色装饰。
宝马iX3的内也和X3有着极高的相似度,新能源的特点主要是通过莱塞饰条来突出。iX3标配宝马的智能互联驾驶座舱以及BMW?Personal?CoPilot无人驾驶辅助系统,除了全面的主动安全功能之外,还可以在一定程度上完成自动泊车入位、循迹倒车灯便利功能。
动力部分,宝马iX3搭载第五代宝马eDrive电力驱动技术,上限功率210千瓦,峰值扭矩400牛米。配备宁德时代74千瓦时电池组,NEDC综合续航能力500公里,百公里加速时间6.8秒。在充电方面,车辆最高充电功率可达100千瓦,仅需45分钟即可将电池的电量从0充至80%。
Mustang?Mach-E是福特旗下首款纯电动车型,在本次北京车展上正式亮相,将在2021年通过进口的形式进入国内市场,并有望由长安福特实现国产。作为Mustang家族成员,其身上透露着Mustang的经典元素,例如马丁式中网、野马标志和三点式尾灯等。同时,新车使用了全封闭式前脸,车头下方设有可自动开启的格栅,以供电池组散热。车侧取消了传统的门把手设计,取而代之的是四个按钮开关,溜背式的车身散发着动感。Mustang?Mach-E长宽高分别为4724/1880/1600毫米,轴距为2972毫米,未来主要竞争对象为特斯拉Model?Y和蔚来EC6。
Mustang?Mach-E内饰采用了电动化风格明显的简约设计,仪表采用了一块宽扁的全液晶屏,中控位置则是巨大的15.5寸触控式大屏幕,并没有过多的物理按键。此外,新车中控台采用了贯穿式出风口,进一步体现出了简约风格。
Mustang?Mach-E采用福特全新的纯电动平台打造,将提供搭载75.7千瓦时电池的标准续航版本,以及搭载98.8千瓦时电池的长续航版本,在WLTP工况下最大续航里程可达600公里。Mustang?Mach-E标准续航版车型的上限功率190千瓦,后驱和全驱车型的峰值扭矩分别为415牛米和565牛米;长续航后驱版系统上限功率210千瓦,峰值扭矩415牛米;长续航全驱版系统上限功率248千瓦,峰值扭矩565牛米。
ZERO?CONCEPT是领克旗下首款纯电概念车,将于2021年正式量产。虽然只是概念版本,但在外观方面保留了家族设计风格,带有“极光”日行灯的分体式大灯和贯穿式前脸都是领克标志性的元素,在细节上体现了更多的电动车属性,比如封闭的格栅设计。车侧采用了溜背式设计,五幅式轮毂以及小尾翼均体现出其运动属性。车尾依然采用家族式的贯穿尾灯,但除了常规尾灯,新车还加入了4个LED发光单元为一组的多组光源,逐步提升科技感。新车长宽高分别为4850/1980/1530毫米,轴距为2999毫米,已达到中型车主流水准。
ZERO?CONCEPT基于SEA浩瀚智能进化体验架构打造,搭载前后双电机组成的动力系统,上限功率为450千瓦,匹配容量为110千瓦时的无模组电池,NEDC标准下续航里程超过700公里,百公里加速时间仅为3.9秒。此外,新车还将配备150-200毫米全自动空气悬架。
高合HiPhi?X外基本延续此前亮相的原型车设计,整体看起来极具未来感。全新的“光塑形”设计哲学,用光勾勒出车辆的姿态和曲面设计,前脸采用封闭式U型设计,两侧LED大灯与黑色装饰条连接一起。同时,新车采用了可进化全电动NT展翼门系统,全车门均采用电子自吸门锁,包括NT展翼门系统的对开门、展翼门等六个主要车门,均采用电动开启,能够最终靠6个主要车门的开关,做到六种智能进出模式,并且车辆能够最终靠FOTA软件迭代,一直在优化车门开启角度、速度等,创造出更多种切合用户使用场景的可能性。尾部造型更为简约,贯穿式的尾灯向两侧延伸,很有设计感。底部采用黑色扩散器和红色装饰套,增加尾部的运动元素。新车长宽高分别为5200/1990/1618毫米,轴距为3150毫米。
高合HiPhi?X的内饰非常的简洁,配有三块大屏,其中,全液晶仪表盘的尺寸为14.6英寸,中控屏幕为16.9英寸,而副驾驶的屏幕达到19.9英寸。配备华人运通与微软联合开发的HiPhiGo主动式人工智能伙伴,具备推理能力,能够主动感知用户并帮助用户,让你与车辆的互动跟为人性化。
高合HiPhi?X搭载前后双220千瓦电机,97千瓦时大容量电池以及CrossLoop能量管理系统和云端电池管理,长续航版本NEDC工况下续航里程达到630公里,百公里加速仅为3.9秒。高合HiPhi?X将于2020年年底小批量试生产,2021年正式交付市场,售价区间为68万-80万元。
日产Ariya采用了全新的家族设计语言,即“永恒的日式未来主义”,前脸延续了日产经典设计元素V-motion格栅,还采用了全新的黑白扁平化LOGO,搭配LED灯带和黑色饰板,营造出十分科幻的视觉效果。车身侧面线条流畅,双色车身、动感的轮圈样式、悬浮式车顶以及跨界车标志性的溜背造型均迎合了当下消费者的喜好,大角度倾斜的C柱与肌肉感极强的后尾门融为一体。尾部的设计相对简洁,上窄下宽的造型颇具个性,立体感极强的贯穿式尾灯是最大亮点。新车长宽高分别为4595/1850/1655毫米,轴距为2755毫米,定位于紧凑型纯电SUV。
相比略显复杂的外观设计,内饰方面日产Ariya就显得简洁许多了,但属于简约不简单的类型,中控布局主要由传统方向盘、大尺寸液晶显示屏以及隐藏式触控面板组成。配置部分,日产Ariya搭载了无人驾驶技术、驾驶辅助功能和无缝的智能网联技术等先进功能。
日产Ariya入门版本采用单电机并采用前驱设计,上限功率为160千瓦,峰值扭矩300牛米;高配版本车型采用日产e-4ORCE双电机全轮控制技术,上限功率为286千瓦,在四驱系统的加持下,零百加速仅需5.1秒。续航部分,新车搭载容量为87千瓦时或63千瓦时的电池包,在WLTC工况下,续航里程是430-610公里。
哪吒V是合众汽车继哪吒N01、哪吒U之后推出的第三款量产车型。新车续了家族式设计,前格栅采用封闭样式,立体化大灯造型修长,从两侧向中央收窄,很有辨识度。除了常规版车型外,新车还将提供运动版可选,相比常规版车型,运动版车型在外观上造型更加动感。同时,车身上下均辅以红色装饰条点缀,有效丰富了通过层次丰富了视觉美感。新车长宽高尺寸分别为4070/1690/1540毫米,轴距为2420毫米,定位小型纯电SUV。
哪吒V内饰看起来十分简洁,黑红双色拼接设计强调时尚感,车身内部两辐式方向盘采用线英寸大尺寸显示屏集成车内所有操控并会不定时更新系统,空调出风口采用了独特的贯穿式设计,拉宽车内视觉感受。此外,哪吒V还将延续哪吒U上的多项智能安全配置,比如车内生命体征监测系统、车道偏离预警、前向碰撞预警等。
哪吒V搭载永磁同步电动机和宁德时代的电池,上限功率55千瓦,峰值扭矩175牛米,NEDC工况续航401公里。
哪吒Eureka?03概念车是一款纯电动四门轿跑车型,其量产版有望于2021年上市。新车整体设计风格简洁圆润,前脸采用灯带贯穿并融入了品牌LOGO元素,中央的V字形灯带与引擎盖线条相连,极具设计感和力量感。车身采用了短前悬、短后悬的设计,并且乘员舱靠后,车顶线条从B柱开始下滑,营造出强烈的运动气息。哪吒Eureka?03长宽高为4800/2000/1400毫米,轴距为2900毫米。尾部设计与前脸相呼应,贯穿式的尾灯符合当下的设计潮流,中央加入了类似于F1领航灯样式的雾灯,十分有辨识度。
北京车展上,新宝骏带来了E300和E300Plus两款车型的特别版概念车。新车外观与在售车型保持一致,由明快曲线、直线和规则几何图形勾勒出整体造型,回字造型的行车灯和前后保险杠的回形沟槽则体现对每一个细节的不将就。内饰部分,概念车依然维持了量产车型的布局与配色,其中一款车型的整体质感有所升级,配备了更多翻毛材质饰板,提升舒适感,另一款则在副驾配备有大屏幕和游戏手柄。
奥迪Q4?e-tron概念车采用了奥迪最新的设计语言,八边形封闭式中网搭配LED大灯组,极具品牌辨识度。保险杠两侧配有硕大的进气口,提升了视觉上的冲击力。尾部采用贯穿式点阵LED尾灯,保险杠下部的扩散器装饰让尾部动感十足。车身尺寸方面,奥迪Q4?e-tron概念车尺寸为4590/1864/1608毫米,轴距2765毫米,整体介于奥迪Q3和Q5之间。
奥迪Q4?e-tron概念车的中控屏与副驾驶前方的中控台融为一体,多边形的设计元素使其具有不错的视觉效果。同时,新车还将下方中控台部分采用了全触摸式的设计,舍弃了传统样式的档把,更换为触摸按键。
奥迪Q4?e-tron基于MEB电动车模块化平台开发,搭载电动quattro全时驱动系统,前后双电机上限功率为225千瓦,峰值扭矩为460牛米,配备82千瓦时电池组,WLTP工况下续航里程超过450公里,NEDC续航预计在500公里以上。
我们人类生存与发展中最具有决定性意义的要素是三个:? 物质、能量和信息。
组成我们的世界是物质;人类生存活动决定于对信息的认知和反应;而维持生命,从事发展的活动又地要通过消耗能量来进行。
一切能量来自能源,人类离不开能源。能源是人类生存、生活与发展的主要基础。能源科学与技术,能源利用的发展在人类社会进步中一直扮演着及其重要的角色。
能源发展的里程碑 能这么说,每一次能源利用的里程碑式发展,都伴随着人类生存与社会进步的巨大飞跃。几千年来,在人类的能源利用史上,大致经历了这样四个里程碑式的发展阶段:原始社会火的使用,先祖们在火的照耀下迎来了文明社会的曙光;18世纪蒸汽机的发明与利用,大幅度的提升了生产力,导致了欧洲的工业革命;19世纪电能的使用,极大地促进了社会经济的发展,改变了人类生活的面貌;20世纪以核能为代表的新能源的利用,使人类进入原子的微观世界,开始利用原子内部的能量。
有足够满足人类生存和发展所需要的储量,并且不会造成影响人类生存的环境污染问题。
未来对能源的需求 未来的人类社会依然要依赖于能源,依赖于能源的可持续发展。因此,我们须现在就很清楚地了解地球上的能源结构和储量,发展必须开发的能源利用技术,才能使人类的生存得于永久维持。
而我们赖于生存的能源是取之不尽用之不完的吗?回答是:不是,也是。事实上,进入21世纪后,人类目前技术可开发的能源资源已将面临严重不足的危机,当今煤、石油和天然气等矿石燃料资源日益枯竭,甚至不能维持几十年。因此,必须寻找可持续的替代能源。而近半世纪的核能和平利用,已使核能已成为新能源家属中迄今为止能替代有限矿石燃料的唯一现实的大规模能源。而且,未来如能实现核能的彻底利用,人类的能源将是无穷的。
除了物质、能量和信息三大因素外,人类对安全的要求也慢慢变得重要了。安全包括社会安全、健康安全和环境安全等。它们同能源的关系也是非常密切的。现在利用的能源已造成了大量的环境污染问题,严重影响了人类的生存。因此,未来对能源的要求将不仅是储量充足,而且还必须是清洁的能源。相对其它化石能源而言,核能的和平利用已充分证明了核能是清洁的能源之一。
究竟什么是“能源”呢?《科学技术百科全书》是这样说的:“能源是可从其获得热、光和动力之类能量的资源”;《大英百科全书》说:“能源是一个包括着所有燃料、流水、阳光和风的术语,人类用适当的转换手段便可让它为自己提供所需的能量”。可见,能源是呈多种形式的、可以相互转换的能量的源泉。简而言之,能源是自然界中能为人类提供能量的物质资源。
来自地球以外天体的能源(如太阳能)、地球本身蕴藏的能源(如地热、核能)、地球与其它天体相互作用产生的能源(如潮汐)。
人们通常按形态与应用方式对能源进行分类。大体上分为:固体燃料、液体燃料、气体燃料、水能、电能、太阳能、生物质能、风能、核能、海洋能和地热能。其中,前三类统称化石燃料或化石能源。已被人类认识的这些能源,在一定条件下能转换为人们所需的各种各样的形式的能量。比如薪柴和煤炭,加热到一定温度,能和氧气化合并放出大量热能,可以直接用来取暖,也可用来产生蒸汽推动汽轮机,再带动发电机,使热能变成机械能,再变成电能。把电送到工厂、机关和住户,又能转换成机械能、光能或热能。
来自地球外部天体的能源(主要是太阳能)人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外,水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。
地球本身蕴藏的能量 通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。
与地球内部的热能有关的能源,我们叫做地热能。温泉和火山爆发喷出的岩浆就是地热的表现。地球可分为地壳、地幔和地核三层,它是一个大热库。地壳就是地球表面的一层,一般厚度为几公里至70公里不等。地壳下面是地幔,它大部分是熔融状的岩浆,厚度为2900公里。火山爆发一般是这部分岩浆喷出。地球内部为地核,地核中心温度为2000度。可见,地球上的地热资源贮量也很大。
与原子核反应有关的能源正是本书要介绍的核能。原子核的结构发生明显的变化时能释放出大量的能量,称为原子核能,简称核能,俗称原子能。它则来自于地壳中储存的铀、钚等发生裂变反应时的核裂变能资源,以及海洋中贮藏的氘、氚、锂等发生聚变反应时的核聚变能资源。这些物质在发生原子核反应时释放出能量。目前核能最大的用途是发电。此外,还可以用作别的类型的动力源、热源等。
来自星球引力的能量 指由于地球与月球、太阳等天体相互作用的形成的能源。地球、月亮、太阳之间有规律的运动,造成相对位置周期性的变化,它们之间的引力随之变化使海水涨落而形成潮汐能。与上述二类能源相比,潮汐能的数量很小。全世界的潮汐能折合成煤约为每年30亿吨,而实际可用的只是浅海区那一部分,每年约可折合为6000万吨煤。
一次能源和二次能源 能源按其生成方式,分为天然能源(一次能源)和人工能源(二次能源)两大类。天然能源是指自然界中以天然形式存在并没有经过加工或转换的能量资源,如煤炭、石油、天然气、核燃料、风能、水能、太阳能、地热能、海洋能、潮汐能等;人工能源则是指由一次能源直接或间接转换成其他种类和形式的能量资源,如煤气、汽油、煤油、柴油、电力、蒸汽、热水、氢气、激光等。
常规能源和新能源 其中,已被人类广泛利用并在人类生活和生产中起过及其重要的作用的能源,称为常规能源,通常是指煤炭、石油、天然气、水能等四种。而新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量资源称为新能源,相对于常规能源而言,在不同的历史时期和科学技术水平情况下,新能源有不同的内容。当今社会,新能源通常指核能、太阳能、风能、地热能、氢气等。
能源结构的变迁 历史上,伴随着新的化石资源的发现和大规模开采与应用,世界的能源消费结构经历了数次变革。18世纪的以煤炭替代柴薪,到19世纪中叶煤炭已经逐渐占主导地位。20世纪20年代,随着石油资源的发现与石油工业的发展,世界能源结构发生了第二次转变,即从煤炭转向石油与天然气,到20世纪60年代,石油与天然气已逐渐称为主导能源,动摇了煤炭的主宰地位。但是,20世纪70年代以来两次石油危机的爆发,开始动摇了石油在能源中的支配地位。以此同时,大部分化学能源的储量日益减少,并伴随着许多环境污染问题。
之一的电力消耗逐年增加。根据统计,人口若每30年增加一倍,电力的需求量每八年就要增加一倍。
于是,20世纪末,能源结构开始经历第三次转变,即从以石油为中心的能源系统开始向以煤、核能和其它再次生产的能源等多元化的能源结构转变。特别是跟着时间的推移,核能的比例将一直增长,并将逐步替代石油和天然气而成为主要的大规模能源之一。
化学能的储存量 煤炭、石油、天然气还有多少年可以让人类开采利用?据世界能源会议统计,世界已探明可采煤炭储量共计15980亿吨,预计还可开采200年。探明可采石油储量共计1211亿吨,预计还可开采30~40年。探明可采天然气储量共计119万亿立方米,预计还可开采60年。必须指出的是,煤炭、石油等直接燃烧用来生产电能与热能实在太可惜了,且不说可能带来的环境污染,它们还是很好的化工原料呢!
水能及新能源的潜力 那么水能呢?我们大家都知道,水力是可以长期开发利用的。但是,在那些大面积缺水、水力资源不丰富的国家和地区怎么办?再说,水能还有个季节性的问题。这些都使水能无法变成全球能源结构中唯一的主力军。新能源中,太阳能虽然用之不竭,但代价太高,并且就目前的技术发展状况来看,在一代人的时间里不可能快速地发展和普遍的使用。其它新能源也是如此。其它一些能源与水能相似,它们的规模受到环境、季节、地理位置等条件的限制,如风能、潮汐能、地热能等等。
易发生裂变的原子只有铀-235(U235)、钚-239(Pu239)、铀-233(U233)三种。而天然存在的易裂变元素只有铀-235,钚-239可由铀-238生成,铀-233可由钍-232(Th232)生成。
氘(D2)-氚(D3)反应。氘和氚都是氢原子的同位素。氘天然存在,而氚极少,必须由人工生成(如由锂制造)。
核能--无穷的能源 核能分为裂变能和聚变能两种。目前人类能正在用于和平利用的只有裂变能。可控聚变能利用技术正在攻克。
天然铀中占99.3%为难裂变的铀-238,仅有0.714%为易裂变的铀-235。铀-238可通过吸收一个中子变成易裂变的钚-239。
作为发展核裂变能的主要的组成原材料之一的铀,世界上已探明的铀储量约490万吨,钍储量约275万吨。如果利用得好,可用2400~2800年。
聚变反应主要来自于氘-氚的核反应,氘来可大量自海水,氚可来自锂。因此聚变燃料主要是氘和锂,海水中氘的含量为0.03克/升,据估计地球上的海水量约为138亿亿米3,所以世界上氘的储量约40亿万吨;地球上的锂储量虽比氘少得多,也有2000多亿吨,用它来制造氚,足够满足人类对聚变能的需求。这些聚变燃料所释放的能量比全世界现有能源总量放出的能量大千万倍。按目前世界能源消费的水平,地球上可供原子核聚变的氘和氚,能供人类使用上千亿年。如果人类实现了氘-氚的可控核聚变,核燃料就可谓“取之不尽,用之不竭了”,人类就将从根本上解决能源问题,这正是当前核科学家们孜孜以求的所以。聚变能源不仅丰富,而且安全、清洁。聚变产生的放射性比裂变小的多。
本节要点:回答的问题以下问题:现有的能源还能维持多久?能源利用可以不污染自然环境吗?核能真是可持续能源吗?
目前世界上常规能源的储量有的只能维持半个世纪(如石油),最多的也能维持一、二百年(如煤)人类生存的需求。
今天,几乎所有的工业化国家都面临着两个关系到可持续发展的紧密相连的挑战:保证令人满意的长期能源供应和减少人类活动带给环境的影响。能源利用与环境的可持续发展已成为关系到人类未来生存与文明延续的一个重要问题。
能源供应危机 今天的世界人口已经突破60亿,比上个世纪末期增加了2倍多,而能源消费据统计却增加了16倍多。无论多少人谈论“节约”和“利用太阳能”或“打更多的油井或气井”或者“发现更多更大的煤田”,能源的供应却始终跟不上人类对能源的需求。当前世界能源消费以化石资源为主,其中中国等少数国家是以煤炭为主,其它国家大部分则是以石油与天然气为主。按目前的消耗量,专家预测石油、天然气最多只能维持不到半个世纪,煤炭也只能维持一二百年。所以不管是哪一种常规能源结构,人类面临的能源危机都日趋严重。
能源对环境的污染 另一方面,特别是利用化石能源的过程也直接影响地球的环境,使大气和水资源遭受严重污染。大气中主要的五种污染物是:氮氧化物(如NO与NO2)、二氧化硫(SO2)、各种悬浮颗粒物、一氧化碳(CO) 大气污染的主要源头
目前世界上最严重的大气污染来自化石能源燃烧造成的大气中二氧化碳量的增加。带来的主要后果是:酸雨、温室效应和臭氧层破坏。
和碳氢化合物(如CH4、C2H6、C2H4等)。其来源主要有三个方面:① 煤、石油等化石燃料的燃烧;② 汽车排放的废气;③ 工业生产(如各种化工厂、炼焦厂等)产生的废气。而其中燃烧化石燃料的火力发电厂是最大的固定污染源。
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