量时能产生300马力的功率,蓄能器空置时也能产生150马力的功率。

为什么要选用液压混合动力系统呢?不时要走走停停的大型车辆需要具有很高功率密度的
能量存储系统。在这一方面,液压系统更有效。FedEx公司的OptiFleet E700 型电动混合
动力卡车可以减少96% 的微粒排放,减少75% 的烟雾排放,并且每加仑燃料可以多运行
57% 的路程,从而节省三分之一以上的燃料成本。该公司也在关注液压混合动力系统。
另外一个更重要的变化与高压液压系统中使用的蓄能器有关。Kovach回忆说,1991年当Parker公司开始着手液压混合动力系统设计时,渣土运输卡车的金属蓄能器重达3000磅。“现在我们用的是飞机上使用的太空时代复合材料,蓄能器只有300到400磅重,”他说。
美国西南研究院也一直把重点放在碳纤维增强复合材料蓄能器上,他们的工程师还设计出了用于环境保护署车辆的蓄能器。Wendel报告说,“一般来说,一个复合材料蓄能器的重量要比钢体囊式蓄能器轻2.5倍,比活塞式蓄能器轻大约10倍。”
但是,除了系统本身的成本和重量以外,液压系
统还有一个优势,那就是功率密度。Kovach说:“说到功率密度,没有什么可以超越液压系统。”他解释说,高压蓄能器和液压泵发动机的功率密度至少是蓄电池和电动发动机的10倍。从理论上来说,超级电容器可以接近达到这样的功率密度。“但是要应用在这些系统中成本过于昂贵,”Kovach说,据他估计,那些重型车辆所需要的一只超级高能电容的成本差不多是同样功用或更好功用蓄能器的50倍。(参见功率密度图和成本资料。)
液压动力系统供应商通过增加系统压力轻而易举就能够提高功率密度。环境保护署为UPS公司设计的演示模型可以以5000磅/平方英寸(psi)的压力运行,主要是因为建造它的工程师在当时找不到承受更高压力的铃线连接器。Kargul说:“我们后来找到了更高压力的连接器,设计的液压泵发动机压力可以达到7000磅/平方英寸。”因此,环境保护署的下一代都市厢式货车可能会以更高的压力运转。并且由于这些液压系统中的功率密度要与运行压力协调一致,Kargul拿在手里的同样液压泵发动机的功率可以从330马力提高到510马力。

因为全系液压混合动力系统没有机械动力传动系,所以引擎可以更经常地以接
近最佳的效率运行。
Kovach发表了同样的观点,他说Parker公司利用已有的液压技术可以提高系统压力并随之提高功率密度两倍甚至三倍。“我们的系统已经用在参加美洲杯比赛(America's Cup)的船只上了,系统的压力可以达到12000磅/平方英寸,”他说。
这样的功率密度在推进大型卡车克服高度惯性载荷时需要快速产生扭矩的场合就能发挥作用了。Kovach说:“电池具有更好的能量密度,但电池不能在时停时走的应用中快速地收发能量,而液压混合动力系统就可以。”
液压混合动力的应用
要验证液压混合动力的应用仍然有些棘手。但是,总体来说,推广液压技术就是推进该技术在大型和时走时停卡车上的应用。
从车辆重量等级的角度来说,根据从试行车辆上所获得燃油经济增益和成本数据,环境保护署认为,液压混合动力系统适用的卡车可以从3类到最重型的8类卡车。Parker公司的Kovach则相信,液压系统在5类及以上类别的卡车上才能显现其作用。他说:“3类和4类卡车使用电动混合动力可能更好。5类卡车可以用电动系统,也可以用液压系统。但是在时走时停的6、7、8类卡车上,在很长一段时期内,没有什么技术能赶得上液压技术。”
但是,工作负载循环比停车频率更值得关注。Eaton公司混合动力系统研发小组的总工程师Jeff Carpenter指出,停车之间的距离是另外一个负载循环因素,这个因素可以影响对混合动力系统类型的选择。“两次停车之间的距离是多少?如果距离短并且车辆很重,液压系统可能更有效。如果距离比如说是1000码或更长,那么电动储存系统可能更有效,”Carpenter说。换句话说,他认为,一些卡车会从液压系统提供的功率密度优势上获取最大效益,而其他的车辆会从电池提供的高级能量储存中获取更多效益。他说:“液压系统和电动系统都有各自的优势和缺陷,这要看客户怎样使用车辆。”
要确定哪种混合动力方式更有效率优势好像很难。Carpenter指出,以合适的负载循环使用时,电动混合动力和液压混合动力都可以达到90%的总体功效。他说:“差别可能只有一两个百分点,一点都不明显。”
但它们产生这种效率的