使用氢气和汽油的混合燃料发动机！

Original AIpatent AIpatent 前沿研发信息介绍平台 2022-06-12

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本文1579字，阅读约需4分钟

摘要：本文将介绍使用氢气和汽油双燃料系统的马自达首辆发动机横置转子车——Premacy Hydrogen RE Hybrid。

关键字：混合燃料发动机、压缩氢气、转子发动机、氢气RE、串联式混合动力系统

在氢气RE（转子发动机）的开发中，马自达公司的研发人员已经对“应使用哪种氢？”这一课题进行了反复探讨，并最终选择了使用压缩氢气。RX-8 Hydrogen RE中采用35MPa（350气压）的压缩氢气，在10·15模式（日本使用的一种测量汽车燃油效率的方法）下，仅使用氢气时的续航距离约为100km。由于该转子发动机使用双燃料系统，因此在实际应用中没什么问题，但仍有进步空间。

马自达项目开发促进总部的开发负责人柏木章宏所解决的课题是，使利用氢气时的续航距离提高至原来的2倍。例如，若使用70MPa的压缩氢气，则续航距离应该会提高30～50%。若使用液态氢气，则单位体积的能量密度会进一步增大，续航距离也会随之提高。然而，从能源效率的角度来看，将能源耗费在高压化和液化上是毫无意义的。因此，选择了组合电动机的混合动力封装。

● Premacy Hydrogen RE Hybrid

在2005年第39届东京车展上，马自达展出了名为“Premacy Hydrogen RE Hybrid”的概念车模型，但是并未具体介绍其系统构成等。在2007年第40届东京车展上，马自达公开了“Premacy Hydrogen RE Hybrid”的动力封装结构，该结构充满了亮点。

以13B-MSP为基础的双燃料发动机是马自达RE史上的首个横置发动机。虽然“Premacy Hydrogen RE Hybrid”被称为混合动力车，但轴输出不会直接用作驱动力，而是使用串联式混合动力系统用发电机，该发电机驱动同轴上配置的发电机进行发电并通过逆变器驱动电动机。

氢气RE横置于车辆行进方向的右侧。发电机与传动轴同轴配置，电动机和逆变器配置于背面上侧。车辆停止时发动机完全停止，起动时仅电动机输出，但是在发动机起动之后，发动机转速根据油门踏板的踩踏量增大或减小，并且根据发电量而进行加速或减速。逆变器采用某种特殊装置，是系统结构的关键。

Premacy Hydrogen RE Hybrid的组件构成图

以氢气RE为中心的混合动力单元可容纳普通汽车搭载的直4发动机+变速器。锂离子电池并排配置在后座下方。由于第三排座椅被卸下，因此乘车定员为5名。

此外，串联式混合动力发电机通常在节能效率最高的区域稳定运行。但是，Premacy所搭载的氢气RE的转速根据油门踏板的踩踏量线性增大或减小。关于这一点，柏木章宏在展会上回答记者提问时提到，“即使是混合动力车，也想要秉承马自达“Zoom-Zoom”（儿童模仿发动机轰鸣的声音，马自达的品牌精髓）的理念……”。然而，这其实并不是一个满意的答复。如果混合动力车是为了提高效率的话，则氢气RE最好是稳定运行。

氢气罐搭载在后轮轴上，确保了最小限度的行李空间。

关于氢气RE的运行问题，柏木章宏还提到，“当然，如果想获得最高的效率，可以像普通的串联式混合动力车那样稳定运行。但是，Premacy Hydrogen RE Hybrid只不过是一种‘增程式电动汽车’。如果是公交车的话，使发动机稳定运行是可以的，但是对于私家车来说，这样就没什么意思了”。这一想法也是氢气RE构思的原点，展会现场的发言简化了这一点。

此外，柏木章宏进一步表示，“从机械爱好者的角度来看，电机系统正以惊人的速度持续发展。即使是串联式，也很快将在效率方面赶上普锐斯的并联式混合动力系统。此外，从提高效率的观点来看，最好杜绝将所产生电力引入电池然后再提取而造成的浪费。

仪表板右侧配备有上下两个燃料表。上面显示氢气的余量，下面显示汽油的余量。

如果电机系统能够发展到与并联式同等的效率，那么该系统就是以下想法的具体化：如果将RE以外的部分视为“电气式无级变速器”，则可以实现自由控制。

“即使不能再自由使用化石燃料，也希望能感受一下使用氢气的发动机的‘味道’。因此，最好也尝试一下这种方法（柏木章宏）”。

氢气RE混合动力就是源于该想法。氢气RE混合动力的确是一个很具有马自达特色的挑战，可以深切地感受到马自达技术开发的长期愿景——“Sustainable Zoom-Zoom”。

Premacy Hydrogen RE Hybrid的主要规格

全长×全宽×全高（mm）：4665×1745×1615

轴距（mm）：2750

乘车定员：5名

发动机：RENESIS 13B氢气转子

燃料：汽油和氢气

电动机类型：交流同步电动机