8月22日消息，據美國國家地理網站報道，到2025年美國政府對汽車能效的要求將會達到單升汽油行駛裡程23千米的嚴格標准，為了實現這個看似不可能完成的任務，美國通用汽車公司等汽車巨頭和汽車研究機構的工程師們對各類汽車進行了全方位的測試與研究，從更符合流體力學的外觀設計、更高效的發動機、更多樣化的動力選擇等方面進行了完善。同時，歐盟、中國、加拿大、日本、韓國等國也在為未來的汽車制定新的能耗標准，並為此進行各種技術革新。這些技術的革新對於減少溫室氣體排放與提高能源使用效率有著突出的意義。
1. 流線型設計測試環境
流線型設計測試環境
在全世界最大的汽車制造廠房中，巨大的風扇橫跨在位於密歇根的通用汽車沃倫研究中心內，這裡進行的研究項目旨在滿足全世界對高能效汽車的需求。在美國，奧巴馬政府即將對汽車的能效出台官方標准，到2025年，汽車單升汽油的行駛裡程要達到23千米。而歐盟的標准比這個更為苛刻，到2020年，為了達到減少碳排放的標准，汽車單升汽油行駛裡程要求達到24.4公裡。加拿大、日本、中國和韓國在2015年也將會開始制定相關的標准。為了達到這個全球性的新能效標准，全世界像沃倫研究中心這樣的研究機構都在進行著艱苦的創新。這些研究中心正未雨綢繆地為了幾十年之後的能效標准而進行著各種各樣的研發工作。新一代的汽車看起來和當前的汽車樣式沒有什麼區別，但是重量會更輕、會更加符合流體力學原理、會擁有更加智能的系統可以根據需要調節功率。研究公司LMC Automotive的高級工程師米歇爾-奧莫托索說，“其實到2025年為止我們需要用在汽車上的技術基本上已經實現了。還需要完善之處是減少這些新技術實現的成本。”這個直徑12米的巨大風扇在這個研究中心裡面扮演著重要的角色，它可以提供時速達222公裡每小時的大風，以便讓工程師對汽車的流線型設計進行不斷改善，毫不誇張地說，後視鏡和轉向燈的形狀設計都會對能效有著1%-2%的影響。在未來的幾年，任何一個會影響能效的地方都會被砍掉。
2. 改善阻力系數
改善阻力系數
高級工程師約翰-貝納奇科正在對2013款的雪佛蘭美宜堡車型進行流線型測試工作，這個場景就像拿著一根魔杖在對著汽車施法一樣。當初他在聽到要求將雪佛蘭美宜堡車型的阻力系數改善為0.29的時候，他覺得這個確實太有挑戰性了。不過，到最後模型測出的阻力系數為0.35。作為對比，日本豐田汽車公司油電混合動力驅動汽車普銳斯的阻力系數是0.25，而2012款福特漫游者的系數為0.40。(阻力系數越小意味著越節能。)貝納奇科說，“僅僅在幾年前，流體力學家覺得如果要讓轎車的阻力系數達到0.29就必須徹底改變汽車的形狀。不過工程師們也學會了如何通過改善車輛的設計或者通過增加一些附件來改善阻力系數。還有一種設計是減少汽車行駛過程中進入發動機的空氣量來減少空氣阻力。”通過完善車型流線型設計可以減少3-11%的能耗。工程師通過改變車輪的位置來找到風阻最小的方式。當巨型風扇吹出的風通過車身周圍的時候，車身的平衡將會改變，工程師們也可以對各種情況下的數據進行測試。流體力學工程師們知道他們是一個整體，每一個人的工作在減少汽車能耗方面都是不可或缺的。貝納奇科說，“在對雪佛蘭美宜堡進行測試的時候，目前最好成績是單升汽油行駛裡程12.32千米。對普通消費者來說，這樣的提升可以省下不少錢。”到2025年，新技術的運用會讓每輛車的造價提高2000美元，但是在汽車的整個使用年限中，卻可以節省5200美元到6600美元的汽油。
3. 電池系統
電池系統
通用汽車工程師道格拉斯-道奇與混合動力汽車雪佛蘭伏特電池系統的合影。道奇是通用汽車電池系統實驗室的首席工程師，這個實驗室在4年之前只有3個員工。而現在，這個實驗室有多達40名員工，其中大多數都是剛出校園的大學畢業生。而這個實驗室的地盤也擴大到了6039平方米。道奇手中拿著的部件是一個電池組，這個電池組包含溫控器與冷卻系統。這些電池組的表現將決定這輛混合動力車的能效表現。據估計，到2025年純電動汽車的銷售可能占到全球汽車銷售的15%左右。但是技術依舊在不斷進步，最新的電池技術已經可以讓2013款雪佛蘭伏特汽車在一次充電下可以完成61公裡的行駛裡程，同時讓單升汽油行駛裡程達到42公裡。雖然這種汽車被指出有較高的電池起火隱患，但是美國汽車監管機構表示，沒有比汽油動力汽車有更大起火隱患的汽車了。在2012年，雪佛蘭伏特汽車是美國最暢銷的可充電汽車。2013款雪佛蘭伏特有了多處改進，但是價格依舊穩定在四萬美元左右。不過政府補貼、充電站的密度與汽油的價格才會決定消費者的購買意願。通用汽車電池系統實驗室的一部分工作就是降低汽車的能耗。勒克斯研究公司高級分析師柯文-西說，“消費者在選購節能汽車的時候，會有那麼一小部分因素為了環境考慮，可是更多的還是考慮經濟因素。不過到目前為止，這個市場最大的贏家是那些不需要消費者改變駕駛體驗的節能汽車。盡管如此，更好的電池技術和更便宜的電池價格會為這個市場所有種類的汽車帶來更多價值，不論是混合動力汽車還是純電力汽車。”
4. 神奇的發動機
神奇的發動機
這個電力發動機正在汽車動力測試中心接受測試。這個部件是將來達到能效標准的核心部件之一。在普通汽車中，油箱中的汽油大約只有15-20%的能量會被用來驅動發動機。剩下的都以廢氣或者熱量的形式被浪費掉了。但是電力發動機會比汽油或者柴油發動機簡單得多。電動引擎可以將60%的電能用來驅動車輪，這也是為什麼提高電動引擎的效率可以降低溫室氣體排放的原因，即使電力的大部分來源依然是依靠燃燒化石燃料的火電廠。與汽油發動機不同，電動引擎可以讓汽車在行駛的過程中大大減少氣體排放量。美國共和黨候選人羅姆尼在總統競選中表示，人們不可能開著一輛帶著風車的汽車。確實是這樣，但是人們可以利用來自風能、太陽能、氫能源或者核能的電力來給汽車充電以減少溫室氣體的排放。但是在電力依舊主要依靠燃燒化石燃料的今天，電力引擎的角色略顯尷尬。但是通過幫助汽車在特定時候提供額外動力來提高汽車能效的方式也能幫助混合動力汽車達到單升行駛裡程21.3公裡的好成績。