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今年8月，保时捷因其氢发动机项目而上了新闻，该项目旨在提供其汽车所需的高性能。目前的大多数研究都集中在商用车上，这类车的每升排量低于70bhp就足够了，但保时捷的兴趣却在这一领域的高端，它的研究对象是一款4.4升V8汽油发动机，在590bhp的驱动下，每升排量相当于134bhp。
尽管按重量计算，氢气所含的能量是汽油的近四倍，但它是一种气体，因此体积效率要低得多。在最纯净、自然吸气的内燃机中，氢的工作原理主要取决于它能吸收多少气体(空气)，因此氢的堆积效果并不好。
保时捷新款双涡轮V8发动机
即使以液体的形式储存，在运作时，它仍然需要在发动机内回到气态。
解决这个问题的方法和传统发动机差不多：提高进气压力。因为汽油发动机能燃烧的燃料量取决于它能吸入的氧气量，用像涡轮或增压器这样的压气机给进气加压，就能产生更多的动力。
就氢气而言，这是一座更加陡峭的山。为了让保时捷的模拟V8引擎在使用氢燃料而不是汽油时获得同样的动力，它需要涡轮增压器的性能远远超过正常水平。简单的说，它需要一种增压装置，能够输送大约两倍于正常涡轮增压器的空气量。
答案在于F1比赛中使用的技术和强大的电动增压涡轮增压器。但为了找到合适的组合，工程师们模拟了四种不同的布局，分别使用电动辅助废气涡轮增压器(e-turbo)和独立于排气系统运行的独立电动涡轮增压器。
四种不同的布局
第一种是使用每个汽缸组的电动涡轮和电动压缩机的并行系统。第二种是两级压缩系统，电动涡轮(e-turbo)和电动压缩机(e-compressors)串联运行。第三组使用了一对电动涡轮，每组一台，但配备了导流叶片系统以提高效率。第四种系统(如图所示)每组有一个电动涡轮增压系统，每个都配有双压缩机。
而最终获得青睐的是第四套方案，虽然下方的两套方案在结构上都相对简单，但显然右侧方案对于废气的运用更为彻底。整套方案的精妙之处在于，同轴结构布局的涡轮增压器可以在同一配套电源的支持下，轻松实现更精确的电控。其次，在相对简单的结构下，该方案能够实现更为理想的增压效果。
第四种结构
尽管在看起来在机械结构上相当简单，空气的路径却相当曲折。进入的空气首先由一台压缩机增压，然后通过一个中间冷却器，再通过第二个压缩机，这是一个两级过程。
它简洁而有效，保时捷表示，它在虚拟世界中设法获得了与汽油版相同的动力。
安装在一辆重2650公斤的虚拟“参考”车上的氢燃料V8发动机在Nürburgring赛道上取得了8分20.2秒的单圈成绩，同时排放水平远低于欧7标准。
保时捷没有具体说明这款参考车型是基于什么，但令人费解的是，它与4.4升发动机的匹配似乎不是其任何已量产的车型。
据全球氢能网（H2.china-nengyuan.com）的早先报道，保时捷与西门子能源公司一起在智利开发和实施一个试点项目，该项目有望成为世界上第一个一体化、商业、工业规模的合成气候中性燃料（eFuels）工厂。在试点阶段，最早将于2022年生产约13万升eFuels。在接下来的两个阶段，产能将在2024年增加到每年约5500万升，2026年将增加到每年约5.5亿升。保时捷将是这种绿色燃料的主要客户。
相信在氢动力的赛道上，保时捷将会带来更多惊喜！
（原文来自：氢能新闻 全球氢能网、新能源网综合） |
