起起伏伏一百多年 最终只能做配角

电动车问世比汽车更早,起起伏伏一百多年了,现在中国把它定义成新能源车而大力推广。看看它的兴衰历程,从技术和市场方面分析一下它能不能成为普通汽车的终结者。

早在1834年,美国人托马斯.达文波特就制造出第一辆直流电机驱动的电动车,它由一组不可充电的干电池驱动,只能行驶一小段距离。第一辆以可充电电池为动力的电动车于1881年在法国巴黎出现,它是法国工程师Gustave Trouve装配的以铅酸电池为动力的三轮车。

和19世纪末的内燃动力汽车相比,电动车除了续航里程短,在其他方面的优点很多,比如车辆启动方便安全(当时汽车没有启动电机,需要一个壮汉用摇把启动发动机,受伤的危险很大,女人独自开车几乎是一件不可能的事情),电动机工作时没有噪音、发动机的震动和难闻的汽油味。而且,直流电动机低转速时大扭矩输出特性使它用作汽车动力时不需要复杂的传动系统且操作简便,因而电动汽车也成为了当时汽车的一个主要发展方向。

从19世纪末期到20世纪初期,这是电动汽车的黄金时期。发明了电灯、留声机的美国著名的科学家Thomas Edison是电动车的坚定支持者,1911年《纽约时报》曾经这样评论电动车:“它经济,不排放废气,是理想的交通工具。”舆论和名人得效应对于电动车在美国的推广与普及无疑起到了推波助澜的作用,像Anthony Electric, Baker, Columbia和Riker这样的电动汽车制造公司应运而生。

Thomas Edison是电动车坚定的支持者,一个原因是推销他的电池

当时的美国不仅拥有数量众多的电动轿车和电动卡车, Bailey Electric公司在1907年甚至开发了最早的电动跑车,1897年纽约出现了第一辆电动出租车。与此同时,和电动车一起相关的配套服务设施也应运而生,Hartford Electric Light公司为电动车提供可以更换的电池。Detroit Electric公司不仅制造电动车,还建立了充电站方便用户,现代电动车需要的那些配套设施在90年前就已经建立过了。

电动卡车

在世纪之交的1900年,美国汽车市场中电动车销售了33842辆占了市场份额的38%,汽油动力的汽车的市场份额只有22%。不过,电动汽车的黄金时代并没有持续太久,20世纪20年代汽车普及了启动电机后,不仅启动汽车更安全方便,汽车可以采用更大功率的发动机。同时,石油开采技术和加工技术的改善,石化燃料的价格大幅度下滑。随着内燃机技术的不断完善,性能提高的同时制造成本不断下降。相比之下,电动汽车的发展却到了技术瓶颈时期(电池续航里程短,充电时间长)。这种背景下,电动汽车很快失去了存在的意义,在1930年左右电动车基本上就完全退出了欧美市场。

从20世纪30年代到90年代,虽然科学家一直在尝试,且1973年爆发的石油危机以及1990年爆发的伊拉克入侵科威特事件都刺激了当时电动车技术的发展,但由于技术瓶颈问题没有解决, 当时出现的所有电动汽车都昙花一现,没有获得市场的认可。

通用EV1电动车的命运很悲惨

这一百多年里飞机的速度提升了几十倍,计算机的速度在近三十年里提升了至少一万倍。技术进步似乎无所不能,只有想不到没有做不到…… 但是,技术进步并不是万能的,受到地球可观因素的影响,这一百多年里电动车的续航里程只提升了几倍,轮船的速度则增加的更少,而美国家庭车的速度已经停滞不前半个多世纪了。

骆驼战斗机和F4“鬼怪”战斗机,四十多年里飞机速度提升了十几倍。

现在,国家支持新能源电动车,市面上最新的新能源电动车实际续航里程以100、200公里居多, 长的能有300多公里,使用快速充电桩充满电所需时间也比以前短多了,这样的性能已经比一百年前的电动车有了很大的进步。但是,它依然不具备普通汽车的续航能力和使用便利性。

一辆普通动力家庭轿车, 40公斤重的汽油可以轻松跑个600、700公里,但是电动车背着几百公斤的大电池只能跑个一、二百公里,电动车续航里程短的主要原因是电池的容量。“如果解决了电池容量问题电动车的使用瓶颈问题就可以就可以解决了。”很多人确实是这么以为的,电池能不能达到汽油那样的能量密度?这样从电能和汽油两种能源的特点来分析, “电”是离子流动产生的能量,石化燃料燃烧产生的“热”是分子剧烈运动产生的能量。两种不同的“能”一个能量密度低,一个能量密度高。这就是两种能源本质的差别,电池的能量密度能有石化燃料的十分之一就不错了(什么“石墨烯电池”、“1公斤电池存电1000度”,什么“充电5分钟行驶5小时”之类的宣传在事实面前都会显得惨白无力)。

不仅续航里程不能满足需求,还有另一个问题:快速充电。跑到半道没电了,充电至少要一、二个小时,时间耽误不起。无法解决快速充电的主要原因是电网无法承担这个负荷,而充电设备的造价也会很可观。

以一辆续航500公里的电动车来计算,要它在10分钟充满电,需要多大功率充电桩?多大电流和多大电压?以100公里用电20度计算(实际路况)。续航500公里就需要100度电(500÷100×20=100) 不考虑充电效率的情况下所需的充电功率就是600千瓦(100千瓦时×60÷10),一辆车就需要600千瓦的后备功率,这几乎相当于上百户家庭的用电量,对于电网的负荷是恐怖的,如果有一半的家用车都换成电动车,全国得新建多少发电站才能满足需求?而输电电流呢? 600000÷220=2727安培,这么大的电流这输电线得多粗?如是不是降低电流提升电压也是可以?当然可以,把电流降低到家用电流的水平上那电压又要高到一个吓人的数据上,依然是一个很高的使用成本。一个技术是否可行?当使用成本远高于普通消费者的经济承受能力时,它是没有存在价值的。

电动车的技术瓶颈是地球现有材料无法解决的,电动车全面取代普通动力车成为市场中的主流的可能性非常小。此外,它的电池寿命问题、制造时的环境污染问题也是不容忽视的。 电动车是不是一无是处, 当然不是, 作为城市短途代步工具它是有它存在价值的。

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本内容来自汽车之家创作者,不代表汽车之家的观点和立场。
车系: 林肯MKT Diablo
标签: 新能源车
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