一个半世纪的争斗 电动车穷途?还是燃油车的末路!

[标签]:电动车,燃油车,巴黎协定
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2019-2-22 8:50:29  来源:转载  作者:大石   (评论 条)浏览:

[提要] 二十世纪初,燃油车绝杀电动车成为乘用车领域一个世纪的霸主。

    随着2020的临近,《巴黎协定》制订的将本世纪全球平均气温上升幅度控制在2摄氏度以内,并将全球气温上升控制在前工业化时期水平之上1.5摄氏度以内的目标将更加艰巨。世界各国空前重视环境污染的问题,虽然电动车依旧面临诸如电池回收污染的问题,但前期零排放让电动车再次成为了新宠,尤其是奥巴马任期内的“清洁能源计划”更是加快了电动新能源冲击传统燃油车的脚步,其实电动车并不是是最近几年才出现的新奇玩意,电动车的出现比燃油车提前了整整半个世纪。

    二十世纪初,燃油车绝杀电动车成为乘用车领域一个世纪的霸主。二十一世纪,电动车借着环保的东风,再次向传统燃油车发起冲击,但是最近“电动车瓶颈无法突破,走向末路”的坊间话题喧嚣尘上,对其他能源动力系统如氢动力等的突破渴望也再次进入众人视野,那么究竟是电动车进入无法突破的穷途,还是燃油车已经步入末路呢?

    电动车是二十世纪初权贵身份的象征

    第一台内燃机车于1885年由梅赛德斯-奔驰的创始人德国工程师卡尔·奔驰发明。而电动汽车早于燃油车半个世纪,可以追溯到1834年,美国人托马斯·达文波特制造出世界第一辆电动三轮车,该车搭载了不可充电的干电池组。

    内燃汽车与电动汽车在1888年,几乎同时进入商业化时代。第一次电动和内燃汽车的战争开始了!这场战争旷日持久,整整占据了19世纪最后10年和二十世纪处的最初20年,在这30年间,电动与汽油机的竞争近乎焦灼。

    这期间,电动车技术得到了高速发展,清洁、安静,并且易于操控的特点逐渐成为上流社会喜好的城市用车。其中,包括安东尼电气、贝克、底特律电气 (安德森电动车公司)、爱迪生、Studebaker等众多公司相继推出电动汽车,这些早期的电动极速大约只有32 km/h,由于当时没有晶体管技术,因此性能也受到极大限制,但由于无需换档,直接启动等很多先天性的优势,在当时的时代背景下电动车一直保持着领先地位。

    1899年,比利时人卡米乐•热纳茨设计的一款被命名为“永无止境”的雪茄形电动车,最高车速达到了105.3KM/H,刷新了由汽油动力发动机保持的世界汽车最高车速记录,这是汽车速度首次突破100公里/小时大关。

    纠缠纷争,电动车领衔最后十年

    1900年, 25岁的汽车设计师费迪南德•保时捷设计的一款命名为“Lohner-Porsche”的电动车获得当年世博会的嘉奖,也成为历史上第一辆没有变速箱的汽车。他创新性地将一对电动机安装在两个前轮的木质轮辐上,轮毂电机直接为轮子提供动能,不需要变速器和驱动轴的传动。后来,他在后轮加上两个轮毂电动机,就成为世界上第一台电动四驱赛车。同年,这位汽车天才把这个轮毂电机和汽油发动机相结合,从此诞生了串联式混合动力的概念。这也是汽油机与电动机首次联合。这种具有划时代意义的设计,对于现代电驱动汽车研发的影响是深刻的

    与今时情况类似,人们对电动车好还是汽油机车好的讨论始终没有停止,在舆论的支持下,电动车市场蓬勃发展。就连家喻户晓的爱迪生都是电动汽车的坚定支持者,他对电动车的赞美,丝毫不吝啬:“电力就是一切。不需要复杂精密的齿轮,没有危险,也没有汽油的恶臭,甚至没有噪音。”1911年《纽约时报》写道:“与燃油的内燃车相比,电动车无疑是更理想的交通工具,它既清洁又安静,关键的是还可以省不少钱。”

    但更多的舆论却逐渐倾向于汽油机,汽油机所带来的续行里程长,加油方便,对行驶环境要求低,让电动车面临挑战。

    电动车当初曾因为配套的充电设施欠缺而阻碍了发展,但是随着1912年许许多多的美国家庭已经通了电,人们几乎不需要到加油站就能完成充电,同年电动汽车的销量达到顶峰。当年美国和欧洲电动车的保有量大约5万辆,占了整个汽车数量的40%,而燃油车车只有不到22%左右的市场份额。(剩下的是蒸汽驱动的车辆)。

    全球石油热潮迸发,电动车淡出

    电动车的黄金年代在20世纪第一个十年,电动车的时代也停留在了20世纪10年代。到了20世纪20年代,随着全球石油的大开发,汽油机的价格很快降到了大众可以负担的水平,加油站如雨后春笋般涌现。

    同时,四通八达的公路网对车辆续航提出了更高的要求,汽油机车也更高速度以及更持久的续航的优势更加明显,而相比之下,这恰恰是电动车的软肋,电动汽车在1920年之后渐渐地淡出了市场。

    气候面临挑战,能源形势严峻,电动车再度燃爆

    近年来,随着全球石油资源短缺、日益严重的大气环境污染,电动汽车的重新回到了人们视野中。从20世纪90年代开始,全球的汽车企业生产了一系列供测试以及量产的电动汽车。其中大众便是电动领域的积极参与者。虽然比较现在的造车新势力而言,大众的电动车型屈指可数,但在当年,大众的电动车型可是处于领先地位。

    在Lohner-Porsche电动车诞生约100年之后,大众汽车再次着手研究轮毂电动机技术。2001年,大众汽车以Lupo为原型车开发了一辆试验车,它的两个16英寸后轮毂各配备了一台电动机。两电机共同工作,可提供75千瓦的最大功率和200牛•米的最大扭矩,可将这款重1370公斤的四座轿车在10.5秒内从静止加速到100KM/H。

    1973年的T2系列多功能商务车,1976年的第一辆电动高尔夫,2010年的奥迪E-TRON概念车(已经量产),在当时都是前卫的业界话题。

    在各国政府支持下,2005年至2016年电动车企获得了超速发展,整体技术水平大幅度提高,蓄电池容量提高了35%,寿命提高了5倍,效率提高了近30%,电池也有单一的铅酸电池演进出诸如磷酸铁锂、三元锂电池等多类型的高性能电池。

    汽油机毫无疑问经过100多年的发展,技术成熟,除了尾气排放带来的环境污染和能源消耗外,基本上没有更多的缺点,但恰恰这两点与今日的世界潮流相悖。

    电动车的优缺点更是明显,优点:因为从充电入电池,到电池驱动电机的过程中能量损失极少,即使发电来源都为火电,理论上仅考虑能源转化流程,驱动车辆的成本和排放都更低。

    另一方面电力的来源多种多样,水电、核电等都会降低对环境的污染。与燃油车不同,电力的普及远远高于加油站,所以人们未来甚至可以再自己家中完成车辆的充电操作。

    缺点:充电速度慢、续航里程短、相关配套未跟上、废电池的回收难。理论上,的确可以通过加大电流来提升充电速度。但是电流太大的话,会影响电池性能和寿命,甚至会有起火爆炸的危险。

    电动车的续航能力无法跟燃油车相提并论,气温的剧烈变化更是使得电动车雪上加霜。温度过高也会导致电池寿命降低、充电安全性下降等问题。温度过低,电池中的金属锂会发生沉积,从而造成电池内部短路,尤其是磷酸铁锂电池。一般0℃时磷酸铁锂电池的容量大概只剩下60~70%左右,到了-20℃时就只剩下可怜的20~40%了。

    再就是高速行驶的情况下,电量衰竭加速。

    如果电动车要伺服和燃油车同样的时间(15年30万公里左右),纯电动车要更换三组巨量电池,费用昂贵,并会产生巨大污染,就现阶段的技术而言,远远超过内燃机排放的污染。

    现在看似电动车领域在蓬勃发展,但其实仍是处于一种野蛮生长的状态。电动车所面临的问题仍比比皆是,充电效率、续航里程、配套设备等等。日前,一男子在马路上推汽车的视频,引发了大家的激烈讨论。从汽车之家实测的数据来看,型号逸动EV460满电时仪表显示续航里程为422Km,在高速状态下,实际续航里程则缩短为184.5Km。轩逸·纯电版满电时显示续航里程为267Km,高速状态下,实际续航里程缩短为157.9Km。实测数据确实有点不忍直视了,电动车在高速的状态下,续航里程竟大打折扣,这般表现,让电动车如何去保障长途的旅行呢?

    混合动力再掀热潮

    历史总是循环往复,气候问题的严峻,能源枯竭前景的担忧,让内燃机的前景并不乐观,这让汽油机对于未来交通方式的研究丝毫没有停止脚步,汽油机关键问题在于如何提高燃油效率和减少排放,那么汽车究竟能节约多少能耗?在2011年1月26日至29日举办的卡塔尔车展上面向全球首发的大众汽车全新XL1为这个问题提供了答案。该车采用混合动力,的综合油耗为百公里0.9升,燃油效率超越了任何一款采用电动机或内燃机驱动的混合动力汽车。

    得益于轻量构造(单体车架结构和碳纤维材料附加部件)、极低的空气阻力(空气阻力系数为0.186)以及由双缸TDI发动机(35千瓦/48马力)、电动机(20千瓦/27马力)、7档双离合自动变速器(DSG)和锂离子电池组成的插电式混合动力系统,大众汽车全新XL1得以将二氧化碳排放量减少到24克/公里,并将油耗降至百公里0.9升。由于采用了插电式混合动力设计,XL1在纯电动模式下的最大行程可达 35公里,使用时可实现零排放。其电池可使用普通家用电源插座充电,同时采用电池再生能量回收技术在汽车减速时回收能量,并将其尽可能多地储存在电池中,以备再次利用。如此一来,电动机便起到了发电机的作用。大众的这一技术似乎成为未来汽油机和电动机的解决方案之一。

    后记:在目前虽然燃油车依然占据着主要市场之时,但显然全球范围内,电动车目前依然有很多不足,却依旧成为各个国家重点关注的领域,即使正在生产燃油汽车和两轮的制造企业,新的电动产品业已上市,即使像摩托GP大赛也不得不向电动车伸出橄榄枝,不知未来依旧在路上行驶的的燃油车是否会像博物馆的藏品一样弥足珍贵?

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