一個半世紀的爭斗 電動車窮途?還是燃油車的末路!
二十世紀初,燃油車絕殺電動車成為乘用車領(lǐng)域一個世紀的霸主
隨著2020的臨近,《巴黎協(xié)定》制訂的將本世紀全球平均氣溫上升幅度控制在2攝氏度以內(nèi),并將全球氣溫上升控制在前工業(yè)化時期水平之上1.5攝氏度以內(nèi)的目標將更加艱巨。世界各國空前重視環(huán)境污染的問題,雖然電動車依舊面臨諸如電池回收污染的問題,但前期零排放讓電動車再次成為了新寵,尤其是奧巴馬任期內(nèi)的“清潔能源計劃”更是加快了電動新能源沖擊傳統(tǒng)燃油車的腳步,其實電動車并不是是最近幾年才出現(xiàn)的新奇玩意,電動車的出現(xiàn)比燃油車提前了整整半個世紀。
二十世紀初,燃油車絕殺電動車成為乘用車領(lǐng)域一個世紀的霸主。二十一世紀,電動車借著環(huán)保的東風,再次向傳統(tǒng)燃油車發(fā)起沖擊,但是最近“電動車瓶頸無法突破,走向末路”的坊間話題喧囂塵上,對其他能源動力系統(tǒng)如氫動力等的突破渴望也再次進入眾人視野,那么究竟是電動車進入無法突破的窮途,還是燃油車已經(jīng)步入末路呢?
電動車是二十世紀初權(quán)貴身份的象征
第一臺內(nèi)燃機車于1885年由梅賽德斯-奔馳的創(chuàng)始人德國工程師卡爾·奔馳發(fā)明。而電動汽車早于燃油車半個世紀,可以追溯到1834年,美國人托馬斯·達文波特制造出世界第一輛電動三輪車,該車搭載了不可充電的干電池組。
內(nèi)燃汽車與電動汽車在1888年,幾乎同時進入商業(yè)化時代。第一次電動和內(nèi)燃汽車的戰(zhàn)爭開始了!這場戰(zhàn)爭曠日持久,整整占據(jù)了19世紀最后10年和二十世紀處的最初20年,在這30年間,電動與汽油機的競爭近乎焦灼。
這期間,電動車技術(shù)得到了高速發(fā)展,清潔、安靜,并且易于操控的特點逐漸成為上流社會喜好的城市用車。其中,包括安東尼電氣、貝克、底特律電氣 (安德森電動車公司)、愛迪生、Studebaker等眾多公司相繼推出電動汽車,這些早期的電動極速大約只有32 km/h,由于當時沒有晶體管技術(shù),因此性能也受到極大限制,但由于無需換檔,直接啟動等很多先天性的優(yōu)勢,在當時的時代背景下電動車一直保持著領(lǐng)先地位。
1899年,比利時人卡米樂•熱納茨設(shè)計的一款被命名為“永無止境”的雪茄形電動車,最高車速達到了105.3KM/H,刷新了由汽油動力發(fā)動機保持的世界汽車最高車速記錄,這是汽車速度首次突破100公里/小時大關(guān)。
糾纏紛爭,電動車領(lǐng)銜最后十年
1900年, 25歲的汽車設(shè)計師費迪南德•保時捷設(shè)計的一款命名為“Lohner-Porsche”的電動車獲得當年世博會的嘉獎,也成為歷史上第一輛沒有變速箱的汽車。他創(chuàng)新性地將一對電動機安裝在兩個前輪的木質(zhì)輪輻上,輪轂電機直接為輪子提供動能,不需要變速器和驅(qū)動軸的傳動。后來,他在后輪加上兩個輪轂電動機,就成為世界上第一臺電動四驅(qū)賽車。同年,這位汽車天才把這個輪轂電機和汽油發(fā)動機相結(jié)合,從此誕生了串聯(lián)式混合動力的概念。這也是汽油機與電動機首次聯(lián)合。這種具有劃時代意義的設(shè)計,對于現(xiàn)代電驅(qū)動汽車研發(fā)的影響是深刻的
與今時情況類似,人們對電動車好還是汽油機車好的討論始終沒有停止,在輿論的支持下,電動車市場蓬勃發(fā)展。就連家喻戶曉的愛迪生都是電動汽車的堅定支持者,他對電動車的贊美,絲毫不吝嗇:“電力就是一切。不需要復雜精密的齒輪,沒有危險,也沒有汽油的惡臭,甚至沒有噪音!1911年《紐約時報》寫道:“與燃油的內(nèi)燃車相比,電動車無疑是更理想的交通工具,它既清潔又安靜,關(guān)鍵的是還可以省不少錢。”
但更多的輿論卻逐漸傾向于汽油機,汽油機所帶來的續(xù)行里程長,加油方便,對行駛環(huán)境要求低,讓電動車面臨挑戰(zhàn)。
電動車當初曾因為配套的充電設(shè)施欠缺而阻礙了發(fā)展,但是隨著1912年許許多多的美國家庭已經(jīng)通了電,人們幾乎不需要到加油站就能完成充電,同年電動汽車的銷量達到頂峰。當年美國和歐洲電動車的保有量大約5萬輛,占了整個汽車數(shù)量的40%,而燃油車車只有不到22%左右的市場份額。(剩下的是蒸汽驅(qū)動的車輛)。
全球石油熱潮迸發(fā),電動車淡出
電動車的黃金年代在20世紀第一個十年,電動車的時代也停留在了20世紀10年代。到了20世紀20年代,隨著全球石油的大開發(fā),汽油機的價格很快降到了大眾可以負擔的水平,加油站如雨后春筍般涌現(xiàn)。
同時,四通八達的公路網(wǎng)對車輛續(xù)航提出了更高的要求,汽油機車也更高速度以及更持久的續(xù)航的優(yōu)勢更加明顯,而相比之下,這恰恰是電動車的軟肋,電動汽車在1920年之后漸漸地淡出了市場。
氣候面臨挑戰(zhàn),能源形勢嚴峻,電動車再度燃爆
近年來,隨著全球石油資源短缺、日益嚴重的大氣環(huán)境污染,電動汽車的重新回到了人們視野中。從20世紀90年代開始,全球的汽車企業(yè)生產(chǎn)了一系列供測試以及量產(chǎn)的電動汽車。其中大眾便是電動領(lǐng)域的積極參與者。雖然比較現(xiàn)在的造車新勢力而言,大眾的電動車型屈指可數(shù),但在當年,大眾的電動車型可是處于領(lǐng)先地位。
在Lohner-Porsche電動車誕生約100年之后,大眾汽車再次著手研究輪轂電動機技術(shù)。2001年,大眾汽車以Lupo為原型車開發(fā)了一輛試驗車,它的兩個16英寸后輪轂各配備了一臺電動機。兩電機共同工作,可提供75千瓦的最大功率和200牛•米的最大扭矩,可將這款重1370公斤的四座轎車在10.5秒內(nèi)從靜止加速到100KM/H。
1973年的T2系列多功能商務(wù)車,1976年的第一輛電動高爾夫,2010年的奧迪E-TRON概念車(已經(jīng)量產(chǎn)),在當時都是前衛(wèi)的業(yè)界話題。
在各國政府支持下,2005年至2016年電動車企獲得了超速發(fā)展,整體技術(shù)水平大幅度提高,蓄電池容量提高了35%,壽命提高了5倍,效率提高了近30%,電池也有單一的鉛酸電池演進出諸如磷酸鐵鋰、三元鋰電池等多類型的高性能電池。
汽油機毫無疑問經(jīng)過100多年的發(fā)展,技術(shù)成熟,除了尾氣排放帶來的環(huán)境污染和能源消耗外,基本上沒有更多的缺點,但恰恰這兩點與今日的世界潮流相悖。
電動車的優(yōu)缺點更是明顯,優(yōu)點:因為從充電入電池,到電池驅(qū)動電機的過程中能量損失極少,即使發(fā)電來源都為火電,理論上僅考慮能源轉(zhuǎn)化流程,驅(qū)動車輛的成本和排放都更低。
缺點:充電速度慢、續(xù)航里程短、相關(guān)配套未跟上、廢電池的回收難。理論上,的確可以通過加大電流來提升充電速度。但是電流太大的話,會影響電池性能和壽命,甚至會有起火爆炸的危險。
電動車的續(xù)航能力無法跟燃油車相提并論,氣溫的劇烈變化更是使得電動車雪上加霜。溫度過高也會導致電池壽命降低、充電安全性下降等問題。溫度過低,電池中的金屬鋰會發(fā)生沉積,從而造成電池內(nèi)部短路,尤其是磷酸鐵鋰電池。一般0℃時磷酸鐵鋰電池的容量大概只剩下60~70%左右,到了-20℃時就只剩下可憐的20~40%了。
再就是高速行駛的情況下,電量衰竭加速。
如果電動車要伺服和燃油車同樣的時間(15年30萬公里左右),純電動車要更換三組巨量電池,費用昂貴,并會產(chǎn)生巨大污染,就現(xiàn)階段的技術(shù)而言,遠遠超過內(nèi)燃機排放的污染。
現(xiàn)在看似電動車領(lǐng)域在蓬勃發(fā)展,但其實仍是處于一種野蠻生長的狀態(tài)。電動車所面臨的問題仍比比皆是,充電效率、續(xù)航里程、配套設(shè)備等等。日前,一男子在馬路上推汽車的視頻,引發(fā)了大家的激烈討論。從汽車之家實測的數(shù)據(jù)來看,型號逸動EV460滿電時儀表顯示續(xù)航里程為422Km,在高速狀態(tài)下,實際續(xù)航里程則縮短為184.5Km。軒逸·純電版滿電時顯示續(xù)航里程為267Km,高速狀態(tài)下,實際續(xù)航里程縮短為157.9Km。實測數(shù)據(jù)確實有點不忍直視了,電動車在高速的狀態(tài)下,續(xù)航里程竟大打折扣,這般表現(xiàn),讓電動車如何去保障長途的旅行呢?
混合動力再掀熱潮
歷史總是循環(huán)往復,氣候問題的嚴峻,能源枯竭前景的擔憂,讓內(nèi)燃機的前景并不樂觀,這讓汽油機對于未來交通方式的研究絲毫沒有停止腳步,汽油機關(guān)鍵問題在于如何提高燃油效率和減少排放,那么汽車究竟能節(jié)約多少能耗?在2011年1月26日至29日舉辦的卡塔爾車展上面向全球首發(fā)的大眾汽車全新XL1為這個問題提供了答案。該車采用混合動力,的綜合油耗為百公里0.9升,燃油效率超越了任何一款采用電動機或內(nèi)燃機驅(qū)動的混合動力汽車。
得益于輕量構(gòu)造(單體車架結(jié)構(gòu)和碳纖維材料附加部件)、極低的空氣阻力(空氣阻力系數(shù)為0.186)以及由雙缸TDI發(fā)動機(35千瓦/48馬力)、電動機(20千瓦/27馬力)、7檔雙離合自動變速器(DSG)和鋰離子電池組成的插電式混合動力系統(tǒng),大眾汽車全新XL1得以將二氧化碳排放量減少到24克/公里,并將油耗降至百公里0.9升。由于采用了插電式混合動力設(shè)計,XL1在純電動模式下的最大行程可達 35公里,使用時可實現(xiàn)零排放。其電池可使用普通家用電源插座充電,同時采用電池再生能量回收技術(shù)在汽車減速時回收能量,并將其盡可能多地儲存在電池中,以備再次利用。如此一來,電動機便起到了發(fā)電機的作用。大眾的這一技術(shù)似乎成為未來汽油機和電動機的解決方案之一。
后記:在目前雖然燃油車依然占據(jù)著主要市場之時,但顯然全球范圍內(nèi),電動車目前依然有很多不足,卻依舊成為各個國家重點關(guān)注的領(lǐng)域,即使正在生產(chǎn)燃油汽車和兩輪的制造企業(yè),新的電動產(chǎn)品業(yè)已上市,即使像摩托GP大賽也不得不向電動車伸出橄欖枝,不知未來依舊在路上行駛的的燃油車是否會像博物館的藏品一樣彌足珍貴? |