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技术推动革新 混合动力和纯电动车们的前世今生

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时间:1900/1/1 0:00:00

近百年前,亨利·福特和托马斯·爱迪生共同制造电动汽车的计划失败了,因为1914年的电池技术还没有跟上时代。从那时起,几乎所有的车辆都在主干道上一路行驶,直接将我们推向了全球变暖的深渊。现在,福特终于与特斯拉和雪佛兰等公司合作,打造了一个电动汽车部落。丰田凭借混合动力普锐斯掀起了一波热潮,而特斯拉的埃隆·马斯克则完全放弃了碳氢化合物燃料,用纯电动Model s定义了一款新时代的汽车。同时,插电式混合动力就像他们之间的婚姻,但丰田的插电式混动普锐斯与雪佛兰Volt完全不同。那么,为什么我们需要所有这些不同的技术呢?让我们看看过去纯电动和混合动力汽车的生活。

● 电动汽车的发展趋势与技术发展同步。

电动汽车的历史可以追溯到19世纪初,但第一辆真正的电动汽车是由英国电车国王托马斯·帕克于1884年发明的。世纪之交,电动汽车迎来了一个小规模的黄金时代,并在1912年达到顶峰。那一年,仅美国就生产了3.4万辆电动汽车,相当于2002年混合动力汽车/纯电动汽车的总产量。由于操作简单、续航里程有限,这些汽车在城市中非常受欢迎,而且它们的主要客户是女性。然而,随着大量石油储量的发现和高速公路的发展,续航里程更长的燃油车重新占据了主导地位。1910年左右,除了叉车和高尔夫球车等专业设备外,大多数企业都停止生产电动汽车。

在那之后,电动汽车的发展几乎停止了,然后出现了像亨尼千瓦这样胎死腹中的尝试。诚然,一些研发仍在进行中。1967年,AMC的Amitron是制造混合动力汽车的早期尝试:这是美国第一辆使用能源进行再生制动的汽车。当时的想法是利用制动能量为汽车电池充电。奥迪、沃尔沃和其他品牌确实在几款测试车型上尝试了这项技术。

尽管现代电动汽车几乎在各个方面都很优越,但要想把汽油的精神带回瓶子里并不容易。电动汽车的动力传动系统非常简单,因为它们不需要复杂的传动装置、冷却液和其他附件。此外,电动汽车的效率也很高,可以有效利用电池中90%的电量,比燃油车30-35%的效率高出几个街区。事实上,电动汽车的成本只能是燃油汽车的一小部分,除了一个部件:电池,它很昂贵,每单位质量汽油只能储存5%的能量。

如今,锂离子电池被广泛用于汽车电池(类似于雪佛兰慷慨地宣布,他们将开发自己的商用电动汽车。结果,可以形成长的队列。雪佛兰Volt(混合动力电动汽车)和日产Leaf(纯电动汽车)于2010年推出,随后是沃尔沃C30电动汽车、福特福克斯电动汽车、宝马ActiveE和丰田RAV4电动汽车。特斯拉自己在2012年推出了Model S,可以说是一款重磅车型,也是所有这些电动汽车中最著名的。

● 混合动力汽车是如何工作的?

所有混合动力电动汽车和电动汽车都使用再生制动来回收制动功率并将其储存在电池中。现代混合动力汽车和电动汽车使用混合动力传动系统。与本田的思域和Insight一样,并联混合动力汽车是一种天然气动力汽车,其小型发动机连接到内燃机(ICE)。这种车辆在高速公路上可以很有效地行驶,但起步和停车都不太好。

雪佛兰Volt(上图)是“系列”插电式混合动力汽车的一个例子。这辆车的动力系统是纯电动的,燃气发动机只通过发电机给电池充电。由于充电过程中效率的损失,串联混合动力车在高速公路上效率不高,但在频繁停车的城市行驶中表现更好。最后,像丰田普锐斯这样的汽车采用了串联和并联系统的组合,因此它可以在城市和高速公路上轻松使用,但成本也更高。

雪佛兰伏特(Chevrolet Volt)和丰田普锐斯(Toyota Prius)等插电式混合动力汽车都有一个充电口和一个足够大的电池,可以确保在长途行驶时全电动驾驶。例如,普锐斯充电三小时可以跑11英里,而伏特可以在10到16小时内跑38英里。

● 电动汽车的结构相对简单。

19世纪末,继电池驱动的电动汽车之后,铅酸电池一度成为主要的供电设备。后来,镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、燃料电池等都是根据现有科技水平的发展而开发的电源。与混合动力汽车相比,电动汽车的结构要简单得多,但其传动系统、电池和充电设计各不相同。特斯拉Model S是一款带有异步感应电机的后置发动机后驱汽车,而日产Leaf是一款配有同步电机的前驱汽车。一个更极端的例子是,梅赛德斯-奔驰SLS AMG的电动版(上图中的华丽汽车)有四个电机,每个车轮一个,总共产生740马力。

大多数电动汽车都使用标准插座充电,几乎可以在一夜之间充满电,而240伏可以节省大约一半的时间。特斯拉Model S还有一个可选的双充电器,每小时可以行驶58英里。特斯拉还免费提供了103个超级充电桩,可以在20分钟内将电池充满电。此外,在精品服务现场,充满电的电池可以在90秒内更换。

● 新能源汽车有哪些吸引力?

化石燃料汽车是全球变暖、海洋酸化和其他令人讨厌的环境退化的罪魁祸首。他们还利用美国这个严重依赖石油进口的国家,而石油销售商并不总是那么友好。

但即使你不关心地缘,你也肯定会同意环保汽车有很多好处。由于电动汽车的重量较轻,而且没有内燃,因此电动汽车的运行噪音将比燃油车小。电动汽车的整个前部可能是一个塌陷区,因此在发生真正碰撞时会更安全。你可以在HOV车道(类似于“公交车道”)合法驾驶电动汽车或插电式混合动力汽车。

纯电动汽车和插电式混合动力汽车的价格远高于燃油汽车(当然,因为这些大电池)。然而,大多数电动汽车和雪佛兰Volt等插电式混合动力汽车将获得7500美元的联邦税收抵免,在加利福尼亚州,电动汽车将获得2500美元的额外补贴,插电式混动汽车将获得1500美元的额外补助。例如,日产聆风售价约为3万美元,但即使补贴减少,也可以花2万美元买到。此外,你可以在五年内节省大约4000美元的石油燃烧费用,所以价格实际上是16000美元。那么维护成本是多少呢?很难说,因为电动汽车已经很久没有上路了,但这些汽车非常简单,维护起来应该不难。

● 关于电动汽车的争论从未停止。

还有一些麻烦的公关……

电动汽车和混合动力汽车。电池的寿命总是有限的,丢弃的电池很难处理,更换成本也很昂贵。日产Leaf的耐热电池组(如上图所示)价值5500美元,特斯拉Model s需要花费12000-15000美元更换电池。这两款车都有8年的电池保修期,但几年后,电池性能会明显减弱。由于技术不成熟,混合动力汽车和纯电动汽车的维护成本都很高。最后,电动汽车环是否环保取决于你住在哪里。如果你的电网是由煤炭供电的,并且你用电网为电动汽车充电,那么你仍然是全球变暖的罪魁祸首。核电站还有另一系列污染问题。

随着越来越多的混合动力和纯电动汽车上路,电池和维护的价格也在下降。特斯拉计划在Gigafactory建成后将Model S的电池价格降至8000美元左右。电池科学,如锂阳极的最新进展,最终将商业化,从而降低电池的重量和成本。在短短几年内,电动汽车和混合动力汽车取得了长足的进步。所有这些都来之不易,法规、回扣和健康的竞争促使汽车制造商将这一领域推向了一个新的高峰。我们可以想象一个光明的未来。在那个时候,电动汽车足够便宜,政府补贴是多余的。当这一切成真时,我们都是赢家。

小结:无论是趋势还是技术的发展趋势,电动汽车花了将近两个世纪的时间才成为我们今天在街上偶尔能看到的新能源汽车。如何提供电源效率似乎只能留给物理学家的各种猜测。至少对目前的我们来说,我们应该先把充电站建设到加油站覆盖率的1/4,所有关于电动汽车的争论可能最终都有了答案。近百年前,亨利·福特和托马斯·爱迪生共同制造电动汽车的计划失败了,因为1914年的电池技术还没有跟上时代。从那时起,几乎所有的车辆都在主干道上一路行驶,直接将我们推向了全球变暖的深渊。现在,福特终于与特斯拉和雪佛兰等公司合作,打造了一个电动汽车部落。丰田凭借混合动力普锐斯掀起了一波热潮,而特斯拉的埃隆·马斯克则完全放弃了碳氢化合物燃料,用纯电动Model s定义了一款新时代的汽车。同时,插电式混合动力就像他们之间的婚姻,但丰田的插电式混动普锐斯与雪佛兰Volt完全不同。那么,为什么我们需要所有这些不同的技术呢?让我们看看过去纯电动和混合动力汽车的生活。

● 电动汽车的发展趋势与技术发展同步。

电动汽车的历史可以追溯到19世纪初,但第一辆真正的电动汽车是由英国电车国王托马斯·帕克于1884年发明的。世纪之交,电动汽车迎来了一个小规模的黄金时代,并在1912年达到顶峰。那一年,仅美国就生产了3.4万辆电动汽车,相当于2002年混合动力汽车/纯电动汽车的总产量。由于操作简单、续航里程有限,这些汽车在城市中非常受欢迎,而且它们的主要客户是女性。然而,随着大量石油储量的发现和高速公路的发展,续航里程更长的燃油车重新占据了主导地位。1910年左右,除了叉车和高尔夫球车等专业设备外,大多数企业都停止生产电动汽车。

在那之后,电动汽车的发展几乎停止了,然后出现了像亨尼千瓦这样胎死腹中的尝试。诚然,一些研发仍在进行中。1967年,AMC的Amitron是制造混合动力汽车的早期尝试:这是美国第一辆使用能源进行再生制动的汽车。当时的想法是利用制动能量为汽车电池充电。奥迪、沃尔沃和其他品牌确实在几款测试车型上尝试了这项技术。

尽管现代电动汽车几乎在各个方面都很优越,但要想把汽油的精神带回瓶子里并不容易。电动汽车的动力传动系统非常简单,因为它们不需要复杂的传动装置、冷却液和其他附件。此外,电动汽车的效率也很高,可以有效利用电池中90%的电量,比t高出几个街区……

燃油车的效率为30-35%。事实上,电动汽车的成本只能是燃油汽车的一小部分,除了一个部件:电池,它很昂贵,每单位质量汽油只能储存5%的能量。

如今,锂离子电池被广泛用于汽车电池(类似于kets,几乎可以在一夜之间充满电,而240伏可以节省大约一半的时间。特斯拉Model S还有一个可选的双充电器,每小时可以行驶58英里。特斯拉还免费提供了103个超级充电桩,可以在20分钟内将电池充满电。此外,在精品服务现场,充满电的电池可以在90秒内更换。

● 新能源汽车有哪些吸引力?

化石燃料汽车是全球变暖、海洋酸化和其他令人讨厌的环境退化的罪魁祸首。他们还利用美国这个严重依赖石油进口的国家,而石油销售商并不总是那么友好。

但即使你不关心地缘,你也肯定会同意环保汽车有很多好处。由于电动汽车的重量较轻,而且没有内燃,因此电动汽车的运行噪音将比燃油车小。电动汽车的整个前部可能是一个塌陷区,因此在发生真正碰撞时会更安全。你可以在HOV车道(类似于“公交车道”)合法驾驶电动汽车或插电式混合动力汽车。

纯电动汽车和插电式混合动力汽车的价格远高于燃油汽车(当然,因为这些大电池)。然而,大多数电动汽车和雪佛兰Volt等插电式混合动力汽车将获得7500美元的联邦税收抵免,在加利福尼亚州,电动汽车将获得2500美元的额外补贴,插电式混动汽车将获得1500美元的额外补助。例如,日产聆风售价约为3万美元,但即使补贴减少,也可以花2万美元买到。此外,你可以在五年内节省大约4000美元的石油燃烧费用,所以价格实际上是16000美元。那么维护成本是多少呢?很难说,因为电动汽车已经很久没有上路了,但这些汽车非常简单,维护起来应该不难。

● 关于电动汽车的争论从未停止。

电动汽车和混合动力汽车仍然存在一些麻烦问题。电池的寿命总是有限的,丢弃的电池很难处理,更换成本也很昂贵。日产Leaf的耐热电池组(如上图所示)价值5500美元,特斯拉Model s需要花费12000-15000美元更换电池。这两款车都有8年的电池保修期,但几年后,电池性能会明显减弱。由于技术不成熟,混合动力汽车和纯电动汽车的维护成本都很高。最后,电动汽车环是否环保取决于你住在哪里。如果你的电网是由煤炭供电的,并且你用电网为电动汽车充电,那么你仍然是全球变暖的罪魁祸首。核电站还有另一系列污染问题。

随着越来越多的混合动力和纯电动汽车上路,电池和维护的价格也在下降。特斯拉计划在Gigafactory建成后将Model S的电池价格降至8000美元左右。电池科学,如锂阳极的最新进展,最终将商业化,从而降低电池的重量和成本。在短短几年内,电动汽车和混合动力汽车取得了长足的进步。所有这些都来之不易,法规、回扣和健康的竞争促使汽车制造商将这一领域推向了一个新的高峰。我们可以想象一个光明的未来。在那个时候,电动汽车足够便宜,政府补贴是多余的。当这一切成真时,我们都是赢家。

小结:无论是趋势还是技术的发展趋势,电动汽车花了将近两个世纪的时间才成为我们今天在街上偶尔能看到的新能源汽车。如何提供电源效率似乎只能留给物理学家的各种猜测。至少对目前的我们来说,我们应该先把充电站建设到加油站覆盖率的1/4,所有关于电动汽车的争论可能最终都有了答案。

标签:特斯拉丰田雪佛兰Model S世纪

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