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汽车百年 | 小时了了还是大器晚成?电动汽车再出发

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汽车百年 | 小时了了还是大器晚成?电动汽车再出发

本文是雅斯顿原创分享文章

撰文 溜溜

上一期,我们聊到一百年前电动汽车的起源及其快速成长快速陨落的故事。

上世纪30年代,燃油汽车凭借低成本和新兴科技正发展迅速,没落中的电动车踽踽独行,但仍不甘心消失在人们的视野中。依靠零排放、运行平稳、简单操作等优点,电动车在一些特定领域继续发光发热。

政策驱动下的短暂复苏

在欧洲地区,电动车成为城市短途服务的交通工具。例如英国伦敦,电动车被用作牛奶配送的MilkFloat、在机场内作短途接送、巴黎地铁长期由电力独霸等。1954年,由雷明顿公司研发的电动高尔夫球车被广泛应用,纵然今天也有汽油车等其他动力的高尔夫球车出现,但仍无法撼动电动高尔夫球车的地位。

即使电动车很多方面有一定优势,但电池技术上难以突破,所造成的短板制约着其发展。这时期虽然有生产电动车的厂家,但均没有实现量产的车型。事情的转机出现在20世纪末,经历过第二次工业革命,电已成为人们生活中最常见的能源形式。跟现在一样,出于对污染预防的考虑,各国相继颁布空气环保法案;加上1973年爆发的中东石油危机,令全世界陷入石油短缺的境地中,零排放的电动车成为了政策引导发展的宠儿。

其中,最激进的要数美国加利福尼亚州,专门成立了加州空气资源协会(CARB)促进空气的保护,并要求汽车生产商必须生产和销售符合废气排放的汽车,才允许他们在该州出售其它车辆。

为响应政府号召,20世纪80-90年代,日本和美国的汽车厂家生产了一系列电动车,比如福特Ecostar、Ganger EV、克莱斯勒TEVan和丰田RAV4 EV、本田EVPlus等等,名气最大的当属通用汽车公司投产的EV1电动汽车。

1996年通用推出了EV1电动汽车,因为单车售价高达3.5万美元,EV1最终以租赁的方式进入市场,且仅在美国几个州使用。这款电动汽车搭载镍氢蓄电池,续航里程高达177公里,百公里加速度只需要7秒时间。

然而,这场激进的电动车浪潮并没有持续太久。汽车制造商和石油公司出于自身利益,千方百计阻挠电动车的发展;其次,电动车技术并没有突破性的发展,续航里程短、充电慢等问题没有根本性解决,消费者不愿为此买单。最终,美国加州空气资源协会放弃了法案。2000年,通用召回并销毁了生产的大部分EV1汽车,只剩40辆捐赠给博物馆或其他组织。

电动汽车前景喜人?

虽然这场电动汽车复苏战很快又归于沉寂,但以普锐斯为代表的插电式混合动力汽车从中尝到了不少甜头。1997年,丰田首次在日本推出了普锐斯,并在2000年开始进入全球市场,它是第一批规模化生产的混合动力汽车。混合动力被视为燃油车到电动车之间的一个过渡,既能改善燃油经济性,符合节能环保的大趋势,同时不会像电动车一样受制于可怜的续航里程。

丰田普锐斯推出后的第一年就成功卖出了超过5万辆。截至今年1月,丰田旗下混动车型的累计销量已经达到了1004.9万辆,其中超过500万辆是普锐斯。

虽然高举环保节能的旗帜,但混合动力汽车依然采用内燃发动机,这并非真正的新能源车。2004年,得益于锂离子蓄电池技术,能量储存密度更高、质量更轻的电池逐步应用到电动汽车中。2006年特斯拉宣布推出续航里程达到320公里的电动汽车,轰动了整个电动汽车市场。2011年,特斯拉旗下第一款电动跑车Roadster正式推出,该车型续航里程达到380公里,但售价也高达10万美元。

特斯拉的高调亮相成为城市话题之王,也促使电动汽车开始重新出现在人们的视野中。另一方面,越来越多的传统厂商开始加大在电动汽车领域的研发力度。比如,雪佛兰在2016年底推出量产版Bolt,超过320公里的续航能力,45分钟内充满80%的电量,售价仅为3.7万美元,加上政府补贴可控制在3万美元以下,被视为Model 3未来的最大竞争对手之一,至今全球销量已超过10万台。

去年,一家名为法拉第未来的新兴汽车公司进入了人们的视野,并着手与建造长续航能力的电动车。虽然法拉第的电动车生产进展仍是秘密状态,但该公司表示,他们所生产的电动汽车续航里程将超过400公里,并于2020年正式上市。

回顾2016年,全球电动汽车销量突破70万大关,中国市场以31万辆撑起一片天。各大车企纷纷推出纯电动车,中国自主电动车品牌表现亮眼,比亚迪、吉利、北汽、众泰进入销量前十,其中比亚迪更是力拔头筹,平均月销千辆,成为世界销量第一的汽车企业。电动车市场,一时之间,好不热闹。

电动汽车真的节能吗?

一方面,电动汽车受惠于政府补贴,另一方面使用成本较低(充电费用+养护费用),逐步得到市场的认可,而节能环保依旧是其被大量推广的主要理由,但是这也是受到颇多质疑的一点。

有人认为零排放的电动车不过是将污染转移到了发电厂,能力通过传输、存储之后并不比内燃汽车效率高,事实真的这样吗?我们不妨从四个方面来进行讨论。

1、发动机效率:电动机效率高于汽油机

电动机的主要电力来源同样是化石能源,所以我们不能因为电动汽车不直接烧汽油就认为它环保。一款汽车是否节能,其实是在谈论她的发动机效率,将燃料/能源转换成机械能的效率。而汽、柴油机理论最高效率为50%,实际只有30~40%;电动机理论最高效率为88%,实际使用效率超过60%。

2、行驶效率:在城市道路行驶,电动车效率更有优势

汽车在行驶时,除了发动机效率的影响,还有空气阻力、地面摩擦阻力以及车内传动部件机械摩擦所带来的能量损失。一般情况下,汽油车在高速上的油耗比市内要好很多。根据汽车动力总成的不同,一般汽车的节油速度区间在60-100公里之间,即最高效率要在风阻较高的的时速才能达成。而电动汽车的发动机效率不受速度影响,能耗基本和阻力分布相同,因此可以说速度越慢,电动汽车的效率就比汽油车高更多,在城市道路行驶优势更突出。

3、能量转换:电动汽车的电能经过多次转换,所以更不节能?

无论是汽柴油车,还是电动汽车,能量从油井到汽车燃料的形态,都是经历复杂的转换和传输过程,因此不能简单判断到底谁能节能。不过可以肯定的是,汽柴油车的燃料源头是原油,而电力来源还要视所在国家电网的发电形式比例有关。譬如冰岛100%的电力来自于再生能源,在冰岛开电动车就是终极环保的事了。

据美国调查显示,假设电力100%来自天然气发电,美国最好的油井发电效率达到52.5%,而提炼成汽油、柴油的效率最高约81.7%。然而到了车辆自身效率这方面,电动车凭借极高的行驶效率实现逆转。所以即使电力来源于化石燃料能源,电动汽车依然具有比汽油车更高的燃油效率。

4、性能油耗:高性能和普通性能电动汽车没有明显差异

为了维持超大排量发动机的气缸运转,高性能跑车即使在低负荷运行条件也肯定比小排量汽车的油耗要多。然而电动机具有“需要多少电力就输出多少功率”的特点,无论是高性能还是家用电动汽车,耗电量不会有明显差异。

从以上对比可以发现,电动汽车确实比汽油车具有更高的能量转换效率,但这并不能说电动汽车就绝对环保。以锂电池为例,生产过程中点击材料和电解质、溶剂产生的废料都可能对环境有害。而电池本身含有很多重金属,若不能合理处理,将会造成重金属镍、钴污染、有机物污染等。电动汽车要实现真正的环保,需要更高效低污染的电池技术。

雅斯顿小结

一百多年前,技术上的进步让电动汽车领先一步,风靡一时。繁荣的汽车市场催生了发达的公路系统,电动汽车却无法满足与之适应的长距离出行。技术上的瓶颈,封堵了电动汽车辉煌之路,自此内燃机一统天下,风靡全球。

如今,电动汽车重获新生,虽然面临的问题并没有突破性的进展,但这几年电动汽车仍取得了长足的进步,我们有理由相信电动汽车不会再如过往云烟一般匆匆而过。

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撰文 溜溜

上一期,我们聊到一百年前电动汽车的起源及其快速成长快速陨落的故事。

上世纪30年代,燃油汽车凭借低成本和新兴科技正发展迅速,没落中的电动车踽踽独行,但仍不甘心消失在人们的视野中。依靠零排放、运行平稳、简单操作等优点,电动车在一些特定领域继续发光发热。

政策驱动下的短暂复苏

在欧洲地区,电动车成为城市短途服务的交通工具。例如英国伦敦,电动车被用作牛奶配送的MilkFloat、在机场内作短途接送、巴黎地铁长期由电力独霸等。1954年,由雷明顿公司研发的电动高尔夫球车被广泛应用,纵然今天也有汽油车等其他动力的高尔夫球车出现,但仍无法撼动电动高尔夫球车的地位。

即使电动车很多方面有一定优势,但电池技术上难以突破,所造成的短板制约着其发展。这时期虽然有生产电动车的厂家,但均没有实现量产的车型。事情的转机出现在20世纪末,经历过第二次工业革命,电已成为人们生活中最常见的能源形式。跟现在一样,出于对污染预防的考虑,各国相继颁布空气环保法案;加上1973年爆发的中东石油危机,令全世界陷入石油短缺的境地中,零排放的电动车成为了政策引导发展的宠儿。

其中,最激进的要数美国加利福尼亚州,专门成立了加州空气资源协会(CARB)促进空气的保护,并要求汽车生产商必须生产和销售符合废气排放的汽车,才允许他们在该州出售其它车辆。

为响应政府号召,20世纪80-90年代,日本和美国的汽车厂家生产了一系列电动车,比如福特Ecostar、Ganger EV、克莱斯勒TEVan和丰田RAV4 EV、本田EVPlus等等,名气最大的当属通用汽车公司投产的EV1电动汽车。

1996年通用推出了EV1电动汽车,因为单车售价高达3.5万美元,EV1最终以租赁的方式进入市场,且仅在美国几个州使用。这款电动汽车搭载镍氢蓄电池,续航里程高达177公里,百公里加速度只需要7秒时间。

然而,这场激进的电动车浪潮并没有持续太久。汽车制造商和石油公司出于自身利益,千方百计阻挠电动车的发展;其次,电动车技术并没有突破性的发展,续航里程短、充电慢等问题没有根本性解决,消费者不愿为此买单。最终,美国加州空气资源协会放弃了法案。2000年,通用召回并销毁了生产的大部分EV1汽车,只剩40辆捐赠给博物馆或其他组织。

电动汽车前景喜人?

虽然这场电动汽车复苏战很快又归于沉寂,但以普锐斯为代表的插电式混合动力汽车从中尝到了不少甜头。1997年,丰田首次在日本推出了普锐斯,并在2000年开始进入全球市场,它是第一批规模化生产的混合动力汽车。混合动力被视为燃油车到电动车之间的一个过渡,既能改善燃油经济性,符合节能环保的大趋势,同时不会像电动车一样受制于可怜的续航里程。

丰田普锐斯推出后的第一年就成功卖出了超过5万辆。截至今年1月,丰田旗下混动车型的累计销量已经达到了1004.9万辆,其中超过500万辆是普锐斯。

虽然高举环保节能的旗帜,但混合动力汽车依然采用内燃发动机,这并非真正的新能源车。2004年,得益于锂离子蓄电池技术,能量储存密度更高、质量更轻的电池逐步应用到电动汽车中。2006年特斯拉宣布推出续航里程达到320公里的电动汽车,轰动了整个电动汽车市场。2011年,特斯拉旗下第一款电动跑车Roadster正式推出,该车型续航里程达到380公里,但售价也高达10万美元。

特斯拉的高调亮相成为城市话题之王,也促使电动汽车开始重新出现在人们的视野中。另一方面,越来越多的传统厂商开始加大在电动汽车领域的研发力度。比如,雪佛兰在2016年底推出量产版Bolt,超过320公里的续航能力,45分钟内充满80%的电量,售价仅为3.7万美元,加上政府补贴可控制在3万美元以下,被视为Model 3未来的最大竞争对手之一,至今全球销量已超过10万台。

去年,一家名为法拉第未来的新兴汽车公司进入了人们的视野,并着手与建造长续航能力的电动车。虽然法拉第的电动车生产进展仍是秘密状态,但该公司表示,他们所生产的电动汽车续航里程将超过400公里,并于2020年正式上市。

回顾2016年,全球电动汽车销量突破70万大关,中国市场以31万辆撑起一片天。各大车企纷纷推出纯电动车,中国自主电动车品牌表现亮眼,比亚迪、吉利、北汽、众泰进入销量前十,其中比亚迪更是力拔头筹,平均月销千辆,成为世界销量第一的汽车企业。电动车市场,一时之间,好不热闹。

电动汽车真的节能吗?

一方面,电动汽车受惠于政府补贴,另一方面使用成本较低(充电费用+养护费用),逐步得到市场的认可,而节能环保依旧是其被大量推广的主要理由,但是这也是受到颇多质疑的一点。

有人认为零排放的电动车不过是将污染转移到了发电厂,能力通过传输、存储之后并不比内燃汽车效率高,事实真的这样吗?我们不妨从四个方面来进行讨论。

1、发动机效率:电动机效率高于汽油机

电动机的主要电力来源同样是化石能源,所以我们不能因为电动汽车不直接烧汽油就认为它环保。一款汽车是否节能,其实是在谈论她的发动机效率,将燃料/能源转换成机械能的效率。而汽、柴油机理论最高效率为50%,实际只有30~40%;电动机理论最高效率为88%,实际使用效率超过60%。

2、行驶效率:在城市道路行驶,电动车效率更有优势

汽车在行驶时,除了发动机效率的影响,还有空气阻力、地面摩擦阻力以及车内传动部件机械摩擦所带来的能量损失。一般情况下,汽油车在高速上的油耗比市内要好很多。根据汽车动力总成的不同,一般汽车的节油速度区间在60-100公里之间,即最高效率要在风阻较高的的时速才能达成。而电动汽车的发动机效率不受速度影响,能耗基本和阻力分布相同,因此可以说速度越慢,电动汽车的效率就比汽油车高更多,在城市道路行驶优势更突出。

3、能量转换:电动汽车的电能经过多次转换,所以更不节能?

无论是汽柴油车,还是电动汽车,能量从油井到汽车燃料的形态,都是经历复杂的转换和传输过程,因此不能简单判断到底谁能节能。不过可以肯定的是,汽柴油车的燃料源头是原油,而电力来源还要视所在国家电网的发电形式比例有关。譬如冰岛100%的电力来自于再生能源,在冰岛开电动车就是终极环保的事了。

据美国调查显示,假设电力100%来自天然气发电,美国最好的油井发电效率达到52.5%,而提炼成汽油、柴油的效率最高约81.7%。然而到了车辆自身效率这方面,电动车凭借极高的行驶效率实现逆转。所以即使电力来源于化石燃料能源,电动汽车依然具有比汽油车更高的燃油效率。

4、性能油耗:高性能和普通性能电动汽车没有明显差异

为了维持超大排量发动机的气缸运转,高性能跑车即使在低负荷运行条件也肯定比小排量汽车的油耗要多。然而电动机具有“需要多少电力就输出多少功率”的特点,无论是高性能还是家用电动汽车,耗电量不会有明显差异。

从以上对比可以发现,电动汽车确实比汽油车具有更高的能量转换效率,但这并不能说电动汽车就绝对环保。以锂电池为例,生产过程中点击材料和电解质、溶剂产生的废料都可能对环境有害。而电池本身含有很多重金属,若不能合理处理,将会造成重金属镍、钴污染、有机物污染等。电动汽车要实现真正的环保,需要更高效低污染的电池技术。

雅斯顿小结

一百多年前,技术上的进步让电动汽车领先一步,风靡一时。繁荣的汽车市场催生了发达的公路系统,电动汽车却无法满足与之适应的长距离出行。技术上的瓶颈,封堵了电动汽车辉煌之路,自此内燃机一统天下,风靡全球。

如今,电动汽车重获新生,虽然面临的问题并没有突破性的进展,但这几年电动汽车仍取得了长足的进步,我们有理由相信电动汽车不会再如过往云烟一般匆匆而过。

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