技術推動革新 混合動力和純電動車們的前世今生

近百年前，亨利·福特和托馬斯·愛迪生共同制造電動汽車的計劃失敗了，因為1914年的電池技術還沒有跟上時代。從那時起，幾乎所有的車輛都在主干道上一路行駛，直接將我們推向了全球變暖的深淵。現在，福特終于與特斯拉和雪佛蘭等公司合作，打造了一個電動汽車部落。豐田憑借混合動力普銳斯掀起了一波熱潮，而特斯拉的埃隆·馬斯克則完全放棄了碳氫化合物燃料，用純電動Model s定義了一款新時代的汽車。同時，插電式混合動力就像他們之間的婚姻，但豐田的插電式混動普銳斯與雪佛蘭Volt完全不同。那么，為什么我們需要所有這些不同的技術呢？讓我們看看過去純電動和混合動力汽車的生活。

● 電動汽車的發展趨勢與技術發展同步。

電動汽車的歷史可以追溯到19世紀初，但第一輛真正的電動汽車是由英國電車國王托馬斯·帕克于1884年發明的。世紀之交，電動汽車迎來了一個小規模的黃金時代，并在1912年達到頂峰。那一年，僅美國就生產了3.4萬輛電動汽車，相當于2002年混合動力汽車/純電動汽車的總產量。由于操作簡單、續航里程有限，這些汽車在城市中非常受歡迎，而且它們的主要客戶是女性。然而，隨著大量石油儲量的發現和高速公路的發展，續航里程更長的燃油車重新占據了主導地位。1910年左右，除了叉車和高爾夫球車等專業設備外，大多數企業都停止生產電動汽車。

在那之后，電動汽車的發展幾乎停止了，然后出現了像亨尼千瓦這樣胎死腹中的嘗試。誠然，一些研發仍在進行中。1967年，AMC的Amitron是制造混合動力汽車的早期嘗試：這是美國第一輛使用能源進行再生制動的汽車。當時的想法是利用制動能量為汽車電池充電。奧迪、沃爾沃和其他品牌確實在幾款測試車型上嘗試了這項技術。

盡管現代電動汽車幾乎在各個方面都很優越，但要想把汽油的精神帶回瓶子里并不容易。電動汽車的動力傳動系統非常簡單，因為它們不需要復雜的傳動裝置、冷卻液和其他附件。此外，電動汽車的效率也很高，可以有效利用電池中90%的電量，比燃油車30-35%的效率高出幾個街區。事實上，電動汽車的成本只能是燃油汽車的一小部分，除了一個部件：電池，它很昂貴，每單位質量汽油只能儲存5%的能量。

如今，鋰離子電池被廣泛用于汽車電池（類似于雪佛蘭慷慨地宣布，他們將開發自己的商用電動汽車。結果，可以形成長的隊列。雪佛蘭Volt（混合動力電動汽車）和日產Leaf（純電動汽車）于2010年推出，隨后是沃爾沃C30電動汽車、福特福克斯電動汽車、寶馬ActiveE和豐田RAV4電動汽車。特斯拉自己在2012年推出了Model S，可以說是一款重磅車型，也是所有這些電動汽車中最著名的。

● 混合動力汽車是如何工作的？

所有混合動力電動汽車和電動汽車都使用再生制動來回收制動功率并將其儲存在電池中。現代混合動力汽車和電動汽車使用混合動力傳動系統。與本田的思域和Insight一樣，并聯混合動力汽車是一種天然氣動力汽車，其小型發動機連接到內燃機（ICE）。這種車輛在高速公路上可以很有效地行駛，但起步和停車都不太好。

雪佛蘭Volt（上圖）是“系列”插電式混合動力汽車的一個例子。這輛車的動力系統是純電動的，燃氣發動機只通過發電機給電池充電。由于充電過程中效率的損失，串聯混合動力車在高速公路上效率不高，但在頻繁停車的城市行駛中表現更好。最后，像豐田普銳斯這樣的汽車采用了串聯和并聯系統的組合，因此它可以在城市和高速公路上輕松使用，但成本也更高。

雪佛蘭伏特（Chevrolet Volt）和豐田普銳斯（Toyota Prius）等插電式混合動力汽車都有一個充電口和一個足夠大的電池，可以確保在長途行駛時全電動駕駛。例如，普銳斯充電三小時可以跑11英里，而伏特可以在10到16小時內跑38英里。

● 電動汽車的結構相對簡單。

19世紀末，繼電池驅動的電動汽車之后，鉛酸電池一度成為主要的供電設備。后來，鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池、燃料電池等都是根據現有科技水平的發展而開發的電源。與混合動力汽車相比，電動汽車的結構要簡單得多，但其傳動系統、電池和充電設計各不相同。特斯拉Model S是一款帶有異步感應電機的后置發動機后驅汽車，而日產Leaf是一款配有同步電機的前驅汽車。一個更極端的例子是，梅賽德斯-奔馳SLS AMG的電動版（上圖中的華麗汽車）有四個電機，每個車輪一個，總共產生740馬力。

大多數電動汽車都使用標準插座充電，幾乎可以在一夜之間充滿電，而240伏可以節省大約一半的時間。特斯拉Model S還有一個可選的雙充電器，每小時可以行駛58英里。特斯拉還免費提供了103個超級充電樁，可以在20分鐘內將電池充滿電。此外，在精品服務現場，充滿電的電池可以在90秒內更換。

● 新能源汽車有哪些吸引力？

化石燃料汽車是全球變暖、海洋酸化和其他令人討厭的環境退化的罪魁禍首。他們還利用美國這個嚴重依賴石油進口的國家，而石油銷售商并不總是那么友好。

但即使你不關心地緣，你也肯定會同意環保汽車有很多好處。由于電動汽車的重量較輕，而且沒有內燃，因此電動汽車的運行噪音將比燃油車小。電動汽車的整個前部可能是一個塌陷區，因此在發生真正碰撞時會更安全。你可以在HOV車道（類似于“公交車道”）合法駕駛電動汽車或插電式混合動力汽車。

純電動汽車和插電式混合動力汽車的價格遠高于燃油汽車（當然，因為這些大電池）。然而，大多數電動汽車和雪佛蘭Volt等插電式混合動力汽車將獲得7500美元的聯邦稅收抵免，在加利福尼亞州，電動汽車將獲得2500美元的額外補貼，插電式混動汽車將獲得1500美元的額外補助。例如，日產聆風售價約為3萬美元，但即使補貼減少，也可以花2萬美元買到。此外，你可以在五年內節省大約4000美元的石油燃燒費用，所以價格實際上是16000美元。那么維護成本是多少呢？很難說，因為電動汽車已經很久沒有上路了，但這些汽車非常簡單，維護起來應該不難。

● 關于電動汽車的爭論從未停止。

還有一些麻煩的公關……

電動汽車和混合動力汽車。電池的壽命總是有限的，丟棄的電池很難處理，更換成本也很昂貴。日產Leaf的耐熱電池組（如上圖所示）價值5500美元，特斯拉Model s需要花費12000-15000美元更換電池。這兩款車都有8年的電池保修期，但幾年后，電池性能會明顯減弱。由于技術不成熟，混合動力汽車和純電動汽車的維護成本都很高。最后，電動汽車環是否環保取決于你住在哪里。如果你的電網是由煤炭供電的，并且你用電網為電動汽車充電，那么你仍然是全球變暖的罪魁禍首。核電站還有另一系列污染問題。

隨著越來越多的混合動力和純電動汽車上路，電池和維護的價格也在下降。特斯拉計劃在Gigafactory建成后將Model S的電池價格降至8000美元左右。電池科學，如鋰陽極的最新進展，最終將商業化，從而降低電池的重量和成本。在短短幾年內，電動汽車和混合動力汽車取得了長足的進步。所有這些都來之不易，法規、回扣和健康的競爭促使汽車制造商將這一領域推向了一個新的高峰。我們可以想象一個光明的未來。在那個時候，電動汽車足夠便宜，政府補貼是多余的。當這一切成真時，我們都是贏家。

小結：無論是趨勢還是技術的發展趨勢，電動汽車花了將近兩個世紀的時間才成為我們今天在街上偶爾能看到的新能源汽車。如何提供電源效率似乎只能留給物理學家的各種猜測。至少對目前的我們來說，我們應該先把充電站建設到加油站覆蓋率的1/4，所有關于電動汽車的爭論可能最終都有了答案。近百年前，亨利·福特和托馬斯·愛迪生共同制造電動汽車的計劃失敗了，因為1914年的電池技術還沒有跟上時代。從那時起，幾乎所有的車輛都在主干道上一路行駛，直接將我們推向了全球變暖的深淵。現在，福特終于與特斯拉和雪佛蘭等公司合作，打造了一個電動汽車部落。豐田憑借混合動力普銳斯掀起了一波熱潮，而特斯拉的埃隆·馬斯克則完全放棄了碳氫化合物燃料，用純電動Model s定義了一款新時代的汽車。同時，插電式混合動力就像他們之間的婚姻，但豐田的插電式混動普銳斯與雪佛蘭Volt完全不同。那么，為什么我們需要所有這些不同的技術呢？讓我們看看過去純電動和混合動力汽車的生活。

● 電動汽車的發展趨勢與技術發展同步。

電動汽車的歷史可以追溯到19世紀初，但第一輛真正的電動汽車是由英國電車國王托馬斯·帕克于1884年發明的。世紀之交，電動汽車迎來了一個小規模的黃金時代，并在1912年達到頂峰。那一年，僅美國就生產了3.4萬輛電動汽車，相當于2002年混合動力汽車/純電動汽車的總產量。由于操作簡單、續航里程有限，這些汽車在城市中非常受歡迎，而且它們的主要客戶是女性。然而，隨著大量石油儲量的發現和高速公路的發展，續航里程更長的燃油車重新占據了主導地位。1910年左右，除了叉車和高爾夫球車等專業設備外，大多數企業都停止生產電動汽車。

在那之后，電動汽車的發展幾乎停止了，然后出現了像亨尼千瓦這樣胎死腹中的嘗試。誠然，一些研發仍在進行中。1967年，AMC的Amitron是制造混合動力汽車的早期嘗試：這是美國第一輛使用能源進行再生制動的汽車。當時的想法是利用制動能量為汽車電池充電。奧迪、沃爾沃和其他品牌確實在幾款測試車型上嘗試了這項技術。

盡管現代電動汽車幾乎在各個方面都很優越，但要想把汽油的精神帶回瓶子里并不容易。電動汽車的動力傳動系統非常簡單，因為它們不需要復雜的傳動裝置、冷卻液和其他附件。此外，電動汽車的效率也很高，可以有效利用電池中90%的電量，比t高出幾個街區……

燃油車的效率為30-35%。事實上，電動汽車的成本只能是燃油汽車的一小部分，除了一個部件：電池，它很昂貴，每單位質量汽油只能儲存5%的能量。

如今，鋰離子電池被廣泛用于汽車電池（類似于kets，幾乎可以在一夜之間充滿電，而240伏可以節省大約一半的時間。特斯拉Model S還有一個可選的雙充電器，每小時可以行駛58英里。特斯拉還免費提供了103個超級充電樁，可以在20分鐘內將電池充滿電。此外，在精品服務現場，充滿電的電池可以在90秒內更換。

● 新能源汽車有哪些吸引力？

化石燃料汽車是全球變暖、海洋酸化和其他令人討厭的環境退化的罪魁禍首。他們還利用美國這個嚴重依賴石油進口的國家，而石油銷售商并不總是那么友好。

但即使你不關心地緣，你也肯定會同意環保汽車有很多好處。由于電動汽車的重量較輕，而且沒有內燃，因此電動汽車的運行噪音將比燃油車小。電動汽車的整個前部可能是一個塌陷區，因此在發生真正碰撞時會更安全。你可以在HOV車道（類似于“公交車道”）合法駕駛電動汽車或插電式混合動力汽車。

純電動汽車和插電式混合動力汽車的價格遠高于燃油汽車（當然，因為這些大電池）。然而，大多數電動汽車和雪佛蘭Volt等插電式混合動力汽車將獲得7500美元的聯邦稅收抵免，在加利福尼亞州，電動汽車將獲得2500美元的額外補貼，插電式混動汽車將獲得1500美元的額外補助。例如，日產聆風售價約為3萬美元，但即使補貼減少，也可以花2萬美元買到。此外，你可以在五年內節省大約4000美元的石油燃燒費用，所以價格實際上是16000美元。那么維護成本是多少呢？很難說，因為電動汽車已經很久沒有上路了，但這些汽車非常簡單，維護起來應該不難。

● 關于電動汽車的爭論從未停止。

電動汽車和混合動力汽車仍然存在一些麻煩問題。電池的壽命總是有限的，丟棄的電池很難處理，更換成本也很昂貴。日產Leaf的耐熱電池組（如上圖所示）價值5500美元，特斯拉Model s需要花費12000-15000美元更換電池。這兩款車都有8年的電池保修期，但幾年后，電池性能會明顯減弱。由于技術不成熟，混合動力汽車和純電動汽車的維護成本都很高。最后，電動汽車環是否環保取決于你住在哪里。如果你的電網是由煤炭供電的，并且你用電網為電動汽車充電，那么你仍然是全球變暖的罪魁禍首。核電站還有另一系列污染問題。

隨著越來越多的混合動力和純電動汽車上路，電池和維護的價格也在下降。特斯拉計劃在Gigafactory建成后將Model S的電池價格降至8000美元左右。電池科學，如鋰陽極的最新進展，最終將商業化，從而降低電池的重量和成本。在短短幾年內，電動汽車和混合動力汽車取得了長足的進步。所有這些都來之不易，法規、回扣和健康的競爭促使汽車制造商將這一領域推向了一個新的高峰。我們可以想象一個光明的未來。在那個時候，電動汽車足夠便宜，政府補貼是多余的。當這一切成真時，我們都是贏家。

小結：無論是趨勢還是技術的發展趨勢，電動汽車花了將近兩個世紀的時間才成為我們今天在街上偶爾能看到的新能源汽車。如何提供電源效率似乎只能留給物理學家的各種猜測。至少對目前的我們來說，我們應該先把充電站建設到加油站覆蓋率的1/4，所有關于電動汽車的爭論可能最終都有了答案。

標簽：特斯拉豐田雪佛蘭Model S世紀

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