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电动车的突破

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与以往一样地转动钥匙、启动并加速,但是这次并没有轰鸣的发动机加速声,加速时汽车的声音非常柔和。E-Up!这种大众汽车公司将大规模生产的电动车甚至不需要离合器,也没有齿轮变速系统,运行平滑而安静,驾驶体验令人愉悦。

未来10年,汽车零排放将不再只是梦想,采用燃油发动机的汽车将变得不合时宜,可以说,电动车现在已经可以取而代之了,至少在技术上是这样。三菱i-MiEV、日产Leaf,欧宝Ampera、雷诺Fluence等新一代的电动车已经面市,明年即将在国外发售的大众E-Up!,也已经在几个月前对外展示了其设计。而作为技术最佳的零排放汽车制造商之一的戴姆勒公司,旗下奔驰Smart Fortwo的测试也已经超过4年。目前,第一批Smart Fortwo已经开始交付给客户,这是目前德国市场上最好的电动车,售价为19 000欧元,此外,每月电池的租金为70欧元,电池一次充电约可行驶140km。

戴姆勒公司的首席执行官Dieter Zetsche(蔡澈)认为,电动车应该成为城市中的主要用车。不过,由于电动车的价格以及电池的性能仍不尽如人意,因此目前电动车的使用范围仍相当有限。通常,人们都不会将其作为自己的主要用车,大部分人都将其作为备用车来使用。

不过,德国联邦政府对于电动车的前景非常看好,他们认为到了2020年,将有超过100万辆电动车行驶在德国的道路上。因此,德国汽车制造商正加大力度研发更好和更便宜的电池,以免在未来的竞争中落后于他人。而戴姆勒公司则选择了和比亚迪公司合作,共同生产电动车。此外,在2008年年底,他们还和赢创工业集团的子公司成立了一家合资企业,将在德国的卡门茨(Kamenz)共同生产锂离子电池。

现阶段产品:锂离子电池

现阶段锂离子电池仍然是电动车能源储备的最佳选择,一方面锂离子电池没有记忆效应,可以随时充电,并且锂离子电池在寿命终结时可以回收。目前,配备锂离子电池的电动车,按照车辆大小的不同,充满电后大约可以行驶120km~160km,约有90%的驾驶者日常行驶的里程在此范围之内。也就是说,电池的行驶里程足以满足约90%驾驶者的需要,但是锂离子电池的成本目前仍然居高不下,一个小型电动车(大众高尔夫)所使用的锂离子电池的售价约为15 000欧元,这意味着平均每千瓦时的电池约需800欧元。目前,各厂家都在致力于改良锂离子电池的技术,力求使其在拥有更高能源效率的同时,也能够降低价格。戴姆勒公司的董事会成员Thomas Weber认为,电池价格降到每千瓦时200欧元应该是比较理想的水平。大众汽车首席执行官Martin Winterkorn也认可这一价格,他还认为如果能够实现,则将可以使电动车赢得大众市场。

2011年5月,业界经历了一次震荡,在美国,一款类似欧宝Ampera的电动车雪佛兰Volt在碰撞测试之后起火。电动车批评家们的恶意评论迅速占据了各大媒体的主要版面,他们试图向人们传递一个信号,即锂离子电池是危险的。当然,这种认识是有一定偏颇的,首先,事实上起火的电动车是在碰撞测试三个星期之后才起火的。在测试期间,研究所一直让电动车的电池处于工作状态,而起火的原因是由于在碰撞之后冷却液流出,并被电池的充电电路点燃。在现实生活中,基本上不可能有人在车辆严重碰撞之后,仍旧继续为电池充电,而正常状态下,电池固定在电动车上,它不可能无缘无故地损坏,而且冷却液也不会轻易泄露。因此,单就此次发生的问题而论,解决这一问题或许需要的仅仅是为电动车添加一个额外的检测功能,确保在发生碰撞后断开电源。

除了安全性以外,锂离子电池还存在着容量低、重量大、充电时间长以及对温度过于敏感等问题,无论温度过高还是过低,电池的电量都将减少。因此,电动车厂商在改良锂离子电池的同时也正在努力寻找新的电池,例如德国DBM公司尝试在电动车上使用一种能量密度更高的锂金属聚合物电池(LMP),采用这种电池的电动车在测试的过程中一次充电可行驶600km。不过,专家认为更有可能最终获得突破的是空气锂电池,空气锂电池使用一个锂离子的阳极和有孔隙的阴极碳棒,锂离子能够通过进入的氧气实现自由移动。采用这种结构的电池可以更小、更轻,并且还有可能更便宜。但问题是,空气中的水分可能会导致其爆炸,因而,空气锂电池需要一个保护膜,隔绝水分但允许氧气进入。如果空气锂电池的研究最终获得成功,那么电动车将获得能量密度比当前最新电池高出10倍的电池。

除了改良电池,汽车制造商弥补电动车缺点的另一种方法是减少车辆自身的重量,宝马I3在这方面有了一个比较大的飞跃。宝马I3大量采用CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic)碳纤维复合材料,这种材料通常被用在飞机或一级方程式赛车上,并且宝马承诺将在华盛顿摩西湖的西格里碳素纤维公司生产专供I3使用的碳纤维复合材料,该公司采用水动力作为生产能源,因而,可以尽可能地降低生产过程中的碳排放量。

不过,不论未来的电动汽车电池有多强大,恐怕仍然无法排解人们对电动车电力耗尽时被困于公路而无处充电的担忧,因为其他旅客无法帮助电动车充电,电动车驾驶者也不可能提一个油罐到最近的加油站取油。为此,雪佛兰和欧宝等公司都推出配备增程器(Range-Extender)的混合动力车,所谓增程器其实是一个小型的内燃机,它可以在电动车电池即将耗尽时被激活,通过它为电动发动机供电以及为电池充电。增程器可以支持的旅程距离长短完全取决于油箱中有多少油,按照目前的设计,最高可达数百公里。

竞争对手:燃料电池

电动车电池的另一个选择是采用燃料电池,燃料电池通过氢气和氧气合成产生电能驱动车辆。因而,燃料电池车实际上也是一种电动车,不同的是燃料电池车自己“背”了一个小型发电厂,可以通过压力罐中储存的氢气发电驱动汽车,假设压力罐中储存了70MPa(兆帕)的氢气,那么可供燃料电池车行驶的里程可以超过400km。

由于燃料电池车的电池依靠氢气和空气中的氧气发生反应产生电流,所以排放出来的东西只有水,可以称得上是完全零排放,而且燃料电池的体积比较小,只需要占用一个行李箱大小的空间,与普通的电动车相比,优势相当明显。目前,戴姆勒公司在燃料电池的研究发展方面处于世界领先的地位,但通用、大众、丰田、本田和现代集团未来都有可能推出燃料电池车。根据奔驰燃料电池项目运营高级经理Arwed Niestroj介绍,奔驰是第一家燃料电池的制造商,他预期在2015年燃料电池车就能够以一个大家可以接受的价格进入商业市场。

燃料电池车所面临的最大问题仍然是氢的生产和流通问题,目前,德国只约有30个向公众开放的加氢站,戴姆勒公司首席执行官Dieter Zetsche和合作伙伴林德(Linde)工业气体集团的老总Wolfgang Reitzle希望未来能够发展到1000个。据介绍,当前氢主要是利用电解原理生产,除了传统的电厂以外,出于生态保护的考虑,更主要的是充分利用风力发电厂多余的电力进行生产。按照目前该行业的产能计算,仅德国3大化学工业公司之一的赫希斯特(Hoechst AG)公司每年即可生产约50万立方米的氢气,足以为德国法兰克福的750 000辆燃料电池车提供能源。

燃料电池车加氢的时间只需要短短的3分钟,就像灌装汽油和柴油一样地方便,这对于充电时间动辄数小时的电池电动车来说确实是一种压倒性的优势。虽然加强充电站的电压能够在一定程度上加快电池充电的速度,但是快速充电的代价将是直接降低电池寿命。为此,许多厂商考虑采取更换电池的方式解决充电时间过长的问题,然而充电站如何在更换电池时收取费用是一个问题。事情看起来简单,实施起来却需要庞大的投资与物流网络的支持,实际上,这是一件需要整个业界共同努力才可能实现的事情,只有将电池模块标准化才有可能实现。但是目前各大厂商都似乎没有兴趣这么做,他们都希望自己能够单枪匹马地找出一个最佳的解决方案。

8个问题在购买电动车之前

如果准备添置一辆电动车,不论是购买、租赁或者部分租赁(买车辆、租电池),首先都应该看看以下的几个问题。

1、这里适合使用电动车吗?

如果是住在一个有车库的房子里,那么毫无疑问使用电动车会很理想,但是如果住在公寓或者其他没有车库的房子,那么如何为电动车充电是必须要考虑的问题。

2、是否有足够的充电站?

目前,电动车充电站数量稀少,通常,只有在大型购物超市、商场、市场、停车场以及大公司的地下停车场才能够找到它们。

3、里程是多少?

如果自己的旅程通常来回不超过100km,那么电动车是非常适合的,一个电池的供电量已经足以满足要求。不过,如果跑得更远,那么必须仔细规划和测量路线的距离,确定电动车是否能够胜任,通常,提供导航功能的智能手机软件可以帮助我们轻松地计算里程。

4、充电过程复杂吗?

如果使用标准插头,并且连接线直接连接到车上,充电系统完全绝缘,即使在雨、霜、雪中也没有触电危险,那么这样充电方式是简单和安全的。

5、充电的成本有多高?

通常充电成本的高低取决于供应商,我们必须计算电池每千瓦时充电的价格,再通过电动车每千瓦时所能够行驶的距离,计算每百公里的消耗,之后才能够与每百公里汽油或柴油发动机的行驶成本相比较,了解自己购买电动车是否能够节省花费。

6、多久需要检查一次?

电动车永远不需要更换机油、更换火花塞、检查冷却液、检查凸轮带或修复生锈的排气系统,电动发动机几乎不需要任何维护。然而,电动车仍需要定期地进行检查,而且检查所需的设施只有维修店才能够提供。

7、国家是否提供税收优惠或补贴?

不同的国家对于电动车的税收优惠和补贴政策不同,提前了解相关的政策,有助于正确选择购买的时机与途径。

8、是否可以使用智能电网?

国外很多大的能源公司都已经提供智能电网服务,通过智能电网,发电厂可以调整日间与夜间的电价,夜间电网负载低时电费会更低廉,日间用电高峰期则提高电价。用户使用支持智能电网的设备,可以在电价低时充电,降低电动车的使用费用,目前我国的智能电网也在建设之中。