主题：【原创】电动汽车：明天的希望还是后天的梦幻？（上） -- 晨枫

用蓄电池或超级电容贮存电能，用电网充电，这是另一个非常看好的电动汽车形式。太阳能发电、核电、水电、风电、潮汐电、地热电等发电形式都不依赖化石燃料，只要世界没有毁灭，就应该是取之不尽、用之不竭的。电动汽车像加油一样在充电站充电，甚至可以免去加油站的麻烦，用家里的市电充电，然后放电驱动汽车，这是最理想的，既消除了分散、机动的污染源，又保持了机动性和方便性。然而，世上没有免费的午餐。

超级电容的充电极快，但贮存电能的能力依然不及蓄电池，而且在放电的过程中，电压逐渐下降，必须有专用的控制系统来切换和稳定电压，以保证电机正常工作。超级电容用于公交电车比较实际，站距不远，每到一站就充电，正好够到下一站用。或者作为无轨电车的紧急机动电源，用于变线、超车或断电时的短距机动。

蓄电池是电池动力汽车最实际的选择。蓄电池从铅酸电池到锂电池，已经走过很长的路，性能今非昔比，但一些基本的问题并没有得到根本的解决，这里面最大的问题就是充电。假定电池可以迅速充电，充电回路的电流最终将成为无法突破的瓶颈。对于通常尺寸的中型汽车来说，100千瓦（约130马力）的发动机并不过分。虽然电动机的低速扭力大大高于内燃机，要维持高速公路的速度，而且要留出一点余量以保证安全，还是需要足够的马力，否则汽车只能在城市中心使用，连环路和快速干道都上不了，大大限制了汽车的有用性。电动汽车也必须有一定的行程，应该不低于500公里，否则简单的出行就要被不断的充电所困扰。北美驾车上下班单程30-50公里的不在少数，除了上下班，还要开车接送孩子、购物、社交，充电一次够用一个星期的要求并不过分，否则因为忘记或别的事情而耽搁了隔夜充电，第二天就出不了门了。从环保出发要求人们从根本上改变生活习惯，出发点是好的，但是强人所难，实施起来或许要碰壁。印度制造、英国出售的Reva G-Wiz电动汽车可以享受种种优惠，包括免交拥挤税，市中心部分地点免费停车，优待停车（只要200英镑一年，通常要6000英镑），一年100%折旧，但最终还是流行不起来，原因不是车子太小（只有双座，但风行的Smart也是双座），做工欠佳，而是速度超不过60公里/小时，行程只有60公里，对住在城郊的人们根本不实用。

双座的G-Wiz电动汽车，最高速度只有60公里/小时，行程也只有60公里，对住在城郊的人们几乎毫无用处

美国通用的EV-1采用轻质材料和高度流线的外形，但核心还是其电池驱动系统

EV-1要先进得多，但也昂贵得多，单价4万美元以上

可以看见，底盘上几乎堆满了电池

以100千瓦和高速公路上耗能较低的100公里/小时计，500公里的行程也就是5个小时的用电量。用220伏的市电一小时充满的话，需要2270安培的电流；即使过夜充电10小时，也需要227安培。耗能大户的北美家庭每户的总电流峰值也不过60安培，峰值100安培已经是豪宅，200安培以上警察就要敲门了，疑心你在地下室里用大灯照明种大麻。只充一小时的用电量，电流可以降到45安培左右，低于一般家庭总线的峰值容量，但按照常规的一家两辆汽车的话，又有问题了，何况这要求家里其他所有电器统统关闭才能不超载。全面更新电网以提供这样大的电流，最终将是天文数字的投资。这么大的电流进入千家万户，其安全性也成问题。用集中的充电站，问题要小一些，也可以采用更高的电压。但如此大功率的充电站，好比插头暴露在外的变电站，安全问题多多。

用市电对电池动力汽车的充电问题，人们可能会感到惊讶，其实不必。家用灯泡100瓦以上就是很亮的了，典型家用冰箱的耗电500瓦，中心空调3500瓦，电灶5000瓦，洗衣机500瓦，烘干机5000瓦，所有电器一起大开，也顶不上一辆电动汽车的耗电量的一小半。相对来说，内燃机汽车100-200马力的很普通，相当于77-155千瓦，两辆汽车则加倍。所以家庭用电中加上汽车用电，注定会给电网增加不可承受的负担。对于加州这样用电已经紧张的地方，电网负载翻几番是不可思议的。

事实上，电池充电需要的电流比上述理论值还要大。充电回路本身的导电损失不算，充电过程产生大量热量，造成损失。要补足这些损失，就要加大电流。不光充电要生热，放电也要生热，前些日子Sony生产的笔记本电脑发热爆炸，就是放电生热不能及时散发所导致，所以电池组必须有冷却系统以保证安全，这也消耗能量。电池动力汽车的电能损耗还不局限于充放电。市电是交流电，必须整流成直流电后才能充电，这里面有整流损失。电池贮存的是直流电，为了使用大功率交流电机，要将直流电斩波成交流电，然后通过变压器升压，这里面又有斩波和变压损失。尽管电动机转换电能的效率可以达到90%，从充电到轮子的整个系统效率远远达不到这个水平。

EV-1需要从家庭用电的总线上拉出专用的充电回路

电池动力汽车的最大的优越性是环保。但发电需要一次能源，就北美来说，大头依然是煤和天然气，污染排放依然是一个问题。虽然集中发电可以更有效地处理污染排放，但输配电损失增大。电池的寿命有限，丰田Prius的电池号称有25万公里的寿命，但那是在试车场连续使用的理想情况下，在实际使用条件下，要是每年只开1万公里，电池寿命有3-5万公里都不错了。电池的制造需要耗费大量的能源和材料，报废电池的处置也是一个大问题。电池动力汽车的“全系统环保能力”现在还是一个争论很大的话题。

现代电池动力汽车的量产型不多，美国通用的EV-1和前述印度的G-Wiz算是例子。EV-1生产了1100辆就停产了，只供租赁，不供购买。租期过后，大多销毁，有人出大价钱购买都不让，所以现在阴谋论盛行，Sony还拍了一个《谁谋杀了电动汽车》的电影，电动汽车的大粉丝Mel Gibson在电影里出镜。但是按照通用的说法，5000多提出购买EV-1的人，最后只有50人是真正认真的。单价4万美元的EV-1只有双座，只有80-250公里（不同工况和电池型号）的行程，只有腰缠万贯的好莱坞明星才买得起这样的玩具，和平民百姓需要的交通工具相距甚远。

电影广告《谁谋杀了电动汽车？》

电动汽车在业余人士中依然流行，自己动手改装的电动汽车很多，但离工业化和实用化尚有相当距离。然而，电动汽车在近年受到一个来自意想不到的方向的青睐：硅谷。一些硅谷大亨在IT领域里掏足了金之后，希望将硅谷所象征的技术革命推广到IT以外的更广泛的领域，其中之一就是电池动力汽车。南非出生的Elon Musk在硅谷创立了Alta Vista和PayPal，出手之后钱多得发愁，他的汽车爱好者的种子在肾脏里发芽，受手机和笔记本电脑的锂电池技术在过去10年中突飞猛进的启发，投资研制250马力的Tesla赛车。这是以Lotus Elan的骨架为基础的电动赛车，性能超群，0-100公里/小时只有4秒，最高时速210公里/小时，行程400公里，开价10万美元。Musk预言Tesla将为量产型电动汽车开路，车用锂电池将和手机、笔记本电脑锂电池一样，价格直线下跌，性能直线上升，最终成就汽车公司一直声称不可能的事：实用而又为大众所买得起的电动汽车。但Musk不是圣贤，如果Tesla成功，他并没有兴趣扩大研制和生产，而是将技术出手给有意购买的买家，就像当年的Alta Vista和PayPal一样。这是典型的风险投资，而不是技术上的远见。说得刻薄一点，这是投机。

年轻有为、野心勃勃的Elon Musk

Musk投资6千万美元，研制Tesla电动跑车，0-100公里/小时只有4秒