與以往一樣地轉動鑰匙、啟動并加速,但是這次并沒有轟鳴的發(fā)動機加速聲,加速時汽車的聲音非常柔和。E-Up!這種大眾汽車公司將大規(guī)模生產的電動車甚至不需要離合器,也沒有齒輪變速系統(tǒng),運行平滑而安靜,駕駛體驗令人愉悅。
未來10年,汽車零排放將不再只是夢想,采用燃油發(fā)動機的汽車將變得不合時宜,可以說,電動車現在已經可以取而代之了,至少在技術上是這樣。三菱i-MiEV、日產Leaf,歐寶Ampera、雷諾Fluence等新一代的電動車已經面市,明年即將在國外發(fā)售的大眾E-Up!,也已經在幾個月前對外展示了其設計。而作為技術最佳的零排放汽車制造商之一的戴姆勒公司,旗下奔馳Smart Fortwo的測試也已經超過4年。目前,第一批Smart Fortwo已經開始交付給客戶,這是目前德國市場上最好的電動車,售價為19 000歐元,此外,每月電池的租金為70歐元,電池一次充電約可行駛140km。
戴姆勒公司的首席執(zhí)行官Dieter Zetsche(蔡澈)認為,電動車應該成為城市中的主要用車。不過,由于電動車的價格以及電池的性能仍不盡如人意,因此目前電動車的使用范圍仍相當有限。通常,人們都不會將其作為自己的主要用車,大部分人都將其作為備用車來使用。
不過,德國聯邦政府對于電動車的前景非??春?,他們認為到了2020年,將有超過100萬輛電動車行駛在德國的道路上。因此,德國汽車制造商正加大力度研發(fā)更好和更便宜的電池,以免在未來的競爭中落后于他人。而戴姆勒公司則選擇了和比亞迪公司合作,共同生產電動車。此外,在2008年年底,他們還和贏創(chuàng)工業(yè)集團的子公司成立了一家合資企業(yè),將在德國的卡門茨(Kamenz)共同生產鋰離子電池。
現階段產品:鋰離子電池
現階段鋰離子電池仍然是電動車能源儲備的最佳選擇,一方面鋰離子電池沒有記憶效應,可以隨時充電,并且鋰離子電池在壽命終結時可以回收。目前,配備鋰離子電池的電動車,按照車輛大小的不同,充滿電后大約可以行駛120km~160km,約有90%的駕駛者日常行駛的里程在此范圍之內。也就是說,電池的行駛里程足以滿足約90%駕駛者的需要,但是鋰離子電池的成本目前仍然居高不下,一個小型電動車(大眾高爾夫)所使用的鋰離子電池的售價約為15 000歐元,這意味著平均每千瓦時的電池約需800歐元。目前,各廠家都在致力于改良鋰離子電池的技術,力求使其在擁有更高能源效率的同時,也能夠降低價格。戴姆勒公司的董事會成員Thomas Weber認為,電池價格降到每千瓦時200歐元應該是比較理想的水平。大眾汽車首席執(zhí)行官Martin Winterkorn也認可這一價格,他還認為如果能夠實現,則將可以使電動車贏得大眾市場。
2011年5月,業(yè)界經歷了一次震蕩,在美國,一款類似歐寶Ampera的電動車雪佛蘭Volt在碰撞測試之后起火。電動車批評家們的惡意評論迅速占據了各大媒體的主要版面,他們試圖向人們傳遞一個信號,即鋰離子電池是危險的。當然,這種認識是有一定偏頗的,首先,事實上起火的電動車是在碰撞測試三個星期之后才起火的。在測試期間,研究所一直讓電動車的電池處于工作狀態(tài),而起火的原因是由于在碰撞之后冷卻液流出,并被電池的充電電路點燃。在現實生活中,基本上不可能有人在車輛嚴重碰撞之后,仍舊繼續(xù)為電池充電,而正常狀態(tài)下,電池固定在電動車上,它不可能無緣無故地損壞,而且冷卻液也不會輕易泄露。因此,單就此次發(fā)生的問題而論,解決這一問題或許需要的僅僅是為電動車添加一個額外的檢測功能,確保在發(fā)生碰撞后斷開電源。
除了安全性以外,鋰離子電池還存在著容量低、重量大、充電時間長以及對溫度過于敏感等問題,無論溫度過高還是過低,電池的電量都將減少。因此,電動車廠商在改良鋰離子電池的同時也正在努力尋找新的電池,例如德國DBM公司嘗試在電動車上使用一種能量密度更高的鋰金屬聚合物電池(LMP),采用這種電池的電動車在測試的過程中一次充電可行駛600km。不過,專家認為更有可能最終獲得突破的是空氣鋰電池,空氣鋰電池使用一個鋰離子的陽極和有孔隙的陰極碳棒,鋰離子能夠通過進入的氧氣實現自由移動。采用這種結構的電池可以更小、更輕,并且還有可能更便宜。但問題是,空氣中的水分可能會導致其爆炸,因而,空氣鋰電池需要一個保護膜,隔絕水分但允許氧氣進入。如果空氣鋰電池的研究最終獲得成功,那么電動車將獲得能量密度比當前最新電池高出10倍的電池。
除了改良電池,汽車制造商彌補電動車缺點的另一種方法是減少車輛自身的重量,寶馬I3在這方面有了一個比較大的飛躍。寶馬I3大量采用CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic)碳纖維復合材料,這種材料通常被用在飛機或一級方程式賽車上,并且寶馬承諾將在華盛頓摩西湖的西格里碳素纖維公司生產專供I3使用的碳纖維復合材料,該公司采用水動力作為生產能源,因而,可以盡可能地降低生產過程中的碳排放量。
不過,不論未來的電動汽車電池有多強大,恐怕仍然無法排解人們對電動車電力耗盡時被困于公路而無處充電的擔憂,因為其他旅客無法幫助電動車充電,電動車駕駛者也不可能提一個油罐到最近的加油站取油。為此,雪佛蘭和歐寶等公司都推出配備增程器(Range-Extender)的混合動力車,所謂增程器其實是一個小型的內燃機,它可以在電動車電池即將耗盡時被激活,通過它為電動發(fā)動機供電以及為電池充電。增程器可以支持的旅程距離長短完全取決于油箱中有多少油,按照目前的設計,最高可達數百公里。
競爭對手:燃料電池
電動車電池的另一個選擇是采用燃料電池,燃料電池通過氫氣和氧氣合成產生電能驅動車輛。因而,燃料電池車實際上也是一種電動車,不同的是燃料電池車自己“背”了一個小型發(fā)電廠,可以通過壓力罐中儲存的氫氣發(fā)電驅動汽車,假設壓力罐中儲存了70MPa(兆帕)的氫氣,那么可供燃料電池車行駛的里程可以超過400km。
由于燃料電池車的電池依靠氫氣和空氣中的氧氣發(fā)生反應產生電流,所以排放出來的東西只有水,可以稱得上是完全零排放,而且燃料電池的體積比較小,只需要占用一個行李箱大小的空間,與普通的電動車相比,優(yōu)勢相當明顯。目前,戴姆勒公司在燃料電池的研究發(fā)展方面處于世界領先的地位,但通用、大眾、豐田、本田和現代集團未來都有可能推出燃料電池車。根據奔馳燃料電池項目運營高級經理Arwed Niestroj介紹,奔馳是第一家燃料電池的制造商,他預期在2015年燃料電池車就能夠以一個大家可以接受的價格進入商業(yè)市場。
燃料電池車所面臨的最大問題仍然是氫的生產和流通問題,目前,德國只約有30個向公眾開放的加氫站,戴姆勒公司首席執(zhí)行官Dieter Zetsche和合作伙伴林德(Linde)工業(yè)氣體集團的老總Wolfgang Reitzle希望未來能夠發(fā)展到1000個。據介紹,當前氫主要是利用電解原理生產,除了傳統(tǒng)的電廠以外,出于生態(tài)保護的考慮,更主要的是充分利用風力發(fā)電廠多余的電力進行生產。按照目前該行業(yè)的產能計算,僅德國3大化學工業(yè)公司之一的赫希斯特(Hoechst AG)公司每年即可生產約50萬立方米的氫氣,足以為德國法蘭克福的750 000輛燃料電池車提供能源。
燃料電池車加氫的時間只需要短短的3分鐘,就像灌裝汽油和柴油一樣地方便,這對于充電時間動輒數小時的電池電動車來說確實是一種壓倒性的優(yōu)勢。雖然加強充電站的電壓能夠在一定程度上加快電池充電的速度,但是快速充電的代價將是直接降低電池壽命。為此,許多廠商考慮采取更換電池的方式解決充電時間過長的問題,然而充電站如何在更換電池時收取費用是一個問題。事情看起來簡單,實施起來卻需要龐大的投資與物流網絡的支持,實際上,這是一件需要整個業(yè)界共同努力才可能實現的事情,只有將電池模塊標準化才有可能實現。但是目前各大廠商都似乎沒有興趣這么做,他們都希望自己能夠單槍匹馬地找出一個最佳的解決方案。
8個問題在購買電動車之前
如果準備添置一輛電動車,不論是購買、租賃或者部分租賃(買車輛、租電池),首先都應該看看以下的幾個問題。
1、這里適合使用電動車嗎?
如果是住在一個有車庫的房子里,那么毫無疑問使用電動車會很理想,但是如果住在公寓或者其他沒有車庫的房子,那么如何為電動車充電是必須要考慮的問題。
2、是否有足夠的充電站?
目前,電動車充電站數量稀少,通常,只有在大型購物超市、商場、市場、停車場以及大公司的地下停車場才能夠找到它們。
3、里程是多少?
如果自己的旅程通常來回不超過100km,那么電動車是非常適合的,一個電池的供電量已經足以滿足要求。不過,如果跑得更遠,那么必須仔細規(guī)劃和測量路線的距離,確定電動車是否能夠勝任,通常,提供導航功能的智能手機軟件可以幫助我們輕松地計算里程。
4、充電過程復雜嗎?
如果使用標準插頭,并且連接線直接連接到車上,充電系統(tǒng)完全絕緣,即使在雨、霜、雪中也沒有觸電危險,那么這樣充電方式是簡單和安全的。
5、充電的成本有多高?
通常充電成本的高低取決于供應商,我們必須計算電池每千瓦時充電的價格,再通過電動車每千瓦時所能夠行駛的距離,計算每百公里的消耗,之后才能夠與每百公里汽油或柴油發(fā)動機的行駛成本相比較,了解自己購買電動車是否能夠節(jié)省花費。
6、多久需要檢查一次?
電動車永遠不需要更換機油、更換火花塞、檢查冷卻液、檢查凸輪帶或修復生銹的排氣系統(tǒng),電動發(fā)動機幾乎不需要任何維護。然而,電動車仍需要定期地進行檢查,而且檢查所需的設施只有維修店才能夠提供。
7、國家是否提供稅收優(yōu)惠或補貼?
不同的國家對于電動車的稅收優(yōu)惠和補貼政策不同,提前了解相關的政策,有助于正確選擇購買的時機與途徑。
8、是否可以使用智能電網?
國外很多大的能源公司都已經提供智能電網服務,通過智能電網,發(fā)電廠可以調整日間與夜間的電價,夜間電網負載低時電費會更低廉,日間用電高峰期則提高電價。用戶使用支持智能電網的設備,可以在電價低時充電,降低電動車的使用費用,目前我國的智能電網也在建設之中。