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電動汽車不是垃圾 但它前途未卜

近兩天,「蘋果即將收購特斯拉」的新聞甚囂塵上,儘管有消息稱「完全是假新聞」,但不可否認的是,特斯拉持續虧損的現狀已經達到一定極限——不賺錢的企業不會長久,這是商業模式的基本邏輯。

問題來了,特斯拉作為全球純電動汽車生產企業的翹楚,為什麼依然不能愉快地賺錢。儘管如此,為什麼國內依然會有大量資本湧入新能源車領域,造車新勢力前撲後擁。

這就涉及到一個更為深層次的問題,純電動汽車是否有未來?

這一輪新能源車的熱潮是起源於2014年,彼時,我國政府正式出台了若干關於扶持新能源車產業和鼓勵新能源車市場的相關政策,成為了帶動眼下新能源汽車產業的開端。這是其一。

隨後,特斯拉正式開放了所有的純電動車技術專利,為新勢力造車的初創企業提供了最為有效的技術來源。這是其二。所以,在這樣的一個大環境下,初創的新勢力造車企業紛紛鎖定了以固態電池的純電動動力車型,並在一時間成為了資本市場所關注的新興投資領域。

與此同時,傳統的汽車企業也沒有閑著,在CAFC法規的作用下以及雙積分制的推動下,也開始投入到了新能源動力車型的開發之中。

得益於自身的產業優勢,傳統汽車企業所推出的新能源動力車型顯然要比那些新勢力的造車企業快上一些,在補貼的作用下,開始迅速的出現在一線城市的市場之中。當然了,這其中也不乏一批以騙補為主的皮包產品。

不過,恕我直言,我們眼下看到的這些純電動新能源車,可能並不是未來的新能源車應該有的樣子。而在開始描述這個很難描述的未來之前,我還是先來聊一聊新能源車到底都有哪些類型,或者說,新能源車的技術路線是什麼樣子的。而接下來的描述里,可能會打破你的固有認知。

首先,混合動力技術是一種遠比純電動動力更加複雜的技術。

忘記了大概是在什麼時候,應該是在十幾年前,有一種聲音說的是混合動力技術是一種介於傳統內燃機動力技術和採用固態電池的純電動動力技術之間的過度產物。

不過,實際情況並不是這樣,相反的,混合動力技術將會作為一種獨立的動力技術長時間的存在於市場之中,並且與採用固態電池的純電動動力形成互補。

相比於以固態電池技術為主的純電動動力,混合動力技術的難點在於,兩套以上的動力實現的動力耦合。眼下,我們根據電動機和發動機的相對位置來確定混合動力系統的架構,可分為從P0到P4外加一種PS的混合動力架構。

對於從P0架構到P4架構的技術路線,我們大概可以把它理解為堆積木,將電動機和發動機的動力輸出獨立開來並且單獨的對驅動輪進行驅動。

其中又以P4架構最為典型,在這套架構中,電動動力已經和內燃機動力的驅動輪都已經完全分離開來,二者之間甚至都已經不存在動力之間的耦合關係。因為簡單並且還可以帶來一個四驅的副產品,所以這種架構目前被廣泛的運用。

不過問題在於,P0到P4架構的堆積木特性,使得能源的轉換效率被降低,尤其是在發動機對電池組進行充電的情況下,發動機負載加大帶來經濟性的惡化。

事實上,只要存在能源的相互轉化,必然要帶來能量的損失。這也就是為什麼很多標稱了百公里油耗僅僅為2L的插電式混合動力車型,在實際使用過程中,百公里油耗甚至要比同型號的內燃機動力車型還高的原因所在——百公里2L的油耗,是計算了電池在充滿電的情況下零油耗跑的那50多公里的里程。

PS架構的核心是一套行星齒輪,我可以把這套架構的運行方式理解為揉麵糰。發動機和電動機的動力同時輸出給行星齒輪機構,通過行星齒輪的一級動力耦合後統一傳遞給驅動橋。換個說法可能會更好理解,這套行星齒輪機構就像是差速器,只不過是反過來用了而已。

這種架構的優勢就在於,發動機和電動機之間的耦合關係使得二者之間的能量轉化被控制在一個最小能耗損失的範圍內,並且車輛自身的機械運動也可以更加高效的實現對於電池組的充電。

目前採用PS混合動力架構的車型為豐田系的車型,包括雷克薩斯的THP智混動系統。這也就是為什麼豐田以及雷克薩斯的混合動力車型在實際使用過程中油耗真的可以低至3L的主要原因。

更重要的一點在於,從1997年第一代普銳斯正式發布到現在的二十一年時間裡,這套PS架構的混合動力技術已經具備了非常強大的產業化優勢以及低成本優勢。

而彼時的歐洲企業,還在頭疼怎麼用小排量渦輪增壓發動機來找法規的漏子。這也就導致了我們現在能夠看到的混合動力技術里,雷克薩斯的混合動力車型會比BBA的混合動力車型更多並且更具有實際的市場運用價值。

而恕我直言,歐洲企業的混合動力技術,並沒有比本土品牌的技術強到哪裡去。距離大規模的推廣,仍然有很長的路要走。

其次,固態電池的純電動動力,才是一種過渡。

純電動動力的主要技術可以分為電池技術、電控技術以及驅動技術,也就是我們經常說到的三電技術。根據電池類型的不同,我們可以把零排放的新能源車分為固態電池技術的純電動車以及燃料電池純電動車。所以,這裡要糾正一個說法,純電動車必然是未來,但固態電池的純電動車不是。

固態電池的純電動車最大的問題就在於,這貨的出現要改變汽車社會運行的這一百三十二年的運行模式。也就是以加註燃料作為提升車輛續航里程的主要手段的運行方式,這一改變帶來的次生問題還是比較大的——里程焦慮只是其中之一。

畢竟燃料這種東西我們是看得見摸得著還聞得到。但是電這個東西,就要虛無縹緲得多了。因為缺乏物化的表現,這種里程焦慮會一直伴隨著用戶,這根基礎設施建設沒多大的關係。

反過來講,現有的汽車社會運行方式也並不能夠容納固態電池技術,比如停車難問題就限制了充電樁的投放,以及固態電池本身的續航里程短充電時間長的短板。這些問題都限制了固態電池技術只能以城市短途通勤的身份出現在特定的市場之中——比如說外賣小哥。

目前可見的新能源動力技術的未來還是燃料電池技術。

燃料電池的原理其實很簡單,就是氫燃料在燃料電池的陽極板,也就是負極,經過催化層的作用,將氫原子的一個電子分離出來。然後失去電子的氫離子通過質子交換膜到達燃料電池的陰極板,也就是正極。遊離後的電子不能並通過質子交換膜,所以就只能經過外部的通路到達陰極板與氫離子重新結合,在電子的運動過程中自然就在外電路產生電流。

而這個電流經過逆變器以及控制器等裝置之後,就能夠到達電動機驅動其運動產生動能。到達陰極板之後的電子又與在那裡的氫離子和氧原子重新結合為水。從這個簡單的原理中我們不難看到,要驅動燃料電池車運行,我們只需要補充氫能源就好。

看得見摸得著的氫燃料,和汽油一樣,三分鐘就可以加滿的氫燃料。燃料電池可以看做是一個小型的發電機,為電動機提供動力。

這個過程中就避免了大部分的能量轉化損失。實際上,氫燃料電池發電站已經在2017年投入使用了。更重要的是,幾乎和特斯拉開發純電動動力的同時,豐田也公布了低成本的燃料電池技術專利。

說到這裡,可以進行一個小小的總結了,未來的新能源動力社會會是什麼樣子呢?燃料電池必然是主流,而混合動力技術才是燃料電池技術的前站。至於固態電池的純電動動力,姑且把它當做是一種探索吧。


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