電動汽車：歷史與未來

已發表: 2021-04-02

電動汽車並不新鮮，特斯拉只是眾多追求電動汽車夢想的品牌之一。

電動汽車或 EV 是任何使用電力進行推進的車輛。只要是電動的，這種力量就可以來自廣泛的來源。

電力的使用使汽車更容易駕駛、更環保、噪音更小，並且對整個家庭來說總體上更舒適。

這篇文章仔細研究了電動汽車，它們對人類意味著什麼，以及未來會怎樣。

第一輛電動汽車

電動汽車可以追溯到 19 世紀，當時內燃機還沒有達到我們今天所知的高效率。最早記錄的電動機是 1827 年的匈牙利神父 Anyos Jedlik，而第一次使用電力驅動汽車是在 1835 年。

到 1838 年，機車也成為人們關注的焦點。法國 Gustave Trouve 發明的 5 米長的 Le Telephone 船在 1818 年達到了 5.6 英里/小時的最高速度，到 1900 年代初，大規模生產的電動汽車成為現實。

然而，它們的速度和範圍有限，但當時電力是比蒸汽機更好的選擇，蒸汽機在寒冷的日子里通常需要半個多小時才能預熱。

鉛酸和蜂鳥

電動汽車成功的主要原因可以追溯到 1859 年法國科學家 Gaston Plante 發明鉛酸電池。隨著技術的發展，它使電動汽車變得非常實用，因為你可以使用前充電。

例如，倫敦在 1897 年得到了一支由電池供電的出租車車隊，它們因安靜、嗡嗡聲而被親切地稱為“蜂鳥”。電動汽車如此成功，以至於到 1900 年，美國 38% 的汽車由電力驅動，40% 由蒸汽驅動，只有 22% 的汽車有內燃機（汽油驅動）。

然而，它們通常被稱為女性汽車，因為女性從它們的易用性中受益最多。它們有限的範圍和有限的充電站可用性也意味著它們作為城市汽車最有用。

T型車和電動汽車的衰落

內燃機一直在經歷同樣的發展。隨著道路在城市外擴展並變成高速公路，ICE 可以行駛得更快更遠，而電動汽車通常被限制在 20 英里/小時的最高速度和 40 英里的範圍內。

這一發展開始向有利於 ICE 的方向傾斜。因此，當亨利福特推出他的量產系統並推出 Model-T 時，情況開始發生變化。

內燃機汽車變得越來越便宜，而電動汽車的發展卻停滯不前，到 1913 年，汽油車的價格大約是電動汽車的一半。這就是電動汽車從大眾市場慢慢消失的原因，這主要歸功於福特。

一個新的開始

對電動汽車技術的新研究在 1960 年代和 70 年代左右再次開始。許多公司在這一時期提出了不同的聰明想法，但都沒有取得商業上的成功。

70 年代和 80 年代的能源危機也給尋找替代能源和出行解決方案帶來了更大的壓力。到 1990 年代，這些努力轉向了燃油效率和降低發動機排放。電動汽車仍然到處製造，但還沒有取得重大的商業成功。

鋰離子和特斯拉

Tesla Motors 於 2004 年開始開發 Tesla Roadster，並於 2008 年交付了第一批。它們使用鋰離子電池，這是 1980 年代發明的一種技術，主要用於電子產品。

這款特斯拉跑車每次充電還可行駛 200 英里（320 公里）。它配備 53 kWh 電池組和 185 kW 額定三相交流電機，可產生 248 馬力。這有助於它在 2.9 秒內從 0 加速到 60，儘管它被限制為 5.7 秒，最高時速為 130 英里/小時。

人們喜歡跑車。它看起來很酷，現代，時尚。所以，特斯拉賣出了很多，在 2012 年達到了 2,450 輛，剩下的就是歷史了。

電動汽車的問題

電動汽車的最大問題是能源便攜性。也就是說，一個能量生成或存儲系統足夠緊湊，幾乎可以安裝在任何地方，但仍然可以產生足夠的電力，可以行駛數百英里，如果不是數千英里的話。

這裡的兩個主要應用是氫電池發電機和電池存儲。這兩種技術各有優缺點。

已經證明了以氫為燃料並產生足夠動力來驅動汽車的燃料電池，但它們尚不實用。它們的主要缺點是燃料電池發電機的高成本，需要稀有和昂貴的材料來生產。與電池存儲相比，這使得燃料電池的未來顯得黯淡。然而，氫列車和其他專業用例可能會更實用。

對於電池而言，可充電電動汽車的重生伴隨著存儲技術的改進。但是，儘管鋰離子電池進行了許多改進和發展，但仍然存在一些問題。

例如，考慮到它們的尺寸，大多數電動汽車仍然無法更換電池。鋰離子電池也容易過熱，尤其是在碰撞中損壞時。這可能會導致火災。

第三，雖然大約 90% 的電池存儲能量被轉換為機械能，但這種能量仍歸結為用於為電池充電的總電網能量的 60% 左右。因此，仍有改進的餘地。

電動汽車常用術語

您經常會發現某些與電動汽車相關的術語，這可能會讓一些人感到困惑。所以，這裡是主要的以及它們的含義。

HEV——混合動力電動汽車。該車輛使用液體燃料產生能量，為其電池充電並為車輪提供動力。您不能將其插入或從外部充電。
PEV——插電式電動汽車。該術語是指您可以插入充電的任何車輛。它是否仍然使用液體燃料並不重要。
PHEV——插電式混合動力電動汽車。 PHEV 結合了液體燃料和插入式電源來發電。這使它們更加通用並擴展了它們的範圍，因為一旦電池電量耗盡，您可以輕鬆切換到液體燃料。
AEV——全電動汽車。這是任何完全依靠電力供電的車輛。這包括插電式車輛和那些您可以更換電池的車輛。

其他電動車

電動汽車不僅限於汽車。因此，“電動汽車”一詞也代表其他交通工具。以下是非汽車電動汽車：

自行車——電動自行車是一項成熟的技術，因為它們的結構和動力需求相對簡單。它們不斷受到歡迎，並有各種款式可供選擇，從山地、巡洋艦、貨運、折疊等。
船——電動船和輪船也已經存在了一個多世紀。但鑑於海上缺乏充電站，它們最好在海岸線附近和短距離內使用。長途電動船隻能使用太陽能電池板。

例如，如果渡輪有固定路線，電車也是可能的。因此，它可以從穿過河流的電線獲得能量。
飛機——電動飛機幾十年來一直在穩步發展，有人和無人駕駛飛機都在製造和測試。然而，它們受到電池能量密度問題的阻礙，因為即使是太陽能飛機也需要電池。

因此，要使電動商用飛機成為現實，世界需要一種比鋰離子電池更輕的電池，它可以在給定尺寸上存儲相同或更多的能量，同時成本相同甚至更便宜。
摩托車——從 Piaggio 到 BMW 和 Harley Davidson 的品牌最近都推出了電動踏板車和自行車。 Harley LiveWire 配備 78 千瓦的電機，最高時速為 95 英里（153 公里）。而 Vespa Electtrica 的續航里程為 62 英里（100 公里）。

然而，一個著名的電動自行車品牌是零摩托車。它在 102 伏系統中使用鋰離子電源組為其無刷三相交流電機供電。它們適用於街頭用途、街頭賽車和越野摩托車賽車變體。
Formula E – 一級方程式賽車的電動版。這些車輛看起來很相似，但它們的引擎不會轟鳴，它們會發出嗚嗚聲。
火車和電車——電動火車和有軌電車已經存在了幾十年。主要用於公共交通，它們有專用電源。德國 ICE、法國 TGV 和 Transrapid 磁懸浮是高速電動火車的完美例子。
公共汽車——在瑞士蘇黎世等世界某些城市，您還可以找到帶有專用電力線的電動公共汽車。不過，近年來，中國在公共交通行業的電動公交車方面處於領先地位，有數十萬輛電池供電的公交車在中國運營。

即將推出的電動汽車車型

大多數汽車製造商似乎已經忽略了全電動未來的必然性，因此正在邁出巨大的步伐。以下是值得注意的即將推出的超級卡車，其次是其他有趣的電動汽車。

特斯拉 CyberTruck – 粉絲們對此贊不絕口。預計到 2021 年聖誕節，它承諾具有防彈外觀，採用超堅韌的不銹鋼結構。有100立方。英尺的存儲空間、7,500 多磅的牽引能力和 250 英里的航程。
悍馬電動汽車——GMC 也加入了這一行列，並承諾推出一款全電動悍馬超級卡車。這個可以斜著走，在 10 分鐘內充電 100 英里，具有 350 英里的航程，自動巡航功能，1,000 馬力，3 秒內達到 0-60 英里/小時。是的，你沒看錯。
福特 F-150 – 福特還承諾推出其 F-150 卡車的全電動版本。它應該配備雙電機，具有大後備箱（前行李箱），並且同樣成為迄今為止最強大的福特卡車。 2022年開始生產和銷售。
Aspark Owl – 日本限量生產 EV，配備四個電機和殺手級設計。它提供 1,984 馬力、280 英里的航程、249 英里的最高速度和 320 萬美元的痛苦價格標籤。
BMW i4 – 沒有 i3 的異國情調設計，但仍然超級時尚。它將在 35 分鐘內為其 80 kWh 電池充電高達 80%，預計將提供超過 500 馬力的功率。

其他即將推出的車輛包括凱迪拉克 Lyriq、凱迪拉克 Celestiq、梅賽德斯-奔馳 EQA、Genesis Essentia、現代 Ioniq 5、吉普牧馬人 Magneto、雷克薩斯 EV SUV、馬自達 MX-30、保時捷 Macan EV、沃爾沃 XC40、Bollinger B1、法拉第 FF91、還有更多。

結論——未來會怎樣

雖然沒有人可以肯定地說未來會怎樣，但電動汽車很可能會繼續存在。另外，他們總是可以變得更好。

需要進一步的工作來減少充電時間、提高每次充電的效率和續航里程、提高安全性、開發更多的充電站和標準，以及降低電動汽車的總體成本。