谁谋杀了我的电动车?!

ZCOM杂志门户 2008-07-21 12:08:55 杂志:汽车族 作者:王疆 出处:汽车族 第26期
谁谋杀了我的电动车?!
电动车,即能够以电力作为驱动力的汽车,实际上包括了纯电动汽车(BEV— —Battery Electric Vehicle ),混合动力电动汽车(HEV— —Hybrid Electric Vehicle ),插电混合动力电动汽车(PHEV— —Plug-in Hybrid Electric Vehicle ,电池容量须保证电力驱动模式下行驶60 公里以上),很多专家将氢燃料电池汽车(FCEV— —Fuel Cell Electric Vehicle )也归入电动汽车一类。

2007 年,环保和新能源技术成为了所有国际主流车展的主题,其中,各大厂商都将电动汽车推到了一个前所未有的高度,甚至连一向对此类技术嗤之以鼻的奔驰、宝马也推出了各自的油电混合动力样车。难怪我们的美国同行——Motor Trend 的记者在文章中慨叹:2007 年简直就像是一场汽车技术大动荡的发令枪,人们仿佛又回到了卡尔·本茨、费迪南德·保时捷创业的那个时代,一切关于汽车的基本概念都将很快被重新定义……
我们并没有忽略其它替代能源技术的潜力,如清洁柴油和全新高效率汽油机的发展;而最终以氢燃料驱动未来汽车的终期目标也似乎已广泛取得了共识。然而,问题是就目前所反映出的趋势而言,电动汽车的发展真的会在随后的十余年内演变成一场重大的变革吗?答案似乎是肯定的。
现代电动车的发展可以追溯到上世纪70 年代,美国、日本等发达国家在电机和系统集成等许多关键领域已经积累了相当丰富的经验(中国的电动车项目在863 和十五期间也已取得了突破,总体上已跻身国际研发前列)。作为重中之重的动力电池技术,尤其是锂离子电池,在徘徊了多年后,就在最近的两三年中也终于有了实质性的进展,而正是锂离子、锂聚合物等高性能电池的日趋成熟,才使得我们看到有越来越多的纯电动和插电混合电动概念车出现在各大车展上。另一方面,关于温室气体减排、进口原油依赖等等老调虽然一直不绝于耳,但在2007 年却真正达到了一个危机的程度。不是吗?美国国会已通过了新的CAFE (汽车企业平均单车油耗,新标准涵盖了轿车、皮卡和SUV 车型,2020 年执行),将22 年来未曾改变的27.5 英里/加仑(8.6 升/100 公里)一下提高到了35 英里/加仑(6.7 升/100 公里),在欧盟新近公布的欧V和欧VI 排放标准中,颗粒物排放量将减少80 %,氮氧化物的排放量减少了68 %,严苛的政策环境,使各大厂商骤然间对电动车市场格外重视起来。

又一个“难以忽视的真相”
《谁谋杀了电动车》是由美国的独立电影人Chris Paine 制作的一部纪录片,该片讲述了通用在1996 至2000 年投产的一款纯电动跑车EV1 的坎坷命运。
EV1 项目源自一场偶然的胜利。1987 年,通用和美国一家以太阳能技术为主的新能源公司AeroVironment 合作开发了一辆太阳能电动赛车Sunracer ,这款车在澳大利亚举办的长距离挑战赛上以平均71 公里的时速取得了冠军。(这是一个非常轰动的事件,许多中国读者都记得当年的那则新闻。)看到电力驱动有如此巨大的潜力,当时的通用首席执行官Roger Smith 决定利用Sunracer 的电机系统继续开发一款纯电动车。1990 年,EV1 的前身一款名为Impact 的概念车在洛杉矶车展上面世,这是一款使用铅酸电池的纯电动双座跑车,充电后的行驶里程为90-120 公里,0-100 公里/小时加速成绩仅为8秒,为平衡最佳的功率输出,最高时速因此被限定在120 公里(1994 年改进后的一款样车达到了295 公里/小时)。Impact 的推出立即引起了环保爱好者和整个业内的关注,其它汽车企业在此之后也相继上马了各自的电动车项目。关注的队伍中还有一位不速之客。电动车的应用前景使加州的空气资源委员会受到启发,鉴于汽车尾气带来的日益严重的环境污染问题,该委员会在通用推出Impact 并宣布有意要将其量产后,很快颁布了一项大胆的法令:自1999 年起,凡在加州地区销售的企业必须在其新车中包括一定数量的零排放轿车(ZEV— —Zero Emission Vehicle ),而且零排放轿车所占比例从起始的2% 往后逐年递增。
作为汽车巨头当然不愿意有人对他们应该生产什么车指手画脚,但迫于压力,通用等企业决定双管齐下,一方面继续为电动车的量产投入力量,一方面通过游说联邦政府等手段向加州空气资源委员施压迫其放弃“不现实的法规要求”。1996 年,650 辆采用铅酸电池的EV1 在南加州和亚利桑那的个别地区上市,1999 年通用又生产了450 辆采用镍氢电池的EV1 (一次充电行驶里程增加到120-240 公里)。所有的EV1 都是通过数量有限的土星品牌经销商向外界发布,而且消费者只能以租赁的方式(299-574 美元/月)并经过繁琐的手续和数月的等待才能得到这些车辆。尽管有很多限制,EV1 还是引起了轰动,不但很快出租一空,而预订者名单也达到了4000 多人。继通用之后,福特、丰田、本田也相继推出了纯电动汽车,虽然在性能上可能并不比EV1 逊色,但真正成为明星的仍然是这款极具风格的双座跑车。然而与消费者的热情截然相反,通用对EV1 项目则越来越感到悲观,进而采取的一系列市场行为也颇令人费解,比如EV1 的电视广告——充满了阴郁和令人不安的科幻色彩,仿佛要将消费者吓跑;对于项目后期所有EV1 的潜在客户,通用都非常“负责”地将电动车的产品劣势一一加以阐明,那份4000 人的名单最后终于变成了只有50 人;所有租约到期的EV1 ,除少数在更换电池后再次交回客户手中,大部分都被通用收回,直至2004 年7月,最后一辆EV1 从加州的公路上消失了。

EV1 转世重生
《谁谋杀了电动车》在美国算不上轰动,可即使能成为了又一部《华氏911 》又能怎样呢?然而它也绝非是毫无影响。有不少电动车领域的知情人士都批评该片过于煽情而忽略了许多技术问题,有失公允。
就在这部影片公映的前数周,通用也以公司博客的方式对片中提出的指责作出回应。博客中谈到EV1 前期开发的巨大投入和种种努力,以及通用所面临的异常复杂的困难局面:制造成本过高超出消费者可接受的范围;作为第一代电动车性能还不够稳定,长远看存在安全和法律纠纷的隐患;由于产量太小供应商停止了零部件的生产,通用因此要承担高额售后服务补贴,等等……通用还列举了他在EV1 后一系列新的混合动力项目,并强调在燃料电池方面已取得很大的进展,2010 年将确立一套真正有竞争力的燃料电池驱动系统。然而耐人寻味的是,通用首席执行官瓦格纳之后又公开表示:其任期内的最大失误就是放弃了EV1 计划,对混合动力也没有给予适当的投入,而这对企业形象造成的伤害要远大于失去的利润。
的确,早在1998 年,通用的EV1 项目就已经推出了多款混合动力电动样车,其中采用串联结构的EV1 插电混合动力版恰恰是通用如今大力宣传的雪佛兰Volt 的先驱,当时的EV1 项目实际上是通用新一代混合动力最重要的一个平台,可以说通用当时在研发上至少已领先了对手两三年的水平,而随着EV1 的下马,通用在这一领域所积累的优势也被浪费了。通用研发主管Larry Burns 去年三月在接受美国《新闻周刊》采访时说:“真希望当时没有停止对EV1 插电混合的研究,如果时光能够倒转……雪佛兰Volt 的量产时间或许会提早十年。”
雪佛兰Volt(4门掀背车型)将采用锂离子电池,依靠电动机驱动,在完全依靠电池提供电力时能够行驶60 公里以上,而与之串联的是一个涡轮增压1.0 升三缸汽油发动机,用于在电池电量不足时运行发电提供补充动力,满载55 升汽油的情况下总里程达到1000 多公里(平均油耗为4.7 升)。
自2007 年底特律车展上发布以来,雪佛兰Volt 的各项研究进展顺利,现在已进入路试阶段,通用提出的上市时间表为2010 年,并且第一年的销售目标就要达到6万辆(这是普锐斯第一年在北美上市时销量的三倍还多),整车将不会超过3万美元(现在的普锐斯在2万美元左右),这将是一个极具竞争力的价格。随着锂离子电池和32 位电子平台价格的下降,相信这款车的经济性优势会有更大的提升。

谁将是电动车中的圣杯
Volt 项目从启动到年初底特律车展上概念车的推出历时不到一年的时间。而迫使通用副总裁鲍勃·鲁茨(负责产品开发)最终痛下决心的,据说并不是丰田的普锐斯,而是即将诞生于硅谷的一款漂亮的纯电动双座跑车。
Tesla Roadster 的真正价值在于他将是第一个将锂离子电池用于量产的车型。Tesla Motors 公司的创始人之一Martin Eberhard 介绍说,虽然只是一家拥有200 人的小公司,但正是由于不受大公司繁杂管理的桎梏,所以在Tesla 一切都是按照高效进行的;公司汇聚了IT 和车辆电子方面的专家(不少都是来自美国三大汽车公司),将主要力量集中在对电池管理系统的开发上面,而相对次要的传统汽车配件都以合作的方式从外界采购。Tesla Roadster 选择的是最常见的18650 电池(直径18 毫米,长65 毫米,为笔记本通常所采用),共有6831 块。这种电池虽然存在“热失控”的风险,但Tesla Motors 通过发挥集成设计优势,从电池到电池模块再到整个电池组,通过安装大量的传感器和复杂编成,加上高效率的水冷系统,开发出了“最安全的锂离子电池”系统。
动力锂离子电池技术是目前电动车发展的关键障碍。Tesla 的路子实际上是利用复杂的电池管理系统将现有锂离子电池的风险降至最低,其优势为保证了电池的高功率密度和能量密度,缺点是成本太高(Tesla 的电池组成本为20000 美元);业内普遍被寄予厚望的是利用新的电极材料改善电池内部化学反应从而提高安全、寿命和能量水平的新型锂离子电池。
去年8月,通用与两家采用不同技术的新型锂离子电池公司签约,分别开发能够匹配雪佛兰Volt 的电池系统,其中一家就是近年来在业内成长最快的美国A123Systems 公司。A123Systems根据麻省理工大学科学家的研究成果开发出了磷酸铁锂离子电池,这种电池用价格便宜、结构稳定的磷酸铁锂作为正极材料,替代了传统锂离子电池中昂贵并容易氧化的钴酸锂正极材料,并结合纳米技术,使电池的比功率和比能量有所提高,同时大大提高了充放电的效率(使快速充电成为可能)。A123 电池还能够在-30℃ ℃到60 ℃气温之间保持正常工作,而且由于纳米结构的超稳定性,它的充放电循环可达5000 次以上,使用寿命超过十年。这种电池目前已在电动工具和飞机上得到了应用,被认为是最有希望为电动车所采用的动力电池。
位于内华达州的AltairNano 公司同样采用纳米技术开发出了新型锂离子电池,不同的是这种名为NanoSafe 的电池采用纳米结构的锂钛酸盐尖晶石作为阴极材料,替代了原先的石墨阴极材料,其结果使电池的充放电循环提高到了15000 次,使用寿命理论上可超过20 年。这种电池同样可以在范围较大的气温条件下正常工作,而且能够承受240 ℃的高温。
加州的一家电动车生产商Phoenix Motorcars 公司已经将这种NanoSafe 电池应用到了他们生产的一款多功能运动皮卡上,并已经开始了小规模的销售。这款车在一次快速充电10 分钟时,最大行驶里程可高达218 公里。

谁拯救了电动车?
新型锂离子电池还有很多,目前接受美国先进电池联合会(USABC )委托并予以资助的就有来自四家公司、使用了不同电极材料和技术的多个锂离子电池开发项目,其中包括A123Systems 的磷酸铁锂离子电池;而另外一家由Delphi 参股的EnerDel 电池公司去年9月份刚刚传来消息称,他们计划将于2009 年9月开始向汽车制造厂商提供插电混合用锂离子电池系统,价格预计在1500 美元左右。锂离子电池无疑将成为主流的动力电池,而电力驱动也必将会对汽车的结构、设计乃至操控产生深刻的影响,现在的问题是:电动车革命对电池工业发展的依赖程度到底有多少?毕竟化学电池功能的提高是要依靠人们对元素周期表的认识,这其中并不存在IT 行业中的摩尔定律。
伴随着锂离子电池市场前景不断升温的同时,更先进的储能材料也开始取得进展。如去年法兰克福车展上展出的沃尔沃Recharge 概念车(预计2015 年量产),使用的就是锂聚合物电池(属第二代锂离子电池)。这种电池具有能量密度高、超薄化(厚度0.5 毫米以下)、轻量化、极高的安全性和低成本的等多个明显优势,其电解质被吸附在胶体的聚合物基质上,可在低压下工作,消除了漏液问题,因此结构大为简化,不需要金属外壳的保护。这种电池的最大特点是可制作成各种形状,甚至可以直接成为汽车底盘的一部分,这样,电动车的车身结构和空间安排将会有更多的选择,设计师也将感到更加游刃有余。沃尔沃Recharge 的驱动系统采用了4个与车轮结合在一起的电动机,这一设计不仅实现了更好的四轮驱动,而且也大大降低了车体重心,还省掉了前后轴和转向管柱。这种电动车的出现实际上已颠覆了汽车工程设计的传统理念。看来很快会有人要再拍一部《谁拯救了电动车》了!
到底是谁将拯救电动车呢?相信答案在两三年内就会揭晓。会是比亚迪吗?你最好相信如此。

> 相关文章:

(查看全部汽车类杂志文章)

消费者质疑国标委:超标电动车到底算什 “试运行”OR“量产”? 带你参观Saleen的Irvine装 超便宜!2010 FORD MUST 好消息:三大车厂可能获得150亿美金 2008被盗指数最高的十款车型 2008年度最美汽车模特完全档案I 未来战车 试驾福特紧凑型SUV Ku 25万俱乐部 秦岚 简单快乐

好文推荐
(0)名读者推荐本文
网友评论

汽车族 详细信息>>

汽车族
  • 类别:汽车
  • 周期:未定
  • 日期:未定

汽车杂志订阅排行

  杂志 全年优惠价
01
时尚座驾229.00元
02
汽车族203.90元
03
越野世界329.90元
04
方程式赛车170.90元
05
大众汽车*汽车旅行179.90元
06
改装与四驱126.00元
07
音响改装技术215.00元
08
汽车与配件224.90元
09
汽车驾驶员109.90元
10
汽车博览169.90元