菲爾·沃爾特/蓋蒂圖片社霧霾、霧霾和繁忙的交通充斥著中國(guó)北京的城市道路。查看更多北京的照片。汽車可以是一件美妙的事情。它可以帶你去你想去的地方，什么時(shí)候 - 即使那些地方?jīng)]有公共交通服務(wù)。事實(shí)上，如果沒(méi)有汽車，現(xiàn)代生活的大部分時(shí)間都是不可能的。他們幫助我們?nèi)スぷ?、上學(xué)、雜貨店，甚至只是去當(dāng)?shù)氐馁?gòu)物中心。不幸的是，盡管汽車很棒，但它們也有一些嚴(yán)重的缺點(diǎn)。其中兩個(gè)缺點(diǎn)是它們通?；ㄙM(fèi)大量資金來(lái)維護(hù)，并且它們會(huì)用有毒氣體污染大氣。 空氣污染 在許多城市地區(qū)已成為一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題，并且 汽油價(jià)格 創(chuàng)歷史新高，內(nèi)燃機(jī) 發(fā)動(dòng)機(jī) 可能很快就會(huì)成為社會(huì)根本負(fù)擔(dān)不起的奢 侈品。

　　很少有人會(huì)主張完全放棄汽車，但是有沒(méi)有一種方法可以擁有汽車的動(dòng)力和便利，而不會(huì)因燃燒汽油而造成污染和費(fèi)用?幸運(yùn)的是，有。許多人認(rèn)為，不遠(yuǎn)的將來(lái)的汽車將不是由汽油提供動(dòng)力，而是由 電力.事實(shí)上，這些 電動(dòng)車 - 也被稱為電動(dòng)汽車或電動(dòng)汽車 - 根本不是未來(lái)主義的。電動(dòng)汽車自 19 世紀(jì)上半葉以來(lái)一直存在;然而，即使在 21 世紀(jì)的今天，內(nèi)燃機(jī)仍然占主導(dǎo)地位。但為什么電動(dòng)汽車沒(méi)有流行起來(lái)呢?

　　電動(dòng)汽車的核心是它的 電池.與電池不同

　　大多數(shù)汽車，主要用于啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)和運(yùn)行附件，如 收音機(jī) 或 空調(diào)，電動(dòng)汽車中的電池可以運(yùn)行一切。最重要的是，它運(yùn)行電動(dòng)機(jī) - 或者更準(zhǔn)確地說(shuō)，它運(yùn)行 控制器 這反過(guò)來(lái)又運(yùn)行電動(dòng)機(jī) - 因此它需要足夠強(qiáng)大和持久，以便以最少的充電將駕駛員帶到他們需要去的地方。直到最近，還沒(méi)有制造出可靠的、可大規(guī)模生產(chǎn)的電池，使電動(dòng)汽車與汽油動(dòng)力汽車競(jìng)爭(zhēng)。然而，這種情況正在開(kāi)始改變。電動(dòng)汽車不僅變得可行，而且現(xiàn)在有望開(kāi)始從主要汽車制造商的裝配線上下線。

　　閱讀下一頁(yè)，了解電池是否將成為為汽車提供動(dòng)力的實(shí)用方式。

　　電動(dòng)汽車電池的類型

　　一個(gè) 電池 是一種用于儲(chǔ)存化學(xué)能并將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。電池由一個(gè)或多個(gè)電池組成 電化學(xué)電池，每個(gè)由兩個(gè)半電池或 電極.一個(gè)半單元，稱為 陰性 電極，具有過(guò)多的微小的帶負(fù)電的亞原子粒子，稱為 電子.另一個(gè)，稱為 陽(yáng)性 電極，具有電子缺陷。當(dāng)兩半通過(guò)電線或電纜連接時(shí)，電子將從負(fù)極流向正極。我們稱這種電子流為電。這些移動(dòng)電子的能量可以用來(lái)做功——例如運(yùn)行電機(jī)。當(dāng)電子通過(guò)正極時(shí)，流動(dòng)逐漸減慢，電池產(chǎn)生的電力電壓下降。最終，當(dāng)正極和負(fù)極的電子一樣多時(shí)，電池被認(rèn)為是“死的”，不再能夠產(chǎn)生電流。

　　電子是由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的，市售電池中使用了許多不同的化學(xué)反應(yīng)。例如，手電筒和電視中常用的熟悉的堿性電池 遙控器 通過(guò)涉及鋅和氧化錳的化學(xué)反應(yīng)發(fā)電。大多數(shù)堿性電池被認(rèn)為是 一次性電池.一旦它們死了，它們就毫無(wú)用處，應(yīng)該被回收利用。另一方面，汽車電池需要充電，因此不需要不斷更換。在一個(gè) 可充電電池，電能用于反轉(zhuǎn)電化學(xué)電池的負(fù)極和正半，重新啟動(dòng)電子流。

　　汽車制造商已經(jīng)確定了三種類型的可充電電池適合電動(dòng)汽車使用。這些類型是 鉛酸 電池 鎳氫 電池，以及

　　鋰離子 (鋰離子) 電池。

　　鉛酸電池發(fā)明于1859年，是仍在使用的最古老的可充電電池形式。自19世紀(jì)以來(lái)，它們已被用于所有類型的汽車 - 包括電動(dòng)汽車。鉛酸蓄電池是一種 濕電池 通常在打開(kāi)的容器中含有溫和的硫酸溶液。這個(gè)名字來(lái)自鉛電極和用于在這些電池中發(fā)電的酸的組合。鉛酸電池的主要優(yōu)點(diǎn)是，在使用這么多年之后，它們被很好地理解并且生產(chǎn)成本低廉。然而，它們?cè)谑褂脮r(shí)確實(shí)會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)氣體，如果電池過(guò)度充電，就有爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。

　　鎳氫電池在 1980 年代后期開(kāi)始商用。他們有一個(gè)很高 能量密度 也就是說(shuō)，大量的能量可以裝進(jìn)一個(gè)相對(duì)較小的電池中，并且不含任何有毒金屬，所以它們很容易 回收.

　　鋰離子電池在1990年代初投入商業(yè)使用，具有非常高的能量密度，并且在不使用時(shí)比大多數(shù)電池更不容易失去電荷 - 這種特性稱為 自放電.鋰離子電池因其重量輕、維護(hù)要求低等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備中，如 筆記本電腦.一些專家認(rèn)為，鋰離子電池與科學(xué)尚未開(kāi)發(fā)出完美的可充電電池一樣接近，而這種類型的電池是 為電動(dòng)汽車提供動(dòng)力 不久的將來(lái)。鋰離子電池的一種變體，稱為鋰離子聚合物電池，也可能證明對(duì)電動(dòng)汽車的未來(lái)很有價(jià)值。這些電池最終的制造成本可能低于鋰離子電池;然而，目前，鋰離子聚合物電池的價(jià)格令人望而卻步。

　　也許與電動(dòng)汽車電池相關(guān)的最大問(wèn)題是為它們充電。你如何為電動(dòng)汽車電池充電?更重要的是，你在哪里為電動(dòng)汽車電池充電?你能自己做嗎?你能在家做嗎?閱讀下一頁(yè)以找出答案。

　　電動(dòng)汽車充電

　　可充電電池是無(wú)用的，除非您有地方可以充電。如果你的電動(dòng)汽車的果汁快用完了，你不能只是在當(dāng)?shù)氐募佑驼究焖偻Ａ簟悄惝?dāng)?shù)氐募佑驼居幸粋€(gè)可以插上電源的地方。不幸的是，為電動(dòng)汽車中的大量電池充電可能需要幾個(gè)小時(shí)，大多數(shù)加油站都希望您不要阻塞他們的車道。

　　那么長(zhǎng)。

　　充電問(wèn)題的最佳解決方案是晚上將汽車帶回家并插入電源，類似于插入筆記本電腦或數(shù)字音樂(lè)播放器的方式，以便它可以在一夜之間充電。電動(dòng)汽車將配備充電系統(tǒng)，允許它們從標(biāo)準(zhǔn)電源插座充電，以便第二天早上您就可以再次上路了。盡管至少有一家公司聲稱正在開(kāi)發(fā)可以在10分鐘內(nèi)為電動(dòng)汽車充電的系統(tǒng)，但現(xiàn)有的充電器需要

　　3 和 10 小時(shí)，使用普通家庭電力使電動(dòng)汽車電池達(dá)到最大強(qiáng)度

　　[資料來(lái)源：費(fèi)倫巴赫]。

　　丹尼爾·貝雷胡拉克/蓋蒂圖片社

　　2008年8月13日，一名男子在英國(guó)倫敦的一個(gè)充電站為他的電動(dòng)汽車充電。

　　電動(dòng)汽車充電后，需要再次充電之前會(huì)走多遠(yuǎn)?這取決于許多因素，包括車輛中的電池類型。使用鉛酸電池的電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程最短 - 一次充電約80英里(128.7公里)。鎳氫電池的性能更好，每次充電的續(xù)航里程約為120英里(193.1公里)。這就是鋰離子電池的優(yōu)勢(shì)所在，每次充電的續(xù)航里程超過(guò)220英里(354.1公里) - 以特斯拉跑車為例。如果行駛距離是最重要的考慮因素，那么鋰離子電池就是最重要的考慮因素

　　來(lái)選擇。

　　電動(dòng)汽車的續(xù)航里程可以通過(guò)一種稱為 再生制動(dòng)，它利用汽車制動(dòng)器的動(dòng)能為電池充電。在最佳駕駛條件下，再生制動(dòng)可以將汽車的續(xù)航里程延長(zhǎng)至50%，但在大多數(shù)情況下，續(xù)航里程的增益會(huì)更小。

　　但是，如果您想乘坐電動(dòng)汽車進(jìn)行更長(zhǎng)的旅行并且不會(huì)回家過(guò)夜充電怎么辦?有沒(méi)有可以插入的地方?尠 充電站 目前存在，但電動(dòng)汽車制造商正計(jì)劃建造充電站，以便在客戶開(kāi)始駕駛電動(dòng)汽車時(shí)基礎(chǔ)設(shè)施到位。全電動(dòng)特斯拉跑車的制造商特斯拉汽車公司(Tesla Motors)已與一家大型連鎖酒店達(dá)成協(xié)議，為想要在一夜之間為Roadster充電的顧客提供充電站。充電站的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，它們可能比家庭充電系統(tǒng)更快地為汽車充電，盡管車輛不太可能像在加油站那樣快速進(jìn)出。不幸的是，可能需要一段時(shí)間才能有足夠的充電站來(lái)讓電動(dòng)汽車車主在長(zhǎng)途旅行中充電。在不久的將來(lái)，電動(dòng)汽車將最適合上下班或上學(xué)以及當(dāng)?shù)芈眯泻唾?gòu)物旅行。 以這種方式使用時(shí)，汽車每天晚上都會(huì)安全地塞進(jìn)車庫(kù)進(jìn)行電氣加油。

　　接下來(lái)，找出一些優(yōu)點(diǎn) - 是的，甚至是一些缺點(diǎn) - 去

　　全電動(dòng)。

　　電動(dòng)汽車的優(yōu)缺點(diǎn)

　　電動(dòng)汽車電池最明顯的優(yōu)勢(shì)是它們不會(huì)產(chǎn)生與內(nèi)燃機(jī)相關(guān)的污染。然而，它們?nèi)匀挥协h(huán)境成本。用于為電動(dòng)汽車電池充電的電力必須來(lái)自某個(gè)地方，目前，大多數(shù)電力都是通過(guò)燃燒化石燃料產(chǎn)生的。當(dāng)然，這會(huì)產(chǎn)生污染。但是，燃燒化石燃料為電動(dòng)汽車電池充電所產(chǎn)生的污染與內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的污染相比如何?根據(jù)加拿大電動(dòng)汽車協(xié)會(huì)(EVAC)的數(shù)據(jù)，即使是從燃煤發(fā)電機(jī)充電的電動(dòng)汽車也會(huì)減少 碳排放 大約一半。從更清潔的發(fā)電形式(如水力發(fā)電和 核電站，可以將碳排放量減少到目前內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的碳排放量不到百分之一。因此，即使在最壞的情況下，由電動(dòng)汽車電池驅(qū)動(dòng)的汽車也比汽油動(dòng)力汽車更清潔。

　　凱倫·凱茨默斯基/庫(kù)存照片

　　電池似乎是為車輛供電的一種實(shí)用方式。優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)是什么?

　　與燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)相比，電池供電電機(jī)的另一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)是燃料成本較低 - 即電動(dòng)汽車的電力和內(nèi)燃機(jī)的天然氣。美國(guó)能源部計(jì)算出，一輛典型的電動(dòng)汽車可以用一美元的電力行駛 43 英里。只有成本大幅下降 汽油 可以為汽油動(dòng)力汽車提供接近如此低的每英里成本。

　　這些可充電電池的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它們回收良好。這些電池幾乎100%可以回收利用，這可以防止舊電池成為處置問(wèn)題。

　　正如我們?cè)谏弦还?jié)中提到的，電池供電汽車的主要缺點(diǎn)是給電池充電所需的時(shí)間。跟 鋰離子電池 技術(shù)上，充滿電的電動(dòng)汽車可以行駛與加滿油箱的內(nèi)燃機(jī)汽車相當(dāng)?shù)木嚯x，但在此期間仍需要將其放置在充電器上。目前，這意味著耗盡的電動(dòng)汽車將在完全充電之前停止使用幾個(gè)小時(shí)。當(dāng)然，這是一個(gè)嚴(yán)重的缺點(diǎn)。未來(lái)，更快的充電技術(shù)可能會(huì)變得可用，但在短期內(nèi)，電動(dòng)汽車不會(huì)成為長(zhǎng)途旅行的首選車輛。即便如此，大多數(shù)駕駛都是在離家相對(duì)較近的地方進(jìn)行的，因此，電池電量和汽油動(dòng)力都將發(fā)揮作用。充電情況的可能解決方案可能是電池更換站，無(wú)需為電動(dòng)汽車充電，只需將耗盡的電池?fù)Q成充滿電的電池即可。 該系統(tǒng)將允許電池在車輛外充電，并將大大減少電動(dòng)汽車在電池完全放電后重新啟動(dòng)和運(yùn)行所需的時(shí)間。

　　電動(dòng)汽車電池的另一個(gè)缺點(diǎn)是它們的重量。由于電動(dòng)汽車電池需要做的不僅僅是傳統(tǒng)的汽車電池，因此需要將它們連接在一起形成陣列或電池組，以提供額外的電力。這些電池集合很重。鋰離子電池組 特斯拉跑車 重約 1，000 磅(453.6 千克)。攜帶的重量很大，可以大大減少汽車的續(xù)航里程。然而，Roadster的設(shè)計(jì)師用輕巧的框架和車身面板抵消了這個(gè)電池重量。整輛車僅重2，690磅(1220.2公斤) - 當(dāng)你考慮到超過(guò)三分之一的重量是電池時(shí)，并不是很重。

　　鑒于電池對(duì)電動(dòng)汽車的重要性，您可能想知道隨著電池老化會(huì)發(fā)生什么。它能為汽車提供多長(zhǎng)時(shí)間的動(dòng)力?當(dāng)它最終死亡時(shí)，是否可以更換它，或者只是購(gòu)買新車更經(jīng)濟(jì)?請(qǐng)繼續(xù)閱讀以找出答案。

　　電動(dòng)汽車電池的生命周期

　　電動(dòng)汽車電池能用多久?鋰離子電池組中的鋰離子電池組 特斯拉跑車 預(yù)計(jì)壽命約為 5 年或 100，000 英里。在這段時(shí)間結(jié)束時(shí)，將需要更換包裝，費(fèi)用約為10，000美元。當(dāng)然，這很貴，但Roadster本身將花費(fèi)近10萬(wàn)美元，這使得電池組的成本看起來(lái)可以承受。毫無(wú)疑問(wèn)，許多(也許是大多數(shù))車主更愿意更換電池組，而不是購(gòu)買全新的Roadster。

　　賈斯汀·沙利文/蓋蒂圖片社

　　2009年特斯拉跑車是一款全電動(dòng)零排放車輛，能夠行駛近250英里

　　一次充電。

　　誠(chéng)然，電池維護(hù)成本會(huì)增加運(yùn)營(yíng)任何電動(dòng)汽車的費(fèi)用。電動(dòng)汽車中使用的電池組將保持緊密封閉，因此您很可能需要將您的電動(dòng)汽車帶到經(jīng)銷商處進(jìn)行電池維修。要考慮的另一點(diǎn)是，目前，這是一項(xiàng)相對(duì)較新的技術(shù)。隨著電動(dòng)汽車在道路上變得越來(lái)越普遍，與之相關(guān)的一些高價(jià)格將會(huì)降低。但目前，特斯拉跑車的10，000美元電池是我們唯一的參考點(diǎn)之一。其他電動(dòng)汽車的電池成本會(huì)更高嗎?它們的成本會(huì)更低嗎?更換某些電動(dòng)汽車的電池成本是否會(huì)超過(guò)購(gòu)買新車的成本?只有時(shí)間會(huì)證明一切。

　　電動(dòng)概念車

　　在過(guò)去的幾十年里，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了許多電動(dòng)概念車。有些，如Electrovair II和Electrovette，從未進(jìn)入展廳，而這個(gè)名單上的其他人可能有機(jī)會(huì)戰(zhàn)斗。以下是電動(dòng)汽車概念車及其動(dòng)力電池的簡(jiǎn)短列表：