电动车与燃油车的百年战争

最早的汽车是什么动力形式?当然是揭开人类工业革命帷幕的蒸汽机,蒸汽机曾推动了机械工业乃至人类文明的发展,并为汽轮机和内燃机的发展奠定了基础。几乎在瓦特改良蒸汽机的同时,蒸汽汽车就诞生了。

蒸汽机的缺点是体积庞大,且操作复杂,所以更适合装在火车轮船等大型交通工具上,用在汽车上面存在较大的局限性。随着电磁感应现象的发现以及内燃机的快速发展,小型化的内燃机车与电动汽车几乎同时起步,开始了非常精彩的竞赛。

1828年,直流电机之父,匈牙利工程师阿纽什·耶德利克试验了电磁转动的行动装置,算是电动汽车的雏形。

1834年,美国人托马斯·达文波特制造出第一辆直流电机驱动的电动车,但由于搭配使用的一次性干电池是成本高昂的消耗品,并未被认为是有实用价值的电动汽车。

1859年法国物理学家、发明家噶斯顿·普朗特发明了可充电的铅酸蓄电池。

1881年,法国工程师古斯塔夫·特鲁夫,以改进型的铅酸电池为能量源,造出了真正意义上的世界第一辆电动汽车。这是一辆由0.1马力的直流电动机驱动的三轮纯电动汽车,整车及其驾驶员的重量约106kg,速度为15km/h,续航里程为16km。

1888年,德国工程师AndreasFlocken制造了第一辆四轮电动车。

1883年,德国工程师戈特利布·戴姆勒与他的好友,著名的发明家威尔赫姆·迈巴赫合作,成功研制出四冲程火花点火汽油内燃机,他们持续改良,开发出了当时体积最小的直立气缸发动机,0.264L0.5马力,小到足以安装在木质自行车上,从而于1885年发明了摩托车,戴姆勒的儿子驾驶这款摩托车最高时速可达12km/h。

1885年,德国工程师卡尔·本茨制成一辆排量0.785L、0.89马力、最高时速15km/h的三轮汽车,史称“奔驰1号”。

1886年1月29日,卡尔·本茨为他的三轮汽车申请了专利。人们将这一天作为世界上第一辆汽车的诞生日。

1886年,戴姆勒订购了一辆“Americaine”版本的马车,为其安装了一个风冷的垂直单缸发动机,制成了第一辆四轮汽车,排量0.462L,最大功率1.1马力,时速14.4km/h。

戴姆勒、迈巴赫、本茨都是汽车历史上如雷贯耳的人物,接下来,另一位传奇人物登场了,他就是费迪南德·保时捷,手工艺铁匠工人阶层出身的费迪南德对机械和电子都非常热衷。

1897年,年仅22岁的费迪南德就发明了轮毂电机并获得了专利,之后在Lohner公司升任实验部门经理。

1900年,费迪南德将四只轮毂电机安装在了轮子上,成为了世界上第一辆四驱汽车。时速达到56km/h,打破多项速度纪录,震惊了当年的巴黎万国博览会。

可以发现在汽车创世之初,电动车就在性能方面有优势,而且充电(相对)比较方便。1900年美国的汽车销量数据也证明了电动汽车在当时的统治地位,电动汽车有15755辆,蒸汽汽车1684辆,而燃油汽车仅占936辆。

然而站在电动汽车之巅的费迪南德并没有沾沾自喜,他已经看到了电动汽车的局限性,那就是续航里程太短,充电速度太慢。他已经超前地意识到:如果不能尽快解决电动汽车续航焦虑的问题,正在迅猛发展的内燃机技术将很快对电动车市场造成冲击。一个惊人的点子从费迪南德的脑中迸发了出来:如果将发动机与电动机串联起来了将会如何?

1900年,费迪南德在Lohner-Porsche基础上又加上了一台内燃机,从而打造了世界上第一辆混合动力汽车,也是最早的增程式电动汽车。

这台增程版的Lohner-Porsche有铅酸电池和油箱两个能量源,发动机只能用来发电、不直接驱动车轮。它的工作原理很简单:发动机发电,电动机驱动,这样一来就可以将蓄电池的数量从74个减少至44个,而续航里程则由汽油来保证。

1901年,增程版Lohner-Porsche通过升级发动机得到进一步改良,续航里程达到了200公里,最高时速达到了112.6km/h,又破了很多记录。

但是,当时所有的汽车,包括电动汽车、增程式混动汽车、燃油汽车都存在一个巨大的难题未能解决,那就是手工制造、产量有限、成本高昂,汽车是只有富人才能买得起的奢侈品,难以进入寻常百姓家。此后,另一位大名鼎鼎的人物登场。

1903年,经过六次创业失败后,亨利·福特创立福特公司。福特先后研制设计了ModelA、ModelS等多种车型。直到ModelT这款车的上市彻底的改变了美国人的生活方式,引发了世界汽车工业的一场革命。

1908年,得益于创新的装配线建设,福特公司终于量产T型汽车,不仅大幅降低了成本,而且质量甚至优于当时手工制造的高价车,福特T型车凭借结构紧凑、坚固耐用、容易驾驶、价格低廉,第一年就销量破万,创下了汽车行业的记录,一举占据美国汽车产量的70~80%。

福特T型车最初售价就只有850美元,同期竞品的售价为2000-3000美元。1915年福特能够以每辆500美元的价格销售汽车,而同期电动汽车的售价依然高达1700美元。

之后,原油的大量开采降低了油价,配套加油站迅速普及,加油不再困难,燃油车的性能与使用体验持续改进,燃油车最终凭借成本优势横扫市场,而原地踏步的电动汽车从此一蹶不振。

1930年代,电动汽车和混动汽车基本退出了历史舞台,下一次出现在人们视野当中,就已经是1990年代了。

90年代,美国加州空气污染日益严重,在全美各州排名几乎垫底,为此,加州出台零排放汽车法则,要求汽车制造商必须生产一定数量的电动汽车。这其中,其它汽车品牌都选择了交罚款认栽,只有丰田和通用交出了一份还不错的答卷。

1994年,丰田推出RAV4EV,同年通用PrEView计划提供了50辆电动概念车Impact。1996年,通用开始交付EV1,这款奠定了现代电动车“电池组-电动机-电控机构”三电系统的电动车让业界为之一振,在当时好评如潮。

EV1依然使用了当时最新的铅酸电池,总能量16.5kWh,重1.4吨,风阻系数0.19,续航里程100km。EV1第二代则改用了更先进的镍氢电池,续航达到230km。

然而这款电动汽车的成本高达25万美元,通过租赁的方式交给用户,月租金为550美元,即便如此昂贵,依然无法盈利。

2002年,加州放弃零排放法则,通用宣布回收1000多辆EV1,这款昙花一现的纯电动车最终命运是报废和销毁。

但是电动汽车的火种已经保留了下来,通用EV1团队被解散后,EV1设计师之一马丁·艾伯哈德创建了另一家电动汽车公司:

21世纪初,一种全新的可充电电池开始在数码设备中普及,并促进了移动互联网的发展,这就是锂离子电池,锂电池的能量密度相比镍氢电池有了大幅提升,如果用它来制造电动汽车,续航里程可以增加不少。

特斯拉看准了这一点,通过改造路斯特莲花跑车,使用笔记本电脑中常见的钴酸锂电池,打造出首款电动跑车——Roadster。

2008年,第一辆Roadster正式交付,电池容量53kWh,续航里程320km,售价10.9万美元,虽然价格依旧不菲,但比通用EV1已经便宜了很多。后来特斯拉为Roadster提供了电池升级服务,容量增至70kWh,续航增加35%,升级价格为2.9万美元。

2012年Roadster停产,总共交付2418辆。这款售价不菲的电动跑车,自然无法肩负起普及电动车的重任,但它让业界看到了电动汽车的曙光,看到了特斯拉的能力与决心,为特斯拉提供了创业期难得的启动资金,赢得了更多的投资。

至于特斯拉之后真正的量产纯电动车:ModelS、ModelX、Model3、ModelY,就不多做介绍了。真正现象级的纯电动车,非Model3与ModelY莫属,这两款平价纯电动车正在不断的攻城略地,创造历史。

锂电池的出现,让纯电动车的续航里程大幅提升,目前已经接近燃油车的水平了,然而充电慢充电难的问题依旧难以摆脱,即便是续航最长充电速度最快的特斯拉,用起来也有诸多不便,尤其是在长途旅行时。

于是,由费迪南德·保时捷首创的增程式电动车重出江湖,在纯电动车的基础上,加一套发电系统。

2014年,宝马全新研发的纯电动车i3上市,这款紧凑级的小车电池容量有限,续航里程只有185公里,仅支持慢充。为了增加续航与补能速度,宝马同步推出了增程版i3,纯电续航里程降至168公里,然而通过汽油发电增加的续航里程也只有100多公里。

宝马i3无论纯电版还是增程版,由于结构与空间特殊导致局限性很大,所以i3卖的并不好。真正将增程式电动车发扬光大的,是一家中国的新品牌——理想汽车。

理想ONE于2018年发布,2019年底正式交付,是一辆中大型SUV,巨大的车身允许它在搭载大容量电池的同时,还能集成增程发电系统。40.5kWh的电池提供了180公里纯电续航,45L油箱提供620公里的增程续航,总计800公里的续航里程远超同期的纯电动车,最关键的是加油比充电要快捷很多,再也不用担心充不上电、充电慢的问题了。

2021年,改款后的理想ONE续航超过了1000公里,辅助驾驶、舒适性、智能化等产品力全面增强,销量节节攀升,2021年11月更是达到了13485辆,创下了不少新纪录:

1、中国造车新势力首个单车销量过万的车型。2、中国品牌豪华车型第一次实现单月交付破万。

3、中大型SUV车型销量第一名(不分价位区间、不分新能源和燃油车)

正是理想ONE的亮眼表现,催生了更多使用增程式方案的电动车型。

通过回顾汽车发展历史可以发现,电动汽车与燃油汽车,并不存在谁更先进谁更是大趋势的问题,百年前燃油汽车打败电动汽车,靠的是成本、续航和补能优势。

电动汽车所经历的三个发展阶段,则完全对应于充电电池技术的发展:铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池。现在电动汽车携锂离子电池卷土重来,与燃油车展开竞争,同样需要面对成本、续航和补能速度三大问题,缺一不可。经过多年的技术发展,长续航的纯电动汽车已经快要追平燃油车了,但充电速度依然很慢,售价依然偏高。

而增程式电动车则解决了续航与补能问题,同时还降低了成本,可以说是现阶段更优的解决方案。既能享受电动车优秀的性能、出色的驾驶感受和更低的短途电动出行成本,又能通过遍布各地的加油站轻松补能进行长途驾驶,驾驶体验比燃油车更好油耗更低,续航与补能比纯电动车更好。

理想ONE作为增程式电动车的代表作,值得大家去试驾感受一番,短途出行的时候,理想ONE完全可以当成一款纯电动车来用。当遇到需要自驾游的长途旅行的情况,它又可以发挥出与燃油车无异的便利性。

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