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汽车发展至今,在能源上经历了怎样的三生三世?

字号+ 作者: 来源: 2017-05-17

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  编者按:本文来自微信公众号“车云”(ID:cheyunwang),作者弗雷刘;36氪经授权发布。

  汽车电气化其实主要分为四阶段:蒸汽机汽车-电动汽车阶段(1881-1885)、蒸汽机汽车-电动汽车-燃油汽车并行阶段(1885-1925)、燃油汽车独霸阶段(1925-1960)、电动汽车再次复兴-其它新能源技术涌现-影响燃油汽车阶段(1960-现在) ,这篇文章就全面回顾一下汽车电气化的四段发展历程。

  1)蒸汽机汽车-电动汽车阶段(1881-1885)——在这一阶段,烧汽油柴油的内燃机汽车,还没诞生呢!

  其实说来说去,汽车里的元老应该是用蒸汽机汽车,第一辆实用的原型车是Richard Trevithick在1800年左右发明的,还算是具有一定的实用性。该类汽车在后来曾经与电动汽车一起繁荣过,在下一部分会说。

  另外一句题外活,汉语“汽车”中的“汽”字,就是从蒸汽机来的哟~

  Sylvester_Roper_steam_carriage_of_1870

  汽车发展至今,在能源上经历了怎样的三生三世?

  1870年的蒸汽机汽车

  其实还是电动汽车可能大家更感兴趣一些:

  19世纪里,在电池-电学领域的几大重要发展标志性事件为:

  伏打在1800发明了铜锌电池(可以让青蛙腿发生反应)

  法拉第在1831发现了电磁感应现象

  1835年Francis Watkins在伦敦展出了一个小的马达。——到这里,电池,电机都有了。不过电池还不能充电。

  第一辆能在路上跑的车是爱丁堡的R.Davidson杰作,发明于1873年,其使用的是一次的铁锌电池。注意啦,这样的电动汽车不能充电。

  重要事件!!!:Gaston Plante在1859年发明了铅酸电池,对,就是大家现在电动自行车,汽车里用的启动电瓶,最常见的那种。铅酸电池的出现可以说对人类文明的进步起到了至关重要的推动作用——它是二次电池,即可充可放电,因此人类使用能源,尤其是电能的方式有了质的突破。

  后来我们使用的各种充电电池技术,都或多或少的参考了铅酸电池这个储能电池里的“祖宗级技术”。

  不仅如此,铅酸电池从诞生到现在,其结构与原理一直没有什么实质性变化,当然这是因为电化学学科的特殊性决定的。

  伴随着铅酸电池的使用,使用铅酸电池的可以充电的电动汽车就诞生了。

  1881年,法国的G. Trouve就用Plante发明的铅酸电池发明了第一辆可充电的电动汽车,这个车型是三轮车,用了两人个西门子的马达,车重是160kg,时速可以达到12km/h(嗯,速度挺慢的)。而在1882年,英国的William Ayrton发明了性能更优的铅酸电池驱动的电动汽车,大概是装了1.5度电的电池,可以有最大40km的续航里程。

  而且,铅酸电池一直伴随着汽车的发展,使用到了现在,当然可能不一定是做为主要动力源——更多的是用在燃油汽车启停电源上,为什么用铅酸,锂电目前还用的少。而铅酸其实也一直在纯电动汽车领域里占有重要的位置,尤其是低速电动车领域,原因无它,便宜。

  汽车发展至今,在能源上经历了怎样的三生三世?

  扯了一堆铅酸电池,回到汽车正题:注意了:这会儿比Carl Benz发明燃油汽车(1885)还早好多年呢。在接下来的几年里,比利时,美国等国都 开始开发电动汽车,但是性能也都差不多,时速20km/h左右,续航也远不了(几十公里),比现在的电动汽车性能要差的多。但是这些电动车有照明能力,而且逐渐车型也有了现代汽车的雏形,比如四座,各种其它功能等。而且电动汽车也开始在实际市场中有了应用,比如出租车(市内通勤,短距运输,频繁停/启,还有机会充电)。

  其实说来说去,这些特点与现代电动汽车的应用风格很像。

  2)蒸汽机汽车-电动汽车-燃油汽车并行阶段(1885-1925) ——三足鼎立的时代

  蒸汽机汽车在1880-1920年间改进也很大,这与电动汽车的进步,燃油汽车的进步其本是同时的。因此这个阶段是三种汽车并行阶段。

  大家知道,燃油汽车是卡尔·本茨于1885年发明的,第一辆是以汽油内燃机为引擎三轮汽车。但是当时的燃油汽车技术简陋,燃油汽车性能很差——本茨的汽车总是抛锚,被别人冷嘲热讽为“散发着臭气的怪物”,直到后来他老婆开着车去了一百多公里外的探望亲戚,才逐渐让大家开始认可。

  汽车发展至今,在能源上经历了怎样的三生三世?

  卡尔·本茨 发明的早期的燃油汽车

  一开始内燃机相关技术还很不成熟,燃油汽车的平顺性很差,噪声,排放,颠簸都是大问题。而电池驱动的电动汽车则要好的多——电动汽车先天平顺性好,噪声小(现在也是,开过你身边声音有点像幽灵,哈哈)。而电动汽车技术也在不断发展,随着技术的提升——比如1899年, Jenatzy让自己的电动车时速提升到了98km/h。在1900年,美国汽车市场上,电动汽车数目比燃油汽车、蒸汽机驱动的机车都要多。

  在接下来的时间里,虽然燃油汽车也在不断发展,但是电动汽车的底子好,技术舒适性好,因此电动汽车一直是市场的主流。1912年,美国电动汽车达到峰值30000辆。

  但是在这个过程中,燃油汽车技术也在不断进步,竞争也在不断继续。燃油汽车在这几年中发展出了自动启动器,消音器等设备,这些发明极大的提高了燃油汽车的舒适度。在接下来的几年中,燃油汽车技术进步很快,成本下降也快——1912年时,MODEL T(燃油)卖550刀,而电动汽车CENTURY ELECTRIC ROADSTER(嗯,现在的特斯拉的初款车也是这个名字)要卖1750刀。而且就在这个阶段,也已经有了油-电的混合车型(WOODS GASOLINE ELECTRIC,1916)。而在一次世界大战中,燃油汽车开始了大规模使用,而且在战场中表明了其性能的稳定性。

  当然了,一大关键原因仍然是燃油汽车因为化石燃料先天的高能量密度带来的续航上的竞争力,这也是现在电动汽车一直被诟病的核心原因。

  汽车发展至今,在能源上经历了怎样的三生三世?

  大家体会下铅酸VS汽油的差距

  而在此过程中,电动汽车并没有多少技术进展,成本还要高,因此市场规模不断萎缩。在1920年代,电动汽车生产厂商要么破产,要么开始转过头来做燃油汽车。电动汽车行业开始了凋零……蒸汽机汽车也是一样的惨淡,因此进入了下一个阶段——

  3)燃油汽车独霸阶段(1925-1960) ——没啥太要解释的,蒸汽机汽车和电动汽车都几乎要淡出舞台了

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