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电动汽车的优点、缺点及其未来发展

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电动汽车的优点、缺点及其未来发展

发布日期:2019-01-15 作者:温岭市华鑫机械制造有限公司 点击:

       电动汽车的第一个优点是可以从国际政治层面解决全球气候变暖的课题。电动汽车无疑会对完成在京都协定书以及之后在COP15(《联合国气候变化框架公约》第十五次缔约方会议)上达成一致的CO2排放量的削减目标做出巨大贡献。为完成削减目标,中央政府以及自治体会将电动汽车视为支持对象,因此可粗略认定电动汽车在今后会取得切实的发展,作为投资对象也是大有前途。

 

       此外,由于从2008年年初到夏天石油价格高涨,加上人们对环保汽车越来越关心,从普通消费者的角度来看,不需要汽油的电动汽车成为了极具魅力的商品。只不过,一部分人担心锂离子电池材料,即锂以及用于电极的钴等稀有金属,还有用于永久磁铁交流同步电机的钕等资源的供给会有困难。不过,这点也找到了解决方法。首先,锂是除了氢、氦之外结构最为简单的元素,它不是稀有金属,原本价格就很低,而且储量丰富,所以不需要担心。至于钴等正极材料,可以推进低价的代替材料锰、镍、磷酸铁的量产化,问题已经开始得到了解决。此外,不使用永久磁铁的交流同步感应电机的研发也已经取得了大量的成果,如果采用这一技术的话,电机材料的资源问题也能得到解决。

 

       电动汽车的第二个优点是非政治的、技术意义上的环保性能。电动汽车不排放有害物质,即可以实现零排放。此外,与核能、自然能源发电结合在一起的话,可以有效地削减CO2排放量。发电站所供给的电力本身也越来越效率化。比方说,通过利用废热等实现60%热效率的发电站越来越多,包括供电效率、充放电效率、动力转换效率等在内,电动汽车可以实现汽油引擎汽车的约4~5倍的效率。

 

       电动汽车的第三个优点是电动机在启动时可以瞬间获得最大扭矩(可将电能转换为动能)。因此,比起发动机汽车,电动汽车启动时的加速能力更加卓越。这是因为电动机产生的动力不用经过变速齿轮等就能直接传送至车轮。不经过传送设备,完全直接从电动机传送动力的技术称为轮毂电机技术(In-wheel motor)。

 

       电动汽车的第四个优点是能源成本要低廉得多。根据前文提到的庆应义塾大学清水浩教授的估算,就算电动汽车的电力全部使用火力发电来提供,也比汽油汽车要高3~4倍以上的效率。也就是说,燃料费用要低3~4倍。

 

       电动汽车的缺点与可能性

 

       电动汽车的第一个缺点是锂离子电池的成本高。

电动汽车减速器变速箱

 

        这是因为锂离子电池需要大量稀缺原料、稀有金属。不过正如前所述,这点也会随着技术的迅速进步逐渐得到解决。同时,可用于电解质的锂资源十分丰富。从取之不尽、用之不竭的海水中提炼锂的技术也正在开发中。锂离子电池使用的稀有元素中最为稀缺的是用于正极材料的钴,目前占总成本的70%。这点也如前述,目前正在研发使用锰、镍、磷酸铁的正极材料,将来很有可能制造出完全不需要稀有元素的锂离子电池。

 

        电动汽车的第二个缺点是依存电力的问题。在现阶段,晚上核电的发电能力还有些过剩,因此不用担心电力供给不足。利用夜间剩余电力的抽水发电可实现电力的稳定供给。但是在不久的将来,由于化石燃料与铀价格的高涨,人们担心有可能会影响到供电的稳定性。

 

       不过,本书的主题“环境能源革命”正是解决这一课题的最佳对策,这也让电动汽车的存在意义变得更加突出。

 

       电动汽车的第三个缺点是续航里程短。在现阶段将作为燃料的“汽油”与作为动力能量供给源的“锂离子电池”相比较时,两者单位质量可获取的能源密度约有100倍的差距。因此,在安装与汽车发动机相同质量的锂离子电池时,续航里程只有汽油汽车的1/20左右。

 

       不过这种比较是没有多大意义的。在比较发动机汽车与电池汽车时,还需要衡量包括引擎、驱动设备、变速箱、变速机等在内的重量。将其换算之后,电动汽车的续航里程大概为汽油汽车的1/4左右。

 

        此外,还需要考虑到能源的转换效率问题。汽油汽车的热效率不到15%,而电动汽车约为80%,因此可以说两者单位重量的续航里程几乎是在同等程度。而且尽管电动汽车拥有很长的历史,但是仍不断地引进新技术,因此可以认为今后也将继续技术革新。

 

       电动汽车的第四个缺点是“过于安静”的问题。电动汽车不像内燃机会进行燃烧爆发,电动机在运转时一直都很安静,因此噪音很小。这样行人在不小心接近汽车时,会因没感觉到汽车的存在而有危险性。关于这一缺点,目前正在讨论制定相应的法律制度,规定电动汽车有义务安装类似于引擎声音的设备。

 

        综上所述,电动汽车是一项古老而又新兴的技术,时至今日依然在发展进步的过程中。可谓是每天都在发生日新月异的变化。前面介绍了电动汽车的优点与缺点,不过只要能够开发出克服缺点的技术,大抵就能将以前的缺点迅速转化为优点。这是与发动机汽车大不相同的地方。

 

        发动机汽车使用的主要技术基本属于“机械工学”。当然,在引擎与刹车的控制方面会使用电子技术提高其稳定性与反应性,但电子技术只是一种手段。然而,电动汽车的生产技术主要是电动机的电磁感应电力工学,锂离子电池则是利用量子力学效果的凝聚态物理工学。此外,由于不燃烧燃料,而是加入了为蓄电池充电并可反复利用的工序,因此电动汽车与充电网这一社会基础设施的构建及可再生能源的应用密切相关。电动汽车的技术已经不再仅限于汽车领域。激进一点地说,电动汽车不仅能在道路上行驶,还有可能进化为能够驶入家庭或是办公室中的交通工具。

 

 

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