盤點(diǎn)新能源汽車“三劍客”

馬迪

如果搞一個(gè)近幾年來出現(xiàn)頻率最高的環(huán)保熱詞榜，霧霾絕對是有力的冠軍爭奪者。雖然PM2.5肉眼不可見，但霧霾卻是“看得見、聞得著”，讓人們避無可避、憂心忡忡。雖然車輛尾氣排放在霧霾中的占比還存在爭議，但對絕大多數(shù)城市來說，車越來越多、路越來越堵已是不爭的事實(shí)。望著排氣管這個(gè)離我們最近的空氣污染源，人們不禁會問新能源汽車時(shí)代到底什么時(shí)候才能到來呢？

提到新能源汽車，人們的第一反應(yīng)往往是電動車。但其實(shí)所有采用非常規(guī)車用燃料作為動力來源的汽車都可以稱為新能源車，比如燃?xì)?、燃料電池、液化石油氣、氫能源、太陽能等等，而目前真正暢行天下的主要有三種—純電動汽車、混合動力汽車和插電式混合動力車。

其實(shí)，電動車并不是什么新鮮事物，它甚至比現(xiàn)在常見的汽車更“古老”——這是因?yàn)橹绷麟姍C(jī)早于內(nèi)燃機(jī)問世。1834年，美國人達(dá)文波特就制造出了第一輛直流電機(jī)驅(qū)動的電動車，比世界上第一臺使用的內(nèi)燃機(jī)早了26年。隨著廉價(jià)的石油資源滾滾流入市場，汽油、柴油為燃料的內(nèi)燃機(jī)不但徹底取代了蒸汽機(jī)，也讓人們幾乎忘記還有電動汽車的存在。

混合動力汽車的歷史也不短。1899年，著名的保時(shí)捷公司創(chuàng)始人斐迪南·保時(shí)捷便研制成了第一輛混合動力汽車的原型車Semper Vivus。當(dāng)時(shí)，他沉迷于研發(fā)電動汽車，但由于電池供能效率低，行駛里程短成了最大的問題。于是，保時(shí)捷異想天開，決定裝一個(gè)內(nèi)燃機(jī)上去，燒汽油給電池充電！以電為主、油為輔，這種思路與如今的混合動力汽車正相反。

由于造價(jià)高昂、續(xù)航里程短、電池重量大等多方面原因，那個(gè)時(shí)代并沒有多少人選擇電動汽車。整個(gè)20世紀(jì)，人們能看到的只有少量有軌電車、無軌電車、以及更少見的小型電瓶車。當(dāng)然，“南轅北轍”的混合動力汽車也沒有獲得什么發(fā)展機(jī)會。

20世紀(jì)末，石油資源的日益減少、大氣環(huán)境的污染嚴(yán)重，讓人們重新關(guān)注電動汽車。但電池儲能仍是電動車無可規(guī)避的硬傷。因?yàn)榕c傳統(tǒng)燃料相比，電池的供能效率實(shí)在低得可憐。這就好比你吃掉整整一公斤的黃瓜，得到的熱量還不如一小盒冰淇淋。

以保時(shí)捷1900年正式推出的電動汽車為例，僅電池組就重達(dá)1.678噸，充足電只可跑50公里。一個(gè)多世紀(jì)后的2014年，代表最先進(jìn)電動汽車技術(shù)的特斯拉推出MODEL S，使用7000多節(jié)18650鋰電池，電池組重544公斤，理論續(xù)航里程為500公里。相比百年前已經(jīng)有了相當(dāng)大的飛躍。

即使如此，電池儲能密度仍比傳統(tǒng)燃料低了不止十倍。理論上講，一公斤的鋰離子電池可存儲0.25千瓦時(shí)的電能，而一升汽油能產(chǎn)生相當(dāng)于3.7千瓦時(shí)的能量。汽油是發(fā)生燃燒反應(yīng)直接消耗掉，能量釋放比較猛烈，轉(zhuǎn)換率低；電池則是通過較為溫和的化學(xué)反應(yīng)來儲存和釋放能量，效率很高且穩(wěn)定。因此綜合而論，特斯拉544公斤的電池組大致相當(dāng)于30-40升汽油。

電池是不能無限制地增加的，這會進(jìn)一步增加車重，增加成本，在本已高昂的電動汽車價(jià)格上雪上加霜。在電池技術(shù)尚無突破的當(dāng)下，電動汽車顯然更適合短途使用，想走得更遠(yuǎn)，需要依賴大量尚未建設(shè)的充電站，這注定了旅程的艱難。

以目前內(nèi)燃機(jī)技術(shù)，一升汽油雖然“應(yīng)該”釋放出3.7度左右能量，但也是有條件的：以恒定速度運(yùn)行才可以達(dá)到發(fā)動機(jī)的最高水平。起步、換擋和大腳油門，都會使發(fā)動機(jī)的熱效率急劇下降，尤其是在路況不佳的大城市中，浪費(fèi)掉總能量的一半也毫不奇怪?！皩庨_70邁，不堵小區(qū)外”就是這個(gè)道理。

油電混合動力就是為了改善發(fā)動機(jī)效率低下而誕生的。電池釋放能量非常穩(wěn)定，在起步、加速等時(shí)候可以取代效率低下的發(fā)動機(jī)，等進(jìn)入順暢路況后再切換回燃油發(fā)動機(jī)，并反過來給電池充電。雖然不能從外部給電池充電，也不能用純電動模式長距離行駛，但仍對節(jié)能、減排有重要意義。

近年出現(xiàn)的插電式混合動力汽車顯得更加靈活。它可以使用外部電源充電，電池容量大于一般的混合動力車輛，但又比純電動車小。純電動模式下的續(xù)航能力只有數(shù)十公里，可以滿足一般城市通勤需要。若長途駕駛電能耗盡時(shí)，則開始使用內(nèi)燃機(jī)提供能量。但這種雙重動力系統(tǒng)造價(jià)不菲，算得上是它最大的缺點(diǎn)。

隨著環(huán)境的惡化和能源的緊缺，新能源汽車已經(jīng)成為汽車工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。為了能讓它由“概念”走向現(xiàn)實(shí)，各國政府都在為這個(gè)產(chǎn)業(yè)提供數(shù)額不小的補(bǔ)助。中國也在加大對新能源汽車的扶持力度，將之列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。希望新能源汽車能引領(lǐng)越來越多的人開始綠色新生活。