在过去十年左右的时间里,汽车世界发生了范式转变。在 2010 年代初期,电动汽车仍然是一个利基市场,主要是对具有环保意识的买家感兴趣,他们正在寻找主流耗油轿车和 SUV 的替代品。快进到 2021 年,全球电动汽车销量达到 660 万辆,比两年前的市场份额增加了两倍多。以前回避电力概念的品牌别无选择,只能开发自己的电动汽车以跟上市场的步伐。例如,几个月前,英国跑车制造商 Lotus 发布了其首款电动跨界 SUV Eletre。
电动汽车将继续存在。但是,评估每种电动汽车的“绿色”资质,甚至定义“电动汽车”一词并不像许多人想象的那么简单。随着电动汽车销量以创纪录的速度增长,一些国家甚至计划在本世纪末禁止新的燃烧动力汽车,消费者比以往任何时候都更重要的是要熟悉电动汽车的真正含义,以及为什么不熟悉所有电动汽车是相同的。
什么是电动汽车?
尽管是整个行业最常用的流行语之一,但“电动汽车”一词并不像最初看起来那么简单。它更像是一个总称,涵盖了从轻度混合动力到纯电动 BEV(电池电动汽车)的一系列动力系统。更复杂的是,一些市场根本不使用“电动汽车”一词,而世界上最大的汽车市场中国将其称为新能源汽车(或 NEV)。新能源汽车一词涵盖混合动力和纯电动汽车,但在美国和欧洲等西方市场,纯电动汽车和混合动力汽车通常被理解为两个不同的东西。
在美国被称为混合动力汽车将至少有两种推进方式,通常是电动汽油或电动柴油。相比之下,被称为电动的汽车通常只会使用电力作为动力来源。每种汽车都有优势,但目前的市场数据显示,美国人更喜欢纯电动汽车,2021年纯电动汽车占整体电动汽车市场的73.1%。
电动汽车的起源
关于电动汽车的最大误解之一是它们是最近的突破。尽管为现代电动汽车提供动力的技术是尖端的,但电动汽车的想法实际上可以追溯到燃烧动力汽车。1800 年代后期开发出第一辆原始电动汽车,1890 年第一辆可供美国客户使用的电动汽车上市销售。1899 年,贝克帝国 Runabout 首次亮相,这是一款开创性的电动汽车,由托马斯爱迪生和当时的美国第一夫人海伦塔夫脱。在接下来的十年中,电动汽车大受欢迎,到 1900 年,美国能源部报告称,美国道路上大约三分之一的车辆是电动汽车。
然而,这种成功并没有持续很长时间,因为 1908 年亨利福特量产的 T 型车的到来决定了第一波电动汽车的命运。能源部指出,到 1912 年,福特汽车的售价为 650 美元,而电动汽车的平均价格为 1,750 美元。这导致福特汽车公司的大量销售涌入,迅速扼杀了对昂贵电动汽车的需求。大多数电动汽车制造商根本无法将价格降到足够低,并在随后的几十年里破产了。
一些错误的开始
在整个 20 世纪中叶,电动汽车的发展被完全放弃,取而代之的是内燃机。汽油价格便宜,经济正在改善,新一代中产阶级正在涌现,他们希望通过一辆闪亮的凯迪拉克或福特来巩固他们的富裕地位。然后,在 70 年代,石油危机迫使汽车制造商重新考虑他们的战略。新一波电动汽车出现了,尽管在许多情况下,这些都是美化了的高尔夫球车,它们难以达到每小时 40 英里,并且射程非常有限。
不用说,这些电动微型车从未真正流行起来,随着 80 年代的到来,汽油价格趋于稳定,电动汽车再次被置于次要地位。直到 1996 年,汽车制造商才认真重新审视这一想法,以响应加利福尼亚州的一项要求,即制造商应销售一小部分零排放汽车。为响应这一要求,生产了一些电动汽车,包括通用汽车 EV1和丰田 RAV4 EV。但是,Car and Driver 报道称,来自汽车制造商的激烈游说导致该授权被取消,因此电动汽车又陷入默默无闻的几年。
现代时代
到 2000 年代后期,由于油价上涨和对汽油动力汽车对环境影响的担忧,电动汽车的想法再次受到关注。混合动力汽车正在崛起,以丰田普锐斯为首,尽管名声平淡,但在 1997 年推出后迅速在市场上站稳脚跟。2008 年,一家名不见经传的初创公司特斯拉将推出其首款全电动汽车,跑车,标志着 21 世纪最伟大的汽车行业成功故事之一的开始。
特斯拉的秘诀在于它成功地做到了其他汽车制造商很少能做到的事情:它让电动汽车变得很酷。围绕Model S 发布的炒作确保了它一开始就畅销,它的成功让传统制造商争先恐后地迎头赶上。在接下来的几年里,世界上许多最大的汽车制造商将继续推出自己的电动汽车和混合动力汽车系列,将曾经被广泛嘲笑的利基市场转变为全球汽车市场最热门的趋势之一。
轻度杂种
随着当前电动汽车市场的炒作,区分不同类型的电动汽车(包括混合动力车和 BEV)非常重要。混合动力车通常有两种形式之一,轻度混合动力车或插电式混合动力车。轻度混合动力车在许多方面与传统汽油车最相似,因为它们使用内燃机作为主要动力来源。该内燃机由辅助电动机辅助,该电动机从内置电池组中获取动力。电池组不能独立充电,而是从汽油发动机和再生制动等其他过程中获取能量。
像这样的混合动力车的主要优点是提高了效率,没有任何额外的麻烦。由于无法独立为电池充电,因此驾驶员无需担心寻找充电点或检查剩余续航里程等事情。他们只需用汽油或柴油重新加满汽车,然后照常进行。轻度混合动力车的缺点通常集中在它们的成本上: Edmunds 报告说,由于有两个发动机和更复杂的动力系统,混合动力车的购买成本可能比普通汽油车贵 20%。另外,如果他们有任何全电动能力的话,他们的纯电动能力往往仅限于城市低速驾驶。
插电式混合动力车
第二种主要的混合动力类型是插电式混合动力车(有时称为 PHEV)。与轻度混合动力汽车一样,PHEV 使用两台电机,一台是电动的,一台是汽油或柴油。但是,它们还具有充电端口,可以独立为电动机的电池充电。PHEV 几乎总是可以在有限范围内使用全电力运行,因此无需打开汽油发动机即可完成穿越城镇的短途旅行。这意味着通常完成短途旅行的司机大部分时间都可以在纯电动模式下使用汽车。但是,他们也可以灵活地使用汽油发动机进行偶尔的长途旅行。
然而,这确实意味着想要充分利用其 PHEV 电动能力的买家将不得不在家中安装一个快速充电点,或者如果他们没有空间,则必须经常出行到充电站。此外,值得注意的是,许多 PHEV 的全电动续航里程都非常小,斯巴鲁 Crosstrek Hybrid 仅达到 20 英里的续航里程,甚至同级领先的丰田 RAV4 Prime也仅达到 42 英里。
电池电动汽车
“电动汽车”的第三种也是最后一种主要类型是 BEV,或电池电动汽车。顾名思义,这些汽车完全靠电池组供电。许多最著名的电动汽车都是 BEV,特斯拉的整个系列、保时捷 Taycan 和日产聆风都属于这一类。仅依靠电池需要比混合动力汽车更大、更重的电池组,但这种额外的重量通常会被缺乏汽油发动机和相对简单的传动系统所抵消。
长期以来,对 BEV 续航里程的担忧一直被认为是其广泛采用的主要障碍之一。但是,近年来,技术进步了,续航里程最长的汽车现在一次充电可以行驶 300 多英里。价格通常也是一个症结所在,2020 年的一项研究表明,电动汽车的制造成本比汽油车高 45%,从而导致消费者价格上涨。然而,随着时间的推移,这一成本正在下降,彭博社的一项研究表明,到 2027 年,BEV 的生产成本将比汽油车更便宜。从理论上讲,电池电动汽车是最环保的电动汽车,因为它们在驾驶中产生零排放。然而,该理论并非没有缺陷。
电动汽车的环境问题
环保署指出,目前电动汽车的一个关键问题是,目前电动汽车的制造过程比燃烧动力汽车产生更大的碳足迹。然而,在汽车的整个生命周期中,EPA 引用的研究表明,电动汽车的温室气体排放量平均较少。问题是,这些研究中的大多数都没有考虑到汽车电池在汽车中不再有用后所发生的情况对环境的影响。汽车行业目前还没有具体的计划来处理所有这些老化的电池,随着越来越多的电动汽车达到使用寿命,这个问题预计将在未来 10 年内急剧增加。
世界经济论坛的气候顾问在接受《卫报》采访时表示,以环保的方式回收所有这些电池根本不可行,最好的办法是尝试让电池继续使用以其他方式更长时间。根据《卫报》的报道,一些初创公司正在尝试使用旧的电动汽车电池为风能和太阳能发电场储存电力。但是,考虑到未来几十年将有多少电池组被送往废品堆,这并不是一个完美的解决方案。目前,根本没有更好的解决方案。
电池技术成本
电动汽车背后技术的另一个当前问题是,更换电池组的成本仍然高得令人望而却步。在讨论电动汽车的未来时,二手车市场经常被忽视,但现实是电池最终会停止工作,二手车买家很可能会束手无策。在最近的一个案例中,一个花费 11,000 美元购买 2014 年电动福特福克斯的家庭被告知,在电池组发生故障后更换电池组将花费 14,000 美元。他们付不起这笔费用,使这辆车在拥有六个月后实际上一文不值。
目前的联邦法律规定,电动汽车制造商必须保证其电池组的使用寿命为 8 年或 100,000 英里,但由于福特汽车距离保修期还有几个月,所以这家人无能为力。需要为一辆 8 年车龄的汽车更换汽油发动机的想法似乎价值不高,但就目前而言,一辆 8 年车龄的电动汽车的电池随时可能失效,车主别无选择,只能如果他们负担不起更换电池的费用,则将其报废。
收益递减
电池组完全断裂是一个严重的问题,但同样严重的问题是某些电池退化的速度。2018 年的一项研究发现,日产聆风的某些型号的电池每年会退化超过其总续航里程的 9%。这将使它们在十年左右后几乎毫无用处,因为它们的剩余续航里程几乎无法让司机穿越一个大城市。考虑到2021 年美国道路上汽车的平均车龄为 12.1 岁,日产的表现相当糟糕。
Are EVs the future?
即使电动汽车行业面临挑战,很明显,从内燃机转向电力仍有一些相当大的优势。随着制造工艺的改进和电网对可再生能源的依赖增加,驾驶电动汽车的环境效益只会越来越大。目前,这绝不是一个完美的绿色解决方案。但是,考虑到这项技术的持续发展速度有多快,没有理由认为电动汽车行业当前的许多问题不会在未来十年左右的时间内得到解决。
无论是纯电动汽车成为行业标准,还是混合动力车继续被证明是新时代和传统动力之间有用的中间地带,几乎可以肯定的是,电动汽车在未来几年将变得更加普遍。尽管美国尚未宣布任何对内燃机的彻底禁令,但已发出信号,计划到 2035 年禁止汽油和柴油汽车,而英国已经承诺在本十年末禁止它们。电动汽车的结构、续航里程甚至动力系统可能会有所不同,但它们都有一个共同点:它们不会很快消失。