扔掉油箱的汽车,靠什么跑起来?
电动车其实比汽油车更老——它输掉上世纪那场比赛,是因为电池太笨重;一百年后,它带着更好的电池杀回来了。
绿灯一亮,旁边一辆挂绿牌的车悄无声息地蹿了出去——快得像没有预备动作。它不烧油,没有发动机的轰鸣,尾气管压根不存在。它靠一块大电池和一台电机跑天下。更让人意外的是:电动车不是新发明,一百多年前它就上过路,还一度和汽油车、蒸汽车三分天下,后来才被加油站时代甩下。
你知道吗
19 世纪末的欧美街头,电动车是贵妇们的最爱:不冒黑烟、不用费力摇把启动,安静又干净。发明大王爱迪生也押注电动车,一门心思改良电池——可惜后来汽油车越跑越远、加油越来越快,电动车一输就是一百年。
电池加电机,为什么跑得又快又省?
锂电池的充放电,是锂离子在正负极之间来回“搬家”:充电时被搬到负极存着,放电时跑回正极,一路放电子做功。电机这边更痛快:电流过线圈,磁场一推就转,结构简单到几百块钱的玩具都在用。于是效率天差地别——电机把九成以上的电能变成动力,而汽油发动机烧油,六成的能量白白变成热散掉了,能送到车轮的只有四成上下。
电动车还有个独门绝技:动能回收。踩刹车时,电机反过来当发电机,把车轮的动能收回去充进电池——下坡、减速都在“回血”。真正的软肋在能量密度:同样一斤重,汽油里存的能量是最好电池的几十倍。所以油车加两分钟油能跑七八百公里,电动车充电要小半小时,冬天开暖气还得再打折扣。快充、换电、更好的电池,就是工程师们正在攻的三座山头。
- 锂电池:锂离子在正负极间搬家存取能量
- 电机:电能直接变转动,效率九成以上
- 内燃机:烧油四成上下的热效率上限
- 动能回收:刹车时反向发电,边开边回血
- 能量密度:单位重量存多少能量,电池的软肋
车轮上的“移动电站”
今天中国是全球新能源汽车产销量最大的国家,街头绿牌车川流不息;动力电池的产能也位居世界前列,装进了各国品牌的车。工程师们还在画更大的图:晚上低谷时充电、白天高峰时把电卖回电网,让千万辆电动车变成一座随叫随到的“分布式电站”。
动手试试
动手试一试:找一个用干电池的小风扇或玩具小车(一定用电池的,别碰插座),让它空转,再用手指轻轻按住扇叶让它慢慢停下,摸摸马达外壳——微微发热。能量没消失:空转时变成风,堵住时变成了热。电动车的电机干的是同一件事,只是大了成千上万倍。
我没有失败,我只是找到了一万种行不通的办法。——爱迪生(大意)