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Letting electric vehicles go the distance

Published on: January 15, 2014

统计显示,2013年美国总计销售纯电动汽车4.6万辆,较上年增长241%。欧洲市场也掀起了汽车电动化热潮。法国雷诺、德国大众及德国宝马都纷纷推出纯电动汽车,2014年还将相继推出插电式混合动力车。目前,对于电动汽车的开发竞争已不再是围绕电动汽车本身的技术,而是如何使电动汽车跑得更快、走得更远。
在人们的印象中,电动汽车的性能和续航能力一直是制约其发展的短板。如今,随着越来越多的针对电力供应的技术革新,电动汽车的性能已经逐渐赶上并超越传统燃油汽车。以电动汽车的领军企业特斯拉为例,工程师利用IGBT(绝缘栅双极型晶体管)取代传统的电容电感来控制输入电流电压,这样的控制更精确、更快速。在高功率的驱使下,电动机最大转速可达13000转/分,百公里加速只需4秒钟,与市场上多款高端车实力相当,大大改善了电动汽车“疲软”的驾驶体验。
目前,大部分电动汽车都已经使用锂电池来取代老式铅酸电池以取得更高的能量和功率密度。然而,很多厂商在设计阶段无法压缩锂电池的体积,当温度不稳定时容易造成电动汽车起火。特斯拉的工程师最终想出了将笔记本厂家生产的7000颗圆柱形锂电池串并联成一个大型电池组的方案:用69个小电池并联封装成一个电池砖,9个电池砖串联成一个电池片,11个电池片并联成一个电池系统,总共6831个小电池。这种柱形电池分辨率高,控制更精准,并且带有液体冷却系统,可让锂电池快速散热。
一些新的技术突破也使续航不再是制约电动汽车发展的瓶颈。燃油汽车的最大优势之一就是在世界各地都可以找到加油站,只要花几分钟的时间就可将油箱装满,继续上路。为了提高电动汽车的续航能力,特斯拉的工程师们更新了直流交流电之间的车身外转化技术,并在此基础上建成了“超级充电站”。超级充电站里的充电柱共同从自带的太阳能电网馈入12千伏/750千伏安的电,每个充电柱通过480伏的电压。与此同时,2000安的电流在经过接电装置后,每个柱子就得到480伏/200安的电流。使用30安电流的公共充电站为特斯拉S型轿车充电30分钟只能开16公里,使用40安的电流也只能开25公里,而用超级充电站充电30分钟可以续航368公里。更重要的是,这些完全免费的超级充电站全部依靠太阳能发电,更好地展示了电动汽车“环保、方便、价格低廉”的发展趋势。
不过,尽管车身性能已经逐渐超越传统燃油汽车,电动汽车仍未从根本上解决其高成本问题。特斯拉汽车仅电池成本就高达4至5万美元,占车身成本的一半,如此高昂的价格无法满足所有人购车的需求。此外,虽然电动汽车在充电续航方面有了一些突破,但是未来的发展仍然存在不确定性。美国市场研究机构派克研究公司称,2015年全球充电站数将达470万个。但从短期看来,由于充电站的盈利空间比燃油小很多,要达到加油站的普及程度,恐怕还需要一定时间,并且离不开政府的大力支持。顾智琦

 
Original title: 让电动汽车走得更远
Links: Original CN (url).

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