菲爾·沃爾特/蓋蒂圖片社霧霾、霧霾和繁忙的交通充斥著中國北京的城市道路。查看更多北京的照片。汽車可以是一件美妙的事情。它可以帶你去你想去的地方，什么時候 - 即使那些地方?jīng)]有公共交通服務(wù)。事實上，如果沒有汽車，現(xiàn)代生活的大部分時間都是不可能的。他們幫助我們?nèi)スぷ?、上學(xué)、雜貨店，甚至只是去當(dāng)?shù)氐馁徫镏行摹２恍业氖?，盡管汽車很棒，但它們也有一些嚴(yán)重的缺點。其中兩個缺點是它們通?；ㄙM大量資金來維護，并且它們會用有毒氣體污染大氣。 空氣污染 在許多城市地區(qū)已成為一個嚴(yán)重的問題，并且 汽油價格 創(chuàng)歷史新高，內(nèi)燃機 發(fā)動機 可能很快就會成為社會根本負(fù)擔(dān)不起的奢 侈品。

　　很少有人會主張完全放棄汽車，但是有沒有一種方法可以擁有汽車的動力和便利，而不會因燃燒汽油而造成污染和費用?幸運的是，有。許多人認(rèn)為，不遠(yuǎn)的將來的汽車將不是由汽油提供動力，而是由 電力.事實上，這些 電動車 - 也被稱為電動汽車或電動汽車 - 根本不是未來主義的。電動汽車自 19 世紀(jì)上半葉以來一直存在;然而，即使在 21 世紀(jì)的今天，內(nèi)燃機仍然占主導(dǎo)地位。但為什么電動汽車沒有流行起來呢?

　　電動汽車的核心是它的 電池.與電池不同

　　大多數(shù)汽車，主要用于啟動發(fā)動機和運行附件，如 收音機 或 空調(diào)，電動汽車中的電池可以運行一切。最重要的是，它運行電動機 - 或者更準(zhǔn)確地說，它運行 控制器 這反過來又運行電動機 - 因此它需要足夠強大和持久，以便以最少的充電將駕駛員帶到他們需要去的地方。直到最近，還沒有制造出可靠的、可大規(guī)模生產(chǎn)的電池，使電動汽車與汽油動力汽車競爭。然而，這種情況正在開始改變。電動汽車不僅變得可行，而且現(xiàn)在有望開始從主要汽車制造商的裝配線上下線。

　　閱讀下一頁，了解電池是否將成為為汽車提供動力的實用方式。

　　電動汽車電池的類型

　　一個 電池 是一種用于儲存化學(xué)能并將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。電池由一個或多個電池組成 電化學(xué)電池，每個由兩個半電池或 電極.一個半單元，稱為 陰性 電極，具有過多的微小的帶負(fù)電的亞原子粒子，稱為 電子.另一個，稱為 陽性 電極，具有電子缺陷。當(dāng)兩半通過電線或電纜連接時，電子將從負(fù)極流向正極。我們稱這種電子流為電。這些移動電子的能量可以用來做功——例如運行電機。當(dāng)電子通過正極時，流動逐漸減慢，電池產(chǎn)生的電力電壓下降。最終，當(dāng)正極和負(fù)極的電子一樣多時，電池被認(rèn)為是“死的”，不再能夠產(chǎn)生電流。

　　電子是由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的，市售電池中使用了許多不同的化學(xué)反應(yīng)。例如，手電筒和電視中常用的熟悉的堿性電池 遙控器 通過涉及鋅和氧化錳的化學(xué)反應(yīng)發(fā)電。大多數(shù)堿性電池被認(rèn)為是 一次性電池.一旦它們死了，它們就毫無用處，應(yīng)該被回收利用。另一方面，汽車電池需要充電，因此不需要不斷更換。在一個 可充電電池，電能用于反轉(zhuǎn)電化學(xué)電池的負(fù)極和正半，重新啟動電子流。

　　汽車制造商已經(jīng)確定了三種類型的可充電電池適合電動汽車使用。這些類型是 鉛酸 電池 鎳氫 電池，以及

　　鋰離子 (鋰離子) 電池。

　　鉛酸電池發(fā)明于1859年，是仍在使用的最古老的可充電電池形式。自19世紀(jì)以來，它們已被用于所有類型的汽車 - 包括電動汽車。鉛酸蓄電池是一種 濕電池 通常在打開的容器中含有溫和的硫酸溶液。這個名字來自鉛電極和用于在這些電池中發(fā)電的酸的組合。鉛酸電池的主要優(yōu)點是，在使用這么多年之后，它們被很好地理解并且生產(chǎn)成本低廉。然而，它們在使用時確實會產(chǎn)生危險氣體，如果電池過度充電，就有爆炸的風(fēng)險。

　　鎳氫電池在 1980 年代后期開始商用。他們有一個很高 能量密度 也就是說，大量的能量可以裝進一個相對較小的電池中，并且不含任何有毒金屬，所以它們很容易 回收.

　　鋰離子電池在1990年代初投入商業(yè)使用，具有非常高的能量密度，并且在不使用時比大多數(shù)電池更不容易失去電荷 - 這種特性稱為 自放電.鋰離子電池因其重量輕、維護要求低等特點，被廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備中，如 筆記本電腦.一些專家認(rèn)為，鋰離子電池與科學(xué)尚未開發(fā)出完美的可充電電池一樣接近，而這種類型的電池是 為電動汽車提供動力 不久的將來。鋰離子電池的一種變體，稱為鋰離子聚合物電池，也可能證明對電動汽車的未來很有價值。這些電池最終的制造成本可能低于鋰離子電池;然而，目前，鋰離子聚合物電池的價格令人望而卻步。

　　也許與電動汽車電池相關(guān)的最大問題是為它們充電。你如何為電動汽車電池充電?更重要的是，你在哪里為電動汽車電池充電?你能自己做嗎?你能在家做嗎?閱讀下一頁以找出答案。

　　電動汽車充電

　　可充電電池是無用的，除非您有地方可以充電。如果你的電動汽車的果汁快用完了，你不能只是在當(dāng)?shù)氐募佑驼究焖偻Ａ簟悄惝?dāng)?shù)氐募佑驼居幸粋€可以插上電源的地方。不幸的是，為電動汽車中的大量電池充電可能需要幾個小時，大多數(shù)加油站都希望您不要阻塞他們的車道。

　　那么長。

　　充電問題的最佳解決方案是晚上將汽車帶回家并插入電源，類似于插入筆記本電腦或數(shù)字音樂播放器的方式，以便它可以在一夜之間充電。電動汽車將配備充電系統(tǒng)，允許它們從標(biāo)準(zhǔn)電源插座充電，以便第二天早上您就可以再次上路了。盡管至少有一家公司聲稱正在開發(fā)可以在10分鐘內(nèi)為電動汽車充電的系統(tǒng)，但現(xiàn)有的充電器需要

　　3 和 10 小時，使用普通家庭電力使電動汽車電池達(dá)到最大強度

　　[資料來源：費倫巴赫]。

　　丹尼爾·貝雷胡拉克/蓋蒂圖片社

　　2008年8月13日，一名男子在英國倫敦的一個充電站為他的電動汽車充電。

　　電動汽車充電后，需要再次充電之前會走多遠(yuǎn)?這取決于許多因素，包括車輛中的電池類型。使用鉛酸電池的電動汽車?yán)m(xù)航里程最短 - 一次充電約80英里(128.7公里)。鎳氫電池的性能更好，每次充電的續(xù)航里程約為120英里(193.1公里)。這就是鋰離子電池的優(yōu)勢所在，每次充電的續(xù)航里程超過220英里(354.1公里) - 以特斯拉跑車為例。如果行駛距離是最重要的考慮因素，那么鋰離子電池就是最重要的考慮因素

　　來選擇。

　　電動汽車的續(xù)航里程可以通過一種稱為 再生制動，它利用汽車制動器的動能為電池充電。在最佳駕駛條件下，再生制動可以將汽車的續(xù)航里程延長至50%，但在大多數(shù)情況下，續(xù)航里程的增益會更小。

　　但是，如果您想乘坐電動汽車進行更長的旅行并且不會回家過夜充電怎么辦?有沒有可以插入的地方?尠 充電站 目前存在，但電動汽車制造商正計劃建造充電站，以便在客戶開始駕駛電動汽車時基礎(chǔ)設(shè)施到位。全電動特斯拉跑車的制造商特斯拉汽車公司(Tesla Motors)已與一家大型連鎖酒店達(dá)成協(xié)議，為想要在一夜之間為Roadster充電的顧客提供充電站。充電站的一個優(yōu)點是，它們可能比家庭充電系統(tǒng)更快地為汽車充電，盡管車輛不太可能像在加油站那樣快速進出。不幸的是，可能需要一段時間才能有足夠的充電站來讓電動汽車車主在長途旅行中充電。在不久的將來，電動汽車將最適合上下班或上學(xué)以及當(dāng)?shù)芈眯泻唾徫锫眯小? 以這種方式使用時，汽車每天晚上都會安全地塞進車庫進行電氣加油。

　　接下來，找出一些優(yōu)點 - 是的，甚至是一些缺點 - 去

　　全電動。

　　電動汽車的優(yōu)缺點

　　電動汽車電池最明顯的優(yōu)勢是它們不會產(chǎn)生與內(nèi)燃機相關(guān)的污染。然而，它們?nèi)匀挥协h(huán)境成本。用于為電動汽車電池充電的電力必須來自某個地方，目前，大多數(shù)電力都是通過燃燒化石燃料產(chǎn)生的。當(dāng)然，這會產(chǎn)生污染。但是，燃燒化石燃料為電動汽車電池充電所產(chǎn)生的污染與內(nèi)燃機產(chǎn)生的污染相比如何?根據(jù)加拿大電動汽車協(xié)會(EVAC)的數(shù)據(jù)，即使是從燃煤發(fā)電機充電的電動汽車也會減少 碳排放 大約一半。從更清潔的發(fā)電形式(如水力發(fā)電和 核電站，可以將碳排放量減少到目前內(nèi)燃機產(chǎn)生的碳排放量不到百分之一。因此，即使在最壞的情況下，由電動汽車電池驅(qū)動的汽車也比汽油動力汽車更清潔。

　　凱倫·凱茨默斯基/庫存照片

　　電池似乎是為車輛供電的一種實用方式。優(yōu)點和缺點是什么?

　　與燃?xì)獍l(fā)動機相比，電池供電電機的另一個重要優(yōu)勢是燃料成本較低 - 即電動汽車的電力和內(nèi)燃機的天然氣。美國能源部計算出，一輛典型的電動汽車可以用一美元的電力行駛 43 英里。只有成本大幅下降 汽油 可以為汽油動力汽車提供接近如此低的每英里成本。

　　這些可充電電池的另一個優(yōu)點是它們回收良好。這些電池幾乎100%可以回收利用，這可以防止舊電池成為處置問題。

　　正如我們在上一節(jié)中提到的，電池供電汽車的主要缺點是給電池充電所需的時間。跟 鋰離子電池 技術(shù)上，充滿電的電動汽車可以行駛與加滿油箱的內(nèi)燃機汽車相當(dāng)?shù)木嚯x，但在此期間仍需要將其放置在充電器上。目前，這意味著耗盡的電動汽車將在完全充電之前停止使用幾個小時。當(dāng)然，這是一個嚴(yán)重的缺點。未來，更快的充電技術(shù)可能會變得可用，但在短期內(nèi)，電動汽車不會成為長途旅行的首選車輛。即便如此，大多數(shù)駕駛都是在離家相對較近的地方進行的，因此，電池電量和汽油動力都將發(fā)揮作用。充電情況的可能解決方案可能是電池更換站，無需為電動汽車充電，只需將耗盡的電池?fù)Q成充滿電的電池即可。 該系統(tǒng)將允許電池在車輛外充電，并將大大減少電動汽車在電池完全放電后重新啟動和運行所需的時間。

　　電動汽車電池的另一個缺點是它們的重量。由于電動汽車電池需要做的不僅僅是傳統(tǒng)的汽車電池，因此需要將它們連接在一起形成陣列或電池組，以提供額外的電力。這些電池集合很重。鋰離子電池組 特斯拉跑車 重約 1，000 磅(453.6 千克)。攜帶的重量很大，可以大大減少汽車的續(xù)航里程。然而，Roadster的設(shè)計師用輕巧的框架和車身面板抵消了這個電池重量。整輛車僅重2，690磅(1220.2公斤) - 當(dāng)你考慮到超過三分之一的重量是電池時，并不是很重。

　　鑒于電池對電動汽車的重要性，您可能想知道隨著電池老化會發(fā)生什么。它能為汽車提供多長時間的動力?當(dāng)它最終死亡時，是否可以更換它，或者只是購買新車更經(jīng)濟?請繼續(xù)閱讀以找出答案。

　　電動汽車電池的生命周期

　　電動汽車電池能用多久?鋰離子電池組中的鋰離子電池組 特斯拉跑車 預(yù)計壽命約為 5 年或 100，000 英里。在這段時間結(jié)束時，將需要更換包裝，費用約為10，000美元。當(dāng)然，這很貴，但Roadster本身將花費近10萬美元，這使得電池組的成本看起來可以承受。毫無疑問，許多(也許是大多數(shù))車主更愿意更換電池組，而不是購買全新的Roadster。

　　賈斯汀·沙利文/蓋蒂圖片社

　　2009年特斯拉跑車是一款全電動零排放車輛，能夠行駛近250英里

　　一次充電。

　　誠然，電池維護成本會增加運營任何電動汽車的費用。電動汽車中使用的電池組將保持緊密封閉，因此您很可能需要將您的電動汽車帶到經(jīng)銷商處進行電池維修。要考慮的另一點是，目前，這是一項相對較新的技術(shù)。隨著電動汽車在道路上變得越來越普遍，與之相關(guān)的一些高價格將會降低。但目前，特斯拉跑車的10，000美元電池是我們唯一的參考點之一。其他電動汽車的電池成本會更高嗎?它們的成本會更低嗎?更換某些電動汽車的電池成本是否會超過購買新車的成本?只有時間會證明一切。

　　電動概念車

　　在過去的幾十年里，已經(jīng)開發(fā)了許多電動概念車。有些，如Electrovair II和Electrovette，從未進入展廳，而這個名單上的其他人可能有機會戰(zhàn)斗。以下是電動汽車概念車及其動力電池的簡短列表：