侃电动:电动车没技术上的含金量?两次诺奖让车翻越两座大山

时间: 2023-11-29 20:24:02 |   作者: 一体化专机

技术数据

  电动汽车在今天慢慢的变成了前卫与科技的代名词,但你知道它其实比内燃机更早被发明出来吗?今天我们来简单回顾电动车的历史。

  电动汽车的历史不仅比燃油车早很多,甚至早于内燃机的诞生。1834年,美国发明家T.Davenport就发明了世界上第一辆电动汽车,当然电池不可充电,速度仅为6km/h。直到1860年,法国勒努瓦才模仿蒸汽机结构,设计制造出第一台实用的煤气机,这是第一台无压缩、电点火、使用照明煤气的内燃机,热效率4%左右。

  经过40多年技术改进发展,Gustave Trouve 在1881 年发明了由铅酸蓄电池供电的纯电动汽车,速度为 15km/h,续驶里程为 16km。到了1883年,德国的戴姆勒(Daimler)成功制造了第一台立式汽油机,1886年卡尔本茨将汽油发动机与马车结合成功,并申请了汽车专利,内燃机汽车正式登上历史舞台。

  在这个时代,电动汽车与内燃机汽车是平等的竞争关系,毕竟当时的内燃机车速度也很慢、续航也不远,不见得有明显优势。但经过将近二十年的发展,到了1905年,电动车就在第一次竞争中败下阵,逐渐淡出商业市场,主体问题是电池不支持长续航,而电机的性能也很差。这个时代,电动车的主要特征是采用不可充电电池或铅酸电池与直流电动机,电池单位体积内的包含的能量低、成本高,电机功率较小,加速体验也不好,制约了其发展。

  摆在电动车面前的两座大山——电机与电池,需要一些时间去翻越,而这两座大山,都需要基础科学的大革命才能完成突破。时间来到1947 年,贝尔实验室发明了晶体管,并因此获得诺贝尔物理学奖。1956年,贝尔实验室又发明了晶闸管,标志着电力电子技术的诞生。晶闸管凭借其优越的电气性能和控制性能,快速取代了水银整流器和旋转变流机组,实现了交流电机的变频供电和高效运行。

  而在这半个世纪参数图片)的过程中,内燃机的结构逐渐完备,排量不断的提高,功率也持续不断的增加,加上福特完善了流水线生产,汽车已经实现了大规模量产,价格也一路走低,慢慢的变成为普通消费品。

  1966 年,通用汽车公司才制造了由晶闸管变频器供电、异步电机驱动的电动汽车 Electronvan。到这样一个时间段,第一座大山才算翻越过去,电机的加速性能足以与内燃机媲美,但显然这不够,因为第二座山更难攀登。在20世纪 80年代,通用汽车和雪铁龙公司已经推出了EV1 和 106 Electic等车型,采用交流电机,加速体验已经很不错,但受制于电池技术,续航很难超过200km。而此时内燃机车已经很成熟,从市场角度看电动车依然没有前景。

  这个时代,电池技术的进步其实也不小,镍镉、铅酸、镍氢等类型的电池已经走上历史舞台。不过,它们的平均单位体积内的包含的能量只有50Wh/kg,对于车用而言显然不够。但人类对于电池的技术投入很大。在1976年,英国人斯坦利·惠廷厄姆在实验室首次制造出了锂电池,1980年美国人约翰·古迪纳夫发现钴酸锂和锰酸锂可当作正极材料,1985年日本人吉野彰制成了首个商业可行的锂离子电池。至此,锂电池正式走上历史舞台。1992年,钱学森给国家写的关于发展电动车的著名信件,就是基于锂电池量产的事实。而到了2019年,诺贝尔化学奖授予了约翰·古迪纳夫、斯坦利·惠廷厄姆和吉野彰,表彰他们在锂离子电池研发领域做出的贡献。

  后来的事情大家可能都比较熟悉了,从特斯拉的横空出世,到中国新势力的崛起,电动车终于发展成为汽车的主流,而内燃机则遇到了排放、能耗等不可持续的问题,两者此消彼长,电动车取代之势已成。

  回头看这段历史,给人很多感叹。电动车的理论和实践都早于内燃机车,但却被电机与电池牢牢锁死。突破这两个领域,都是诺奖级的发明,足以证明电动车的技术上的含金量相当高。反而内燃机车,别说诺奖级的发明,就是先进科技直接运用的都不算多,大部分都是航空航天的剩余技术。如果今天还有人跟你说电动车没技术上的含金量,就拿这篇文章狠狠给他甩过去。

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