盤點新能源汽車“三劍客”

馬迪

如果搞一個近幾年來出現頻率最高的環保熱詞榜，霧霾絕對是有力的冠軍爭奪者。雖然PM2.5肉眼不可見，但霧霾卻是“看得見、聞得著”，讓人們避無可避、憂心忡忡。雖然車輛尾氣排放在霧霾中的占比還存在爭議，但對絕大多數城市來說，車越來越多、路越來越堵已是不爭的事實。望著排氣管這個離我們最近的空氣污染源，人們不禁會問新能源汽車時代到底什么時候才能到來呢？

提到新能源汽車，人們的第一反應往往是電動車。但其實所有采用非常規車用燃料作為動力來源的汽車都可以稱為新能源車，比如燃氣、燃料電池、液化石油氣、氫能源、太陽能等等，而目前真正暢行天下的主要有三種—純電動汽車、混合動力汽車和插電式混合動力車。

其實，電動車并不是什么新鮮事物，它甚至比現在常見的汽車更“古老”——這是因為直流電機早于內燃機問世。1834年，美國人達文波特就制造出了第一輛直流電機驅動的電動車，比世界上第一臺使用的內燃機早了26年。隨著廉價的石油資源滾滾流入市場，汽油、柴油為燃料的內燃機不但徹底取代了蒸汽機，也讓人們幾乎忘記還有電動汽車的存在。

混合動力汽車的歷史也不短。1899年，著名的保時捷公司創始人斐迪南·保時捷便研制成了第一輛混合動力汽車的原型車Semper Vivus。當時，他沉迷于研發電動汽車，但由于電池供能效率低，行駛里程短成了最大的問題。于是，保時捷異想天開，決定裝一個內燃機上去，燒汽油給電池充電！以電為主、油為輔，這種思路與如今的混合動力汽車正相反。

由于造價高昂、續航里程短、電池重量大等多方面原因，那個時代并沒有多少人選擇電動汽車。整個20世紀，人們能看到的只有少量有軌電車、無軌電車、以及更少見的小型電瓶車。當然，“南轅北轍”的混合動力汽車也沒有獲得什么發展機會。

20世紀末，石油資源的日益減少、大氣環境的污染嚴重，讓人們重新關注電動汽車。但電池儲能仍是電動車無可規避的硬傷。因為與傳統燃料相比，電池的供能效率實在低得可憐。這就好比你吃掉整整一公斤的黃瓜，得到的熱量還不如一小盒冰淇淋。

以保時捷1900年正式推出的電動汽車為例，僅電池組就重達1.678噸，充足電只可跑50公里。一個多世紀后的2014年，代表最先進電動汽車技術的特斯拉推出MODEL S，使用7000多節18650鋰電池，電池組重544公斤，理論續航里程為500公里。相比百年前已經有了相當大的飛躍。

即使如此，電池儲能密度仍比傳統燃料低了不止十倍。理論上講，一公斤的鋰離子電池可存儲0.25千瓦時的電能，而一升汽油能產生相當于3.7千瓦時的能量。汽油是發生燃燒反應直接消耗掉，能量釋放比較猛烈，轉換率低；電池則是通過較為溫和的化學反應來儲存和釋放能量，效率很高且穩定。因此綜合而論，特斯拉544公斤的電池組大致相當于30-40升汽油。

電池是不能無限制地增加的，這會進一步增加車重，增加成本，在本已高昂的電動汽車價格上雪上加霜。在電池技術尚無突破的當下，電動汽車顯然更適合短途使用，想走得更遠，需要依賴大量尚未建設的充電站，這注定了旅程的艱難。

以目前內燃機技術，一升汽油雖然“應該”釋放出3.7度左右能量，但也是有條件的：以恒定速度運行才可以達到發動機的最高水平。起步、換擋和大腳油門，都會使發動機的熱效率急劇下降，尤其是在路況不佳的大城市中，浪費掉總能量的一半也毫不奇怪。“寧開70邁，不堵小區外”就是這個道理。

油電混合動力就是為了改善發動機效率低下而誕生的。電池釋放能量非常穩定，在起步、加速等時候可以取代效率低下的發動機，等進入順暢路況后再切換回燃油發動機，并反過來給電池充電。雖然不能從外部給電池充電，也不能用純電動模式長距離行駛，但仍對節能、減排有重要意義。

近年出現的插電式混合動力汽車顯得更加靈活。它可以使用外部電源充電，電池容量大于一般的混合動力車輛，但又比純電動車小。純電動模式下的續航能力只有數十公里，可以滿足一般城市通勤需要。若長途駕駛電能耗盡時，則開始使用內燃機提供能量。但這種雙重動力系統造價不菲，算得上是它最大的缺點。

隨著環境的惡化和能源的緊缺，新能源汽車已經成為汽車工業發展的必然趨勢。為了能讓它由“概念”走向現實，各國政府都在為這個產業提供數額不小的補助。中國也在加大對新能源汽車的扶持力度，將之列為戰略性新興產業。希望新能源汽車能引領越來越多的人開始綠色新生活。