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版主:阿飛的劍
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給電動車潑點冷水
送交者: 0+1 2024年02月11日19:28:37 於 [茗香茶語] 發送悄悄話

2008年,特斯拉第一輛電動車 Roadster 橫空出世,充電一次可行使244英里(393公里)。出遠門旅行還有點問題,但上下班應該已經沒有問題。在這之前也有“電動車”,但只能火車站或碼頭短距離運點東西,或在高爾夫球場瀟灑一下,根本沒有續航能力的概念。

我對新生事物一向後知後覺。好多年後,有一次逛購物中心(Mall),一個房間內展示着一輛特斯拉,經過太太科普,才第一次知道這個品牌。太太說,這種車一輛至少10萬,還買不到,至少要等一年。

從那之後(或更早),我開始注意這方面的報道。激進或天真的環保人士大力宣傳電動車的“0污染”,我那時對此知之甚少,只是從物理學家的直覺,覺得這“0”似乎太誇張,難道這電動車用的電是天上掉下來的。儘管在晚上用電低谷時,這電不用也就浪費掉了,但說“0”總是不對。

今天我給女兒買了一輛油電混合的豐田 Prius,有了第一手知識,熱心博學的推銷員又給我科普了好多。很巧,今天正好讀到一篇關於電動車和油動車費用比較的文章,知道了幾個關鍵的數據,就有了寫篇文章的衝動。因為在美國,文中使用英里,讀者可按照1英里=1.609公里或1.6公里換算。

先介紹一個基本概念,油電車是如何省油的。油動車在高速公路上是相當省油的。微型車(比如Smart)除外,省油的佼佼者豐田Corolla MPG Miles per Gallan)可達到35。車型稍大的豐田Camry 可達到32。這兩款車都是曾經擁有的,所以是第一手資料。可是一下高速,下面稱為低速,耗油量就猛增。至於原因嗎,外行人只知道燃燒不完全,再要深入分析,那非得工科專業人士了。

油電車的基本思路,就是高速時燒油,低速時燒電,兩者的分界線,一般定在每小時35英里。低速時用的電,大約由兩部分組成。傳統車引擎總是有個發電機,以四氣缸引擎為例,這些電依次點燃四個火花塞,將汽油的化學能轉換成機械能。點燃火花塞的間隙期間,這些電就充入電瓶。一旦電瓶充滿,這些電就浪費掉了。這些浪費掉的電到底有多少,直到這次買了這輛Prius才知道,真是嚇了一跳。低速用電的另一部分,是由剎車皮產生的。我們踩剎車,把滾動的輪子硬生生的停下來,就是把機械能轉換成熱能,在山區開車,剎車皮容易發燙,就是這個原因。在電動車和油電車,就有裝置將這些機械能帶動發電機,所發的電就充入電瓶。銷售員告訴我,油電車的剎車皮,壽命大約是傳統車的兩倍,因為它的剎車皮基本上不會發燙。發電都來不及,哪還有時間去發熱。

現在介紹一下,根據美國的油價和電價,用油和用電開車的費用,這會對以後的討論提供很大便利。根據今天讀到的文章,62英里(100公里)大約用16度電。和傳統汽油車不同,電動車的效率和速度並無太大關係。即使在汽油車效率最高的高速公路,這62英里大約需要2加侖,按照我們這兒目前的油價,大約6.4美元。16度電,美國的平均電價大約2美元。那就問題來了,那為什麼還要油電車,用全電車不完了。這兒的關鍵就是續航能力。全電車需要很大的電池,很大的電池很重,是車子很大的負擔。航天器可以採用多級火箭,用完一個扔一個。電動車又不能裝三個電池,用完一個扔一個。

現在因為有了自己的油電車,許多問題就有了答案。我們的車油箱可裝10.6加侖的油,裝滿油可行使518英里,大約可以從DC開到波士頓。油箱不可能見底,我們假定這518英里用了10加侖,按照CamryMPG,它在高速只能跑320英里,剩下的200英里,就是由廢物利用的電完成的。前面說“嚇了一跳”,並沒有譁眾取寵。

油電車可以設置成全油或全電模式,它還有個Auto鍵,可以在油電之間自動切換,以達到省油的目的。前面說的200英里“廢電利用”,就是通過這種切換完成的。這個Auto軟件是如何設計的,我不知道,也不必知道。但它顯然必須遵守在極端情況下的兩條原則。在高速公路上,用油開了相當長一段時間後,電瓶已經充滿或相當滿,儘管汽油模式在高速也相當省油,但它一定會轉換到全電模式,因為不用白不用,再不用就浪費掉了。但電瓶內的電量也不能太低,否則下到低速(吃飯,加油,上廁所等等)無電可用,不得不燒汽油,那就虧大了。當然,這些全由計算機操心。

我們的車如果電瓶充滿可跑大約25英里,所以它在高速公路的運作模式大致如下。先燒汽油,等到電瓶充滿,用全電模式跑大約20多英里,電用的差不多了,就再燒汽油。所以它的電瓶相對於如今續航里程大約400英里的電動車要小得多。由於省油,它的油箱也比一般汽車的15加侖要小得多,但續航里程卻比兩者都大。

下面回到一個由來已久的問題,電動車和油電車,在美國的電價和油價的前提下,到底哪個經濟上更合算。兩者相比,到底哪個更環保。

先討論第二個問題。單看MPG,前面說過,全電車的“0污染”是無稽之談,但從電費的角度分析,它消耗的能源顯然比油電車較少,如果考慮在半夜低谷充電就更是如此。但是,我們還要考慮全電車的大電池在生產時以及在報廢處理時產生的污染。前些日子聽一位朋友說,全電車在前五年減少的污染,全被電池生產過程中產生的污染抵消了。與此相比,續航能力為25英里的油電車,由電池產生的污染顯然要小得多。

現在討論第一個問題,綜合車價,油價,和電價,全電車和油電車經濟上哪個更合算。特斯拉的全電車在開始的好多年,基本價都在10萬以上,我們就不討論了。以後特斯拉一再降價,又推出了平民版的Model 3,現在單價大約39000。我們這輛車的基本價為32675。差了約6000。前面說過,全電車的燃料費更便宜,所以這6000元似乎也不算什麼。但我們還要考慮充電和加油的便利程度,以及相應設備的費用。以前油電車是不能充電的,我們這輛車可以充電,只要插到車庫的三相電插座即可。而全電車必須用專門設計的充電樁,否則那個大電瓶的充電速度,會慢的嚇死人。

相比之下,油電車的加油,就方便的多。就是這一點點油,使油電車實用程度大大增加。我的車充電只是錦上添花,多省點錢而已,即使不充電也已經很省。在美國加油站到處都是。而全電車充電屬於必不可少,萬一在外面找不到充電樁就狼狽了。

我問銷售員一個存疑已久的問題,既然從大道理(環保)和小道理(費用)兩個角度考慮,油電車都更勝一籌,為什麼電動車更為受人青睞。是不是趕時髦,推銷員說是的。尤其是年輕人,開着一輛特斯拉顯得很是得意。

最後說一下,至少在美國市場,電動車的熱情正在下降。需求量還在增長,但增速已明顯減緩,就是說需求的一階導數還是大於0,但二階導數已是負數。特斯拉引領電動車領域的價格戰,主要原因就是需求在減緩。特斯拉的股票,已從2021年的最高點,下跌了大約一半。美國電動車領域曾經的老二福特,雄心勃勃的120億美元的電動車投資計劃,也已經踩了剎車。生產商也注意到,人們對油電車的熱情,正在明顯增長。所有這些,與文中闡述的理論相當符合。


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  電池滿了不能停止發電嗎?  /無內容 - 屙文哲 02/11/24 (16)
      哈哈,火化塞功率基本等於零 。煤氣灶只用壓電陶瓷也能點火  /無內容 - 屙文哲 02/11/24 (13)
        不能苟同 - 零加一中 02/12/24 (20)
          線圈可以產生高壓。  /無內容 - 屙文哲 02/12/24 (14)
            電動機通過主軸與內燃機串聯,當然就是為了補充內燃機功率不足  /無內容 - 屙文哲 02/12/24 (12)
      我問過銷售員,要麼用油,要麼用電,沒有補充一說。  /無內容 - 零加一中 02/12/24 (10)
        以後公路都埋了感應線圈,純電車可以不用電池  /無內容 - 屙文哲 02/11/24 (12)
          至少可以在高速公路上邊走邊充電,減少電池容量  /無內容 - 屙文哲 02/11/24 (12)
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