科技改變生活 · 科技引領(lǐng)未來(lái)
科技改變生活 · 科技引領(lǐng)未來(lái)
說(shuō)到電動(dòng)汽車(chē)，大家總覺(jué)得是近二三十年的產(chǎn)物，實(shí)際上它已經(jīng)存在100多年了，而且出現(xiàn)的比燃油車(chē)還早。燃油車(chē)的歷史可以說(shuō)是從奔馳早期歷史開(kāi)始的。奔馳創(chuàng)始人之一德國(guó)工程師卡爾·本茨在1879年首次試驗(yàn)成功一臺(tái)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。在1885年，卡爾·本茨
說(shuō)到電動(dòng)汽車(chē)，大家總覺(jué)得是近二三十年的產(chǎn)物，實(shí)際上它已經(jīng)存在100多年了，而且出現(xiàn)的比燃油車(chē)還早。
燃油車(chē)的歷史可以說(shuō)是從奔馳早期歷史開(kāi)始的。奔馳創(chuàng)始人之一德國(guó)工程師卡爾·本茨在1879年首次試驗(yàn)成功一臺(tái)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。在1885年，卡爾·本茨在曼海姆制成了第一輛本茨專(zhuān)利機(jī)動(dòng)車(chē)， 1886年的1月29日，卡爾·本茨為其機(jī)動(dòng)車(chē)申請(qǐng)了專(zhuān)利。同年11月，卡爾·本茨的三輪機(jī)動(dòng)車(chē)獲得了德意志專(zhuān)利權(quán)。這就是公認(rèn)的世界上第一輛現(xiàn)代汽車(chē)。
但是，在上述現(xiàn)代汽車(chē)問(wèn)世之前，早已經(jīng)有電驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)車(chē)了。事實(shí)上，電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)的時(shí)間比發(fā)動(dòng)機(jī)要早50多年。自1820年丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特發(fā)現(xiàn)電磁效應(yīng)后，物理學(xué)關(guān)于電磁理論的應(yīng)用就開(kāi)始井噴式的出現(xiàn)了，1821年9月法拉第第一次實(shí)現(xiàn)了電磁運(yùn)動(dòng)專(zhuān)為機(jī)械運(yùn)動(dòng)，從而建立了電機(jī)的實(shí)驗(yàn)室模型。1831年法拉第又發(fā)明了圓盤(pán)發(fā)電機(jī)，這是能夠投入使用的首個(gè)電機(jī)裝置，當(dāng)年亨利對(duì)法拉第圓盤(pán)發(fā)電機(jī)進(jìn)行了改良，使電磁鐵能夠以每分鐘75個(gè)周期速度運(yùn)動(dòng)，這也是第一次展示了由磁極排斥和吸引產(chǎn)生的連續(xù)運(yùn)動(dòng)，是第一臺(tái)能產(chǎn)生連續(xù)運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)。很快這種連續(xù)旋轉(zhuǎn)的電機(jī)就被作為動(dòng)力機(jī)構(gòu)推廣開(kāi)來(lái)。于是就有人將電機(jī)安裝到輪式車(chē)上，出現(xiàn)了早期的電動(dòng)車(chē)。
一 電動(dòng)車(chē)的萌芽階段
關(guān)于第一輛的電動(dòng)車(chē)，學(xué)術(shù)界也有一定分歧，以下幾個(gè)人，都可以被稱作最早的電動(dòng)車(chē)的發(fā)明人，他們所發(fā)明的電動(dòng)車(chē)可以說(shuō)是電動(dòng)車(chē)萌芽時(shí)代的代表。
1, 荷蘭教授Sibrandus Stratingh/1835年
1835年，著名的荷蘭通用化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)和藥物化學(xué)教授Sibrandus Stratingh設(shè)計(jì)了一款小型電動(dòng)車(chē)，并由助手克里斯托弗·貝克負(fù)責(zé)制造了第一款小型電力驅(qū)動(dòng)車(chē)。這款電動(dòng)車(chē)的能源來(lái)自不可充電的干電池。
Sibrandus Stratingh設(shè)計(jì)了一款小型電動(dòng)車(chē)
其實(shí)Sibrandus Stratingh最早發(fā)明的并不是電動(dòng)車(chē)，而是蒸汽動(dòng)力四輪車(chē)，1834年3月25日Stratingh 和 Becker 先生乘坐他們?cè)O(shè)計(jì)的蒸汽車(chē)進(jìn)行了第一次測(cè)試。
當(dāng)法拉第發(fā)明了電機(jī)后，Stratingh便將電機(jī)裝在了三輪車(chē)上，為電動(dòng)車(chē)行業(yè)的發(fā)展做出了大膽的嘗試。
2，蘇格蘭Robert Anderson/1838年[2]
大約1838年，Robert Anderson制造了一輛類(lèi)似四輪的電動(dòng)車(chē)的車(chē)，時(shí)速可以達(dá)到6km/h。不過(guò)，他也沒(méi)有使用充電電池。
3，美國(guó)發(fā)明家Thomas Davenport/1842年
更具實(shí)用價(jià)值也更成功的電動(dòng)車(chē)則是由美國(guó)人托馬斯?達(dá)文波特1842年研制的。
據(jù)說(shuō)托馬斯是以為鐵皮匠兼發(fā)明家，早在1837年發(fā)明家托馬斯·達(dá)文波特（Thomas Davenport）就建造了換向器型直流電動(dòng)機(jī)，并電機(jī)以每分鐘600轉(zhuǎn)的速度運(yùn)轉(zhuǎn)，并為電動(dòng)工具機(jī)和印刷機(jī)提供動(dòng)力，1942年他將電機(jī)用在了四輪車(chē)上，并且使用了不可充電電池。
4，法國(guó)Gustave Trouv,1881
法國(guó)古斯塔夫·特魯夫Gustave Trouvé在1881年制造了第一輛可充電的電動(dòng)汽車(chē)，鉛酸電池可充電，直流電機(jī).
鉛酸電池科技直到1859年才被法國(guó)人發(fā)明出來(lái)，它的能量密度才剛剛適合用于批量生產(chǎn)的車(chē)輛。在此之后，法國(guó)人Gustave Trouvé將其用在了三輪車(chē)上，發(fā)明了可以量產(chǎn)的電動(dòng)車(chē)。
5，William Morrison 的電動(dòng)公交車(chē)/1890
1890 年，威廉·莫里森William Morrison開(kāi)發(fā)了一種能夠容納六名乘客的電動(dòng)汽車(chē)。莫里森的車(chē)速度不是很快，最高時(shí)速僅為 14 英里/小時(shí)。有些學(xué)者認(rèn)為莫里森的電動(dòng)車(chē)更像現(xiàn)代汽車(chē)，所有有人也將莫里森的發(fā)明認(rèn)為是第一輛真正實(shí)用的電動(dòng)汽車(chē)
6，英國(guó)Thomas Parker/1984
1884年，英國(guó)發(fā)明家托馬斯·帕克(ThomasParker)改進(jìn)并重新設(shè)計(jì)了電池，這次電池容量更大，還可以再充電。隨后他就在倫敦制造了第一輛可規(guī)模化生產(chǎn)的電動(dòng)汽車(chē)。這比1886年，卡爾·本茲發(fā)明出三輪燃油汽車(chē)還早2年。
7，美國(guó)Thomas Edison1895
1895 年，大發(fā)明家 Thomas Edison 托馬斯-愛(ài)迪生和他發(fā)明的電動(dòng)車(chē) - Edison Baker。這是用一塊電池驅(qū)動(dòng)的四輪敞篷馬車(chē)式車(chē)輛，最高時(shí)速可達(dá) 20 英里/小時(shí)（約等于 32 公里/小時(shí)）。
自從法國(guó)人發(fā)明了可充電的鉛酸蓄電池后，讓電車(chē)汽車(chē)商業(yè)化成為可能，為電動(dòng)汽車(chē)的第一次興起奠定了基礎(chǔ)。
1881年，法國(guó)人Camile Alphonse Faure改進(jìn)了鉛酸蓄電池，使其可以大量應(yīng)用于早期的電動(dòng)車(chē)。
鎳鐵電池在1899年由瑞士發(fā)明家Waldemar Jungner發(fā)明，1901年被發(fā)明之王托馬斯·愛(ài)迪生改進(jìn)后用在了電動(dòng)車(chē)上，并在測(cè)試中跑出340.1公里的成績(jī)。
二 電動(dòng)汽車(chē)第一個(gè)小高潮
20世紀(jì)初的幾十年里電動(dòng)汽車(chē)深受大家的喜愛(ài)，“干凈、沒(méi)有噪音和骯臟油漬” 成為電動(dòng)車(chē)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)在燃油還沒(méi)有體現(xiàn)出它的價(jià)格優(yōu)勢(shì)的時(shí)候，電動(dòng)車(chē)幾乎成了最優(yōu)的選擇。
許多大佬，以及大公司都紛紛地布局電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)。像底特律汽車(chē)公司，愛(ài)迪生公司，西門(mén)子公司都推出了量產(chǎn)的電動(dòng)車(chē)。
上圖，1920 年，一位Detroit Electric car （底特律電動(dòng)車(chē)）的工作人員駕駛一臺(tái)電動(dòng)車(chē)行駛在位于華盛頓州Mount Rainier （芒特雷尼爾）和Seattle （西雅圖）之間，意在展示該公司電動(dòng)車(chē)產(chǎn)品的續(xù)航能力。
電動(dòng)車(chē)的普及也得益于當(dāng)時(shí)電氣化的普及，在20世紀(jì)初，美國(guó)和歐洲很多家庭已經(jīng)鋪設(shè)了電線，給電動(dòng)車(chē)的充電帶來(lái)了一定的便利性，助推了電動(dòng)車(chē)的發(fā)展。
1910年，美國(guó)俄亥俄州克利夫蘭的一個(gè)車(chē)庫(kù)里，一臺(tái)電動(dòng)車(chē)正在用 Mercury Arc Rectifier Charging Set 裝置充電。
1912年，一位女士正在演示用手搖充電裝置來(lái)給她的 Columbia Mark 68 Victoria 電動(dòng)車(chē)充電。該車(chē)是 1906 年由 Pope Manufacturing Company 設(shè)計(jì)生產(chǎn)的，這套 “聰明絕頂” 的充電裝置直到 1912 年才發(fā)明出來(lái)。
20世紀(jì)初期是電動(dòng)車(chē)的銷(xiāo)量巔峰期，越來(lái)越多的家庭擁有自來(lái)電，人們也紛紛購(gòu)置電動(dòng)車(chē)和充電設(shè)備。當(dāng)時(shí)在美國(guó)城市的大街上38% 汽車(chē)是電動(dòng)車(chē)。不過(guò)，隨著石油能源的廣泛利用和內(nèi)燃機(jī)的普及，人們發(fā)現(xiàn)燃油車(chē)更節(jié)省時(shí)間和金錢(qián)，漸漸對(duì)電動(dòng)車(chē)喪失了興趣。
三 早期電動(dòng)車(chē)衰退
1920年代開(kāi)始，汽油車(chē)逐漸打敗了電動(dòng)車(chē)。其原因一，是因?yàn)榇笥吞锏陌l(fā)現(xiàn)，使得汽油價(jià)格驟降，汽油車(chē)變得更加經(jīng)濟(jì)。第二，是因?yàn)槊绹?guó)連接各州的公路的出現(xiàn)，使得人們對(duì)汽車(chē)的續(xù)航能力提出了更高的要求。第三，是因?yàn)榧佑偷乃俣纫瘸潆姷乃俣瓤斓枚啵绱说鹊?/p>
正如今天的電動(dòng)車(chē)和汽油車(chē)的對(duì)比，電動(dòng)車(chē)相對(duì)汽油車(chē)的優(yōu)勢(shì)除了點(diǎn)便宜以外，續(xù)航能力，充電速度也是當(dāng)時(shí)制約電動(dòng)車(chē)發(fā)展的主要原因。隨著奔馳，大眾，福特等汽油車(chē)企業(yè)的崛起，汽油車(chē)整車(chē)成本越來(lái)越低，加油站也遍布大街小巷，人們開(kāi)始逐漸轉(zhuǎn)向購(gòu)買(mǎi)汽油車(chē)。
到 1935 年，電動(dòng)汽車(chē)的時(shí)代幾乎已經(jīng)結(jié)束。
知道最近幾年，隨著各國(guó)政府對(duì)環(huán)境的重視，隨著像特斯拉一樣企業(yè)出現(xiàn)，電動(dòng)車(chē)才又開(kāi)始復(fù)蘇。
四 電動(dòng)車(chē)和汽油車(chē)世紀(jì)之爭(zhēng)
到底是燃油汽車(chē)好，還是電動(dòng)車(chē)香，這個(gè)問(wèn)題并不是最近十幾年才開(kāi)始討論的，兩者之爭(zhēng)已經(jīng)持續(xù)了100多年。
從上文介紹我們知道在德國(guó)人Karl Benz（奔馳）1888年發(fā)明出發(fā)動(dòng)機(jī)及汽車(chē)之前，在電動(dòng)車(chē)早已大行其道。德國(guó)人Gottlieb Daimler（戴姆勒）和Wilhelm Maybach（邁巴赫）到了1889年才開(kāi)始生產(chǎn)汽油車(chē)。福特就更別提了，1901年才建了他的第一個(gè)汽車(chē)廠。
電動(dòng)車(chē)真的比汽車(chē)出現(xiàn)的要早。我們?cè)谏衔闹幸蔡岬诫妱?dòng)車(chē)之所以被汽油車(chē)取代，是因?yàn)榧佑头奖氵€便宜，燃油續(xù)航能力高，雖然經(jīng)過(guò)了100多年的發(fā)展，這兩大難題仍沒(méi)有解決，但是發(fā)展新能源是人類(lèi)主動(dòng)的改善地球環(huán)境的舉動(dòng)。從這點(diǎn)出發(fā)，新能源車(chē)的發(fā)展動(dòng)力還是比較大的。
但是仍然需要科學(xué)家和工程師們攻克電動(dòng)汽車(chē)的這兩大難題。
張俊東