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Tesla Model 3:我来自未来

2016-07-25韩宇涛

科学Fans 2016年6期
关键词:内燃机电动车扭矩

韩宇涛

澄清一些误解

说到“电动车”这个词,可能绝大多数的小伙伴跟我一样,第一反应是那种大妈骑着上街买菜的电动自行车,或者是那种借着残疾人代步车的名号生产的奇怪电动小车。曾经我对电动车的印象就是“轻”“塑料”“廉价”“低端”,从来不会把它跟“高端”“豪华”“强劲”这种词语联系在一起,直到数年前的一天,Elon Musk用Tesla Model S系列让我被狠狠地“打了脸”。

所以下面,我得主动澄清一下这么多年对电动车的误解:

1 轻?

其实电动车并不轻,2108千克的质量比BMW 5系的1730千克还重,虽然没有了庞大的内燃机组件,但车身装配了巨大的电池组件,这个组件可一点儿也不轻。

2 塑料?

其实这个跟Tesla并没有什么关系,只是我们日常使用的电动自行车大都是塑料外壳,以减轻车重,提高电池续航里程。而Model 3就是用跟普通汽车一样的材料生产的,并没有为了减重而牺牲安全性。

3 廉价?

Tesla的几个车型里,轿车款Model S要价70~100万人民币,SUV款Model X更是要90~150万人民币,而最平价的Model 3车型也达到了35000美元,约合23万元人民币。

4 低端?

Model 3虽然是电动汽车,可并不低端,Model S P90D狂暴模式百公里加速3秒,这跟Porsche 918 Spyder超级跑车的2.6秒相差无几,而918 Spyder这辆车的售价是1500万元人民币。

优势在哪儿

第一,电动机的优势。电动机相对于内燃机而言,首先是体积小,占用空间小。其次就是相对于内燃机电动机有扭矩恒定的特点。对于大多数情况来说,扭矩是影响加速性能的关键指标,而电动车扭矩恒定的特点就可以让电动机在启动的瞬间达到峰值扭矩,在最短的时间内输出峰值动力,这也是为什么传统内燃机车在低转速的时候,扭矩并不在峰值,会有一个从低值到峰值的过程,不像电动机来得那么突然。而电动自行车则会在扭动把手的一瞬间突然加速,所以,顶级跑车如法拉利LaFararri,保时捷 918 Spyder也使用了电动机在汽车启动时去弥补内燃机的扭矩不足的问题,才能让它们的百公里加速时间跑进3秒。

第二,能源和排放非常给力。如果单说汽车本身的Tank to Wheel比例(即油箱到轮胎的能量转换比),传统汽车只有不到20%的样子,而电动汽车达到了惊人的67%。当然,如果算上从油井里开采出来和火电厂发电出来的Well-to-Wheel比例(即油井到轮胎的能量转换比),现阶段的优势就没有那么大了,传统汽车不到15%,而电动汽车有28%。但无论怎么说,电动汽车的全生命周期碳排放量和污染排放量是要大大低于传统汽车的,而且在未来能源结构调整优化后,以及电动汽车技术进一步提升之后,这个优势还将成倍扩大。

第三,安静。因为电动机没有活塞,不用换档,所以电动汽车行驶起来异常的安静平稳,而传统内燃机汽车就无法避免这一点。

第四,安全性比传统汽车更好。因为电动机体积小,直接安装在轮胎附近,所以整车的前后空间就多出了许多。空间增大这个特点给汽车遇到的冲击预留了一个缓冲区域,能让汽车前部发生碰撞的时候有效地耗散掉部分能量,降低冲击对人产生的伤害。美国汽车安全监管机构在正面和侧面撞击安全性上都给了Tesla最高的五星评价。

车无完车

当然,相对于目前发展成熟的内燃机车,电动车还存在许多不足。

首先也是最大的问题就是能量的储存。不像传统汽车那样用油箱存储化石燃料,电动车需要存储的是电能,就目前而言,最好的也是最成熟的技术就是用电池。但是电池技术也有其缺陷,比如生产和回收电池时会产生污染;比如电池目前能存储的能量密度远不如油箱存储的燃料,不能给汽车提供如传统汽车那样的续航里程;比如电池里的能量不宜长时间存储,不用的话也会逐渐减少;也比如电池的寿命跟油箱比起来差远了。

其次,电动车扭矩恒定,但是电动汽车目前不像传统汽车一样有变速箱,所以传动比是恒定的,这就决定了在跟传统内燃机汽车比100~200km加速时间的时候,电动汽车是占劣势的。不过这都是以目前的技术作对比,说不定未来的电动车也会有类似变速箱这样的提高传动比的部件。

Tesla的中国窘境

虽然电动汽车,特别是Tesla引起了普通消费者对于环保和节能减排的关注与重视,但是Tesla在国内卖得并不好,这是为什么呢?

是因为我国消费者对电动车不感冒么?不是。2014年,中国一共卖出去了87845台电动汽车,相比2013年的17642台,增长了545%,全球销量第二,仅次于美国。而2015年,中国电动汽车的销量更是高达18.8万辆,成绩超越美国,傲视全球,同比大增230%

是因为特斯拉贵么?有人说你一台车将近100万,这么贵谁去买啊,其实这也是有问题的。过去十年间,中国的豪车市场,不到三年就翻一倍,现在满大街的保时捷、玛莎拉蒂、捷豹,奥迪更是有三分之一都卖给了中国……

那是因为什么呢?

价值感和身份认同,是我国消费者买豪车的一个普遍诉求。一台价值将近100万的Model S能提供超过这个价值的性能,却在汽车内饰等其他能体现价值感的地方比不上传统汽车,怎么卖得出去?有人甚至说,Tesla提供了一台200万的性能和10万的内饰。虽然车性能好,但是我却得不到别人和自己的价值认同,那么我就不会买。再者品牌也要符合豪车的标准——Tesla虽然在科技圈炙手可热,但在传统汽车市场,还真没法跟法拉利、保时捷、劳斯莱斯、宾利相比。

除此之外,最难跟传统汽车拼的就是配套设施。电动车要充电就要有充电桩,不同的厂商之间技术还不兼容,特斯拉为了提升充电速度,开发了超级充电桩,虽然在国内已有一定数量,但远没有达到传统汽车那样随便能找到加油站的程度,跑长途目前还不靠谱,只能在城市里用。而且国内大多数小区也不允许用户自己安装充电桩,这就要求用户可能需要有别墅或者车库才能比较方便地使用Tesla,这样也进一步限制了它的销量。

对于未来,我还是看好Tesla和电动汽车的,随着能源结构的转型以及百姓对环保节能的重视,电动汽车的市场会越来越大,在未来的某一天,可能就代替了传统内燃机汽车。而Tesla作为这个领域的佼佼者和趋势的引领者,在国内实现本土生产,基础设施建设和电池技术研发之后,会带领整个电动车市场往前走。说不定,你的第一台汽车,就是Tesla。

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