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看图说话,孙逢春科普电动客车和充电站的前世今生

2017-07-20 作者:涵玉 来源:中国客车网
  前言:

  我们眼前的世界:汽车工业正轰轰烈烈由传统燃油向电动汽车变革。然而,你可知道,你知道世界上第一辆电动公交车是如何问世的吗?你知道它创造的价值是多少英镑吗?

  在世界公认的汽车诞生元年1886年之前,电动车就已问世。后来,世界上第一辆电动公交车让它的公司升值到25万英镑。有电动车,就有充电站。中国客车网根据北京理工大学孙逢春教授提供的图片,有所增删和解读,图文并茂介绍电动客车和充电站的历史和现状,以飨读者。

  电动车的历史:

  19世纪,各种电动车发明陆续问世,1873年,英国人罗伯特•戴维森(Robert Davidsson)制作了世界上最初的可供使用的电动汽车。这比德国人戴姆勒(Gottlieb Daimler)和本茨(Karl Benz)发明汽油发动机汽车(1886年)早了10年以上。

  这项发明是一辆电动载货车,使用铁、锌、汞合金与硫酸进行反应的一次电池。七年以后,应用了可以充放电的二次电池。从一次电子表池发展到二次电池,这对于当时电动汽车来讲是一次重大的技术变革。

  但真正被国际学术界认可的是,1881年,法国工程师古斯达特·特鲁夫的发明。这是一辆用铅酸电池为动力的三轮车,动力装置由一台电动机和六节铅酸蓄电池组成,加上乘员后的总重量达160公斤,时速仅12公里。这辆电动车在巴黎举行的国际电器展览会上展出时,引起了不小的轰动。

  1882年,阿顿和培理也制成了一辆由铅酸电池供电、直流电机驱动的电动三轮车,车上还配备了照明灯。这辆电动车的总重量为168公斤,时速提高到14.5公里。


  1859年法国著名物理学家、发明家普兰特(GastonPlanté)研发了世界上第一块铅酸蓄电池,从而使蓄电池开始为今后汽车的用电创造了条件,因此该项发明被人们称之为“意义深远的发明”。铅酸蓄电池自发明后,直到20世纪90年代,仍是电动车辆最理想的电池之一。

  1888年,英国华德电气公司制造了一辆时速可达11公里的电动公共汽车,用于伦敦的公共交通。与马车相比,电动公共汽车不会造成路面的损坏和街道的污染,受到伦敦市民的欢迎。这辆电动车采用蜗轮机构转向和脚踩制动,驾驶员站立在电动车的前部操纵车辆。之后,华德电气公司被新成立的伦敦电动公共汽车公司以25万英镑收购(作者注:当时1英镑约相当于现在的80英镑,即760元RMB。25万英镑相当于1.9千万RMB)。此后,电动轿车、电动出租车陆续在英国出现。

  1891年,美国宾夕法尼亚州人莫里斯打造出第一辆电动四轮车,实现了由三轮向四轮的过渡,可以说是现代汽车的一个雏形。随即,他和同乡萨罗姆成立了电动客车与货车公司。公司的车队都由电动小货车改造而成,后轮大前轮小,总重1928公斤,所用动力源由60个总重726公斤的酸性电池组成,总容量达到100安时(安时即安培小时,一般指蓄电池容量),使用通用电气公司的3马力电动机,短时使用功率可达到9马力,车速通过电压控制。

  1897年,德国纽伦堡第一辆电动消防车问世。该消防车应用同一离合器,可实现“水泵供水”和“行驶”两种工作状态的切换。其后,柏林也引入了类似的电动消防车,大都采用轮毂电机。

  1899年,德国人费迪南德·波尔舍发明了一台轮毂电动机,以替代当时在汽车上普遍使用的链条传动。随后开发了Lohner-Porsche电动车,该车采用铅酸蓄电池作为动力源,由前轮内的轮毂电动机直接驱动,这也是第一部以“保时捷”命名的汽车。

  随后,波尔舍在Lohner-Porsche的后轮上也装载两个轮毂电动机,由此诞生了世界上第一辆四轮驱动的电动车。但这辆车所采用的蓄电池体积和重量都很大,而且最高时速只有60公里。为了解决这些问题,波尔舍1902年在这辆电动车上又加装了一台内燃机来发电驱动轮毂电机,这也是世界上第一台混合动力汽车。

  充电场站的历史和发展:

  1900年,法国出现了最早的发电厂、充电站,以及电动汽车的教练和比赛用场地。那时没有充电机,基本上是充电开关。


  2001年,孙逢春教授和北理工同事考察当时国际上比较先进的法国巴黎和波尔多电动公交车和公交换电站。当时巴黎和波尔多的电动公交车为铅酸电池和镍铬电池,但波尔多3000多平米的充换电站给人留下深刻印象。

  1998年开始,我国开始推行各种各样的电动车,当时要做在鸟巢或水立方的中心区做一个18平方公里的奥运会期间零排放区,尝试过很多方案,但还是以机械半自动更换为主。

  2005年,兰州开始有电动客车和充电站出现。

  2007年,以色列Better Place建成了现代快速自动充换电站,吸引了全世界电动车行业的目光。Better Place在以色列有上千个充电桩和几十个电池快换站站组成的充电网络,在2010 年4 月的北京国际车展上,Better Place 公司与奇瑞共同宣布就电动车技术合作达成协议。2011 年3 月16 日,Better Place 公司董事长与南方电网集团公司董事长共同在广州签署了战略合作框架协议。

  Better Place公司希望通过换电模式成为未来电动汽车世界的运营商——无论购买的是哪家汽车厂商生产的电动汽车,都能够提供电池维护、更换和充电服务。但这笔巨大的生意还没等到照进现实的那一天,Better Place就因为盈利能力不足、规模扩张速度太慢而在2013年5申请破产。

  2008年,奥运会全自动的充换电站落成,实现了奥运会18平方公里零排放区,为教练员、运动员、媒体服务,习近平主席当时亲自验收考察这座充换电站。这是世界上第一座具有自动快速更换功能的充换电站。












  充换电模式探讨:

  随着国家推进新能源汽车的政策利好不断出台,现在国内新能源汽车在技术、市场、应用等各方面整体都有了较大发展,但充电站建设的瓶颈问题也日益凸显,孙逢春教授对中国客车网表示,电动汽车,尤其商用车注重的是安全性能,续驶里程并不是越长越好,电池不装得越多越好,合理电/车质量比应该是15-20%。续驶里程长,比能量高或电池装载多,不但购车成本稿,充电时间自然也长,再加上充电站建设需要用地,无形中加剧了电动车,尤其是私家车的充电难度。

  因此,孙逢春教授提倡充电站要小型化。比如集装箱式的充换电站,几百平米的充电站就解决原来是5000平米建站需求,奥运会5000平米的充换电现在在315平米就解决掉,我国出口波兰的就是集装箱模式。现在120平米的换电站可以服务120辆电动出租车,1000私家车。

  同理,电动客车即使采用快充模式,仍然需要花费时间,还要考虑到电池衰减到80%就不能使用的问题。换电方式便宜又方便,可以根据线路长度选择适宜的电池包,还能延续电池的使命寿命。

  孙逢春告诉中国客车网:共享经济推动共享技术的发展,移动互联网推动移动商业模式发展。充电和换电的结合应该是符合中国国情最完整的电动车充换电方案,也是真正解决当前电动车用户群的办法,需要全社会都能正确地认识。

  孙逢春简介:

  孙逢春教授,北京理工大学副校长兼研究生院院长、北京理工大学机械与车辆学院院长。1999年度教育部“长江学者奖励计划”特聘教授,电动车辆国家工程实验室主任,提出并构建了我国电动商用车、充/换电站系统、清洁交通等系统技术体系,作为第一完成人获国家技术发明奖二等奖2项、国家科技进步奖二等奖1项、何梁何利奖1项及省部级奖多项。

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