交通部署案例集/2015/电动汽车
电动汽车也被称为混合动力汽车或绿色汽车。它们由电动机驱动，电动机使用来自蓄电池或可充电电池的电力。电动汽车技术已经发展起来，但用于商业或公共目的仍然处于开发阶段。它正在开始在未来市场中崭露头角。与燃油汽车相比，这些汽车更节能，更环保。电动汽车是燃油内燃机汽车的下一阶段。因此，它们与旧技术竞争。燃油价格和其他因素延迟了这项技术的进步。70 年代的燃油危机引起了人们对电动汽车发展的兴趣。但现在，其环保设计迫使市场采用新的可持续运输方法和模式。电动汽车为我们提供了另一种选择。低噪音和安静运行是其主要特点之一。但低碳排放有助于我们在当前时间创造一个更好的市场，以便更多人使用电动汽车。已经出现了许多其他技术来创造更好的低排放汽车。氢动力汽车就是一个例子，但它仍然缺乏在这一时期竞争的技术进步和市场发展。充电一直是电动汽车的一个问题。许多国家正在开发充电道路、停车场充电桩和快速充电器，以帮助在更短的时间内为这些车辆充电。现在，由于低成本和高潜力的可充电电池，这项技术正在取得进步。目前，其落后的原因之一是其高成本。其发展可能需要降低其开发成本，以便与燃油汽车竞争。还有一些其他来源的电动汽车，它们依赖于充电点以外的技术来为电池充电。太阳能汽车从安装在车顶的太阳能电池板获取能量并充电。从历史上看，电动汽车在与燃油汽车的竞争中遇到了很多麻烦。燃油汽车购买和在城市和长途行驶的成本更低。现在，电动汽车技术正在不断发展，以满足未来的需求，并且它正在努力降低这些车辆的制造成本，以便在未来市场中立足。电动汽车技术已经存在很长时间了，但它还没有发展到可以长距离行驶的程度，而且与现在的燃油汽车相比，购买这些汽车的成本更高。现在，全世界越来越关注环境破坏问题。全球气温每年都在上升，冰盖融化的速度比预期更快。这对世界来说是一个生存问题。世界正在采用新的生产方法来减少碳排放。工厂正在安装替代燃料方法来减少碳排放，空气过滤是生产公司的首要任务。在这种情况下，电动汽车以其环保设计，成为低碳排放的选择。
自交通运输开始以来，技术已经发展了很多。早期的人类从自拉车发展到畜拉车。后来，随着车轮的进步，引入了畜拉式运输工具，帮助人们和货物从一个地方运送到另一个地方。轨道被铺设，以方便动物拉动货车。技术的进步从畜拉式发展到蒸汽拉动式货车和车辆。自行车的发明创造了对铺砌街道的需求，也使人们能够自由地前往任何地方，不受轨道限制。道路铺砌促进了蒸汽机牵引汽车的发展，后来发展成为燃油汽车。现在，为了改善环境，人们的需求发生了变化。许多公司正在努力建立电动汽车设计，以帮助创造更可持续的设计，以便人们可以轻松地获得并减少污染。
电动汽车的主要限制之一是电力储存。电动机技术从 19 世纪初就开始存在。法国物理学家加斯顿·普兰特发明的可充电铅酸电池开启了电动汽车的新纪元。托马斯·帕克于 1884 年在伦敦制造了第一辆运行的电动汽车。他负责对伦敦地铁进行电气化。他对燃油效率汽车的兴趣促使他设计了由可充电电池驱动的汽车。电动汽车的概念在 20 世纪左右发展起来，但在 19 世纪后期也有一些兴趣。在早期，蒸汽技术已经发展起来，主要交通工具由蒸汽机驱动。汽油发动机在当时还没有得到充分发展，因此电动汽车更为出名。随着内燃机配有电动启动器的改进，电动汽车失去了其在燃油汽车上的优势。美国停止了电动汽车的生产，但一些欧洲国家仍在努力研究这项技术。空气污染促使人们规范燃油汽车以减少排放，对电动汽车的需求也越来越大。但这项技术仍然缺乏为车辆提供长距离行驶的充电能力，电池需要在短时间间隔内充电。1970 年代的能源危机促进了人们对这项技术的兴趣。随着世纪的转变，人们对电动汽车或燃油和电动混合动力汽车的兴趣，促进了小型电动汽车以及大型混合动力汽车或货车的开发。加州电动汽车制造商特斯拉汽车公司于 2004 年开始研发特斯拉 Roadster。截至 2012 年 3 月，特斯拉已在 31 个国家售出超过 2250 辆 Roadster。[1] 日本、澳大利亚、欧洲国家和加拿大等其他国家也开始通过三菱和日产公司发展电动汽车的制造。2011 年 2 月，三菱 i-MiEV 成为第一款销量超过 10,000 辆的电动汽车，包括在欧洲被称为雪铁龙 C-Zero 和标致 iOn 的车型。几个月后，日产聆风超越 i-MiEV，成为有史以来最畅销的全电动汽车。[2] 2014 年 6 月，特斯拉汽车公司宣布将开放其专利，以加快电动汽车的生产并激发竞争，当时电动汽车在美国所有售出的汽车中所占比例不到 1%。[3]
电动汽车市场发展中最大的限制之一是高昂的购买价格。这些汽车已被证明运行成本低，但还有许多其他因素需要考虑才能促进这项技术的销售。电动汽车比燃油内燃机汽车更贵。电池的成本一直是发展这项技术的难题。但该技术一直在努力通过大规模生产降低电池成本。特斯拉汽车公司正在使用小型电池来驱动他们的电动汽车，这些电池比其他锂电池更便宜。他们的电池售价 200 美元。这有助于降低使用特斯拉技术的汽车的成本。《纽约时报》估计，汽车电池组的成本在每千瓦时 400 美元到 500 美元之间。[4] 据说这些电池还可以降低维护成本，因为它们的使用寿命比普通电池更长。市场发展并不局限于降低购买成本，就像燃油汽车在每个地方都有加油站一样。但电动汽车需要在城市、停车场和长途公路之间建立主要的充电点网络，才能发展起来。
正如之前提到的，电动运行电机技术从 20 世纪初就开始发展了。但电池技术及其局限性没有帮助这种技术在市场上发展。1970 年的能源危机促进了人们对这项技术的兴趣。1955 年，美国空气污染控制法案引发了人们对日益严重的碳排放问题的担忧，该法律后来被修订以建立针对车辆的监管标准。[5] 1959 年，美国汽车公司和 Sonotone 公司计划制造一辆由自充电电池驱动的汽车。[6]
这项技术在与内燃机驱动的车辆竞争方面遇到了很多麻烦。环境问题促进了这项技术的增长。购买价格也是使该产品满足市场需求的一个问题。21 世纪，电池价格正在下降，这有助于这项技术的增长。汽车导致空气质量迅速下降的担忧促使美国国会通过了 1966 年的电动汽车发展法案，该法案为大学和实验室的电动汽车研究提供了资金。[7] 在 2011 年的国情咨文中，美国总统巴拉克·奥巴马表达了到 2015 年在美国公路上行驶 100 万辆插电式电动汽车的宏伟目标。[8] 目标包括“减少对石油的依赖，并确保美国在不断增长的电动汽车制造业中处于领先地位”。[9]
现在判断这项技术的成熟阶段还为时过早。它仍然处于增长阶段。衰退阶段也是如此。
以下是估计三参数逻辑函数的数据
S(t) = K/[1+exp(-b(t-t0)]
其中
S(t) 是状态度量（例如，乘客公里数）
t 是时间（通常以年为单位）
t0 是拐点时间（实现 1/2 K 的年份）
K 是饱和状态水平
b 是一个系数。
K 和 b 需要估计。
• William L. Garrison，David M. Levinson，“The Transportation Experience”，牛津大学出版社 2014 年第二版。
• Preston L. Schiller，Eric C. Bruun 和 Jeffrey R. Kenworthy。（2010 年）。可持续交通的介绍；政策、规划和实施。英国伦敦：Earthscan。
• Sperling，Daniel；Gordon，Deborah (2009)。20 亿辆汽车：驶向可持续性。牛津大学出版社。
• David B. Sandalow，编辑。（2009 年）。插电式电动汽车：华盛顿的作用？（第一版）。布鲁金斯学会。第 1-6 页。
- ↑ “特斯拉 Model S 交付将于 6 月 22 日开始；碰撞测试获得五星评级 *更新*”。Autoblog.com。
- ↑ “最畅销的电动汽车”。吉尼斯世界纪录。2012 年。于 2013 年 2 月 13 日检索。
- ↑ Maria Gallucci (2014 年 6 月 13 日)。“特斯拉汽车开放专利：埃隆·马斯克的电动汽车现已成为‘开源运动’的一部分”。国际商业时报。于 2014 年 9 月 12 日检索。
- ↑ Paul Stenquist (2012 年 6 月 25 日)。“特斯拉 Model S 为电动汽车经济学提供了一个教训”。《纽约时报》。于 2012 年 6 月 25 日检索。
- ↑ Anderson，Curtis D.；Anderson，Judy (2010)。电动汽车和混合动力汽车：历史。麦克法兰。第 75 页。 ISBN 9780786457427。于 2013 年 3 月 22 日检索。
- ↑ “后视镜”。沃德汽车世界。2000 年 4 月 1 日。于 2013 年 3 月 12 日检索。
- ↑ Anderson，Curtis D.；Anderson，Judy (2010)。电动汽车和混合动力汽车：历史。麦克法兰。第 75 页。 ISBN 9780786457427。于 2013 年 3 月 22 日检索。
- ↑ “提高电压：奥巴马到 2015 年在美国公路上行驶 100 万辆电动汽车的目标是否现实？”。科学美国人。2011 年 2 月 18 日。于 2012 年 10 月 22 日检索。
- ↑ “到 2015 年实现 100 万辆电动汽车 - 2011 年 2 月现状报告”（PDF）。美国能源部。于 2012 年 10 月 22 日检索。