电动车：汽车的创新替代品

汽油内燃机的汽缸里有火花塞，电流通过火花塞产生火花，点燃汽缸里的汽油。产生火花的电流来自汽车里的充电电池，因此充电电池也需反复地充电，其电源来自汽车上的发电机。当汽缸的活塞经由汽油燃烧产生机械动力来带动汽车的轮子时，也同时带动发电机的转动，为充电电池充电，这就是汽油燃烧的化学能转换成转动汽车轮子的机械能的过程。

使用汽油内燃机或者柴油内燃机驱动的汽车已经有一百多年的历史了，当我们面对石油存量逐渐减少、石油燃烧产生废气影响环境这些问题时，使用电动机驱动的电动汽车是必然的发展方向。电动汽车基本的概念是很简单的，用蓄电池驱动电动机来带动车轮的运转，除了节能和环保的考量外，电动车的动力系统也相当单纯，主要的组件只有电动机、电池、充电器和电力控制器，反之内燃机汽车的机电系统结构相当复杂，除了引擎本身外，还有油箱、油泵、滤油器、空气滤清器、化油器、喷嘴、火花塞等，排气管又有消音器、触媒、转化器，而且有些部分还需要精密的设定和调整。

目前电动汽车的技术发展最大的挑战是电池技术，电动汽车用的电池必须能够储存大量能量，这直接影响了一次充电可以续航的里程，目前该值一般电动汽车是200—300公里。除续航力外，电动汽车用的电池也必须能够提供大量的瞬间动力，这不但和最高行驶速度有关（一般电动汽车最高速度是每小时130到160公里左右），也和汽车瞬间加速的能力有关。现今世界用汽油内燃机的顶级跑车可以在2.4秒之内从0加速到每小时100公里，而一般跑车则是在3.2到3.5秒左右，电动汽车则是5到8秒。

此外，电池的重量是300—400公斤，放在汽车后面体积也不小。电池充电的时间一般需要6—8小时，如果是开电动汽车上班，下班回家时还可以在家充电，但是如果一口气开车走十几二十小时的长途路程，就不可能了。目前在公路上加油站很多，充电设备却尚未普及。

此外，电动汽车的电池寿命循环次数约是2，000次左右，一块电池的价格大约是七八万元，在电池寿命耗尽之后要更换电池，也是很大一笔支出。此外，电动汽车的暖气和空调系统也会消耗较多的能量，因为在汽油内燃机汽车里，暖气来自内燃机排放的高温气体，根本不消耗任何额外的能量，但在电动汽车里，产生暖气必须额外消耗电池的能量。在汽油内燃机汽车里，汽车停下来或者速度逐渐减慢，引擎仍会转动，可以继续带动空调系统的运转；在电动汽车里，电动机可以停下来，但是还得继续带动空调系统的运转，一般估计，电动汽车续航距离会因为空调系统的使用而减小30%。(www.xing528.com)

另外，电动汽车电池所使用材料和电池性能有密切的关系，现在被认为最适合的是用锂（Lithium）做阴极的锂离子电池，但如果所有的电动汽车都改成用锂离子电池，全世界有没有足够的锂来供应这个需求呢？这个问题还没有明确的数据可以回答，不过，近年来市场上锂的价格已不断地上升。

既然电动汽车的技术还不能够一步到位，油电混合车可以说是折中的改良方案，它同时拥有汽油内燃机引擎和电动机，以作为驱动汽车的动力。其实这不是一个完全崭新的概念，柴油潜艇是第一个使用油电混合技术的工业产品，在海面上它会使用柴油引擎来行驶，并且同时为电池充电，因为只有在海面上，柴油引擎才能够排出废气；而在水底下时，就改用电动机来潜航。

目前，油电混合车还是以汽油内燃机引擎为主，电动机为辅，以提高能源使用的效率。不过在油电混合车里，内燃机和电动机相辅相成的可能性就比柴油潜艇多了，如在低速度时，可以把内燃机引擎关上，由电动机推动，或是在不同的行驶情形之下，内燃机引擎产生的多余能量亦可以用来替电池充电。此外，油电混合车的刹车系统为再生刹车系统，和传统的摩擦刹车系统不同：传统的摩擦刹车系统靠摩擦力让车轮的旋转慢下来，机械动力也改变为热能而消失；油电混合车刹车时，利用电动机逆转使车轮的旋转速度慢下来，而当电动机逆转时，即变成了一个发电机，将汽车前进的机械动力改变为电能，存在充电电池里。

讲了这么多，主要是指出在人类文明进步的历史过程中，科学技术也在不断地进步发展。我们依赖前人累积下来的知识，按照环境的需要，加上自己的智慧和努力，不断地将人类带到新的境界。我们用蒸汽机、内燃机、电动机这些通用性技术作为例子，也看到了科学、技术、经济、文化、社会、政治的发展是紧紧结合在一起的。