中國電車的崛起及其油混新方向。

自電機發明之後,因為其明顯的優點,在很多方麵取代了氣壓動力機。有些現在還能看到的氣壓動力機,其實隻是作為發電機為電機提供電力了。比如拉列車的柴油機頭,隻是柴油發電由電機驅動,再比如美國核動力航母和潛艇,隻是用核能燒開水蒸汽發電,也是直接用電機驅動的。汽車上,其實也缺不了電機了,除了驅動輪子,其它如各種帶子,風扇,空調都是電驅動的,有一種加力引擎(Turbo),實際上是汽油引擎外加一個電引擎,起到助力省油的作用。

汽車為什麽不早想到用電動的?其實電車發明得比汽車早,曾幾何時,最流行的就是電車,用酸鉛電池的。以後油車淘汰了早期的電車,一來汽油柴油機用得很好,價格也不算貴,二來電池的發展遠遠落後於電機的發展了,電池驅動的直流電機功率也遠不如內燃機,各種原因加起來,電動汽車的發展缺乏動力,遠遠滯後了。

最近二十年來,由於油價總體上升,特別是環境保護的要求,各國政府紛紛倡導和資助綠色能源,電動車開始發展起來。但很長時間內,電動車隻是作為一個補充動力,大多數人不看好。直到特斯拉造出一次充電能跑三百公裏,速度能達到時速二百公裏,又靜又酷的電動車後,才讓世人刮目相看。

特斯拉有了什麽獨門絕技?一般認為,除了它配有大功率電池,更重要的是使用了交流電機。由於電池提供的是直流電,因此大多數電動車或混合車都用的直流電機,速度上不去,動力也不足,根本無法和內燃機比。而交流電機則不同了,其澎拜的動力早在其它領域聞名遐邇,用到汽車上也不虛其名,而且電機還天生的可以真正無極變速,省去了變速箱這個內燃機必需的大件。當然,把直流變交流的轉換器是必須的。以後其它廠家也如法炮製,現在連吉利造的車也能跑上百公裏,時速不亞於特斯拉了,看來電車的時代真要來了!

但是,但是,充電站還是太少,充電還是太慢。市場上能高速跑百公裏時速以上的都是純電車,混合車純電隻能最多跑50公。有個外行都能想到的方案:以高功率電機為主力,輔以汽油發動機的混合汽車,不是很理想嗎。當電池沒電了,就用汽油驅動電機,同時為電機充電。為什麽市場上就沒有這樣的車呢?

我們外行想到的,廠家當然想到了。大功率交流電機已經占了很大體積了,再加一個大電池,已經無法再容下一個大汽油發動機了,再說汽油機需要複雜的耦合裝置,不可行了,技術上遇到瓶頸了。所以,現狀是,如果要高速,就隻有純電車。油混車,電動力隻能是直流低速的。

2023年上海車展,特斯拉沒有參展。車展期間的4月17日到4月20日,紐約納斯達克上的特斯拉股票暴跌12%。這兩件事未必是相關的,但中國電車正在悄悄地重畫世界經濟版圖。

汽車是現代製造業中的最大產業,在全世界提供約3萬億美元的年產值,並拉動從鋼鐵、有色金屬、塑料到機械、電子、汽裝的眾多產業。汽車也是涉及大量就業的產業,德國汽車涉及直接就業約100萬人,貢獻約12%的稅收;日本汽車涉及直接和間接就業至少530萬人,占就業人口8.3%,世界500強裏日企的一半利潤來自汽車;美國的鐵鏽帶則直接與美國汽車工業的式微相關。

中國汽車年產量約2700萬輛,美國約1000萬輛,日本約780萬輛,韓國和德國都在370萬輛級別。也就是說,中國的汽車產量已經超過美日德韓的總和。印度也有約為550萬輛的年產量,但必須說,印度汽車不在同一個賽道上。2022年中國新能源汽車產量約700萬輛,超過世界總產量的一半。中國新能源汽車(尤其是全電)在技術上也直視世界領軍,上海車展上能拿出來和特斯拉捉對廝殺的一抓一把。

中國汽車產值(尤其是利潤)未必超過美日德韓的總和,但依然是非常可觀的。中國汽車的主要市場依然在中國,但出口也在迅速增加,2022年突破300萬輛,超過德國,接近日本。2023年第一季度已經出口約100萬輛,這個速度如果能保持,全年有望達到400萬輛級。中國這一塊產值是流向美日德韓還是回流到中國,是重畫世界經濟版圖的大事。

中國新能源車有很多外設的新方向,在設計方麵,大屏顯示、全向攝像頭成為標配,激光雷達、電子後視鏡也很常見,還有新穎的B柱人臉識別、刷臉解鎖。各種車機新功能爭奇鬥豔,各種級別的自動和輔助駕駛、人工智能在上海車展上也各顯神通。簡單地說,由於激烈內卷,各種有用的功能都摸了一遍,坑也踩了一遍,進一步的發展更加有的放矢。

電車的優勢還是很大的, 因為電機的特性,隨便什麽車其加速性能都能達到油車F-1 賽車的水平,而且變速是真正的無極變速,沒有卡頓。 電車的維護很簡單,不用換機油。電車的刹車係統可以把能量轉變為電能,甚至還節電。 其主要的缺點還是在於電池,相對於汽油其能量密度低,鋰電池充電時間長,冬天效率大減,充電設施沒有油站多(這有希望改進)。車體較油車重,更耗能,也需要專用的輪胎。鈉電池有充電快,冬天效率不減的優點,但也有能量密度不如鋰電池等缺點,中國有鋰鈉混裝電池的設計,據說可以取長補短。但目前而言,油混還是一個主要的取長補短的方案!

中國電車也帶來很多新的油混方案。傳統上,汽車由內燃機驅動,以燃油(汽油或者柴油)為能源來源,所以也稱油車。現在一些汽車改用電動機驅動,能源來自電池,由外接電源充電;或者由電池和小排量內燃機混合驅動(也稱混動)。完全采用電池動力的稱為全電或者電車,但混動的形式就多了:有內燃機與電動機通過機械耦合共同驅動的(狹義混動),有內燃機不直接驅動、隻為電池充電的(也稱增程)。

插電混動(也稱插混)介於全電和混動之間,在架構上還是混動,但電池容量較大,可以插接外接電源為電池充電,電池容量足夠市內中短途通勤行駛,隻有在長途出行或者充電不及時、電池電量不足時才需要內燃機啟動和介入。

另一個極端是輕混動,電池動力隻供啟動、加速和很短的短途行駛,正常行駛還是內燃機驅動。節能主要體現在刹車時的能量回收,還有啟動、加速時的電動助力以降低對內燃機的功率要求。有些還在內燃機前驅(或後驅)基礎上,增加電動後驅(或前驅),用於加速或者複雜路況時的短時間四驅。

最有前途的還是增程式油混。汽車主力是大電池和交流電機,但有一個小汽油發電機和不大的油箱。這很好地解決了大功率,長時間行駛與充電時間長,充電設施不足的矛盾。當遇到電量不足的情況下,就開動汽油發電機充電,而作為發電機的汽油機占不了多大地方,也不需要配置複雜的耦合機械。在冬天時,汽油機也可以打開取暖。這個設計,至少在目前情況下,似乎可以解決全電車的主要毛病,成了一個較好的組合。

汽車製造拉動了一大片製造業,還拉動了更上遊的鋼鐵、化工、采礦、石油工業,和下遊的消費、城市建設、商業建設、住房建設。發達的交通使得通勤和通商從腳步可及擴大到駕車可及,公路超過鐵路成為主要交通方式,商業、運輸、旅遊等都得到滾動發展。拉動的就業反過來造就了藍領消費者,推動生產的進一步發展。

汽車工業作為年產值3萬億美元的超級產業,中國市場這一塊的一進一出對全球經濟重心偏離歐美、偏向全球南方有巨大作用,中國向全球南方國家打包提供的電車和無碳電力進一步鎖定這樣的偏移。相比之下,2021年世界芯片銷售額為5200多億美元(也有說法為5800多億,應該是統計口徑差異)。芯片是價值和影響都巨大的產業,但與汽車相比,還是小多了。當然,芯片和汽車不能簡單相比。汽車是終端消費品,芯片是中間產品,用於拉動進一步的製成品生產,包括汽車。

而且,美國無法簡單壓製中國的汽車業,就像它壓製芯片業那樣。這可能是一個會影響世界政治經濟版圖的大事!




更多我的博客文章>>>

所有跟帖: 

謝謝有關數據。我家有太陽能板,我上班是中等距離的通勤,插電混合動力(plug-in hybrid)是我的選擇,好極了! -唐宋韻- 給 唐宋韻 發送悄悄話 唐宋韻 的博客首頁 (0 bytes) () 05/03/2023 postreply 08:46:57

漲知識了。謝謝。電車還有一個特點,不用換機油。另外電傳輸比汽油傳輸便宜,安全。 -前後左右- 給 前後左右 發送悄悄話 前後左右 的博客首頁 (0 bytes) () 05/03/2023 postreply 08:51:42

電車的最大優勢是便於智能控製。至於能源環保並無優勢。不便利不便宜是劣勢。任重道遠。 -大號螞蟻- 給 大號螞蟻 發送悄悄話 大號螞蟻 的博客首頁 (201 bytes) () 05/03/2023 postreply 09:35:22

這也能扯到政治上?要看心理醫生了 -前後左右- 給 前後左右 發送悄悄話 前後左右 的博客首頁 (0 bytes) () 05/03/2023 postreply 09:56:27

幾個挺賣力的酸棗,,, -tt10- 給 tt10 發送悄悄話 (0 bytes) () 05/03/2023 postreply 20:35:07

阿迪爾·布拉爾 -美國老師- 給 美國老師 發送悄悄話 (0 bytes) () 05/03/2023 postreply 18:41:48

全電動車屬於不成熟技術,除非電池有根本改變。在寒帶搞不好會丟命的。這不是為國爭光的事。混合動力還稍微靠譜點,但不一定環保 -大河邊的人- 給 大河邊的人 發送悄悄話 大河邊的人 的博客首頁 (0 bytes) () 05/03/2023 postreply 12:54:29

好文!單看一部車所需部件和數量就可以得出結論,電車肯定是未來主流 -pudo- 給 pudo 發送悄悄話 (0 bytes) () 05/03/2023 postreply 16:13:55

看到“Turbo是汽油引擎加電引擎“就不再看了, 作者連這都弄不懂就不要再賣弄了。 -bithandy- 給 bithandy 發送悄悄話 bithandy 的博客首頁 (0 bytes) () 05/03/2023 postreply 16:28:00

Turbo引擎,有渦輪增壓,通過引擎的排氣推動一個渦輪,給進氣加壓,是機械的裝置。通過電機加壓的也有,叫做Super C -朱頭山- 給 朱頭山 發送悄悄話 朱頭山 的博客首頁 (0 bytes) () 05/03/2023 postreply 17:03:02

LZ不是很懂, 不少外行話,,, -tt10- 給 tt10 發送悄悄話 (0 bytes) () 05/03/2023 postreply 20:36:41

查了一下。核動力航母是核能燒開鍋爐直接驅動螺旋槳。 -leonardo2025- 給 leonardo2025 發送悄悄話 (1095 bytes) () 05/03/2023 postreply 22:35:20

最好多做做功課 -深邃藍空- 給 深邃藍空 發送悄悄話 (0 bytes) () 05/04/2023 postreply 01:35:19

最好多做做功課 -深邃藍空- 給 深邃藍空 發送悄悄話 (0 bytes) () 05/04/2023 postreply 01:36:01

中國汽車無法打開美日歐市場,除了在中國生產的特斯拉;至於油電混合,美國這邊早有了 -老柏樹- 給 老柏樹 發送悄悄話 (411 bytes) () 05/04/2023 postreply 05:32:43

沃爾沃是哪國品牌呀? -前後左右- 給 前後左右 發送悄悄話 前後左右 的博客首頁 (0 bytes) () 05/04/2023 postreply 11:43:43

請您先登陸,再發跟帖!