电动汽车普及之时

本文最初发表于我们 2022 年 11 月/12 月刊，题为“走向电动化”。点击此处订阅以阅读更多此类文章。

远在 Instagram 网红和 Twitter 之前，就有“流浪者”组织，大约在 1915 年。这个由大亨组成的精英团体包括亨利·福特、托马斯·爱迪生、哈维·费尔斯通，有时还有一两位美国总统，他们游历全国。

每年夏天，他们会组成一个福特 T 型车车队，带着随行人员、摄影师和记者，一起进行车队旅行，宣传公路旅行的黎明。年度的驾驶活动持续了十年，直到 1924 年，因为这些人变得太出名而无法在公众场合游玩。

这些旅行让福特和爱迪生有机会讨论未来的愿景：将福特的装配线与爱迪生的电池结合起来，制造价格实惠的电池电动汽车。毕竟，美国在 1900 年代初期曾短暂涌现过大量的电动汽车（EV）。福特甚至为他的妻子克拉拉买了一辆，因为他自己的 T 型车脏、难启动，而且总体上不太可靠。最终，他承诺为他的革命性汽车采用化石燃料燃烧技术，而爱迪生的前员工尼古拉·特斯拉则独立革新了电池技术。值得注意的是，新兴的电动汽车市场未能克服基础设施和续航里程的限制。

一个多世纪后，电动汽车正在强势回归。预计今年美国电动汽车销量将增长 53%，呈指数级增长。尽管埃隆·马斯克十年前推出的特斯拉 Model S 轿车可能激起了新的需求，但现在主要的汽车制造商正在为电动汽车的未来下巨额赌注。这项技术终于开始定义豪华汽车和 SUV。根据全球咨询公司 AlixPartners 的数据，汽车制造商已投资 3300 亿美元至 2025 年用于电动技术。这些因素——再加上今年夏天通过的具有历史意义的美国《通胀削减法案》中一系列新的电动汽车税收抵免——表明电动汽车正从利基产品走向大众市场。

无论你准备好了没有，今年标志着三个重要力量的汇合——技术、基础设施和立法——根据安永分析师的说法，到 2033 年，电动发动机的销量将在全球汽车市场中超过燃气发动机。

品牌重塑的需求

虽然减少化石燃料排放的愿望驱动了大量需求，但近年来的消费者研究表明，汽油价格尚未成为购买电动汽车的关键因素。目前，销量和需求受到汽车市场增长最快领域：SUV 和豪华车的电动车型扩张的推动。

“多年来，传统汽车制造商的电动汽车往往是小型掀背车，并不真正具有吸引力或令人向往，”研究公司 AutoPacific 的总裁兼首席分析师 Ed Kim 表示。

“特斯拉是唯一一家制造引人注目的电动汽车的汽车制造商，这就是为什么它们长期以来一直统治着电动汽车销量排行榜。”

如今，就连最不可能的车型也正在进行电动化品牌重塑。在中断 13 年后，通用汽车公司正在重新推出其庞大的悍马 SUV 作为纯电动车型，以及其流行的西尔维拉多皮卡车的电动版本。福特 F-150 皮卡车，这个品牌四十多年来的销量冠军，现在也有了电动版本：F-150 Lightning，美国总统乔·拜登去年曾试驾过。这些里程碑的出现伴随着整个市场对电动汽车创纪录的投资。

福特表示，计划投入 500 亿美元，以帮助其从 2026 年起每年生产 200 万辆电动汽车。包括宾利、兰博基尼和保时捷在内的奥迪集团已承诺投入 1000 亿美元。其奥迪品牌承诺到 2025 年将其在美国的产品线实现 30% 的电动化。这包括插电式混合动力汽车，它们通过在消耗汽油之前仅靠电力行驶一小段距离来弥合传统汽车和电动汽车之间的差距。

“我们正处于电动汽车销量因法规、可用性和消费者热情而飙升的阶段，”AlixPartners 汽车和工业实践董事总经理 John Loehr 表示。

政策与基础设施

在全球范围内，美国在适应方面比欧洲缓慢。英国政府正在投资约 20 亿美元建设足够的充电站，以实现其在 2030 年前逐步淘汰新型燃油发动机汽车的目标。拜登总统已作出回应，设定了到 2030 年在美国销售的新车中一半实现电动化的目标。

但今年 8 月通过的两项重要立法将加速美国电动汽车的普及。《通胀削减法案》耗资 7400 亿美元，旨在推动清洁能源投资，为消费者和国内电动汽车生产商解锁了数百亿美元的税收抵免和激励措施。今年夏天，在这一消息公布后不久，加利福尼亚州批准了一项大胆的政策，禁止到 2035 年销售新的汽油发动机汽车。

到目前为止，基础设施仍然是实现全面电动化道路上的障碍。开发一个足够强大的充电站网络来支持电动汽车的猛增已被证明是一项艰巨的挑战——这是爱迪生和福特时代电动汽车初创公司失败的原因。即使今天的司机能够找到附近的充电器，它也可能不可用或损坏；而且给电池充电比快速加油要长得多。

“在过去十年里，电动汽车销量一直很低，全国的充电站数量也很有限，”购车网站 Edmunds 的洞察执行总监 Jessica Caldwell 表示。“但由于我们预计未来十年将出现加速增长，充电设施必须随之增长以满足需求。”

与此同时，没电是消费者的一大担忧，尤其是在公路旅行和长途旅行的情况下。“他们称之为‘里程焦虑’，”Loehr 谈到司机一贯的担忧。“制造商们终于做出了回应，推出了续航里程超过 300 英里的车型。”

充电网络背后的公司也在加大力度。ChargePoint 是行业巨头，在美国和加拿大拥有 18,000 多个地点，正与星巴克和沃尔沃合作，在停车场安装充电站，并加强沿热门路线的基础设施网络。壳牌是第二大电动汽车充电公司，计划到 2025 年在美国运营 500,000 个充电器，目前已安装约 100,000 个。另一家石油公司 BP 表示，到本十年末将管理 70,000 个公共充电点。

与此同时，大众集团子公司 Electrify America 计划扩展其在全国范围内的充电站和快速充电器组合。特斯拉当然有自己的超级充电网络，供特斯拉车主快速充电。

市场限制

电动汽车仍然比燃油车贵很多——电池通常比内燃机贵 10,000 美元——但投入研发的数十亿美元很可能会在未来十年内降低成本。这些汽车的激增还需要新的技师来维修它们。

然后是材料。今年，地缘政治和供应限制将一些电动汽车的交货日期推迟到很远的未来，客户等待一年或更长时间才能拿到汽车。制造锂离子电池所需的某些材料已经供不应求，随后乌克兰的冲突加剧了短缺，迫使汽车制造商去其他地方寻找锂、钴、镍、石墨和锰。汽车制造商现在正在全球各地匆忙寻找这些材料。

持续的中国新冠疫情也迫使特斯拉、大众、丰田等汽车制造商停产其在上海最大的电动汽车工厂，以遵守零星的强制性封锁。

与此同时，美国人的车库可能会变得更像亨利和克拉拉的车库。除非双车家庭能够缩减到一辆电动汽车，否则画面可能是一辆为家庭公路旅行设计的雪佛兰 Tahoe 和一辆连接着充电线的特斯拉。

电动汽车是如何工作的？

就像智能手机或平板电脑一样，电动汽车从锂离子电池获取动力，锂离子电池通过连接到电网来充电。内燃机车辆可能需要每周去加油站加油一两次，而耗尽电量的电动汽车可以在夜间在家中的车库里充满电。

电动汽车的电池组通常由许多较小的模块组成，每个模块包含数百个独立的电池单元。从这些电池单元中提取的能量被输送到牵引逆变器，牵引逆变器将直流电转换为交流电，为汽车的专用电机供电。

与内燃机中的多速变速器不同，小型电动汽车变速器在宽广的速度范围内产生足够的扭矩，使汽车能够使用单档快速加速。发动机在从零速开始的所有速度范围内都产生扭矩，从而方便地无需离合器或变矩器。

这种简化意味着整个电动汽车传动系统包含的活动部件大约只有内燃机对应物的 1%。因此，维护要求大大降低。没有燃油燃烧发动机和相关的排气系统也意味着电动汽车产生的热量（以及排放物）要少得多，这使得传动系统设计更具创造性，并且通常可以在汽车引擎盖下方增加额外的储物空间。