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日志

理解冯卡门: 发动机的故事(二)

热度 1已有 258 次阅读2016-12-31 10:06 | 发动机, 故事

虽然电动汽车在今天象征着新一代的科技,但实际上,电动汽车的出现还早于内燃机汽车。

早在1828年,电机之父——匈牙利人Ányos Jedlik就制作了一个电动车模。

当然,虽然蒸汽机汽车和内燃机汽车的核心技术是发动机,电动汽车的核心技术却是电池。1860年,法国人Gaston Planté发明了可充电电池,这才使得实用的电动汽车成为可能。7年之后的巴黎博览会上,奥地利发明家Franz Kravogl就展示了一辆实验性质的可充电电动汽车。而第一辆实用的电动汽车则是法国发明家Gustave Trouv在1881年制成。

三年之后,第一辆量产电动车也诞生了,它由英国工程师Thomas Parker发明。

法国人Charles Jeantaud 同样在1881年开始制造电动汽车。1898年,Jeantaud公司制造的电动汽车Duc(公爵),在一天内分别以63和93公里的时速两次打破陆地速度记录。

打破Jeantaud Duc速度记录的,仍然是一辆电动汽车,它由比利时人Camille Jenatzy制造,在1899年创下了106公里/时的记录。

而随着电力的普及,以及电池和电机技术的进步,电动汽车也跟蒸汽汽车一样,在1890年代后期开始进入黄金时期。


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尽管电动汽车在欧洲有一定的销量,但因为当时只有美国的家庭电力普及率最高,也只有在美国,电动汽车在汽车市场上占有了相当份额。1900年代中期,美国的蒸汽汽车、电动汽车和内燃机汽车的市场份额分别是40%,38%和22%。到了1912年,整个美国已经有33842辆电动车,而100年后的美国,刚刚开始复兴的纯电动车的保有量也才差不多达到同一水平。


电动汽车像蒸汽汽车一样,也不需要变速箱,但行驶噪音甚至比蒸汽机更小,而且在三种汽车中是最容易操作的。电动汽车的启动极为容易,拨动一个按钮就可以工作,既不像蒸汽机一样有漫长的热机时间,也不像内燃机汽车一样需要手动摇转危险的曲柄。虽然当时的电动汽车的续航里程跟今天的电动汽车相仿,也只有100公里左右,而且最高速度只有可怜的20公里/时,远比蒸汽机汽车和内燃机汽车要差,但当时汽车刚刚起步,城市间的乡下普遍缺乏公路,所以长途驾车的需要本来就不多,也就大大缩小了电动汽车的劣势同样的,因为汽车刚刚起步,加油站其实也不够普遍,内燃机和蒸汽机汽车加油也并不是特别方便,反而电动车可以很容易在自家的车库中充电


电动车的这种安静、清洁、易于操作的特点使得它在当时尤其受美国的富太太们欢迎,在城市内短途代步使用。在当时的商场和社交场所,也时常能够看到穿着体面的女士开着这样电动小车。实际上,内燃机汽车大亨——亨利福特的妻子开的就是一辆底特律电气生产的Brougham(一种模仿自头尾上翘的小马车的汽车车体)。这辆车目前仍然停放在福特博物馆中。


而底特律电气也正是当时销量最大的电动车品牌。这家公司也很聪明得在广告中突出它对上流社会女性的吸引力。

当然,也不能说电动汽车就是女人的专利。坚信电力代表了人类未来的发明大王爱迪生就几乎只开电动汽车,而他也拥有一辆底特律电气生产的电动汽车。我相信人们并不会因为爱迪生开电动车就把他看成“娘炮”

底特律电气生产的汽车当时售价在3000美元左右,仍然偏贵,但也有些公司的产品更便宜,如贝克电气(Baker Electric)生产的一辆Stanhope(一种敞篷小车)就只要1600美元。1913年以前,贝克电气的汽车销量也一直超过底特律电气。

事实上,爱迪生的第一辆汽车就是贝克电气生产,甚至贝克电气公司部分车型的镍铁电池就是爱迪生设计的。下图为爱迪生驾驶着他的1901款贝克电气小跑车。

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当时贝克电气车辆的参数如下图广告所示。电池容量是7.56kwh(大概是特斯拉Model S的十分之一),电压为60V,电池重量为450kg(按照特斯拉Model S电池组的能量密度,450kg的电池组大概能提供超过60kwh的容量),电机最大输出为3.5HP(大概只是特斯拉Model S低配版的百分之一)。它的续航里程为60英里(96公里)左右,这个数字看起来即使相比今天的电动车也并不差,但贝克电气汽车的最高时速只有35公里每小时,而对于电动车来说,能耗是显著随速度降低而降低的。


(因为当时的路况远不及现在,30公里的时速也并不慢。而当时内燃机汽车的速度也并不快,福特T型车的最高时速也只是64公里/时。)


从贝克电气公司的广告中可以看出,这家公司比较喜欢强调自己的技术,即使像底特律电气一样使用了贵妇的意象,却仍然不忘突出轴传动相对链条传动的优越性。

贝克电气生产的两门轿车,售价2800美元,4个车座采用对坐设计,而方向盘则位于两排座椅中间,由后排乘客控制车辆。

跟今天的许多电动创业公司的思路一样,这家公司也认为电动车相对适合用来在城市内短途递送货物。下图为该公司推出的商用轻型卡车。


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作为一个同时是土豪的技术宅,爱迪生拥有的电动车当然不仅仅是这两个牌子而已。爱迪生的座驾中还包括有另一个主流电气生产商——史蒂倍克电气的产品。

这家公司的广告也喜欢强调电动车的方便,舒适和易用,但是表达的方式则比较平铺直叙。几张广告图中宣传的口号包括:方便和经济的充电;不需要专职司机;任何家庭乘员皆可操作;转弯半径小;成功的爬坡选手;顺滑的操作;安静的行驶等等。相比底特律电气的广告用一个简单的贵妇形象传达理念的方式,孰高孰低,请各位读者自行评判。

这家公司也生产电动小巴。

1904年开始,因为认识到内燃机更有前途,史蒂倍克电气开始跟盖特福德公司合作生产内燃机车,但只提供车身和底盘。但这个合作却因为盖特福德从1909年开始自行生产底盘而结束。史蒂倍克在1912年停产。事实上,因为技术差距过大,很多早期的电动车商都没有像蒸汽机汽车厂商那样成功转产内燃机汽车。


当时的主要电动车厂商中,土豪爱迪生的唯一一条漏网之鱼是哥伦比亚汽车公司。美国第一辆销量过千的汽车,正是1903年款的哥伦比亚电动小敞篷车,它也是当年的汽车销售冠军。这辆汽车售价只要850美元,只比当年同样大小的Oldsmobile(后为通用子品牌)内燃机汽车贵200美元。


早期的一些哥伦比亚车型在车尾仍然设有司机专座,这种设计沿袭自19世纪的马车时代,早期因为买得起汽车的人往往很富裕,所以仍然像马车一样,会雇佣专职司机,但因为电动车操控其实极易掌握,很快也就取消了司机专座的设计。


哥伦比亚公司当时推出了一款高档车型,名为维多利亚,而英国女王维多利亚也买了它的辉腾款(辉腾,即Phaeton,原本指一种高档马车)送给儿媳代步。


哥伦比亚公司的汽车广告,相对来说没有什么特点。


哥伦比亚公司生产的电动小巴


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因为电动车的流行,1910年也出现了最早的换电池服务,由哈特福特电灯公司与通用车辆公司(通用电气的子公司,与通用汽车无关)合作提供。用户只需要购买通用车辆生产的不含电池的电动汽车,然后向这家公司缴纳月费,并按照行驶里程缴纳附加费。这项服务一直运营到1924年。


在这股电动车潮流中,甚至也出现了最早的混合动力汽车。1911年,伍兹汽车公司推出了下图中这款名为Dual Power Model 44 Coupe(双动力44型两门车),在24公里时以下,这辆车采用电驱动,超过这一速度之后则使用汽油驱动。这辆车售价为2700美元,比当时的主流电动汽车还要贵一些。


1900年代,内燃机汽车取得巨大进步,特别是福特的T型车面世以后,低廉又皮实好用的内燃机汽车逐渐成为主流。因为电动汽车的独特优势,它比蒸汽机汽车存在了更长的时间,直到1910年代仍然占据有重要的市场份额,但最终也还是一样走向了消亡的道路。





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