19世纪街头行驶的电动汽车是如何运行的?
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19世纪末,电动汽车是一项成熟的技术,与燃油车在同一条道路上竞争,而且往往能开拓出比燃油车大得多的市场.截至1900年,美国道路上约有28%的车辆是电动的;40%是蒸汽动力的,只有22%是汽油的.本文将探讨1880年代至1900年代初这一时期电动汽车在技术上如何运作、为什么卖给谁,以及它们为何在短时间内建立了一个令人津津乐道的黄金时代.
亮点
- 1899年: La Jamais Contente以电力突破了100公里/小时大关: 105.88公里/小时.
- 1900年: 美国道路上约有 28%的车辆是电动的,只有22%是汽油的.
- 1912年Baker Electric: 72伏系统,8马力,最高时速23英里,标价2700美元.
- 1897年: 纽约以12辆电动出租车起步的车队到1898年达到62辆.
- 1915年: 电动汽车的市场份额下滑至5%;到1935年,它们实际上已从道路上消失.
第一辆电动汽车是如何诞生的?
电动汽车的故事随着电机的故事一同开始.1827年,匈牙利牧师Ányos Jedlik开发了第一台电动机,次年驱动了一辆小型模型车.1830年代,这个名字不断增多:苏格兰发明家Robert Anderson尝试了一辆粗糙的电动汽车,佛蒙特州铁匠Thomas Davenport制造了一辆在电气化轨道上行驶的车辆,荷兰教授Sibrandus Stratingh及其助手Christopher Becker生产了一辆用原电池驱动的小型车辆.苏格兰人Robert Davidson则将这项工作推向了轨道:重达7100公斤的 Galvani 机车能以6.4公里/小时的速度牵引6吨货物.铁路工人将这台机器视为失业的威胁并将其摧毁——可以说,这项技术第一次遭遇反对,就是在光天化日之下、用双手亲身体验的.
真正的转折点出现在储能方面.1859年,Gaston Planté发明了可充电铅酸电池;1881年,Camille Alphonse Faure大幅改进了这一设计,使工业化生产成为可能.如果没有可重复充电的电池,电动汽车将永远只是实验室里的玩具.同年,1881年4月19日,Gustave Trouvé在巴黎沿Rue Valois测试了第一辆据推测用自己的电源载人的电动汽车——这是Starley三轮自行车的电动版本.
接下来的几年进展神速.Thomas Parker于1884年在伍尔弗汉普顿制造了他的第一辆电动汽车;Andreas Flocken于1888年制造了被认为是第一辆"真正的"电动汽车—— Flocken Elektrowagen.在美国方面,第一个名字是来自得梅因的化学家William Morrison:他在1890至1891年间开发的六人座"电动马车"能以最高23公里/小时的速度上路.1898年,Ferdinand Porsche同时将 P1 电动汽车,还开发了世界上第一辆混合动力电动汽车;此外,他还设计了一种在每个轮毂中都装有独立电机的全轮驱动电动汽车设计.“第一辆电动汽车是谁的?”这个问题没有唯一的答案;根据你采用的定义,答案可能是Trouvé、Parker、Flocken或Morrison.
早期电动汽车在技术上是如何运作的?
如果你寻找现代电动汽车的“大脑”,你是找不到的,因为根本没有大脑.这些车辆在没有计算机的情况下,依靠直接而简单的电路运行:电池组、一台电动机,以及几个控制速度的开关触点.卖点不是复杂性,而是简单性.变速箱、离合器、化油器、火花塞——这些在电动汽车的构造中一概不存在.
让我们用数字来看.总部位于克利夫兰的 Baker Motor Vehicle Company (1899至1914年间生产)在其车辆中将六块6伏电池置于前盖下方,另外六块置于后盖下方,总共为72伏的电机供电.1912款Baker Electric输出8马力功率,最高时速23英里(37公里/小时),售价2,700美元.1911年的宣传册说得更加直白:承诺在城市内以每小时15英里的速度行驶约100英里——即大约7小时的不间断驾驶.而Detroit Electric从1907年起生产了13,000辆电动汽车,其典型续航里程在30-65公里之间.1910年代的Standard Electric声称单次充电可行驶110英里,最高时速20英里,售价1,785-1,900美元.
| 车型 | 年份 | 续航里程 | 最高时速 | 价格 |
|---|---|---|---|---|
| Baker Electric | 1912 | ~100英里(城市内宣传册数据) | 23英里/小时 | 2,700美元 |
| Standard Electric | 1910年代 | 110英里(单次充电,声称值) | 20英里/小时 | 1,785-1,900美元 |
| Beardsley "light town car" | 1916 | ~70英里典型续航 | - | 1,285美元 |
| Morrison电动货车 | 1890-91 | - | 14英里/小时 | - |
这一表格的背后是电池技术,即性能的真正极限.铅酸化学在能量密度方面并不宽裕:重量增加,续航缩短.Beardsley Electric从1913年到1917年在洛杉矶仅生产了661辆车——市场相对较小,车辆价格昂贵.但在城市内,这些限制对大多数用户完全没有造成困扰;20-70英里的日常需求,在现有续航范围之内.
是电动汽车率先突破了100公里/小时的屏障吗?
是的——而且这是那个时代最不为人知却最引人注目的工程成就之一.1899年4月29日,Camille Jenatzy在巴黎附近的Achères驾驶他那辆火箭形状、由蓄电池供电的汽车 La Jamais Contente 时速达到了105.88 km/h.此前被打破的纪录是92.78 km/h,由一辆蒸汽汽车保持.回顾今天在发布会上被誉为“安静、平顺、快速”的特性早在19世纪就凭借一项陆地速度纪录而达到巅峰,这正是电动驱动作为一项何等成熟的工程领域的最有力证明.高速度意味着高电流和高重量;用铅酸电池实现这一点,在当时的条件下是一次大胆的动力传输实验.
电动汽车为何最初卖给女性驾驶者?
答案完全是机械层面的.汽油车的变速箱操作麻烦,手摇启动摇柄更是真正的危险:摇柄反弹时会折断手臂.电动车没有摇柄,没有变速箱,也没有震动、气味和噪音.当时的社会观念将这一优势转化为营销定位:女性驾驶者被认为驾驶嘈杂、有异味的汽油车“太柔弱、胆怯且挑剔”;制造商则将这种污名化转化为营销策略.电动车被定位为“安静、清洁、无异味且优雅”,并配备了专属车顶内饰等细节.在1904年的照片中,女性驾驶者们用手摇电池充电器为Pope Manufacturing的 Columbia Mark 68 Victoria自行充电.
这一策略也有代价.针对女性的营销可能在男性消费者中制造反向污名:“电动车是女人的车”这一观念将市场一分为二.2025年的一项学术研究认为,这种性别化造成了强大的锁定效应,并且早期美国电动车与当时保守的“分离领域”秩序紧密交织.一种在技术上更优越的使用场景,可能被一个社会标签所压垮——这是电动车在市场上的失利无法仅用成本来解释的第一个迹象.
城市街道上的电动出租车与车队
电动车的黄金时代不仅仅是华丽的城市轿车;在商业车队中它也是一门严肃的生意.1897年,Walter Bersey绰号“Hummingbirds”的电动出租车驶上伦敦街头.同年,纽约的Samuel's Electric Carriage and Wagon Company开始运营12辆电动双轮马车,到1898年将车队扩大到62辆出租车;该市拥有超过60辆电动出租车的车队.第一次世界大战之前,New York Electric Vehicle Association——一个包含GM卡车部门和GE的General Vehicle部门的组织——在这座大都市拥有约2,000辆电动车;Lord & Taylor则以其38辆卡车的电动配送车队自豪.连白宫也被说服了:Woodrow Wilson总统和特勤局特工在华盛顿使用 Milburn Light Electric 汽车.
车队运营的真正问题是充电和能源管理,而这一点很早就有了应对方案.可更换电池服务的构想于1896年被提出,并在1910年至1924年间由Hartford Electric Light Company在卡车上实施:客户不购买电池,用完即更换,该系统总计覆盖超过600万英里的里程.从1917年起,芝加哥也为Milburn车主运营着类似的服务.我们今天所说的"换电站"这一概念,早在整整一个世纪前就已在工业规模上进行了尝试.
汽油为何战胜了电动车?
黄金时代的终结无法用单一原因解释;四项不同的发展指向了同一个结果:
- 生产革命: 1908年, 福特Model T 使汽油汽车变得人人可负担.1912年,汽油车售价650美元,而一辆电动敞篷车则要价1,750美元.
- 手摇曲柄问题的解决: 1912年,Charles Kettering的电动起动机消除了汽油车最大的缺点.电动车的主要卖点之一也随之化为泡影.
- 基础设施的不对称: 20世纪20年代,城际公路网得到改善,德州石油使汽油变得廉价且普及,加油站遍布各处.而在美国乡村,电网几乎不存在.
- 使用场景: 汽油车能跑得更远、更快,并能应对崎岖地形;随着乡村道路的铺装超越城市范围,长途旅行和旅游汽车成为汽油车的天下.
物理学也不帮忙.一加仑汽油大约含有36 kWh的能量;以当时的铅酸电池接近这一能量密度是不可能的.电动车的销量在20世纪10年代初达到顶峰,1915年市场份额跌至5%,到1935年实际上已从道路上消失.Thomas Edison留下了那个时代的鲜明印记:他曾说"15年内,电力将更多售予电动汽车而非照明".Edison将电动车视为先进技术,致力于研发更好的电池,甚至在1914年与Henry Ford探讨过合作生产低成本电动汽车.那块电池始终没有问世.而当时的媒体则持乐观态度:1911年的一篇文章指出,连最知名、最领先的汽油车制造商也拥有电动汽车.1900年11月3日首届美国车展在Madison Square Garden开幕时,电动车占据了展示柜;但可以说,它们此后并未能在展示柜中长久驻留.
早期时代的遗产:今天可以汲取的教训
20世纪初电动汽车的故事,是一个教科书式的案例,说明仅有技术并不足以取胜.车辆本身表现出色:安静、清洁、易于操作,城市通勤续航足够,甚至强大到足以打破速度纪录.输掉的一方不是技术,而是成本、基础设施和社会标签的交汇点.更何况,那个时代已经尝试过我们今天称为“现代”的所有解决方案——换电池、车队管理、家用充电.一个世纪后重新解决同一问题时,最短的镜子正是19世纪那些安静而无烟的街道.