电动车究竟是谁发明的?
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第一辆电动汽车没有单一的发明者. 从1828年匈牙利的一个微型模型车,到19世纪90年代美国和法国真正能上路行驶的实用交通工具,这一历程是彼此独立的工程师们相继迈出的步伐的总和.至于谁能算作“第一”,则完全取决于你采用什么标准:是模型,是载人车辆,还是适合日常使用的汽车?
重点摘要
- 1828: Ányos Jedlik 制造了第一辆由自身电机驱动的模型电动车.
- 1881: Gustave Trouvé 在巴黎测试了第一辆携带自身电源、能载人的电动车.
- 1898: 一辆 Jeantaud 汽车 以 63.13 km/s 的速度创造了首个正式的汽车陆地速度纪录.
- 1900: 美国的汽车中 38%是电动车.
- 2008: Tesla Roadster 成为首款以锂离子电池销售的量产电动汽车.
第一辆电动汽车是谁发明的?为什么没有唯一的答案?
这个问题之所以没有明确答案,原因不在于信息匮乏,而在于定义问题.“汽车”一词涵盖的范围极广,从模型样车到道路车辆不一而足,而每种定义都会突出一个不同的名字.有的资料把制作微型模型的 Jedlik 视为“第一发明人”,有的资料只看载人车辆,还有的则采纳“实用、可销售的车辆”这一标准.三种标准,三个不同的赢家.
此外还存在一个技术门槛:直到1859年才出现可充电电池.早期尝试大多依靠一次性使用后即丢弃的原电池运行.使用一次性耗尽的能源,任何人都不可能在技术上制造出“可使用”的车辆.因此,19世纪30年代的发明是电机的故事,1880年之后才是真正汽车的故事.
早期先驱者及其成就
| 先驱者 | 年份 | 成就 | 标准 |
|---|---|---|---|
| Ányos Jedlik | 1828 | 由电机驱动的微型模型车 | 首个模型 |
| Thomas Davenport | 1834 | 在电气化轨道上行驶的模型车 | 首个美国直流电机 |
| Sibrandus Stratingh | 1835 | 使用原电池的小型车辆 | 荷兰首例 |
| Gustave Trouvé | 1881 | 载人车辆,在巴黎测试 | 首辆载人车辆 |
| William Morrison | ~1890 | 时速达 23 km/s 的六人马车 | 美国首辆实用汽车 |
| Charles Jeantaud | 1881–1893 | 在法国进行实验性车辆,随后投入生产 | 法国首次量产 |
从模型出发:Jedlik、Davenport 和 Stratingh
这个故事的开端规模相当 modest.匈牙利牧师兼物理学家 Ányos Jedlik 于1827年发明了早期类型的电动机,并在1828年用这台电机制作了一辆小型模型车.这辆车与其说是现代意义上的汽车,不如说是一场实验室演示,它使用的是无法充电的原电池.然而原理是完整的:电流在电机中转化为机械运动.
在佛蒙特州做铁匠的托马斯·达文波特走上了类似的道路.在妻子艾米丽的协助下,他制造了第一台美国直流电机,并将它安装在一个在短小的环形电气化轨道上行驶的小模型上.该电机于1837年获得专利.同一时期,在荷兰格罗宁根,西布兰杜斯·斯特拉廷赫与他的助手德国人克里斯托弗·贝克尔用原电池制作了一辆小规模车辆.人们也普遍认为,苏格兰的罗伯特·安德森在1832至1839年间开发了一辆粗糙的电动汽车;尽管各资料中提及这一名字的日期和国籍存在细微差异,但显然在19世纪30年代,多个国家都有人在研究同一构想.
这些尝试的共同弱点在于能量储存.1837年之后,罗伯特·戴维森在阿伯丁建造了已知的第一台电力机车;后来 Galvani 这台重7100 kg的机车以6.4 km/s的速度成功运载了6吨货物、行驶2.4 km.电池功率不足,而这辆车最终被那些担心失业的铁路工人摧毁.技术已经存在,却没有支撑它的电池.
电池革命与最早的载人车辆
转折点出现在1859年:加斯东·普朗泰的铅酸电池首次使能量的储存与再充电成为可能.1881年,卡米耶·阿尔方斯·福尔大幅提升了电池容量,为工业化生产铺平了道路.没有这两个日期,电动汽车从模型向实用车辆的转变是不可能的.
同年,1881年4月,古斯塔夫·特鲁维在巴黎瓦卢瓦街测试了一辆自带电源的载人电动汽车.他改进了一台西门子电机并将其安装到詹姆斯·斯塔利的三轮车上.特鲁维未能获得专利,但这辆车如今被视为世界上最早的电动汽车之一.对于想了解第一辆载人电动汽车的读者来说,答案正是从这里开始.
在法国,车身制造商(carrossier)夏尔·让托也在1881年制造了他的第一辆实验性电动汽车;规模化生产始于1893年,并在巴黎持续到1907年.在德国,1888年的 Flocken Elektrowagen在许多评价中被称为第一辆真正的电动汽车;在英国,托马斯·帕克于1884年在伍尔弗汉普顿制造了自己的车辆之一.而费迪南特·保时捷则在1898年开发了 P1 电动汽车,随后又开发了世界上第一辆混合动力汽车.
莫里森与让托:实用性与速度的标准
在美国这边,第一辆堪称实用的车辆出自居住在艾奥瓦州得梅因的苏格兰裔化学家威廉·莫里森之手.莫里森将一辆六人马车实现了电动化;该车 23 km/s 能够达到这一速度,而电池则隐藏在车厢座椅下方.该车的问世时间被认为在1890年前后;关于其研发过程的时间,各种资料在1887年至1891年之间有数年的出入,这反映了从早期原型到成熟车辆的正常工程演进过程.Morrison的这款车在1893年芝加哥世界博览会上引起了真正的轰动,为美国电动汽车的普及播下了种子.
Jeantaud则在另一个维度上脱颖而出:性能.1898年12月18日,由Gaston de Chasseloup-Laubat伯爵驾驶的一辆Jeantaud, 以63.13公里/小时 的速度创造了首个官方的汽车陆地速度纪录.而且这是首款两度保持该纪录的车辆,还是一辆电动车.对手Camille Jenatzy的 La Jamais Contente 这款车于1899年4月29日 达到105.88公里/小时 的速度,突破了100公里/小时的大关.也就是说,在汽车快速诞生的最初几年里,掌握速度纪录的正是电动汽车.对于"第一辆快速汽车是电动的吗?"这个问题,从历史角度来看,答案是肯定的.
电动车的黄金时代以及汽油车为何后来居上
到1900年,美国道路上的汽车中 40%是蒸汽汽车, 38%是电动车,只有 22%是汽油车.1895年至1905年间,电动汽车在美国的销量超过了所有其他类型的车辆.这在工程上有很好的理由:电动汽车安静、无需换挡、用钥匙启动,且不产生气味和振动.蒸汽汽车在寒冷天气下启动可能需要长达45分钟;而汽油车则要用手摇曲柄启动,常常有折断手臂的风险.电动车在城市居民和女性中尤其受欢迎.
尽管如此,汽油车最终胜出.原因相互强化:
- Henry Ford于1908年投入量产的 Model T 让汽油车变得价格亲民;1912年,一辆汽油车约 650美元,而一辆电动敞篷跑车则约 1,750美元 .
- 1912年,Charles Kettering发明的电动启动机解决了汽油车最大的缺点——手摇曲柄的问题.
- 20世纪20年代,城际公路网得到改善,德克萨斯石油使汽油变得便宜,加油站遍布各地;而农村地区的电力基础设施仍然缺乏.
到1935年,电动汽车几乎完全消失了.你可能会感兴趣的是:可更换电池的想法早在那个时代就已付诸实践;这项于1896年提出的服务,在1910年至1924年间通过Hartford Electric Light公司的GeVeCo服务,累计行驶里程超过 600万英里 .
20世纪中的尝试与GM EV1
在经历了长期的沉寂之后,1973年阿拉伯石油禁运重新点燃了人们对电动汽车的兴趣.美国国会在1976年通过了一项支持电动和混合动力汽车研究的法案.1973年,通用汽车生产了一款城市电动原型车;1975年,AMC为邮政服务制造了测试用电动吉普车;1971年,NASA的电动Lunar Rover成为首辆在月球上行驶的载人车辆.然而,当时的技术将这些车辆限制在约 45英里/小时 的速度和 40英里 的续航范围内.
20世纪90年代初,清洁空气立法和加利福尼亚州的法规重新塑造了这一舞台.其成果是1996年1月4日在 Greater Los Angeles Auto Show 上发布的 GM EV1:这是1996至1999年间生产的首款从零设计的大型美国量产电动汽车.总共生产了约 1,100辆 ,且仅以租赁方式提供;其续航为 80英里,0-50英里/小时加速用时 7秒 .早期车型使用铅酸电池,后来改用镍氢电池.高昂的生产成本使该计划难以为继;通用汽车于2001年终止了该计划(部分评估认为这一时间是2003年).租赁结束后,车辆被回收,大部分被销毁;约 40辆样车 被捐赠给博物馆而得以保存.2006年的纪录片 Who Killed the Electric Car? 正是以这次停产为主题,至今仍备受争议.
锂离子革命:从 Tesla Roadster 到今天
现代变革的起点是混合动力:1997年,Toyota Prius 作为世界上首款量产混合动力汽车在日本上市,并于2000年推向全球.1999年,Honda Insight 成为自20世纪初以来在美国销售的首款混合动力汽车.但真正开启纯电动时代的是电池化学:2008年问世的 Tesla Roadster 是首款使用锂离子电池组的合法、获准上路行驶的量产纯电动汽车,单次充电可提供 393公里 的续航.其2006年的亮相及随后的成功加速了大型汽车制造商的步伐.2010年,Tesla 获得了 4.65亿美元 的能源部贷款(提前九年还清),同一年,Chevy Volt(首款商用插电式混合动力车)和 Nissan LEAF 也进入了美国市场.
因此,"Tesla 是第一辆电动汽车吗?"这一问题的答案很明确:不是.但作为首款以锂离子电池销售的量产纯电动汽车,它在历史上理应占有一席之地.而使之成为可能的这一链条的第一环,则是1828年 Jedlik 桌上的微型模型.
结论:"第一"的标签取决于衡量标准
如果您在寻找电动汽车的发明者,请先明确您的衡量标准.对于第一辆模型车,答案是Ányos Jedlik (1828);对于第一辆载人车辆,是Gustave Trouvé (1881);对于第一辆真正的道路车辆,是Flocken Elektrowagen (1888);对于美国第一辆实用汽车,是William Morrison (约1890年);对于法国首批量产车,则是Charles Jeantaud.这些评估看似相互矛盾,并非因为历史学家犯了错误,而是因为所提出的问题不同.可以确定的是:这项由一系列突破累积而成的技术,曾两次——20世纪初和今天——走到了决定汽车主流方向的关键节点.