从EV1到Roadster:电动汽车的第二次诞生
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电动汽车的现代历史在两极之间展开:一是通用汽车生产的1,117辆、从未出售、最终将整批车辆压碎销毁的 EV1;二是2008款 Tesla Roadster,它凭借锂离子电池一次充电行驶244英里(393公里),彻底打破了里程心理.中间的十五年,是技术已经就绪、但商业模式尚未就绪的时代所给出的最严峻的教训.
亮点
- EV1: 1996至1999年间 生产了1,117辆 ,仅以租赁方式提供
- 铅酸电池的第一代EV1续航里程为 60-100英里; 使用NiMH的第二代为 75-150英里
- GM对EV1的直接投资约为 5亿美元
- Roadster是第一款单次充电行驶 超过200英里 的量产电动汽车
- Roadster也是 第一辆将超过 6,800个锂离子电池集成在单一电池包中的汽车
汽油获胜的第一个世纪
电动汽车从来都不是什么“新”概念.苏格兰人Robert Anderson的机动车制造于1832至1839年间;1897年伦敦已有电动出租车投入运营.二十世纪初,电动汽车拥有切实的优势:无震动、无异味、无噪音;无需手摇启动;用钥匙启动且很少出故障.销量在二十世纪十年代初达到顶峰.
随后它们败下阵来.原因是可量化的:成本高、最高车速低、续航短——而另一边是迅速变得可靠的内燃机,以及作为最关键创新的电动启动机.当摇把被淘汰后,汽油车最令人头疼的缺点也随之消失.电动汽车并非作为技术失败而被淘汰,而是作为成本与使用平衡的结果被搁置一旁.1973年和1979年的石油危机曾带来短暂的复苏,但到了二十世纪九十年代,手头的技术仍然是铅酸和NiMH电池;续航上限仍低于150英里.
GM Impact: 在加州强制政策下诞生的概念
1990年是两项进展交汇的一年.一方面,美国的《清洁空气法》修正案和1992年《能源政策法》重新激发了人们对电动汽车的兴趣;另一方面,加州空气资源委员会(CARB)提出了一项雄心勃勃的强制要求:七大制造商的车队中 到1998年须有2%、 到2001年须有5%、 到2003年须有10%为零排放车辆.这是一项毫不夸张的量化生产强制令,而当时加州的空气污染超过了其他49个州的总和.
GM的回应出现在1990年洛杉矶车展上.总裁Roger Smith发布了由AeroVironment开发的 Impact 概念车——该车汲取了1987年世界太阳能挑战赛冠军Sunraycer太阳能赛车的设计经验,驱动电子系统由来自AC Propulsion的Alan Cocconi设计.凭借32块铅酸电池和183英里/小时(295公里/小时)的最高车速,这一概念车展示了目标的严肃性:GM先是谈到年产20,000辆,之后又谈到100,000辆,并于1990年4月18日宣布了年产25,000辆的生产决策.
PrEView: 用户测试与最初的裂痕
1994年,50辆手工制造的Impact以每周两辆的周期交付给真实用户试用.反馈是积极的;当时的一份评价将这款车称为"世界上唯一一辆开起来像真正汽车的电动车".但通用汽车认为该计划是失败的,并要求废除CARB的规定.《纽约时报》的头条突出了通用汽车对拥有成功电动汽车可能性的抵触情绪.纽约州环境专员Thomas Jorling的总结在当时颇具代表性:消费者确实表现出兴趣;而制造商则不愿放弃在内燃机领域的投资.
EV1的技术履历:纸面上的一台严肃机器
1996年至1999年间在密歇根州兰辛(Lansing Craft Center)生产的 EV1是一款双座超紧凑型轿跑车, 共生产1,117辆, 在任何情况下都不出售;仅以租赁方式提供.1996年12月在南加州和亚利桑那州开始的租赁起步价为每月399-549美元(第二代为349-574美元).通用汽车在宣传推广上花费了800万美元,到1997年总共投入了1,000万美元;第一年租出了288辆.
| 规格 | 第一代(1996年) | 第二代(1999年) |
|---|---|---|
| 电池 | 铅酸电池,16.5 kWh | 松下铅酸电池18.7 kWh或Ovonics镍氢电池26.4 kWh |
| 续航 | 60-100英里 | 80-100英里 / 75-150英里 |
| 电机 | 137马力(102 kW)三相交流异步电机 | 三相交流异步电机 |
| 产量 | 660辆 | 457辆 |
| 总产量 | 1,117辆 | |
这些数字背后的工程实力不容小觑: Cd=0.19 的风阻系数,比钢材 轻40%的 重290磅(130公斤)的铝制空间框架、再生制动以及Magne Charge感应充电.但商业等式却适得其反:据估算每辆车的生产成本约为 80,000-100,000美元, 而通用汽车的直接投资达到约5亿美元,直接和间接总成本超过10亿美元.2000年3月,由于充电接口线路故障,450辆第一代汽车被召回;记录在案的有16起“热失控事件”和至少一起车辆起火事故.
一支车队如何消亡?EV1的回收与压毁
通用汽车将电动汽车视为一个无利可图的小众市场;生产于1999年结束.2002年2月,租赁用户被告知车辆将被收回.抵制是真实存在的:58名租赁用户提出承担维修保养责任以延长租约;通用汽车于2002年6月退还了超过22,000美元的押金支票,拒绝了这一提议.演员Peter Horton在2003年写道,他登上了有数千人的等候名单,而获得车辆的机会渺茫.在CEO Rick Wagoner任内,该计划于2003年底被彻底关闭.
随后便是销毁.2003年11月,车辆开始被回收;到2004年8月底,所有租赁的EV1都被收回.这些车辆被卡车运往亚利桑那州梅萨并被压毁;照片中可见层层堆叠的车身残骸.大约有 40辆,驾驶性能被禁用后捐赠给博物馆;捐赠给史密森学会的那辆因电池退化已无法运行.GM自己的收藏中仍有可运行的车辆;2021年在澳大利亚发现了一辆Holden测试车并捐赠给National Motor Museum.2025年,一辆在亚特兰大被遗弃的EV1登上拍卖会,以 104,000美元 成交——这是有记录的唯一一次EV1销售.从这一刻起,问题变成了"为什么?":车迷和前租赁者谈及备件损失以及一场与石油工业相关的蓄意破坏;而对立阵营则认为,由于车辆本身装载了昂贵的部件,其经济性加上当时疲软的经济扼杀了这个项目.可以说,真相很可能介于两者之间,即随着强制令取消,不再有任何外部压力来弥补亏损.2006年的纪录片"Who Killed the Electric Car?"对这个问题进行了调查,而GM多年来一直被称为"扼杀电动车的公司".
锂离子革命与tZero:Roadster之母
上世纪90年代,锂离子电池凭借高能量密度成为便携电子设备首选的可充电解决方案,并开始超越能量密度较低的NiMH电芯.自那时以来,锂离子的能量密度增长了两倍多——而这一增长从移植到汽车上的那一刻起,就改变了续航方程式.
位于加利福尼亚的AC Propulsion搭建了这一转变的桥梁:90年代中期少量手工制造的 tZero.这款重1,040公斤的车辆比GM Impact 轻了23% ,并且是最早将锂离子电芯用于道路车辆的代表之一.Tesla Motors曾一度将tZero用作测试骡车,并为在Roadster上使用tZero设计向AC Propulsion支付了专利费.总结一句话很简单:没有tZero,可能也就没有Tesla.
2008 Tesla Roadster:续航壁垒如何被打破?
EV1最好的配置止步于150英里的上限;而Roadster在EPA循环中公布了 244英里(393公里) 的续航——这是第一款单次充电超过200英里的量产电动车.差异仅在于一个变量:电池化学.当EV1还受限于铅酸和NiMH时,Roadster带来了一个 在单一电池包中管理超过6,800颗 独立锂离子电芯的系统——这是第一款在此规模上使用电芯集合的车辆.性能方面也毫不逊色:0-60 mph加速 3.7-3.9秒.约109,000美元的价格和2,500辆的产量,使这款车成为一个小巧但极具威慑力的市场存在——世界上第一款以锂离子驱动的量产电动跑车.
页面关闭时也应注意到一个时代的落幕:2010年底,Chevy Volt和Nissan LEAF在美国上市销售,电动汽车不再是小众的、进博物馆的稀奇物,而成为一个产品类别.与此同时,GM迈出了与过去和解的一步:在发布的回顾文章中,它强调EV1项目留下了“持久的遗产”.事实上,这份遗产是有形的:EV1所展示的需求是真实的,欠缺的只是锂离子电池的成熟以及续航突破心理门槛——而这两者都在2008年实现了.