当我终于摇到了车牌号……
2021/3/30 17:00:00 中国科普博览

    

     哐……哐……哐……

    

     当年小编考驾照时，那可是满腔热情地想象能够开车的日子。

    

     如今，我却已闻车心碎……

     牺牲了多少个可以赖床的清晨、砸了多少原本用来享受美食的补考费、甚至还推算了满脑子的平面几何和公式，才换来了一纸驾照。但谁能想到，摇一个车牌竟然比当年我考十个驾照还难!小编的好朋友都八倍概率摇了快两年，给汽车端洗脚水的份都没有。不如考虑找个本地的对象？(雾)

    

     这不排个7-8年也能排个新能源车牌么？要小编从7年的必然和7年的不确定中选择，那肯定是选择新能源汽车啦。

     Part.1

     这个“备胎”有点要转正的意思

     未来占汽车行业半壁江山的新能源汽车，越来越成为中国发展规划中的高频词。但谁能想到，在燃油汽车发明以前，以电力为动力来源的汽车就已经出现了呢。最早的电动车是谁发明的虽然不可考。但是19世纪初，电池还有电机的一系列突破，也开启了人们对电动汽车的迭代优化之旅[1]。

    

     爱迪生和他的第一个电动汽车 来源：mashable.com

     但是电动车长久以来存在的问题——里程焦虑(range anxiety)，让电动车不得不退出主流汽车的队伍，成为燃油汽车的“备胎”。

    

     (如果不是真的菜，谁又能甘心当备胎呢)

     如今，电动汽车电池能量密度低的问题逐渐被解决。电动汽车的里程焦虑得以缓解，它正在逐步部分取代传统燃油汽车。

     电动汽车发展到现在，越来越赛博朋克了。以电能为主的储能形式，成为了电动汽车将众多高端技术集成在同一辆车上的基础。

     Part.2

     电动车的核心：三电

     电动汽车有三样核心技术，分别是电池、电机和电控，其实前两者类比燃油汽车，就是油箱和发动机/变速箱。在燃油汽车里，油箱再怎么有技术含量也就只是个油箱，发动机这块国外起步早构筑了比较高的技术壁垒。但是我们电动汽车从技术上还是有弯道超车的机会的!

    

     目前电动车主流使用的电动机有两种，分别是永磁同步电机和交流异步电机，所以车企会经常拿这两种电动机来进行对比。电动机的原理很简单，就是电流在垂直磁场中会产生力的作用，相当于把电能转化成了动能，遵循左手定则。

    

    

     永磁同步电机和交流异步电机 来源：网络

     以上两者的区别是非常明显的，毕竟原理不一样。永磁同步电机的磁场是由永磁体产生，而交流异步电机的磁场是线圈通电产生的，更粗暴一点分，前者的定子和转子一个是永磁铁一个是线圈，后者都是线圈。所以交流异步电机难免将一部分能量用于产生磁场的过程中给耗散掉了，能量效率低，没有稀土金属成分的永磁体，成本也更低。

     代表车型

     电机

     某狐αT

     双直流永磁同步电机，体积小、重量轻、集成度高

     某来ES6

     直流永磁同步电机+交流异步电机，加速更好、成本更低

     在一些电动车上，为了平衡成本和加速性能，就采用前后用不一样的电动机。不过从电控角度讲，同时对两种不同类型电动机的控制却又是一项高成本的工作。

     关于电池的内容可以参考之前的内容——他们研制出了世界上最强的电池。

     需要指出的是电动车的电池可是一种“娇贵”的东西，它占据了整台车很大一部分的成本和重量，电动车之前饱受诟病的几个问题：能量密度低，低温性能不好，充电速度慢，安全性等。几乎都跟电池的性能有关。

    

     来源：网络

     能量密度低？用高能量密度电池，改善电池包的结构，用软包电池代替硬壳电池。低温性能不好？低温时，引入热管理系统，保温。充电速度慢？对电池管理系统进行优化，改用动力学性能好的电池材料，用液冷进行热交换。担心安全问题？用安全系数高的电解液，或电池管理系统(BMS)实时监控每一块电池的状态，发现问题及时切断联系或及时降温。电池的问题嘛，基本上不需要什么担心。

    

     电控就好比整台车的大脑，保证整台车能够在最高效的状态运行。包括前面提到的电池管理系统，温控系统，还有后面提到的动能回收系统等，都属于电控系统。

     随着汽车功能的逐渐丰富，电动汽车的电子线路复杂程度也逐渐增加。据统计，一辆传统布线方法的高端汽车，导线长度可达2000米，电器节点可达1500个，并且该数字每10年就增加1倍。[2]

     Part.3

     年轻车不讲武德

     电动汽车，不就是电动机驱动的汽车嘛，电动机能有什么噪音坏心眼。如果隔音再做好一些，相比较燃油车，电动车的乘客在行程中可能不知不觉就会在静谧的车内睡着。电动车所有的响应都是由电驱动完成的，包括如果你是一个怀旧的人，想感受当年开燃油电动车那种发动机声浪咆哮的感觉，电动车里用喇叭也可以模拟出来，别说据说还挺逼真。

    

     电动车强大的起步扭矩能够让它比传统燃油车有更好的起步加速性能。低速下，强大的背推感能够让驾驶者感受到人车合一的奇妙境地。加速刹车二合一的踏板也是电动车的特色，这样也避免了慌乱之中踩错踏板的尴尬。踏板良好的线性和丝滑的加速过程，是高端电动车必须要具备的优秀品质。

    

     小编认为电动车之所以，节能高效，最重要的是电动车的动能回收系统。电动车里的电动机不光是作为将电能转化为动能的装置，有时候可能也会作为发电机，将动能转化为电能。燃油汽车里在刹车的时候车辆的动能会全部转化成刹车时候的内能，电动车则可以将一部分动能回收成电能。尤其是在拥挤路况中，走走停停的情况下动能回收系统会省很多的能量。

     Part.4

     还能给电动车塞点什么技术

     自动驾驶技术按照自动化程度大致可以分为5个等级，如下表。

    

     自动驾驶等级和定义 来源：无线深海

     要实现自动驾驶，车辆需要配备到，摄像头、激光雷达、毫米波雷达、高精度定位设备等，用来收集环境信息。进一步的通过自动驾驶系统进行决策处理，最后通过无线网络获得更多车联网的信息，从而更能够完成一系列的车辆动作。考虑到5G技术作为一项基础设施，可以预想到，在未来，电动车辆的自动驾驶等级会越来越高。

    

     有的电动汽车上还加装了HUD显示，早期是用于飞机上的飞行辅助仪器，用到电动车上时，未来感更加浓郁。正常我们开车时，仪表状态都是要将视线从车前挪开，向方向盘处望，短暂的分散注意力。但是有了HUD就可以减少因此，事故发生的概率。

    

     来源：d1ev.com

     其工作原理就是利用光学的反射，将仪表信息投射在车玻璃上。

     还有加工技术、车胎技术，减震，内饰，显示屏等技术的加持，才能真正的成就一辆高品质的电动汽车。

     Part.4

     结语

     然而，目前现在电动车最重要的是什么，小编觉得就是续航，尤其是充电桩还没有完全配备的齐全的时期里。续航不好就好比上厕所不带纸，很尴尬。

    

     知道了这么多，就算假装自己已经有了电动车，相信他们也不会当你是个新手司机吧？

     参考文献:

     [1] The History of the Electric Car- energy.gov

     [2] 中国科学院大学电动汽车原理与控制研究生课程——PPT

     [3] 极狐阿尔法T越级PK蔚来ES6“三电”技术-网易新闻

     [4] 像传统车企一样踏实造车，像新势力一样迅猛堆料，这样的品牌存在吗？-电动公社

     文章来源：中科院物理所

     本文仅代表作者观点，不代表中国科普博览立场

    

    

    

    

    

    

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