21世纪电动汽车的设计与制造基础

“打造自己的”现象在21世纪得以应用于改装车上，汽车公司将自己的轿车改装成纯电动汽车。俗话说得好，种瓜得瓜，种豆得豆。人们曾经为方便通勤而造的电动轿车，现在吸引着越来越多的注意力，销售额不断提升。Commuters Cars公司推出的Tango（图3-8）、Corbin Sparrow和Phoenix电动汽车就是极好的例子。它们不仅和其他轿车看上去不一样，而且是电驱动的，时速为70英里/小时，续驶里程可达100英里以上。

图3-8 Commuters Cars公司推出的Tango

正如前面所提到的，早在35年前人们就曾成功地将内燃机汽车改装成电动汽车。而这整个时期几乎没有听到反对者的声音。很具讽刺意味的现实是，电动汽车先于内燃机汽车产生，也会晚于它结束。如今，电动汽车的发展逻辑是从燃油汽车到油电混合动力汽车，到插电式混合动力电动汽车，再到纯电动的特斯拉汽车。

特斯拉汽车公司位于硅谷，在2006年7月20日推出了185千瓦（248马力）的Roadster跑车。2008年3月，该公司正式投产Roadster。Roadster拥有新设计的交流驱动系统、新控制器、新电动机和新电池系统。

如图3-9所示的Roadster为你在车里的每个时刻提供全部性能，即便是在红绿灯前也同样如此。它的峰值转矩可从0开始一直持续到13000（转/分钟）时。这使特斯拉Roadster比最好的运动跑车的效率还要高5倍，它的续驶里程可达220英里，而污染物排放却只有传统汽车的1/10。其预估的售价为6万美元，随后会推出3万美元的车型。

图3-9 特斯拉公司推出的电动跑车Roadster

特斯拉Model S是为大众推出的另一辆个性化跑车。更值得期待的是，公司还会推出更多的价格仅为3万美元的汽车。

丰田RAV4和Scion

丰田RAV4是使用现有汽车平台来打造你自己的电动汽车最经典的好榜样。另外，它也是20世纪90年代和21世纪初反抗加州法令的人所销毁的电动汽车之一，参见《谁消灭了电动汽车？》。购买现有的电动汽车，比如Scion，装上最好的电池、电动机和控制器，感受它的性能。

丰田RAV4电动汽车

最近有些错误报道称2012款RAV4电动汽车仅面向车队和汽车共享项目销售。

我们想澄清一下事实，2012款RAV4是会向大众出售的。我们预料到公众对RAV4电动汽车的兴趣，也很想告知消费者未来我们还会推出一款纯电动丰田汽车。

丰田公司是2012年向市场推出两种纯电动汽车的唯一汽车制造商——RAV4电动汽车和Scion iQ。RAV4面向大众销售，而Scion iQ仅面向车队和汽车共享项目销售。

日产Leaf

日产公司于2010年在纽约熊山州立公园首次发布汽车电动化战略。我曾在一辆日产Cube底盘上测试过一辆电动汽车样车，后来这辆车便称为日产Leaf。这款车从2012年上市起就十分畅销。根据日产公司先进汽车工程部经理Masahiko Tabe所言，该车将分地区进行测试，加利福尼亚州就在测试地区之内。加州因其严格的排放标准，成了众多汽车制造商眼中测试替代能源汽车的试验场。

日产公司在短短6个月内在挪威就出售了1000辆Leaf汽车，占2010年2月整个汽车市场销售额的2%，这充分展现了综合刺激措施和完善的充电设施的效果。政府的支持以及完善的充电设施帮助Leaf成为日产公司2月份在挪威最畅销的汽车，同时也是第九大畅销轿车。挪威对购买电动汽车的支持力度在欧洲是最高的，没有增值税、新车购置税，可以免费停车，免收某些收费站的通行费，在奥斯陆还可行驶公交车道。奥斯陆现在的路边充电桩已达到3500个左右，其中很多都是免费使用的。

日产公司在欧洲的零排放战略总经理Olivier Paturet在交车仪式上很欣慰地评价：

我们很高兴看到挪威政府与我们有着同样的雄心壮志，大力推广电动汽车。挪威对电动汽车的组合政策是无法超越的，充电设施建设也很完善。我们可以预料到，挪威将是采取积极措施鼓励市民驾驶电动汽车的领导者。我们希望未来电动汽车在挪威发展得更好，基础设施也将得到进一步提升。

2010年4月25日12：30，挪威环境部部长Bard Vegar Solhjell在日产Leaf汽车千车交车仪式上将一把钥匙交给Nils Haugerud。经销商Birger N.Haug也出席了该仪式，他销售了这1000辆汽车中的550辆，成为全世界Leaf汽车的最大经销商。

这些销售业绩都是由一批精挑细选的经销商团队创造的，日产公司还会扩大这个团队，挪威区域经理Pal Simonsen解释道：

Leaf对于我们和去年开始销售该车的9个经销商来说是一个成功案例，所以很自然地我们会从日产公司的其他经销商中拓展销路。我们对于Leaf在挪威的业绩非常满意。Leaf在短期内成为我们第二大畅销车型，证明了电动汽车可以有效成为内燃机汽车的强劲对手。未来我们会孜孜不倦地致力于Leaf汽车的推广，并与经销商联手在商业战略上走得更远。

想了解更多关于日产电动汽车的信息，可访问www.nissan-zeroemission.com。

福特Focus电动汽车

福特汽车公司选择了LG化学集团的下属子公司Compact Power公司（CPI）为其2011年在美国销售的Focus电动汽车制造锂离子电池组。CPI公司位于密歇根州特洛伊城。该公司从2011年起开始为Focus电动汽车制造电池组。公司也想“在美国确定一个生产厂”。但是，由于刚起步，这些锂离子电池将由LG公司在韩国生产。之后，LG公司将会把电池交由CPI公司在本地生产，新的生产厂将设在密歇根州霍兰市。

福特公司的电动汽车战略包括：

●福特Transit Connect电动汽车

●福特Focus电动汽车

“福特公司工程小组能够获得电池从充电到耗尽的数据、每次充电后的续驶里程以及整车运行状态数据，”福特公司的Lightner说。图3-10所示为Focus汽车的充电口。

图3-10 福特Focus电动汽车的充电口

Focus电动汽车的转向、操作和制动感觉与Focus燃油汽车一样敏捷、轻巧。“Focus电动汽车不失传统汽车的动态性能。”福特电动化项目主任Sherif Marakby说，“它和同款燃油汽车拥有很多相同的优质部件和性能，但是它的效率更高，驾驶感更好。”

该车有标准的120伏充电接口，因为采用的是锂电池，所以通常在下午6点～早上7点充电。或者你可以在家安装一个电动汽车充电桩，每天用240伏壁挂式充电机充电或用车载120伏电源线充电。

“我们非常看好Focus电动汽车的市场潜力。每天都有很多人给移动电器设备充电，所以我们相信大家对于给汽车充电也很易于接受，因为真的很简单。”福特公司全球电动化主任Nancy Gioia说，“不仅因为我们把充电技术做得很简单、直接，而且我们还和领先的技术公司和电力公司合作把电动汽车做得更强劲、更吸引人。”

福特Transit电动汽车

福特Transit电动汽车是纯电动商用货车，采用Azure Dynamics公司出品的电驱动系统Force Drive，由通用汽车公司在密歇根州利沃尼亚市装配。该车在宣布合作研发零排放汽车计划后13个月就上市了。迄今为止，所有产品都是定制化生产。Azure Dynamics公司的首批七家客户在2010年交付第一批车辆，到2011年交付全部 车辆。这些客户包括AT&T、南加州爱迪生公司、Xcel能源公司、江森自控公司、纽约电力公司、加拿大邮政局、多伦多大气基金EV300。2012年底还确定了首批更多客户名单。

福特公司在2009年10月与Azure Dynamics公司签署合作协议，采用Azure的Force Drive电驱动技术将Transit Connect货车进行改装，采用了江森自控和Saft的先进锂电池，协议明确2010年底第一批汽车在北美上市。第一批产品从2010年第四季度开始投产，直到2011年4月福特Transit Connect电动汽车得以全能力生产。

“供应商协同对于福特的所有生产项目都很重要，但是把从签订合同到生产汽车的时间控制在13个月以内也很关键。”福特公司电动化项目负责人Sherif Marakby说，“Azure和福特浓厚的团队协作氛围对于该项目的开展至关重要。”

“Transit Connect电动汽车项目是我们产品开发方法的一个重要代表。”Azure公司CEO Scott Harrison说，“我们能够专注于Force Drive动力传动的集成方案，并从福特建设全球汽车平台的专长中受益。同时，通过与AM General公司签订人力和装配服务合同来控制成本。”

密歇根经济发展公司为Azure公司提供奖励基金来鼓励挑选一家密歇根的合作商完成最后的装配工作。Azure选择AM General使用其在密歇根州利沃尼亚市的生产基地装配Transit Connect汽车。AM General作为汽车装配和服务的长期合作厂家对Transit connect汽车的最终改装负责。Transit Connect电动汽车和Focus电动汽车于2011年上市，它们的销售情况都远远好于预期。

凯迪拉克

全新的凯迪拉克Converj概念车是一款采用了增程式电动汽车科技的豪华轿车。其量产车型将命名为凯迪拉克ELR。凯迪拉克ELR的开发工作已经启动，其性能、价格和上市时间等细节都将于日后公布。(www.xing528.com)

凯迪拉克ELR将采用由T形锂电池、一个电驱动单元和一台四缸发动机/发电机组成的电驱动系统。它使用电力作为首要动力源，这时不使用汽油，不排放尾气。当电池能量较低时，ELR将无缝切换至增程模式，继续行驶几百英里。

“这一概念瞬间激发了无限热情。”凯迪拉克市场部副总Don Butler说，“ELR就像凯迪拉克过去其他里程碑款式一样，将体现一些特有性能——电驱动系统设计与豪华轿车操控的完美结合。”

凯迪拉克选择了ELR这个名称，用来暗示该车的电驱动科技，并与该品牌的国际车型的三字命名传统保持一致。“Converj概念车点燃了豪华旅游轿车与电动化相结合的想法，”通用公司环球设计部副总Ed Welburn说，“毫无疑问只有凯迪拉克，其具有侵略性的、前倾的侧面轮廓和比例展示了它是具有独特造型和现代感的豪华私人轿车。”凯迪拉克后来又增加了两款新车型，XTS大型豪华轿车和代号为ATS的全新紧凑型豪华轿车。

仅在欧洲上市的沃尔沃

沃尔沃汽车集团的电动化科技包括解决电池安全问题的系统方案。所有沃尔沃轿车的现有安全系统都将应用于其电动轿车上。

沃尔沃集团和电池制造商在产品生产和回收方面都肩负着深远的产品责任。这也保证了电池寿命用尽后的合理处理。

Smart Fortwo和奔驰E系

在开发新一代产品时，Smart Fortwo从丰富的经验和过去两年全世界客户的反馈中获益颇多。第一次采用Deutsche Accumotive公司的电池，55k瓦电动机使其达到了120千米/小时的速度。在13秒内可从0加速到100千米/小时，使得在城市高速公路上行驶起来也觉得十分惬意。17.6千瓦时电量的电池使其在城市中可行驶140千米而不产生任何排放物。（电能消耗：综合工况15.1千瓦时/100千米；二氧化碳排放：0克/千米；能量效率等级：A+）。

完全放电后，利用大多数国家的电力系统，通过普通家用插座或充电站充电最多需要8小时即可达到满充（一夜的时间）。为了享受快充的自由，也可以在车上增加快充功能。22k瓦的车载充电机可使电池在1小时内满充。在家中或工作地点给汽车充电时需要使用一段电源线来连接公用快速充电机或壁挂式充电机。

因为该车的零部件来自德国博世公司和赢创公司的合资公司，而且因为该车是在法国汉巴赫的一家工厂生产，所以新型Smart Fortwo电动汽车可以称得上是第一辆真正的欧洲电动汽车。新型的“销售与保养”模式使电动汽车的优势尤为明显：电动汽车为客户提供了以诱人价格购买和租赁汽车的可能性，客户也可以按月租赁电池，或者购买和租赁包含电池的电动汽车。

本田飞度

我曾在自己网站上写道，本田飞度电动汽车使用同样的五座布局和流行的掀背式设计。飞度电动汽车量产车型引入时，会采用锂电池和同轴电动机驱动，速度最高可达90英里/小时，续驶里程为100英里。该系统允许驾驶员从“经济模式”到“普通模式”到“运动模式”进行无缝切换，以使效率最大化或提高加速性能。当汽车处于“经济模式”时，实际的续驶里程可比“普通模式”提高17%，比“运动模式”提高25%。该电动汽车充电也较容易、方便。使用120伏插座可在12小时内充满电，使用240伏插座则只需6小时。

《今日美国》的Chris Woodyard最近撰写了一篇文章，讲述如何用399美元月租驾驶本田飞度电动汽车，而购买价格是36325美元。本田电动汽车主攻租赁环节——至少最初是这样的。对于大多数打算拥有电动汽车的人来说，这是一个非常有战略性的有效途径。我相信这也是使公众接受该车的前期阶段。肯定会有人像接受其他科技或设备一样为它买单。所以一年之后，价格就会降下来。但是，也可能会有人考虑到税收刺激政策而选择购买电动汽车。

2013飞度电动汽车以单次充电续航123英里城市公路或76英里高速公路/城市公路。但是随后遇到了丰田插电式汽车普锐斯和福特插电式Focus等劲敌。

混合动力电动汽车与插电式混合动力电动汽车

现在电动汽车几乎在所有价位都能买到。如果你不知道怎样改装一辆电动汽车，那么可以购买一辆新的混合动力汽车，例如丰田普锐斯，价位在2万美元，或者购买一辆1万美元的二手车。油电混合动力汽车并不是解决我们能源问题的终极答案，但是它的确给我们提供了优秀的平台来开发电动汽车零部件，比如电动机、电池和传动系统，而且它使用的汽油量大大低于同款内燃机汽车。

但是，还有更多的好消息。很多人还没有等到2020年，就已达到了“燃料使用效率标准”提出的35英里/加仑的燃油经济性目标。有些人驾驶的插电式混合动力电动汽车甚至可达到100英里/加仑。在美国，有4万人驾驶电动汽车，既不耗油，又不产生排放物。从高性能汽车到低速电动汽车——在过去的5～7年中，电动汽车的总数量大幅度增加。

以加州安大略市为生产基地的Phoenix电动汽车计划制造中型SUV和运动型多用途货车（SUT），其续驶里程为130英里，价位在4.5万美元，使用Altairno公司的NanoSafe电池。现在还在研发续驶里程超过250英里的另一款电动汽车。纳米技术大大提高了该公司的锂电池性能，可以在10分钟内完成充电，单次充电可续航100英里，最高时速可达95英里/小时。

特斯拉汽车公司是位于硅谷的创业公司，并于2006年7月20日推出了185千瓦（248马力）特斯拉Roadster。2008年3月，特斯拉公司开始进行Roadster的常规生产。2012年，该公司出售了第一辆电动轿车Model S，估价为6万美元，随后计划推出3万美元的车型。

REVA电动轿车

REVA是印度生产的一款城市轿车。其在英国和欧洲其他国家以G-Wiz名称出售。在美国，它归类为社区电动汽车或低速汽车，只允许在社区里使用。CityEl是德国生产的一款三轮电动汽车。Modec公司是一家英国汽车公司，生产电动厢式货车。还有很多独立公司都销售电动轿车。自由市场见证了电动轿车的数量如何在全世界迅猛增长，所以，为自己挑选最适合的那一款吧！

奥迪电动汽车e-tron

奥迪汽车的电动化未来将是高度动态的。R8 e-tron在纽堡林北侧赛道创造了量产电动汽车的世界纪录，该赛道是世界上最难的赛道。赛车手Markus Winkelhock在8：09.099分内驾驶R8 e-tron高性能纯电动赛车跑完20.8千米。该车继奥迪公司在纽堡林和勒芒赛事赢得24小时耐力赛冠军之后又树立了一座里程碑。

“R8 e-tron在全世界最难的赛道上充分展示了其潜能。”奥迪公司主管技术发展部的AG董事会成员Michael Dick说。他本人曾驾驶R8 e-tron完成过快速单圈。他说：“创造世界纪录证实了我们的决策是对的。对我们而言，生产电动汽车从来谈不上奉献，而是激情、运动快感和驾驶乐趣。”

与内燃机赛车创造的世界纪录一对比，就会发现8：09.099分这个记录是多么不可思议：7：11.57分是由阿波罗赛车创造的，该车使用了515kW（700马力）奥迪V8汽油发动机。

Markus Winkelhock驾驶的R8 e-tron的驱动系统和年底即将上市的量产车型是一模一样的。电动机输出功率为280千瓦，转矩为820牛米。起步时，后轮转矩将超过4900牛米。R8 e-tron可在4.6秒内从0加速到100千米/小时。其最高速度限制在200千米/小时以内，但是在创纪录的比赛中，可达到250千米/小时。

R8 e-tron使用的可充电锂电池可储存的能量为49千瓦时，对于215千米的续驶里程来说绰绰有余。T型电池系统可安装在中央通道和驾驶舱与后轴之间。电池可利用滑行和制动产生的能量进行充电。R8 e-tron的超轻车身的主材料是铝，这也是为什么这辆高性能赛车，即使包含电池其重量也仅为1780千克的原因。

奥迪公司为了进一步突出R8 e-tron的产品实用性和驱动技术性能，又在纽堡林赛道上创造了单圈记录以外的另一项纪录。随后，Markus Winkelhock驾驶R8 e-tron行驶两圈，速度限制在200千米/小时以内，两圈都在9分钟之内完成，分别为8：30.873分和8：26.096分。

32岁的Markus Winkelhock居住在斯图加特附近，几周前他曾驾驶奥迪R8 LMS ultra在纽堡林赛道上与Marc Basseng、Christopher Haase和Frank Stippler的较量中赢得冠军。“当然，奥迪R8 LMS ultra已经是批量生产的汽车，不是借助空气动力学的赛车。”Winkelhock强调，“但是，因为它低重心和质量分布向后偏置的设计，所以富有很多运动特质。电动机转矩足够大，也没有任何噪声，这对于我来说的确是个全新的体验。在需要牵引力的时候，它的转矩控制系统（负责转矩在驱动轮间的分配）帮了我很大忙。”

Michael Dick自豪地总结了纽堡林创造纪录后的赛事，“我们在短短几周内，已经战胜了诸多挑战，现在处于我们所有驾驶理念的前沿。”他说，“我们的10缸奥迪R8LMS ultra在5月赢得了纽堡林24小时耐力赛冠军，6月中旬在勒芒24小时耐力赛中，奥迪R8 e-tron Quattro取得冠军，这是第一辆混合动力汽车在全世界最难的赛道上取得的胜利。现在R8 e-tron纯电动跑车又在该赛道上创造了新的世界纪录。”

电驱动的近期趋势

现在我们的电动汽车可以有很多选择。特斯拉Roadster大概10万美元，并且该公司计划推出价位在6万美元的产品。你也可以7.3万美元的价格从AC Propulsion公司订购eBox电动汽车。还有Vectrix现在也出售一款可在高速公路合法行驶的电动摩托车，价位在1.1万美元。你也可以购买各种电动自行车，性能较好的自行车价位为1000～2000美元。

TH！NK现在也开始在欧洲和北美出售汽车。该公司甚至还研发了一款全性能电动轿车。丰田公司、福特公司、沃尔沃公司和萨博公司均有纯电动轿车上市。其他公司还有从轿车到重型汽车的插电式混合动力电动汽车的定制服务。

此外，还有一些大型汽车改装公司为汽车公司制造电动汽车。位于俄亥俄州的AMP电动汽车公司就为通用公司和雪佛兰汽车进行纯电动汽车的改装工作。从全世界来看，以色列已开始在全国建设电动汽车基础设施。以色列直接与雷诺日产公司合作，后者将生产电动汽车。以色列也正与SAP前总裁Shai Agassi在加州创立的一家公司合作，后者为其提供电动汽车基础设施服务。

以色列希望在全国建立50万个以上的充电站以及200个换电站。当领导者们计划启动汽车的试点项目时，他们还计划尽快将其推向大众市场。另外，以色列通过将税额降低10%来鼓励消费者购买电动汽车。我们应对以色列和雷诺日产公司创造电动汽车市场的努力给予称赞。

因为现在我们的汽油价格已直逼5美元/加仑，如图3-11所示贴在eBox上的车尾贴，所以电动轿车绝不可能消失。实际上，以各种形式出现的电动轿车将来只会增加。

图3-11 谁消灭了电动轿车？eBox上的车尾贴。多么恰当！

Liberty电动汽车公司在DELIVER项目中制造欧洲电动汽车

Liberty电动汽车公司是一家欧洲电动汽车改装公司，曾与大众、菲亚特、米其林、IKA、POLIS、SP和HPL Proto在欧洲DELIVER项目中合作设计一款轻型纯电动商务车，目的是为了将城市环境污染降低40%。该公司被DELIVER项目选中为主要合作伙伴，是因为其在电动商务车领域拥有丰富的工程与设计经验。其技术团队在研发Modec货车过程中起到重要作用。Modec货车是一款5.5吨商用汽车，曾畅销欧洲各国。Modec的客户包括FedEx、UPS、Tesco’s和Veolia。这支独一无二的技术团队打造的电动汽车已运行250万英里——这是迄今最远的里程，也是当今世界上电动汽车技术团队最好的成绩。该公司拥有200多位汽车工程专家，特别是有70多位电动汽车方面的技术专家。

“这个令人激动的机会帮助我们实现了优化商用汽车技术的目标，在新一代电动商用车研发中起了重要作用，可有助于减少二氧化碳在欧洲城镇区域的排放量。”该公司汽车工程负责人Colin Smith说道。DELIVER项目由欧盟第七研究与技术开发框架计划（the European Community’s 7th Framework Programme for Research and Technological Development）资助，该框架是欧盟在欧洲资助科技研发的主要机构。

随着Liberty公司E-Range概念车的推出，该公司已经在电动汽车平台科技方面展现了独有的技术专长。该车是世界上第一辆纯电动豪华四驱汽车，单次充电的续驶里程可达200英里——这是当今电动汽车续驶里程的上限。想了解更多有关DELIVER项目的信息，可参见官网www.deliver-project.org。