菲尔·沃尔特/盖蒂图片社雾霾、雾霾和繁忙的交通充斥着中国北京的城市道路。查看更多北京的照片。汽车可以是一件美妙的事情。它可以带你去你想去的地方，什么时候 - 即使那些地方没有公共交通服务。事实上，如果没有汽车，现代生活的大部分时间都是不可能的。他们帮助我们去工作、上学、杂货店，甚至只是去当地的购物中心。不幸的是，尽管汽车很棒，但它们也有一些严重的缺点。其中两个缺点是它们通常花费大量资金来维护，并且它们会用有毒气体污染大气。 空气污染 在许多城市地区已成为一个严重的问题，并且 汽油价格 创历史新高，内燃机 发动机 可能很快就会成为社会根本负担不起的奢 侈品。

　　很少有人会主张完全放弃汽车，但是有没有一种方法可以拥有汽车的动力和便利，而不会因燃烧汽油而造成污染和费用?幸运的是，有。许多人认为，不远的将来的汽车将不是由汽油提供动力，而是由 电力.事实上，这些 电动车 - 也被称为电动汽车或电动汽车 - 根本不是未来主义的。电动汽车自 19 世纪上半叶以来一直存在;然而，即使在 21 世纪的今天，内燃机仍然占主导地位。但为什么电动汽车没有流行起来呢?

　　电动汽车的核心是它的 电池.与电池不同

　　大多数汽车，主要用于启动发动机和运行附件，如 收音机 或 空调，电动汽车中的电池可以运行一切。最重要的是，它运行电动机 - 或者更准确地说，它运行 控制器 这反过来又运行电动机 - 因此它需要足够强大和持久，以便以最少的充电将驾驶员带到他们需要去的地方。直到最近，还没有制造出可靠的、可大规模生产的电池，使电动汽车与汽油动力汽车竞争。然而，这种情况正在开始改变。电动汽车不仅变得可行，而且现在有望开始从主要汽车制造商的装配线上下线。

　　阅读下一页，了解电池是否将成为为汽车提供动力的实用方式。

　　电动汽车电池的类型

　　一个 电池 是一种用于储存化学能并将化学能转化为电能的装置。电池由一个或多个电池组成 电化学电池，每个由两个半电池或 电极.一个半单元，称为 阴性 电极，具有过多的微小的带负电的亚原子粒子，称为 电子.另一个，称为 阳性 电极，具有电子缺陷。当两半通过电线或电缆连接时，电子将从负极流向正极。我们称这种电子流为电。这些移动电子的能量可以用来做功——例如运行电机。当电子通过正极时，流动逐渐减慢，电池产生的电力电压下降。最终，当正极和负极的电子一样多时，电池被认为是“死的”，不再能够产生电流。

　　电子是由化学反应产生的，市售电池中使用了许多不同的化学反应。例如，手电筒和电视中常用的熟悉的碱性电池 遥控器 通过涉及锌和氧化锰的化学反应发电。大多数碱性电池被认为是 一次性电池.一旦它们死了，它们就毫无用处，应该被回收利用。另一方面，汽车电池需要充电，因此不需要不断更换。在一个 可充电电池，电能用于反转电化学电池的负极和正半，重新启动电子流。

　　汽车制造商已经确定了三种类型的可充电电池适合电动汽车使用。这些类型是 铅酸 电池 镍氢 电池，以及

　　锂离子 (锂离子) 电池。

　　铅酸电池发明于1859年，是仍在使用的最古老的可充电电池形式。自19世纪以来，它们已被用于所有类型的汽车 - 包括电动汽车。铅酸蓄电池是一种 湿电池 通常在打开的容器中含有温和的硫酸溶液。这个名字来自铅电极和用于在这些电池中发电的酸的组合。铅酸电池的主要优点是，在使用这么多年之后，它们被很好地理解并且生产成本低廉。然而，它们在使用时确实会产生危险气体，如果电池过度充电，就有爆炸的风险。

　　镍氢电池在 1980 年代后期开始商用。他们有一个很高 能量密度 也就是说，大量的能量可以装进一个相对较小的电池中，并且不含任何有毒金属，所以它们很容易 回收.

　　锂离子电池在1990年代初投入商业使用，具有非常高的能量密度，并且在不使用时比大多数电池更不容易失去电荷 - 这种特性称为 自放电.锂离子电池因其重量轻、维护要求低等特点，被广泛应用于电子设备中，如 笔记本电脑.一些专家认为，锂离子电池与科学尚未开发出完美的可充电电池一样接近，而这种类型的电池是 为电动汽车提供动力 不久的将来。锂离子电池的一种变体，称为锂离子聚合物电池，也可能证明对电动汽车的未来很有价值。这些电池最终的制造成本可能低于锂离子电池;然而，目前，锂离子聚合物电池的价格令人望而却步。

　　也许与电动汽车电池相关的最大问题是为它们充电。你如何为电动汽车电池充电?更重要的是，你在哪里为电动汽车电池充电?你能自己做吗?你能在家做吗?阅读下一页以找出答案。

　　电动汽车充电

　　可充电电池是无用的，除非您有地方可以充电。如果你的电动汽车的果汁快用完了，你不能只是在当地的加油站快速停留——除非你当地的加油站有一个可以插上电源的地方。不幸的是，为电动汽车中的大量电池充电可能需要几个小时，大多数加油站都希望您不要阻塞他们的车道。

　　那么长。

　　充电问题的最佳解决方案是晚上将汽车带回家并插入电源，类似于插入笔记本电脑或数字音乐播放器的方式，以便它可以在一夜之间充电。电动汽车将配备充电系统，允许它们从标准电源插座充电，以便第二天早上您就可以再次上路了。尽管至少有一家公司声称正在开发可以在10分钟内为电动汽车充电的系统，但现有的充电器需要

　　3 和 10 小时，使用普通家庭电力使电动汽车电池达到最大强度

　　[资料来源：费伦巴赫]。

　　丹尼尔·贝雷胡拉克/盖蒂图片社

　　2008年8月13日，一名男子在英国伦敦的一个充电站为他的电动汽车充电。

　　电动汽车充电后，需要再次充电之前会走多远?这取决于许多因素，包括车辆中的电池类型。使用铅酸电池的电动汽车续航里程最短 - 一次充电约80英里(128.7公里)。镍氢电池的性能更好，每次充电的续航里程约为120英里(193.1公里)。这就是锂离子电池的优势所在，每次充电的续航里程超过220英里(354.1公里) - 以特斯拉跑车为例。如果行驶距离是最重要的考虑因素，那么锂离子电池就是最重要的考虑因素

　　来选择。

　　电动汽车的续航里程可以通过一种称为 再生制动，它利用汽车制动器的动能为电池充电。在最佳驾驶条件下，再生制动可以将汽车的续航里程延长至50%，但在大多数情况下，续航里程的增益会更小。

　　但是，如果您想乘坐电动汽车进行更长的旅行并且不会回家过夜充电怎么办?有没有可以插入的地方?尠 充电站 目前存在，但电动汽车制造商正计划建造充电站，以便在客户开始驾驶电动汽车时基础设施到位。全电动特斯拉跑车的制造商特斯拉汽车公司(Tesla Motors)已与一家大型连锁酒店达成协议，为想要在一夜之间为Roadster充电的顾客提供充电站。充电站的一个优点是，它们可能比家庭充电系统更快地为汽车充电，尽管车辆不太可能像在加油站那样快速进出。不幸的是，可能需要一段时间才能有足够的充电站来让电动汽车车主在长途旅行中充电。在不久的将来，电动汽车将最适合上下班或上学以及当地旅行和购物旅行。 以这种方式使用时，汽车每天晚上都会安全地塞进车库进行电气加油。

　　接下来，找出一些优点 - 是的，甚至是一些缺点 - 去

　　全电动。

　　电动汽车的优缺点

　　电动汽车电池最明显的优势是它们不会产生与内燃机相关的污染。然而，它们仍然有环境成本。用于为电动汽车电池充电的电力必须来自某个地方，目前，大多数电力都是通过燃烧化石燃料产生的。当然，这会产生污染。但是，燃烧化石燃料为电动汽车电池充电所产生的污染与内燃机产生的污染相比如何?根据加拿大电动汽车协会(EVAC)的数据，即使是从燃煤发电机充电的电动汽车也会减少 碳排放 大约一半。从更清洁的发电形式(如水力发电和 核电站，可以将碳排放量减少到目前内燃机产生的碳排放量不到百分之一。因此，即使在最坏的情况下，由电动汽车电池驱动的汽车也比汽油动力汽车更清洁。

　　凯伦·凯茨默斯基/库存照片

　　电池似乎是为车辆供电的一种实用方式。优点和缺点是什么?

　　与燃气发动机相比，电池供电电机的另一个重要优势是燃料成本较低 - 即电动汽车的电力和内燃机的天然气。美国能源部计算出，一辆典型的电动汽车可以用一美元的电力行驶 43 英里。只有成本大幅下降 汽油 可以为汽油动力汽车提供接近如此低的每英里成本。

　　这些可充电电池的另一个优点是它们回收良好。这些电池几乎100%可以回收利用，这可以防止旧电池成为处置问题。

　　正如我们在上一节中提到的，电池供电汽车的主要缺点是给电池充电所需的时间。跟 锂离子电池 技术上，充满电的电动汽车可以行驶与加满油箱的内燃机汽车相当的距离，但在此期间仍需要将其放置在充电器上。目前，这意味着耗尽的电动汽车将在完全充电之前停止使用几个小时。当然，这是一个严重的缺点。未来，更快的充电技术可能会变得可用，但在短期内，电动汽车不会成为长途旅行的首选车辆。即便如此，大多数驾驶都是在离家相对较近的地方进行的，因此，电池电量和汽油动力都将发挥作用。充电情况的可能解决方案可能是电池更换站，无需为电动汽车充电，只需将耗尽的电池换成充满电的电池即可。 该系统将允许电池在车辆外充电，并将大大减少电动汽车在电池完全放电后重新启动和运行所需的时间。

　　电动汽车电池的另一个缺点是它们的重量。由于电动汽车电池需要做的不仅仅是传统的汽车电池，因此需要将它们连接在一起形成阵列或电池组，以提供额外的电力。这些电池集合很重。锂离子电池组 特斯拉跑车 重约 1，000 磅(453.6 千克)。携带的重量很大，可以大大减少汽车的续航里程。然而，Roadster的设计师用轻巧的框架和车身面板抵消了这个电池重量。整辆车仅重2，690磅(1220.2公斤) - 当你考虑到超过三分之一的重量是电池时，并不是很重。

　　鉴于电池对电动汽车的重要性，您可能想知道随着电池老化会发生什么。它能为汽车提供多长时间的动力?当它最终死亡时，是否可以更换它，或者只是购买新车更经济?请继续阅读以找出答案。

　　电动汽车电池的生命周期

　　电动汽车电池能用多久?锂离子电池组中的锂离子电池组 特斯拉跑车 预计寿命约为 5 年或 100，000 英里。在这段时间结束时，将需要更换包装，费用约为10，000美元。当然，这很贵，但Roadster本身将花费近10万美元，这使得电池组的成本看起来可以承受。毫无疑问，许多(也许是大多数)车主更愿意更换电池组，而不是购买全新的Roadster。

　　贾斯汀·沙利文/盖蒂图片社

　　2009年特斯拉跑车是一款全电动零排放车辆，能够行驶近250英里

　　一次充电。

　　诚然，电池维护成本会增加运营任何电动汽车的费用。电动汽车中使用的电池组将保持紧密封闭，因此您很可能需要将您的电动汽车带到经销商处进行电池维修。要考虑的另一点是，目前，这是一项相对较新的技术。随着电动汽车在道路上变得越来越普遍，与之相关的一些高价格将会降低。但目前，特斯拉跑车的10，000美元电池是我们唯一的参考点之一。其他电动汽车的电池成本会更高吗?它们的成本会更低吗?更换某些电动汽车的电池成本是否会超过购买新车的成本?只有时间会证明一切。

　　电动概念车

　　在过去的几十年里，已经开发了许多电动概念车。有些，如Electrovair II和Electrovette，从未进入展厅，而这个名单上的其他人可能有机会战斗。以下是电动汽车概念车及其动力电池的简短列表：