论文部分内容阅读
在2020年全球疫情全面爆发的情况下，全球电动车的销售总量却依然增长超过40%，美国拜登新政府一上台就宣布全美65万辆公务车未来将全数更换成电力能源车，让电动车的话题在2021年一开年就吸引大众注意。接下来，美国召开电动车大会，八月又以总统令的方式要求美国在2030年，所销售的汽车中要有一半是电力能源汽车。在中国，马斯克表示将来上海工厂提供全球最大的特斯拉汽车产能。其他各路企业也各展神通，纷纷加入电动车造车的大军。而作为普通民众，除了面对传统工业与新兴科技巨头们在时代浪尖上弄潮比拼之外，更需要的是深入了解电力能源车的真实情况。
01电动车真的比较环保、低碳吗？
电动车在行驶过程中不会排放二氧化碳、悬浮微粒和其他造成空气污染的物质，从这个角度来看，的确比燃油车还环保。根据2020年国际能源总署（IEA）发布的《全球电动车展望》报告，以“油井到车轮”的基础来计算，2018年传统内燃式引擎车辆平均温室气体排放量一公里便高于200克二氧化碳当量，而纯电动车大约才95克，排放量比燃油车和插电式动力混合车各自少60%和40%。
而归纳目前大多数人质疑电动车并不环保、低碳的原因，主要还是集中于电动车如果用的是化石燃料所产生的电力，排碳量便不见得比燃油车还低。确实在电动车的整个生命周期里，最大的碳排放源来自于行驶上的用电，而发电结构是仰赖化石燃料还是以再生能源为主，决定了电动车是否比燃油车还低碳，不同国家和地区因为能源结构的不同，在此方面的测算也会得到不一样的结果，排碳量也不一样。
国际能源总署报告做过分析，在电力排碳系数是0.518公斤CO2E/度时，传统内燃式引擎车辆的排放量是近35吨二氧化碳，电池容量分别为40度电和80度电的电动车，在整个生命周期的总排放大约是24吨和28吨二氧化碳（包含电池的制造和生命周期），比燃油车还低。像在欧洲上路的电动车，因为低碳再生能源已在发电结构里占有很高的比例，所以电动车整个生命周期的碳排，比内燃机汽车明显较低。而在以燃煤发电为主的地区，电动车的减碳效益不如欧洲明显，碳排放大概与一般高效率的传统汽车或油电混合车相近。
总体来说，现阶段电动车的碳排放，理论上远远优于传统动力汽车，在部分国家和地区，排放指标因为能源结构问题未必尽如人意，但当各国在能源方面越来越向低碳减排方向调整，更能突出电动力驱动的汽车的环保价值。
02电动车带来的减碳效果如何？
国际能源总署《全球电动车展望》统计，2019年全球在路上跑的电动车，一天便让世界避免使用60万桶石油产品；从温室气体排放来看，净排放量大约减少5300万吨二氧化碳，比同样里程的汽油车少排放一半的温室气体。
03电动车电池生产过程中所造成的碳排是否很高？
根据国际能源总署报告，电池生产的排放量大约占电动车生命周期排放量的10%～30%，而生产所在地则决定电池碳排放量。瑞典环境研究机构整合2010—2016年的研究，估算电动车每度电的电池制造排碳量，大概在150～200公斤。但知名气候传播媒体CARBON BRIEF额外找近几年17项不同研究资料，发现2017年之后，整体平均计算每度电的排放量可渐渐压至100公斤左右。如果把电池产地考量进去，在欧美制造的电池排碳通常会低于亚洲，排放量最大差距可相对减少20%。
以特斯拉的超级电池工厂“GIGA”工厂为例，该厂位于美国内华达州，是MODEL 3电动车电池的主要生产工厂。由于过去二十年里，内华达州几乎淘汰了所有以煤炭为基础的发电厂，平均电力碳排放系数本就比美国其他区域还低30%，再加上特斯拉之前规划在该厂建造世界上最大的屋顶太阳能系统，并与储能系统相结合，工厂内部的供电几乎可以达到自给自足。而电池制造过程中排放温室气体的主要来源是组装所需要的电力，如果电力结构能够被去碳化，便能降低电池的碳足迹。
04电动车的电池可以回收吗？
芬兰再生能源公司FORTUM已通过全新回收技术，透过二氧化碳湿法冶金技术从电池中回收钴、锂、锰和镍等电池重要金属，让其他电池制造商可重新使用这些二次金属。其开发的新技术也将电动车电池材料回收率从50%提高到80%。汽车大厂——奥迪也与材料技术专家合作，研究钴、镍和铜等电池原料的回收率及回收方式，结果显示，95%以上的电池元件可以回收再利用。因此，奥迪针对旗下某些电动车电池启动了回收再利用计划，首先将回收的电池检视整理后运用在自己工厂内的作业车上，达到资源重新使用的目的。除此之外，奥迪也进一步与比利时材料技术及回收集团UMICORE合作，尝试在电池生命周期结束时，将废旧电池中的贵重金属加以回收，进一步回到新电池制造循环中重复使用。
至于其他车企，像特斯拉会把废弃的电池送到比利时做回收处理；尼桑会依照电池损坏程度来判定，如果损坏程度不高便在维修后拿去二次利用。被二次利用的电池，可以重新做成一颗新的电池，或是把一些电池用作路灯照明。如果损坏程度太严重，则会被送去提炼，把电池里面的一些可再次利用的化学物提取出来。
从政策层面来看，各国都在制定法律要求车企承担电池回收并妥善处理的责任。
05电动汽车的电磁辐射高吗？
曾有媒体做过调查，结果显示，超过73%的人认为纯电动车存在电磁辐射，而这些人里面又有超过半数的人认为这种电磁辐射可能会对身体健康造成影响。不过有人以辐射检测仪实测发现，电动车产生的辐射程度和日常生活中的普通家电类似，甚至比某些家电的辐射值还低。
06电动车充电会不会容易使住宅跳闸断电？
電动车普及后，大部分的车主是都在家充电，美国很早就允许车主可向电力公司申请“电动车优惠费率”，引导使用者避开用电高峰时段，利用其他时段的闲置电力对电动车充电。不少人也质疑电动车功率太高，会造成住宅或社区的用电负荷过高引起跳闸断电的情况，事实上，充电器分高安培跟低安培，如果原本的社区住户电量负荷有限，会建议车主装低安培的充电器。社区充电桩只要经过专人规划，都在安全范围内使用，不容易造成断电。 07未来电动车一旦普及，夜间大家都在充电的时候，会不会变成「第二个用电高峰」？如此一来，电网设施是不是也要跟着升级？
未来电动车的电力来源可以有很多种，从太阳能、风力、水力或地热都有可能，在这么多发电选项下，只要可预期、可控制，加上合理的电力调配可以做到电网的稳定运行。
08电动车的能源效率是多少？
相对于燃油车引擎效率只有35%左右，电动车可达77%～82%（60%～65%+17%回收电能）。国际能源总署的报告也指出，电动车的能源效率是传统内燃机车辆的三到五倍。
09电动车平均多久需要进厂保养？
以目前全球电动车卖的最多的品牌特斯拉为例，由于车辆不需要更换机油、燃油滤清器、火花塞，或进行排放检查、甚至很少更换刹车片（因为电能再生刹车已取代传统刹车），因此与传统内燃机车辆在半年或5000公里就建议安排保养频率相较，几乎不需要回厂。根据该公司的车主手册建议，用户每10，000公里需要更换轮胎、每两年检测刹车油是否有被污染、视不同车型每2～6年进行空调系统保养维修。
10电动车被撞击时，受到的伤害会比汽油车高吗？
要看各公司的安全措施，还有车体的材质与坚固程度。目前所有的燃油车所使用的安全措施，电动车全部具有。所以大致上来说，抗撞击程度应该是没有差别的。
11开车途中没电时怎么办？
可以呼叫道路救援，也可以通过旅行充电器，连接上家用220V或110V的插头，每小时约可充3～5公里（以每度电跑6公里计算）。但也有一些车辆，像尼桑LEAF，会有一个「TURTLE MODE」， 专门为电池用完时的紧急状况设置的，这个系统可以提供车子慢速再多跑几公里，到达最近的充电站。
12电力能源车如果被闪电击中的话会很危险吗？
电动车被闪电击中的机率极低，但就算被闪电击中，人也不会被伤害到，因为有所谓的集肤效应，电流只在电动车表面流动。
13充电基础设施不够，会让人产生“里程焦虑”，怕开到一半就没电了，目前电动车的配套设施建设如何？
当前我国公共充电基础设施利用率偏低，一些地方电动基础设施排队，而有些地方的设施，从建起来到最后寿命期结束也无人使用，产业布局缺少科学统计依据。此外，在充电桩建设过程当中，各个职能部门之间缺少制度衔接，运营商之间的数据互联互通水平也有待提升。
国家采取的主要应对措施也集中在尽快解决上述问题，不断提升充电基础设施充电保障能力，我国将大幅提升充电技术、充电设施产品水平，完善标准体系，优化充电设施建设布局，基本原则是加快提升充电技术水平，优化充电设施网络，同时创新标准体系。
14电动车在雨中可以充电吗？
可以，电动车和充电桩的设计都充分考虑到各种天气环境的因素。
15电动车过度充电会有严重后果吗？
电动车会在达到设定的电量之后停止充电，除非车体本身或充电桩故障，所以无须担心这个问题。
16为什么电动车能达到无噪音的效果？
汽车发出的声音是由燃烧压缩后的汽油和空气爆炸所产生的，而电动车的内部不具备引擎，也不需要汽油来运作，所以不会产生像汽车一样大的声音。其次电动车不能有太多的震动，不然里面的线路一旦坏掉就会造成短路等问题。但最近欧盟国家有了新的规定，要求所有安静的电动车安装一个系统，这个系统会在车速每小时20公里或更慢时，发出声音来避免事故，音量至少要达到56分贝，并且不能超过75分贝。
17电动车的驱动系统是如何运作的？
电动车的电池会提供和输送电到各个部位，当电输送到马达的时候，不同的马达会藉由不同的方式来改变内部磁铁的磁场以启动马达，像是永磁同步马达是利用永久磁铁来排斥铜线的磁场，而感应马达则是利用铝柱或铜柱，之后再由马达带动轮子转动。
18电动车的电磁刹车系统是如何运作的？马达又是怎么在刹车时反向充电的？
利用电磁感应的原理，将磁铁靠近金属转盘，因转盘与磁铁距离的改变，会产生感应电流，而生成反向的磁力来抵抗金属转盘转动，产生刹车的效果。另外当汽车在减速时，马达可以转变成发电机，将动能转换为电能，回充并储存到电池中。
19电动车的电池有几种？
目前主流为锂电池，也有铅酸蓄电池、镍氢电池、钠-硫电池、钠-氯化镍电池、空气电池等类型。
20电动车的电池成分跟一般的电池有差别吗？
电动车的锂电池和一般的锂电池是有差异的。电动车的锂电池因为需要配合电动车的特性，所以会分为POWER TYPE（適合瞬间加速）和ENERGY TYPE（适合跑里程数），但一般的电池没有这个差别。
21电动车的车身的重量会比燃油汽车重吗？重在哪里？
电动车会比汽油车重，主要原因是电动车需要承载大量的电池用来供应开车所需的电力。一台电动车大概会比同样大小和马力的汽油车重20%～30%。
（文章及图片来源于网络）
01电动车真的比较环保、低碳吗？
电动车在行驶过程中不会排放二氧化碳、悬浮微粒和其他造成空气污染的物质，从这个角度来看，的确比燃油车还环保。根据2020年国际能源总署（IEA）发布的《全球电动车展望》报告，以“油井到车轮”的基础来计算，2018年传统内燃式引擎车辆平均温室气体排放量一公里便高于200克二氧化碳当量，而纯电动车大约才95克，排放量比燃油车和插电式动力混合车各自少60%和40%。
而归纳目前大多数人质疑电动车并不环保、低碳的原因，主要还是集中于电动车如果用的是化石燃料所产生的电力，排碳量便不见得比燃油车还低。确实在电动车的整个生命周期里，最大的碳排放源来自于行驶上的用电，而发电结构是仰赖化石燃料还是以再生能源为主，决定了电动车是否比燃油车还低碳，不同国家和地区因为能源结构的不同，在此方面的测算也会得到不一样的结果，排碳量也不一样。
国际能源总署报告做过分析，在电力排碳系数是0.518公斤CO2E/度时，传统内燃式引擎车辆的排放量是近35吨二氧化碳，电池容量分别为40度电和80度电的电动车，在整个生命周期的总排放大约是24吨和28吨二氧化碳（包含电池的制造和生命周期），比燃油车还低。像在欧洲上路的电动车，因为低碳再生能源已在发电结构里占有很高的比例，所以电动车整个生命周期的碳排，比内燃机汽车明显较低。而在以燃煤发电为主的地区，电动车的减碳效益不如欧洲明显，碳排放大概与一般高效率的传统汽车或油电混合车相近。
总体来说，现阶段电动车的碳排放，理论上远远优于传统动力汽车，在部分国家和地区，排放指标因为能源结构问题未必尽如人意，但当各国在能源方面越来越向低碳减排方向调整，更能突出电动力驱动的汽车的环保价值。
02电动车带来的减碳效果如何？
国际能源总署《全球电动车展望》统计，2019年全球在路上跑的电动车，一天便让世界避免使用60万桶石油产品；从温室气体排放来看，净排放量大约减少5300万吨二氧化碳，比同样里程的汽油车少排放一半的温室气体。
03电动车电池生产过程中所造成的碳排是否很高？
根据国际能源总署报告，电池生产的排放量大约占电动车生命周期排放量的10%～30%，而生产所在地则决定电池碳排放量。瑞典环境研究机构整合2010—2016年的研究，估算电动车每度电的电池制造排碳量，大概在150～200公斤。但知名气候传播媒体CARBON BRIEF额外找近几年17项不同研究资料，发现2017年之后，整体平均计算每度电的排放量可渐渐压至100公斤左右。如果把电池产地考量进去，在欧美制造的电池排碳通常会低于亚洲，排放量最大差距可相对减少20%。
以特斯拉的超级电池工厂“GIGA”工厂为例，该厂位于美国内华达州，是MODEL 3电动车电池的主要生产工厂。由于过去二十年里，内华达州几乎淘汰了所有以煤炭为基础的发电厂，平均电力碳排放系数本就比美国其他区域还低30%，再加上特斯拉之前规划在该厂建造世界上最大的屋顶太阳能系统，并与储能系统相结合，工厂内部的供电几乎可以达到自给自足。而电池制造过程中排放温室气体的主要来源是组装所需要的电力，如果电力结构能够被去碳化，便能降低电池的碳足迹。
04电动车的电池可以回收吗？
芬兰再生能源公司FORTUM已通过全新回收技术，透过二氧化碳湿法冶金技术从电池中回收钴、锂、锰和镍等电池重要金属，让其他电池制造商可重新使用这些二次金属。其开发的新技术也将电动车电池材料回收率从50%提高到80%。汽车大厂——奥迪也与材料技术专家合作，研究钴、镍和铜等电池原料的回收率及回收方式，结果显示，95%以上的电池元件可以回收再利用。因此，奥迪针对旗下某些电动车电池启动了回收再利用计划，首先将回收的电池检视整理后运用在自己工厂内的作业车上，达到资源重新使用的目的。除此之外，奥迪也进一步与比利时材料技术及回收集团UMICORE合作，尝试在电池生命周期结束时，将废旧电池中的贵重金属加以回收，进一步回到新电池制造循环中重复使用。
至于其他车企，像特斯拉会把废弃的电池送到比利时做回收处理；尼桑会依照电池损坏程度来判定，如果损坏程度不高便在维修后拿去二次利用。被二次利用的电池，可以重新做成一颗新的电池，或是把一些电池用作路灯照明。如果损坏程度太严重，则会被送去提炼，把电池里面的一些可再次利用的化学物提取出来。
从政策层面来看，各国都在制定法律要求车企承担电池回收并妥善处理的责任。
05电动汽车的电磁辐射高吗？
曾有媒体做过调查，结果显示，超过73%的人认为纯电动车存在电磁辐射，而这些人里面又有超过半数的人认为这种电磁辐射可能会对身体健康造成影响。不过有人以辐射检测仪实测发现，电动车产生的辐射程度和日常生活中的普通家电类似，甚至比某些家电的辐射值还低。
06电动车充电会不会容易使住宅跳闸断电？
電动车普及后，大部分的车主是都在家充电，美国很早就允许车主可向电力公司申请“电动车优惠费率”，引导使用者避开用电高峰时段，利用其他时段的闲置电力对电动车充电。不少人也质疑电动车功率太高，会造成住宅或社区的用电负荷过高引起跳闸断电的情况，事实上，充电器分高安培跟低安培，如果原本的社区住户电量负荷有限，会建议车主装低安培的充电器。社区充电桩只要经过专人规划，都在安全范围内使用，不容易造成断电。 07未来电动车一旦普及，夜间大家都在充电的时候，会不会变成「第二个用电高峰」？如此一来，电网设施是不是也要跟着升级？
未来电动车的电力来源可以有很多种，从太阳能、风力、水力或地热都有可能，在这么多发电选项下，只要可预期、可控制，加上合理的电力调配可以做到电网的稳定运行。
08电动车的能源效率是多少？
相对于燃油车引擎效率只有35%左右，电动车可达77%～82%（60%～65%+17%回收电能）。国际能源总署的报告也指出，电动车的能源效率是传统内燃机车辆的三到五倍。
09电动车平均多久需要进厂保养？
以目前全球电动车卖的最多的品牌特斯拉为例，由于车辆不需要更换机油、燃油滤清器、火花塞，或进行排放检查、甚至很少更换刹车片（因为电能再生刹车已取代传统刹车），因此与传统内燃机车辆在半年或5000公里就建议安排保养频率相较，几乎不需要回厂。根据该公司的车主手册建议，用户每10，000公里需要更换轮胎、每两年检测刹车油是否有被污染、视不同车型每2～6年进行空调系统保养维修。
10电动车被撞击时，受到的伤害会比汽油车高吗？
要看各公司的安全措施，还有车体的材质与坚固程度。目前所有的燃油车所使用的安全措施，电动车全部具有。所以大致上来说，抗撞击程度应该是没有差别的。
11开车途中没电时怎么办？
可以呼叫道路救援，也可以通过旅行充电器，连接上家用220V或110V的插头，每小时约可充3～5公里（以每度电跑6公里计算）。但也有一些车辆，像尼桑LEAF，会有一个「TURTLE MODE」， 专门为电池用完时的紧急状况设置的，这个系统可以提供车子慢速再多跑几公里，到达最近的充电站。
12电力能源车如果被闪电击中的话会很危险吗？
电动车被闪电击中的机率极低，但就算被闪电击中，人也不会被伤害到，因为有所谓的集肤效应，电流只在电动车表面流动。
13充电基础设施不够，会让人产生“里程焦虑”，怕开到一半就没电了，目前电动车的配套设施建设如何？
当前我国公共充电基础设施利用率偏低，一些地方电动基础设施排队，而有些地方的设施，从建起来到最后寿命期结束也无人使用，产业布局缺少科学统计依据。此外，在充电桩建设过程当中，各个职能部门之间缺少制度衔接，运营商之间的数据互联互通水平也有待提升。
国家采取的主要应对措施也集中在尽快解决上述问题，不断提升充电基础设施充电保障能力，我国将大幅提升充电技术、充电设施产品水平，完善标准体系，优化充电设施建设布局，基本原则是加快提升充电技术水平，优化充电设施网络，同时创新标准体系。
14电动车在雨中可以充电吗？
可以，电动车和充电桩的设计都充分考虑到各种天气环境的因素。
15电动车过度充电会有严重后果吗？
电动车会在达到设定的电量之后停止充电，除非车体本身或充电桩故障，所以无须担心这个问题。
16为什么电动车能达到无噪音的效果？
汽车发出的声音是由燃烧压缩后的汽油和空气爆炸所产生的，而电动车的内部不具备引擎，也不需要汽油来运作，所以不会产生像汽车一样大的声音。其次电动车不能有太多的震动，不然里面的线路一旦坏掉就会造成短路等问题。但最近欧盟国家有了新的规定，要求所有安静的电动车安装一个系统，这个系统会在车速每小时20公里或更慢时，发出声音来避免事故，音量至少要达到56分贝，并且不能超过75分贝。
17电动车的驱动系统是如何运作的？
电动车的电池会提供和输送电到各个部位，当电输送到马达的时候，不同的马达会藉由不同的方式来改变内部磁铁的磁场以启动马达，像是永磁同步马达是利用永久磁铁来排斥铜线的磁场，而感应马达则是利用铝柱或铜柱，之后再由马达带动轮子转动。
18电动车的电磁刹车系统是如何运作的？马达又是怎么在刹车时反向充电的？
利用电磁感应的原理，将磁铁靠近金属转盘，因转盘与磁铁距离的改变，会产生感应电流，而生成反向的磁力来抵抗金属转盘转动，产生刹车的效果。另外当汽车在减速时，马达可以转变成发电机，将动能转换为电能，回充并储存到电池中。
19电动车的电池有几种？
目前主流为锂电池，也有铅酸蓄电池、镍氢电池、钠-硫电池、钠-氯化镍电池、空气电池等类型。
20电动车的电池成分跟一般的电池有差别吗？
电动车的锂电池和一般的锂电池是有差异的。电动车的锂电池因为需要配合电动车的特性，所以会分为POWER TYPE（適合瞬间加速）和ENERGY TYPE（适合跑里程数），但一般的电池没有这个差别。
21电动车的车身的重量会比燃油汽车重吗？重在哪里？
电动车会比汽油车重，主要原因是电动车需要承载大量的电池用来供应开车所需的电力。一台电动车大概会比同样大小和马力的汽油车重20%～30%。
（文章及图片来源于网络）