电动车的选择和其终结储能作用

最近儿子买了一辆插电式混动车（PHEV）， 在帮他选车时查了不少资料，在此现买现卖，总结一下。

能被称为电动车，并享受美加政府购车补贴的，只有纯电动车（EV）和插电式混动车。混动车（Hybrid）不算。 混动车是指车里同时有个汽油引擎和电动引擎，汽油引擎发动时会同时为电池充电，由车内电脑控制何时用汽油引擎，何时用电动引擎，何时二者合作。混动方式很多，日本丰田的混动是二者联动的，用一种其专利的齿轮系统和变速箱调控，这套系统目前被认为是最成熟的。有些所谓混动车，其实是两套不联动的系统，很复杂而且不省油。

丰田和比亚迪的混动是两条技术路线，可以简单的说是以油为主和以电为主。丰田的油电联动的， 最后以同个变速器调制，如果电机停摆（电池没电，坏了或电机坏了），油机单独可以运作，只是功能有减。比亚迪是承继本田路线的，油机和电机是不联动的，油机由一个只有高速档的变速箱控制，电机天然无极变速，低速时油机只能发电，无法驱动车子。如果电机停摆（电池没电，坏了或电机坏了），车就没法用了。据说吉利用的是油机三档变速，理论上油机在电机停摆时还能用。但混动的技术，丰田已经经历了时间的考验，还是最成熟的。至于电车技术，比亚迪要好多了，但问题它的混动还没经历时间的考验。

如果出于省钱去买混动车，那得三思了。以丰田佳美（Camry）为例，该车以皮实耐用闻名，能稳稳地跑上20-30万英里（32-50万公里）。而混动的佳美，虽然其发动机和刹车系统因为电动辅助和刹车充电系统减少了磨损，应该增加了寿命，但电池的寿命通常只有12万英里。届时如果不换电池，则发动机功率在高速时不足，要换电池，得花5000美元左右，那时的全车都不值这个钱了。

插电式混动（简称插混）如何呢？从机理上，插混也有好几种。丰田的Prius Prime, 是把丰田联动式混动的电池加大，并赋予可以外充电功能。它可以人工选择纯电，混动或汽油引擎纯充电模式。其纯电模式，用家用充电要11小时，快充3小时，可以跑40英里左右， 但纯电机在高速动力不足。如果要长时间跑高速，需要先用外充或汽油引擎纯充电模式将电池充到一定程度，选择混动模式驾驶，因为在长时间高速行驶时，汽油引擎需要电动引擎的帮助。如果选择纯电模式，电池电用完了，车自动转到混动模式，汽油引擎既要给无电的电池充电，又要为汽车提供动力，还得不到电机的帮助，会出现失速现象，也会损伤引擎。

插混适用于平常主要是短距离市区通勤用车，比较省电。但从全车寿命而言，也受限于电池。另一种插混，实际上是电机为主，外加一个汽油发电机，中国的很多插混都是如此。这种车在长距离高速行驶时，会出现汽油发电充电不足的现象。中国经常会见到所谓的混动车也在等充电的奇观。

至于纯电车，如果你的行驶场景主要是较长距离通勤用车，那是可以考虑的。纯电车在高速路上的性能很好，有跑车的驾驶感觉，用电也省钱。缺点则很多，除了以上混动车的电池寿命问题外，最主要是旅程焦虑（这常见于长途旅行），另外安全也是一个重要考虑。锂电池爆炸是个难题，国内的地下车库都不允许电动车泊车了，一旦起火，非把整个车库烧了不可，很难灭火。这也造成电车的保险费奇高，抵消了在燃料上省的钱。

中国大城市购买燃油车需要摇号，可遇不可求，而电动车不需要，这是电动车好买的一个原因。另外，中国的基础设施也比较好，有更多的充电桩。另外，大量的电车，可能解决绿色能源发展的瓶颈问题，并可能成为一个终结储能方案！

现在，风能和光能的发电效率大增，而成本急剧下降，其单度电价格已经和煤电类似。但风光电有个致命缺陷，就是其波动性，不但时有时无，还时高时低，其电压，电流，振幅和频率急剧变化，无法直接输入电网。就算建个家庭光伏电路，如果离开了外来电，那个独立的系统就非常复杂，除了调频变压装置，还必须有个电池。光伏电首先被存储起来，然后通过电池放出稳定的电流供家庭使用。供一个独立屋使用的独立光伏电系统需要至少5万美元，还是相当昂贵的。

而大规模的光伏，风电场，调制更加复杂。最理想的是和一个抽水电站耦合，有电时发出的一部分电把水抽到高处，无电时放水发电输出，水电是比较稳定的电源。但抽水电站需要特殊的地理条件，建设成本也很高，还破坏环境。其它的储电选择，如压缩空气，飞轮，重力柱，各种化学电池，都各有利弊。其中最好的是锂电池，但缺点是锂元素是比较稀缺的资源，目前多用在汽车等动力电池上，用在大规模储电，太可惜了，没有可持续性。如果没有强大的储能装置，一旦绿电断供，需要其它供电方式接手。最理想的是天然气电厂，可以无缝联接，但天然气比较昂贵，中国最常用煤电。而煤电需要至少保持30%的发电状态，才能在绿电断供时接手。核电无法担当这个任务。而维持大量的煤电，对环境和减碳是不利的。

有人就想到，如果有足够多的电动车，因为每一辆电车都有个相当大的电池，如果把它们充分利用起来，不就是一个巨大的储能库了吗？设想这样一个场景，在一个完全由光伏供电的小城市，里面的电车的储能量足够满足整个城市的用电量。白天有光时，太阳能为城市电网供电，这时停车场的电车都插上充电。 到了晚上，电车回到家里，插上充电桩，车电池反向为自家和整个电网供电。这种双向充电的技术早就在很多家用光伏网上使用了，如果能普及这种装置，再加一些智能化电网的建设，短期这可能是可行的一种方案。如果电车的普及率极大提高，智能电网的技术充分成熟，那这个双赢组合，可能成为绿色能源的终结解决方案！