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文檔簡介

1、 新能源汽車簡史電動汽車沉浮錄新能源汽車簡史之電動汽 車沉浮 錄內容Fastdata極數團隊出品Fastdata極數新能源汽車簡史之電動汽 車沉浮 錄前言歷史時刻破繭而出:電動汽車的誕生不進則退:電動汽車的快速衰落 重返舞臺:電動汽車第二次發展期再次啟航:電動汽車第三次大發展殊途同歸:電動汽車的現在與未來結束語新能源汽車簡史之電動汽 車沉浮 錄前言1839年英格蘭人羅伯特安德森制造出人類歷史上第一輛 電動汽車距今已有182年,電動汽車早于內燃機汽車近半個世 紀誕生,人類最卓越的夢想家們從未停止過嘗試讓電動汽車 走入人們的生活,但電動汽車在誕生以來的近兩百年歷史中 幾經沉浮,從未真正的統治過人類

2、的交通工具,不過每一次 的起伏都讓電動汽車技術得到積累,都讓電動汽車的信徒更 加篤定電動汽車終將主導人類的出行。好消息是我們正身處 電動汽車第四次發展浪潮之中,電動汽車演繹的是一場能源 和汽車驅動方式的革命,尤其是在能源安全、環境問題及地 緣政治等風險暴露日益明顯的當下,就顯得更加必要和緊迫,全球各國正在以前所未有的力度推動電動汽車行業的發展。在內燃機汽車與電動汽車這場關系到汽車未來發展的競爭中,是內燃機汽車繼續自己的統治,還是電動汽車一鼓作氣終結內燃機汽車的歷史,仍然不得而知。但可以肯定的是人類不斷追求自由移動的夢想還將繼續下去,此刻我們重溫歷史,因為我們對人類實現環保、安全及可持續的出行方

3、式無比樂觀。新能源汽車簡史之電動汽 車沉浮 錄Historical Moment第一輛蒸汽三輪汽車誕生時間1769年第一輛電動三輪汽車誕生時間1839年第一輛內燃機四輪汽車誕生時間第一輛混合動力汽車誕生時間1886年1902年電動汽車第一次登上月球銷量超百萬輛電動汽車車型出現1971年2021年新能源汽車簡史之電動汽 車沉浮 錄破繭而出電動汽車的誕生19世紀末到20世紀初汽車能源方案百花齊放,電動汽車初露鋒芒,迎來第一次黃金時代19世紀末到20世紀初歐美由自給自足的農業化社會向勞動密集型的工業化社會轉變, 為滿足各種人流、物流的交通工具應運而生, 從而對交通道路提出了一定的要求。當時城市之間交

4、通公路的整體狀況并不理想, 適合機動車行駛的硬化道路只有在人口相對密集的城市才有。而在廣闊的城鎮邊緣和農數并沒有過高的要求。另一方面蒸汽機已被證實不適合作為車用動力, 而汽油機汽車又剛剛起步, 很多技術尚未成熟, 如汽油品質不高、加油站分布不廣、內燃機噪聲大和排放物難聞等。汽油汽車在今天所表現出來的續駛里程數高和動力性強等優點,在那個時期并未顯現。當時110伏直流電網的分布范村地區大多是普通的土路, 圍較廣, 也是電動汽車能一到雨雪天氣便泥濘不堪。 夠風行的重要原因之一。這樣的道路條件。客觀上限制了人們的活動范圍所以當時對機動車續駛里程電動汽車開始迅速占領機動車市場, 步人第一次黃金時代。新能

5、源汽車簡史之電動汽 車沉浮 錄第一次汽車能源方案較量電池動力方案勝出Fastdata極數1786年古諾發明了第一輛真正意義的蒸汽汽車,人類交通工具進入化石能源驅動時代與電動汽車和內燃機汽車相比,蒸汽機汽車早在1672年就已經誕生,比利時傳教士南懷仁就在中國制成了一輛蒸汽機驅動的三輪車,也是最早的自動車。N.J.居紐在1769年發明了第一輛真正意義上的三輪蒸汽汽車,1786年古諾發明了世界上第一輛蒸汽汽車。圖:早期蒸汽汽車瓦特改進蒸汽機后,1801年,英 國人理查特里維西克制成了“倫敦蒸 汽馬車”,它是最早的載人蒸汽車輛之 一,也是第一輛真正投入市場的蒸汽機 車輛,能乘坐6人,最高速度27公里/

6、時。進入到19世紀以后,蒸汽車輛開始在富裕的英國流行。1827年,Gurney爵士將自己發明的蒸汽機巴士投入商業運營,他的蒸汽巴士能夠在倫敦和巴斯之間往返運行。1833年,英國人沃爾特漢考克發明的企業號蒸汽巴士,在倫敦市內運營,也是世界上最早的自動公交車,最高速度接近20公里/時。圖:世界上最早的自動(蒸汽動力)公交車新興的蒸汽汽車遭到了反機械化的大眾和馬車運營商的反對。當時的英國政府對蒸汽車輛征收的過路費是馬車的幾十倍。出于對機器可靠性的懷疑, 1865年英國政府通過的公路機車法案,既紅旗法案,法規規定每輛小型機動車輛至少需要三個駕駛員,其中一個必須在車前揮動紅旗以警示路人、騎馬者或馬車,需

7、要停車時必須給司機打信號,遇馬車等有困難時必須給予幫助,機動車在公路上行駛時時速不得超過 6.5km/h,經過城鎮、村莊時 時速不得超過3.2km/h。這徹底阻礙了蒸汽車輛在英國的進一步流行,也使得汽車制造的中心轉移到法國。直到1896年,這一法案才被取消,限速增加到20公里/時。在1870年代,帶動汽車產業在法國發展的重要人物是Amde Bolle。幾年間,他在勒芒建造了好幾輛不同的蒸汽車輛,不僅奠定了之后汽車的基本機械結構,也為勒芒幾十年后成為著名賽車勝地埋下了伏筆。下圖中是1875年制成的“順從號” ,專門為公共交通設計,能乘坐12人,巡航速度30公里/時,最高速度40 公里/時。187

8、8 年, 又設計了La Mancelle,它成為成為最早的量產汽車,共生產了50輛。圖:1875年生產的順從號蒸汽汽車1881年制作的Le Rapide(快速號),最高時速達到60公里/時,成為當時最快 的車輛。這輛車也首次把鍋爐、發動機 和車輛本身的控制都集中在駕駛座,使 得汽車的操作容易了許多。1883年,世界上第一個量產輕型汽車的廠商De Dion-Bouto公司在巴黎成立。1889年,賽普利特發明了一種快速蒸汽鍋爐,汽車啟動時間縮短,車速加快。1895年,第一屆真正意義上的國際汽車大獎賽在巴黎舉行,蒸汽車奪得冠軍。1902年法國人Lon Serpollet駕駛 Gardner-Serp

9、ollet公司生產的蒸汽汽車,創造了陸地速度記錄, 最高速度高達 120.8公里/時。19世紀末蒸汽汽車商業化運作加速,第一款獲得較大商業成功的蒸汽車輛,是美國機車公司在1899年基于蒸汽汽車專家史坦利兄弟的專利生產的小敞篷車,這輛車采用兩缸發動機加閃蒸鍋爐的設計。售價600美元,4年內就銷售了4000輛。盡管內燃機汽車已經出現,蒸汽機汽車仍然在剛剛出現的美國汽車市場中占據了半壁江山。美國的巨大市場催生了大量生產蒸汽汽車的廠商,美國取代法國成為了新的世界汽車產業中心。1899年成立的Mobile(移動)公司在幾年內已經在美國擁有58家經銷商, 1900年,開始生產汽車的美國自行車公 司推出To

10、ledo蒸汽車,最大輸出6.25馬力,被認為是當時最好的汽車之一。另一個知名廠商懷特蒸汽車在1898年成立。1909年美國總統西奧多羅斯福將白宮的馬廄改建為車庫時,就購買了一輛1907年款的懷特G型車,成為最早的總統座駕。1911年,White的M型車又被繼任的塔夫特總統選為四輛總統專車之一(另外三輛中1輛是Baker Electric的電動汽車,另兩輛是Pierce和Arrow公司的內燃機汽車)。在內燃機和電動汽車的沖擊下, Mobile公司則在1903年破產。1911年懷特 蒸汽車公司也轉產內燃機車。在這之后,當時的美國只剩下Doble和Stanley Steamer 兩家公司還在生產蒸汽

11、汽車。1906年史坦利兄弟蒸汽汽車以204公里/時打破了 陸地速度記錄。Doble蒸汽車公司他發明 了蒸汽壓縮機,使得加水的里程間隔從 30-80公里增加到2400公里之多。還發明 了蒸汽機使用的火花塞和柴油加熱器,使得熱車時間大大縮短到40秒,而且啟動過程完全自動化。Doble公司的蒸汽車發動機不僅可以燒之前蒸汽汽車的主流燃料汽油,還可以燒煤油,它的熱值比汽油更高,而且更安全、更便宜。 Doble公司的車輛盡管重達2268kg,百公里油耗卻能夠控制在18.8升百公里,而且百公里加速只要15秒。相比之下,福特T型車當時要40秒才能加速到80公里。盡管技術先進,Doble公司的產品仍然有價格過高

12、的致命問題。終于在1931年破產。蒸汽機離不開帶水箱的鍋爐,同時 還要裝載保證一定續駛里程數的煤或木 材作為燃料,體型龐大笨重,操縱困難。再加上煤或木材的能量密度較低及當時 蒸汽機效率低下等原因。在這場機動車 的較量中蒸汽汽車便很快敗下陣來。19世紀末期,內燃機汽車技術尚未成熟,油品不佳,與電動汽車的較量中敗下陣來1884年法國人戴波梯維爾發明了汽 車并申請了專利,遺憾的是他后來并未 繼續研究汽車,而是把發動機用到了工 業生產中,成為工業發動機制造商,但 法國人對汽車工業的貢獻是不可磨滅的。1885 年德國人卡爾 佛里特立 奇奔馳研制出世界上第一輛馬車式三輪汽車,并于1886年1月29 日獲得

13、世界第一項汽車發明專利,這一天被大多數人稱為現代汽車誕生日。1887 年, 卡爾本茨將他的第一輛汽車賣給了法國人埃米爾羅杰斯,這是世界上第一輛現代汽車的銷售。同年,卡爾本茨成立奔馳汽車公司。1886年,德國人哥德利普戴姆勒在一輛四輪馬車上安裝了自己研制的汽 車發動機,以每小時18千米的速度行駛,人類歷史上第一輛四輪汽車誕生了。 1890年戴姆勒成立公司。蒸汽機已被證實不適合車用,而汽油機汽車又剛剛起步,很多技術尚未成 熟,如汽油品質不高、加油站分布不廣、內燃機噪聲大和排放物難聞等。汽油汽 車在今天所表現出來的續駛里程數高和 動力性強等優點,在那個時期并未顯現。當時110伏直流電網的分布范闈較廣

14、,也 是電動汽車能夠風行的重要原因之一。 電動汽車開始迅速占領機動車市場,步 入第一次黃金時代。19世紀末電池及電動機技術進步、電網普及、電價下降等推動電動汽車迅速發展電動汽車第一次興起的原因電池被發明1859年普蘭特發明鉛酸蓄電池,蓄電池的發明及技術進步,為電動汽車發展奠定了基礎。電動機技術進步1834年,雅可比采用換向裝置,提高了電動機輸出功率。拉開了電動機技術進步的序 幕。充電技術19世紀末至20世紀初, 電動汽車普遍采用車外充電器,同時換電服務也較為盛行電網普及,電價下降從19世紀六七十年代起,發電機技術日趨成熟,人們開始考慮集中生產電力,電網普及、電力價格下降。1859年鉛酸電池被普

15、蘭特發明,經過不斷技術進步,蓄電池作為汽車動力成為可能19世紀至20世紀初蓄電池關鍵技術進步成果時間電池技術主要進步成就1859年普蘭特發明鉛酸蓄電池,鉛酸電池得到廣泛的應用1881年福爾發現了電池鉛板多孔涂層的重要性,并申請了相關專利,福爾電池的效率高達80%1881年福克曼.賽龍和斯旺申請了帶孔鉛板的專利,斯旺還實現了鉛酸電池的蜂窩式結構,使得活性物質與極板結合更加牢靠1881年福克曼.賽龍使用鉛銻合金,使活性物質能更好地附著在鉛板上,這一方法沿用至今1885年“福爾門”技術出現,解決了汽車行駛中電池振動短路問題,延長了電池的壽命1910年1910年起,車輛的起動、照明和點火三項任務幵始由

16、鉛酸電池來完成,電池被廣泛應用,鉛酸蓄電池工業化生產蓬勃發展1992年美國著名的發明家愛迪生把鉑絲應用在單體電池的上部空間,并申請了 專利。其主要原理是當電流通過時鉑因受熱而成為氫、氧化合的催化劑,這種催化劑能夠使析出的氫氣與氧氣再度進行化學反應返回電解液中20世紀20年代美國埃克塞德(Exide)公司推出管式極板,用多縫隙的硬橡膠管容納活性物質,以一支鉛合金棒插在中間導電,大大提高了極板的耐深度充放電能力鼓型轉子電機的發明,拉開了電動機規模化生產的帷幕,電動汽車電機技術逐步完善1834年20世紀初19世紀至20世紀初發電機及電動機的發展歷程1834年1834年,雅可比采用換向裝置,改變了直流

17、電機的 性能,并在電機中使用電磁鐵而不是先前使用的永 久磁鐵,提高了輸出功率。此后電磁理論進一步完 善,直流電動機和發電機的實用性得到了不斷加強。1861年1861年,帕賽諾帝設計了帶槽的環形電樞,他發明的環形直流電動機大大增加了輸出轉矩。在此基礎上格拉姆又發明了環形無槽閉合電樞,它是現代直流電動機的基本結構形式。1866年1866年,西門子以電磁鐵代替永磁鐵研制成功了第一臺自激式發電機,靠自身發出的電流為電磁鐵勵磁。1872年1872年,一種新型鼓型轉子問世,電機生產成本進一步降低,拉開了電機規模化應用的帷幕。1890s19世紀90年代,直流發電機已具備了現代直流發電機的一切結構特點,同時交

18、流發電機技術也有了很大的發展從而提高了發電效率,可以通過電網提供廉價電能,促進了電動汽車的商業化。電網大規模建設,電能變得便宜易獲取,同時充電、換電的發展推動了電動汽車商業化19世紀至20世紀初電網及充電技術的發展歷程從19世紀六七十年代起,發電機技術日趨成熟,發電廠大量建立,電網逐步完善1875年,世界上第一套直流發電機組在法國巴黎火車北站落成,這是世界上第一個發電廠1879年,世界上第一座商業發電廠在美國舊金山落成1882年,德普勒將57千米外的水電廠電力輸送到慕尼黑,這是世界上最早、最簡單的遠程供電系統1886年,美國人發明了采用升壓方式遠距離供電的交流電力變壓器,人類由此進人了高壓輸電

19、的時代1891年,俄國一條13. 8千伏的線路成功建立,首次采用三相交流供電方式,是真正意義上的電網20世紀初,車外充電器得到應用,同時,快速更換電池的換電站也有一定規模當內燃機技術尚未完善時,電動汽車在于蒸汽汽車及內燃機汽車的競爭中優勢明顯19世紀末至20世紀初不同動力類型汽車特點比較車型指標蒸汽汽車內燃機汽車電動汽車燃料煤炭、木材汽油電池動力控制蒸汽閥化油器電壓調節耐久性好一般很好能源效率10%15%50%維修便捷度一般一般少啟動時間2分鐘5分鐘3秒鐘噪音小很大極小污染少多無車輛速度64km/h32km/h40km/h電動汽車起源與英國,紅旗法案阻礙了英國電動汽車崛起,美國抓住機遇后來居上

20、國家時間主要事件英國1839年英格蘭羅伯特安德森輪馬車裝上了電池和電動機,發明了世界上第一臺電動汽車。這比燃油車早了將近 50 年1865年18651897年在英國實施的紅旗法客觀上阻礙了英國電動汽車的發展。其間因為華德等人的努力,到19世紀末,英國電動汽車的發展仍然相當迅速1873 年羅伯特戴維森制作了世界上最初的可供實用的電動汽車,并且在 7 年后應用了可以充放電的二次電池。由此電動汽車在19 世紀下半夜成為交通運輸領域最重要的產品,并寫下了電動汽車在人類交通史上輝煌的第一頁。此時,距離汽油車誕生還有 10 年以上1888 年華德電氣公司制造的電動公共汽車因為不會造成路面的損壞和街道的污染

21、,而受到倫敦市民的歡迎1896年英國人阿諾爾德因時速達到13千米而被罰款,成為人類歷史上第一個交通違章罰單1896年1896年,國際汽車博覽會在倫敦首次舉辦,小轎車、客貨兩用車和電動公共汽車都在展會上出現1897年1897年,倫敦電動出租車公司成立,Berseys 動力電源采用傳統鉛酸蓄電池,重約635千克,輸出電壓為80伏,續駛里程已達80千米1897年因為紅旗法的實施,英國的汽車工北遠遠地落在了美、德、法等國之后,至今都無法超越。1897年紅旗法案才被廢除19世紀末至20世紀電動汽車在主要工業國家的發展情況19世紀末至20世紀電動汽車在主要工業國家的發展情況國家時間主要事件法國1895年法

22、國先后出現了幾家電動汽車公司,像汽車運輸公司、法國電動汽車車輛公司等1897年達拉克發明了再生制動技術,再生制動技術在制動時能夠吸收車輛的部分動能,并轉換為蓄電池的電能,實現能量回收1900s法國巴黎的電動出租車超過1000輛德國1899年德國人波爾舍發明了一臺輪轂電動機,以替代當時在汽車上普遍使用的鏈條傳動。隨后開發了 LohnervPorsche電動汽車,該車采用鉛酸蓄電池作為動力源,由前輪內的輪轂電動機直接驅動,這也是 第一部以保時捷命名的汽車1900年波爾舍在Lohnei-Ponsche的后輪上也裝載兩個輪轂電動機,由此誕生了世界上第一輛四輪驅動的電動汽車1902年波爾舍1902年在L

23、ohnei-Ponsche電動汽車上又加裝了一臺內燃機來發電驅動輪轂電機,這也是世界上第一臺混合動力汽車1905年德國已經出現了足夠的蓄電池充電站及蓄電池替換站,電動汽車的續駛里程問題得到解決,電動出租車隨處可見1909年柏林電廠開始用電動卡車運輸煤炭1914年德國郵局已擁有220輛電動郵政車。數百輛電動運輸車活躍在一戰戰場上19世紀末至20世紀電動汽車在主要工業國家的發展情況國家時間主要事件美國1890年里克是美國第一個組裝電動汽車的人,1890年他從英國進口了一輛三輪車,在上面安裝了一臺自己制造的電動機,雖然這臺電動機的功率只有120瓦,但由于整個車身很輕,僅為68千克,時速可達13千米。

24、這輛車配備的蓄電池可用四個小時續駛里程可達48千米1894年莫里斯和薩羅姆兩人合作成立了莫里斯&薩羅姆電動客車與貨車公司推出了電動運輸車。后輪大前輪小,所用動力源由60個總重726千克的酸性電池組成,總容量達到100 安時,使用通用電氣公司的3馬力電動機,短時使用功率可達到9馬力,車速通過電壓控制1896年莫里斯和薩羅姆在紐約市創建了第一個電動汽車輛出租車隊,開創了美國電動汽車輛商業運營的先河1889年1889 年里克成立了里克電動汽車公司,先后推出雙座輕便車、醫生專用的輕便車、送貨車等系列電動汽車1897年里克設計完成了維多利亞式車,該車總重 771千克,裝有重363千克的40個蓄電池來驅動

25、1. 5千瓦的電動機1898年1898年貝克在俄亥俄州成立貝克機車公司,生產電動汽車。該公司推出的第一款車是與愛迪生合作研發的雙座輕便車,傘形齒輪取代了鏈條傳動,采用愛迪生發明的鎳鐵蓄電池,售價850美元1899年里克電動汽車公司又推出一款名為布魯厄姆車的小型電動旅游車。該車總重1905千克,雙電動機驅動,采用硬橡膠輪胎、寬輻條車輪,是現代個人封閉式轎車的鼻祖1902年貝克機車公司推出了一款魚雷式賽車,轟動一時1906年貝克機車公司年產電動汽車800輛,成為當年最大的電動車公司20世紀初紐約市電動公交車19世紀末至20世紀電動汽車在主要工業國家的發展情況國家時間主要事件美國1907年底特律電氣

26、公司正式成立1908年底特律電氣公司推出了“標準”牌電動汽車,成為當時標桿車型1912年塔夫脫當選美國總統,貝克機車公司的電動汽車成為總統座駕。這輛電動汽車一直工作到威爾遜執政時期1912年瓦弗萊公司推出了一款90型帶頂棚雙人敞蓬電動跑車。瓦弗萊公司曾在路況不佳的郊區公路上進行了 124小時共1400英里的耐久性試驗1912年紐約州布法羅市的布法羅電動汽車輛公司推出的布法羅29型敞篷電動汽車,最高時速可達35英里1912年1912年美國電動車保有量超過3萬輛,電動汽車盛極一時1916年底特律公司推出一款前后排均可駕駛的電動汽車。該車最高時速32千米續駛里程可達113千米20世紀初,電動汽車占整

27、個汽車市場的38%,是電動汽車第一次黃金時代的巔峰期19世紀末20世紀前五年不同動力類型的汽車占比22.0%40.0%38.0%蒸汽汽車電動汽車內燃機汽車新能源汽車簡史之電動汽 車沉浮 錄不進則退電動汽車的快速衰落新能源汽車簡史之電動汽 車沉浮 錄進入20世紀,內燃機技術進步迅速,石油采煉水平提高,電動汽車在競爭中迅速衰落19世紀末到20世紀初是電動汽車發展的第一次黃量提高、大量油田被發現,石油價格更加便宜, 電動金時代,在1912年達到高峰, 汽車很快就在與內燃機汽當時美國電動汽車的保有量高達3萬輛。可惜好景不長, 隨著內燃機技術在這一時期的迅速進步, 石油冶煉技術的成熟, 油品質車的較量中

28、敗下陣來, 到1935年已經完全衰落,開始了長達二十多年的漫漫黑夜。石油業的持續發展,為內燃機汽車性能提升及商業化運營奠定了基礎1859年1859年8月27日德雷克在美國賓夕法尼亞州石油溪的地方鈷出第一口油井后,美國加州、德州陸續發現豐富的石油資源。1870年1870年1月10日,洛克菲勒與另外四名股東聯合成立了標準石油公司,這是當時全美最大的煉油公司。圖:早期煉油廠1882年1882年洛克菲勒標準石油公司壟斷了全美80%的煉油業和90%的油管生意。油價相對穩定下來。1907年1907年,加州標準石油公司 (雪佛龍公司的前身)在美國西雅圖建立了現代意義上的第一座加油站。1913年1913年海灣

29、石油公司在美國匹茲堡建立了世界上第一個汽車免下車加油站。1920年1920年起,各大石油公司幵始大規模建設標準化的加油站網絡圖:石油大亨洛克菲勒圖:1920s加油站1859年,德雷克在美國賓夕法尼亞鉆出第一口油井后,美國石油業持續快速發展美國石油鉆井口數1859年年-1921年美國石油鉆井口數單位:萬口油井氣井干井252017.7153.40.623.125 202.14.5159.81.9101016.651.102.52.17.94.03.413.750石油價格長期維持低位,讓內燃機汽車的使用成本具備了競爭力石油價格1859年-1935年美國原油首次購買價格單位:美元/桶2016128第一

30、次世界大戰401859年1868年1877年1886年1895年1904年1913年1922年1931年與內燃機汽車二次交鋒中,電動汽車快速敗落,20世紀30年代后基本退出民用領域19世紀至20世紀初內燃機汽車的主要發展歷程時間內燃機汽車主要成就1824年卡諾提出著名的“卡諾循環”熱機理論,極大的推動了內燃機技術的進步1876年奧托制造了第一臺四沖程內燃機,具有進氣、壓縮、做功、排氣四個行程,這就是后來數以億計的汽車發動機的原型。奧拓放棄了自己已獲得的專利,任何人都可以免費試用,為了紀念奧拓,人們將這種循環稱為奧托循環1879年本茨首次試驗成功一臺二沖程試驗性發動機。1883年戴姆勒與好友邁巴

31、赫合作對奧托四沖程發動機進行了改進,首次推出了戴姆勒臥式發動機,隨后又將其縮小并改為立式,成功研制出第一臺高速汽油試驗性立式發動機“立鐘”1885年戴姆勒將“立鐘”發動機安裝在木制雙輪自行車上,發明了世界上第一輛摩托車1885年本茨制造了一臺四沖程單缸汽油機,并在同年制造出了第一輛汽油馬達驅動的三輪車,這是公認的第一輛汽車1986年戴姆勒和邁巴赫將此發動機裝上一輛四輪馬車,這就是世界上最早的四輪汽油汽車1887年本茨將他的第一輛汽車賣給了法國人埃米爾,這是世界上第-輛現代汽車的銷售1890年戴姆勒創建了戴姆勒發動機公司。從此,汽油汽車發展進入全新的時代1897年博世第一個將磁電機點火裝置用于汽

32、車發動機上,大大提高了發動機的工作效率和性能19世紀至20世紀初內燃機汽車的主要發展歷程時間內燃機汽車主要成就1903年福特在美國底特律市創辦了福特汽車公司1906年汽油車保有量就已經突破了 10萬輛,比 1912年電動汽車保有量的峰值還要高。電動汽車輛的市場份額逐漸下降,經營電動汽車業務的公司也陸續開始衰敗1908年福特汽車公司生產出T型車,售價僅為850美元。1916年售價降至360美元,到1925年更是降至240美元1913年福特汽車公司研發出世界第一條流水線,使T型車的總產量達到1500萬輛1916年貝克機車公司是當時最大的電動汽車生產廠商。1913年以后在內燃機汽車的競爭下,貝克機車

33、公司舉步維艱。1916年,生產出最后一批電動轎車之后退出電動乘用車市場1919年安德森電動汽車公司更名為“底特律電氣公司,在內燃機汽車的沖擊下,艱難維持經營,1939年交付最后一批電動汽車之后,退出電動汽車行業20世紀30年代美國電動汽車不斷衰落,歐洲的電動汽車也舉步維艱,在20世紀初美國電動汽車還處于不斷取得卓越成就的黃金歲月,歐洲就已經將主要發展方向瞄準了汽油動力車輛,20世紀30年代之后,民用電動汽車輛暫時退出了歷史舞臺。電動汽車在歐洲提早進人了沉睡期。專用領域的電動汽車勉強維系了20世紀 30年代之后的電動汽車的發展新能源汽車簡史之電動汽 車沉浮 錄重返舞臺電動汽車第二次發展期20世紀

34、70年代,燃油汽車造成了嚴重的環境問題,石油供需矛盾突出,電動汽車重新得到關注汽車給人們的交通帶來便利的同時也帶來了嚴重的環境污染問題,在全球范圍內各國大城市都面臨不同程度的汽車排放污染。美國城市大氣污染排放物有50.6%來自交通運輸。汽車的大量使用所產生的廢氣、噪聲及揚起的塵土對自然環境造成嚴重污染并危害健康。如果說嚴重的環境污染還只能引起某些地域的人們反思內燃機汽車的弊端,那么.20世紀70年代接連發生的石油危機則在全球范圍內使人們開始重新關注電動汽車。石油這樣一種寶貴的資源在全球的分布極不不均衡。中東地區當時只有不足全世界9%的人口卻占據當時世界已探明石油儲量的60%以上。世界主要石油消

35、費地區是北美和歐亞地區,那里的石油儲量卻不超過世界總量的 10%,石油消費量與擁有量嚴重失衡。 石油消費國每年需要投入大量的資金進口石油,石油資源的稀缺嚴重影響 了各石油消費國工業的發展,20世紀70 年代的兩次石油危機使得這種弊端表現的更加顯著。尤其體現在汽車業上。汽車等交通設備使用的汽油約占全球汽油消費量的一半。機動車的燃料消 耗正成為無情吞噬石油資源的無底洞。這也促使人們考慮擺脫對內燃機汽車的依賴,轉而將目光投向了無污染、 節能的電動汽車。新能源汽車簡史之電動汽 車沉浮 錄以燃油汽車為代表的交通運輸設備石油消耗占比近半,對保障石油供應帶來巨大壓力1973年石油消費結構分析23.1%11.

36、6%45.4%19.9%交通運輸工業非能源用途其他隨著汽車大量進入全球居民生活,石油需求呈現指數級增長,石油供需矛盾日益突出全球石油產量1971年-2020年全球石油產量單位:億噸5040302010-1971年1976年1981年1986年1991年1996年2001年2006年2011年2016年石油危機的爆發,原油價格大幅飆升,為電動汽車重返舞臺提供了契機石油價格1960年-2020年美國原油首次購買價格單位:美元/桶120第四次石油危機9060石油危機3001960年1967年1974年1981年1988年1995年2002年2009年2016年20世紀70-90年代,美國和德國是汽車

37、業中心,通用及戴姆勒是電動汽車技術領導者20世紀70年代-90年代電動汽車主要發展歷程國家時間電動汽車主要成就美國1971年美國宇航局與波音公司簽約生產用于月球的電動汽車LRV,通用汽車的 Delco 部門是LRV驅動控制系統和電機的主要分包商,LRV電動月球車于1971 年首次部署在阿波羅 15 號任務中1973年美國Vanguard-Sebring公司在華盛頓的電動汽車展上首次展出CitiCar。 CitiCar最高時速可達64千米。此車搭載36伏直流電機,最大續駛里程達80英里,可用110伏標準電壓進行充電,單次充電時間6小時1974年CitiCar正式投產,相比于普通汽車,ChiCar

38、的售價稍高,在4500美元左右。1975年1975年、美國郵政服務公司從美國汽車公司購買了350輛電動吉普車,用于試驗運營。這些電動吉普車的最高時速為80千米,續駛里程能達到64千米1975年1975年,憑借CitiCar電動車的成功,累計銷量達到2200輛,Vanguard- Sebring公司躋身美國第六大汽車制造商1988年通用汽車總裁史密斯批準可量產的電動汽車的研發計劃,公司投入數十億美元的資金研發電動汽車1990年在洛杉肌通用汽車展出電動概念車Impact,幾年后最終發展電動汽車的經典車型EV1。EV1電源由26個12伏的鉛酸蓄電池組成,其第一代車型每次充電后的續駛里程達到121千米

39、,第二代則可以達到241千米。最高時速可達129千米。時速從0到80千米只需要6.3秒。EV1研發成本高,單價過高,銷量一直不大,一直處于嚴重虧損狀態,2000年通用汽車停止制造EV120世紀70年代-90年代電動汽車主要發展歷程國家時間電動汽車主要成就德國1972年戴姆勒-奔馳公司推出了梅塞德斯-奔馳LE306電動汽車,它采用加速充電的電池交換系統,在安全性和操縱性上也達到了相當高的水平1979年戴姆勒-奔馳將電驅動應用在城市公交車上,由內燃機驅動發電機發電,再供給電動機。雖然這在總體設計上屬于混合動力的范疇,卻標志著戴姆勒-奔馳公司在電動汽車的探索中又邁出了關鍵一步1980年戴姆勒-奔馳公

40、司將電驅動技術應用到了小型載貨汽車上,成功研發了奔馳307E電動貨車。1982年戴姆勒-奔馳公司幵始研發電動轎車,在其 123系列車型基礎上,推出了一款電動旅行車。法國1975年法國成立“電動汽車跨部協調委員會”。在其后的幾十年中,該委員會陸續制定了各地區電動汽車推廣應用規劃,在法規層面上極大地推動了電動汽車的發展新能源汽車簡史之電動汽 車沉浮 錄1965年日本將電動汽車列入國家項目,但這一時期日本電動汽車發展仍大幅落后歐美20世紀70年代-90年代日本電動汽車主要發展歷程國家時間電動汽車主要成就日本1965年電動汽車被正式列入日本國家項目1967年日本成立了日本電動汽車協會,旨在進一步促進電

41、動汽車產業的發展1969年19681969年,日本大發工業株式會社在已經量產的輕型車FELLOW VAN的基礎上制成5輛實驗電動汽車,全部通過日本關西電力公司的功率測試成為早期日本電動汽車的典范1971年日本通產省制定了電動汽車的開發計劃,對電動汽車的發展有了一個明確的規劃1976年日本大發汽車公司幵始正式生產電動汽車,特別是電動輕型客車,無論是在清潔環保方面,還是民眾反響上都取得了巨大成功新能源汽車簡史之電動汽 車沉浮 錄再次啟航電動汽車第三次大發展20世紀90年代環境污染日益嚴重,電動汽車重回視野,迎來第三次發展機遇一百多年以前,蓄電池和電動機的發展先于內燃機, 加之石油燃料品質差且未普及

42、, 這是電動汽車發展的第一次機遇。20世紀 70年代,世界各國受到石油來了它的第二次機遇。20世紀90年代,繼能源危機之后的環境問題日益嚴峻 世界各國紛紛推出新的汽車尾氣排放限定標準, 這樣,電動汽車以其低污染的特危機的重創, 電能、風能、 點又一次為世人看好, 有太陽能等替代能源的利用被提上日程, 電動汽車再次吸引了世人的目光, 迎東山再起之勢這是電動汽車發展的第三次機遇。新能源汽車簡史之電動汽 車沉浮 錄20世紀90年代,電動汽車在政策護航下再次啟航,成為解決機動車環境污染的重要選項20世紀-90年代全球主要國家環保及電動汽車重要政策國家時間電動汽車相關主要政策聯合國1997年1997年1

43、2月在日本京都召開的聯合國氣候變化框架公約149個國家和地區的代表通過了京都議定書,旨在限制溫室氣體排放量,抑制全球氣候變暖。京都議定書的頒布,沖擊到了鋼鐵、石化和電子等與汽車密切相關的行業。各國政府紛紛采取應對措施,重新制定汽車產業的發展方向,這自然而然地為電動汽車的發展注入了強勁的動力美國1990年加利福尼亞州議會通過一項ZEV法案,要求在1998年的汽車,總銷售量中,必須有2%的零排放污染汽車。到2000年,零排放污 染汽車應占汽車總銷售量的3%。2001年達5%,而2003年增至10%。隨后美囯東部的10個州也仿效加州的做法,出臺了相應的零排放 法案1993年美國克林頓政府制定了,PN

44、GV計劃氣將目光聚集到蓄電池驅動 的純電動汽車上。這項計劃的最終目的是研發出一系列新型電動 汽車并實現量產。該計劃提出了三大目標:改善和增強美國汽車 制造廠的競爭力;將具有商業可行性的新技術應用于傳統車輛上;開發出3倍于現有車輛燃油效率的新一代車輛2000年2000年,美國三大汽車公司都陸續推出了各自的PNGV概念車。從1993年到2000年,美國PNGV計劃共執行了7年,直到布什總統宣布以FreedomCar計劃取代PNGV計劃而告終20世紀-90年代全球主要國家環保及電動汽車重要政策梳理國家時間電動汽車相關主要政策法國20世紀90年代在法國,政府不但為電動汽車免稅,甚至為購買電動汽車的用戶

45、提供補助,這大大提高了人們購買電動汽車的熱情20世紀90年代法國能源供給貧油富電,是電動汽車發展的一個有利因素。 20世紀中期電動汽車示范區在法國出現,并在90年代初期達到頂峰德國20世紀90年代德國在東南部的巴伐利亞州投入了300輛電動汽車,也為電動汽車消費者提供車價30%的補貼。有了法規政策這些強有力的后盾,電動汽車也在歐洲如火如荼地發展起來1992年德國政府也在呂根島建立了歐洲電動汽車試驗基地,在1992 1996年間,進行了裝備新型蓄電池和動力系統的電動汽車實測運行,其他很多國家或城市也加人了這個試驗基地日本20世紀90年代進入90年代,日本汽車界幵始關注電動汽車,并通過電動汽車協會,

46、首先在大阪市進行了電動汽車示范運營。大阪市內建立了,10個快速充電站,將100多輛電動汽車租給公司或私人使用中國1996年將電動汽車列為“九五”期間的國家重大科技產業工程項目1998年1998年,中國在廣東省汕頭市的南澳島上建立了電動汽車運行示范區美國仍然是這一時期全球電動汽車的領導者,通用及福特代表了當時最先進的技術水平20世紀90年代美國電動汽車發展主要成就1990年1990年通用推出Impact電動汽車,最高時速達176千米.,以88千米的時速可以行駛200千米。量產車型為現代電動汽車的鼻祖EV1,通用公司又用鎳氫電池代替 EV1的鉛酸電池,并可以回收制動能量,達到當時電動汽車技術的頂峰

47、。1992年1992年福特汽車Ecostar使用鈉硫電池和三相交流感應電動機,續駛里程可達160千米,最高時速達120 千米。配有空調,這使得電動汽車在實用化方面又向前邁進了一步。1998年1998年,福特汽車公司推出專用于郵政運輸的, Ranger電動汽車,它堅固可靠,次年美國郵政管理局訂購了500輛。1999年1999年福特投產的Th!nk City是專門面向歐洲市場的第一個量產電動汽車車型。采用鎳鎘蓄電池,最高車速為90千米,續駛里程約85千米。三年時間只賣出不到1100輛,2002年,福特公司宣布 Th!nk City停產。20世紀90年代后,歐洲電動汽車技術仍具備創新能力,但與美國相

48、比已存在差距20世紀90年代歐洲電動汽車發展主要成就1995年 德國大眾以Golf II為原型批量推出GolfCityStromer,搭載了鉛酸蓄電池,采用西門子公司的最高輸出功率22千瓦的三相交流電動機,最高時速達99千米。三年時間里大眾共生產了約200輛CityStromer。德國1997年在法國進行了歐洲第一次對鋰電池電動汽車的相關行駛性能測試,著名的標致106也在其中。它所用鋰電池由SAFT公司提供,續駛里程可達124千米,在電動汽車史上留下了絢爛的一筆。法國法國雪鐵龍公司又推出了貝凌格純電動汽車,在外觀和功能上形成了自己特有的風格,并且陸續在歐洲市場、美洲市場和亞洲市場上市,是當時電

49、動汽車商業化的典范法國20世界90年代起,日本電動汽車技術進步顯著,在部分領域已展現全球競爭力20世紀90年代日本電動汽車發展主要成就1991年,日本東京電力公司和研究開發公司聯合研制出“IZA”豪華型電動汽車。它以288伏鎳輻電池為動力電源,采用永磁同步電動機,并設有制動能量回收裝置。以40千米的時速行駛,續駛里程可高達544千米,創下了當時電動汽車的世界之最。2005年,三菱推出了 Evo-MIEV純電動汽車,它以Evo-IX為開發原型,用電動機和蓄電池替代傳統的2.0L渦輪增壓汽油發動機。EvoMIEV的每個車輪上都配備了輪轂電機。三菱公司也以此舉正式宣告其邁人四輪驅動的領域。1997

50、年, 豐田推出RAV4 電動旅行車, RAV4采用鎳氫蓄電池和永磁同步電動機,時速可達125千米,一次充電可以行駛215 千米。 RAV4電動汽車沿用了原車型的零 部件,大幅度降低了成本。在2003年以后,豐田出人意料地結束了RAV4的生命。進入21世紀,電動汽車在中國得到空前重視,被納入863計劃,進入快速發展期20世紀90至21世紀前十年中國電動汽車的發展成就時間主要成就1996年將電動汽車列為“九五”期間的國家,重大科技產業工程項目2000年2000年底,在德國留學和工作多年的萬鋼回到中國,被中國科技部聘任為國家863計劃電動汽車重大專項首席科學家、總體組組長。他確立了“三縱三橫” (燃

51、料電池汽車、混合動力汽車、純電動汽車三種整車技術為“三縱”,多能源動力總成系統、驅動電機、動力電池三種關鍵技術為“三橫”)的中國電動汽車研發布局。經過幾年的努力,中國燃料電池汽車的研發取得了快速的進步。2003年同濟大學燃料電池汽車研發團隊在萬鋼教授的帶領下,成功研制出中國第一輛燃料電池轎車“超越一號”,并開始示范運行。這是中國電動汽車歷史上的一個里程碑。該車搭載了國內自主研制的30千瓦質子交換膜燃料電池采用高壓氫氣作為燃料2004年2004年底,萬鋼教授團隊在第一代車型的基礎上,又相繼推 出了“超越二號”和“超越三號”2008年超越系列的后續車型作為奧運會用車亮相在北京,圓了中國人的清潔汽車

52、之夢2008年在2008年北京奧運會上,共有55輛純電動大客車、25輛混合動力客車、75輛混合動力轎車、20輛燃料電池轎車、3輛燃料電池城市客車以及320多輛各類純電動場地車,共計500輛新能源車為“綠色奧運”服務2010年在2010年的上海世博會期間又將有超過1000輛的新能源汽車為世博會服務,其中約300輛車為超級電容車、 純電動汽車,200輛為燃料電池汽車電池技術進步顯著,鉛酸電池、鎳鎘電池及鋰電池先后成為電動汽車動力電池20世紀90至21世紀前十年電動汽車電池技術的進步20世紀的大部分時期是鉛酸電池和鎳鎘電池稱王的時代。鉛酸蓄電池憑著價格低這個最大的優勢得以在電動汽車領域占有一席之地。

53、1990年,“美國先進電池聯合體”成立,提出了電動汽車電池主要性能指標。這些指標逐漸成為日后車載動力蓄電池開發的主要目標。1991年開始,SAFT公司與標致一雪鐵龍集團合作幵發電動汽車專用鎳鎘電池。與鉛酸電池相比,鎳鎘電池的能量密度高50%以上,壽命也長1-2倍,更適合作為電動汽車的動力電源。1992年,索尼公司成功開發出鋰電池,鋰電池能量密度高、輸出電壓高、工作溫度范圍寬,而且壽命長, 這些優點也正是電動汽車動力電源所追求的。1993年,松下公司向世人展示了密封型鎳氫電池,它的能量密度是傳統電池的2 倍,也不存在鎘污染隱患。裝載這種電池的電動汽車車速可以提高兩倍。此后,鎳氫電池逐漸取代了鎳鎘

54、電池的地位。1997年,歐洲對首輛配備鋰電池的電動汽車進行了測試。測試表明鋰電池具有重量輕、儲能大、功率大等優點,更好地滿足了電動汽車的要求,被看作是最適合電動汽車的動力源之一。1997年美國德州大學教授古迪納夫博士是國際上最早研究磷酸鐵鋰材料的學者,他于1997年發現了磷酸鐵鋰正極材料并申請相關專利,也因此被學術界稱為“磷酸鐵鋰之父。2001年始,日本豐田汽車公司和松下電氣公司聯合研發車用動力蓄電池。2002年后,磷酸鐵鋰動力電池問世。2008年,博世電氣公司與三星公司聯合成立混合動力電動汽車電池合資企業,致力于研發新一代車用動力蓄電池。同年日產汽車公司和NEC公司共同耗資200億日元,在全

55、球率先批量生產車用鋰電池。1997年到2007年是動力電池逐步走進汽車領域的十年,也是電動汽車歷史上非常重要的十年。燃料電池電動汽車方案一度成為新方向,但先天缺陷及電池技術進步,使其很快被淘汰20世紀90年代,由于純電動汽車電池壽命短、續航里程較小,對于城市間的或長途交通運輸來說,純電動汽車不能滿足需求,而不依賴于充電的燃料電池汽車提供了另外一種可能的解決方案。與純電動汽車相比,燃料電池 汽車只需要短短幾分鐘的加氫后便 能繼續行駛,續駛里程可以與汽油 汽車相比。早在1839年,格洛夫爵士就發明了氫氧氣體電池。1952年,培根研發出培根燃料電池并獲得專 利。之后,燃料電池才走出實驗室,開始應用到

56、各個領域。燃料電池走 進汽車領域則歸功于巴拉德動力系 統公司,它第一個成功開發出適合 作為汽車動力電源的質子交換膜燃 料電池。從此,燃料電池發動機進 人了研發階段,隨之出現了燃料電 池汽車,為電動汽車家族又增添了 一名新成員。20世紀90年代末到21世紀初幾 年,未來電動汽車的走向仍不清晰,蓄電池還是燃料電池作為汽車的動 力源不得而知。盡管這樣,燃料電 池汽車的研發還是在汽車界掀起了 洶涌浪潮,迎來了第一次研發高潮。為了支持燃料電池汽車的前期研發,各國政府開展了眾多示范項目。括 戴姆勒-克萊斯勒F- Cell、福特Focus FCV、通用HydroGen 3、本田FCX、現代SantaFeFC

57、EV 、 日產Xterra FCV、豐田FCHV Highlander、 戴姆 勒NECAR系列及大眾HyMotion等燃 料電池汽車都是當時燃料電池方案 電動汽車的經典之作。在技術無法解決純電動汽車續航里程低問題的時代,燃料電池汽車得到了這一寶貴的發展機遇,然而燃料電池汽車起步較晚,技術成熟度遠不如純電動汽車,與純電動汽車相比,電解和加壓等環節增加的額外成本也使燃料電池汽車沒有任何價格優勢可言,在2004年后各國政府及主要汽車企業燃料電池的技術研發節奏顯著減緩,燃料電池汽車逐漸淡出舞臺。混合動力電動汽車主要以內燃機和蓄電池為動力源,兼顧了兩者的特點, 既可以提高發動機的經濟性,也不會影響動力

58、性能。但是它不能像燃料電池汽車那樣真正達到零排放。在燃料電池方案逐漸被主流汽車廠商放棄之后,混合動力成為部分廠家重點押注的新能源賽道。在零排放電動汽車未成主流之前,混合動力車可以較好地應對新環保法規。新能源汽車簡史之電動汽 車沉浮 錄殊途同歸電動汽車的現在與未來2010年后,在全球主要國家的政策護航下,電動汽車進入第四次快速發展期一百多年以前,蓄電池和電 動機的發展先于內燃機,加之石油燃料還未普及,迎來了電動汽車發展的第一次機遇。20世紀70年代,世界各國受到石油危機的重 創,電能、風能、太陽能等替代能源的利用被提上日程,電動汽車再次吸引了世人的目光,是電動汽車的第二次機遇。20世紀90年代,

59、繼能源危機之后的環境問題 日益嚴峻,世界各國紛紛推出新 的汽車尾氣排放限定標準,這樣,電動汽車以其低污染的特點又一次為世人看好,有東山再起之勢,這是電動汽車發展的第三次機遇。隨著電動汽車技術的持續積累,全球范圍內的環境污染、地緣政治博弈帶來的能源安全問題,全球主要國家均將電力驅動的交通工具,作為當下發展的重點方向,大量資本投入、眾多創業者進入電動汽車行業,傳統汽車廠商也加速了其電動汽車技術儲備的落地,電動汽車進入了第四次快速 發展期。2021上半年全球電動汽車銷量達255萬輛,純電動汽車占比約七成全球電動汽車銷量2012年-2020年全球電動汽車銷量(BEV+PHEV)及同比增速324350電

60、動汽車銷量(萬輛)同比增速(%)80%30070%60%25525022650%20820040%15054793212630%10050-13 2120%10%0%電動汽車占比持續快速飆升,2021上半年全球電動汽車銷量占比達到6.22%電動汽車銷售量占比2022年-2021年上半年全球電動汽車銷售量占汽車銷售量的比例7.0%單位:%6.22%6.0%5.0%4.16%4.0%3.0%2.18%2.47%2.0%0.83%1.30%1.0%0.0% 0.36% 2012年2013年2014年0.60%2015年2016年2017年2018年2019年2020年2021年上半年2021上半年中

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