1、新能源汽車行業簡史：電動汽車沉浮錄1.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 村地區大多是普通的土路， 一到雨雪天氣便泥濘不堪。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 數并沒有過高的要求。另 一方面蒸汽機已被證實

2、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 圍較廣，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，步人第一次黃 金時代。第一次汽車能源方案較量 Fastdata極數 電池動力方案勝出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

3、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。 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/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

4、 高速度接近20公里/時。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2

5、0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。1878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。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

6、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-Serpollet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

7、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Toledo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，W

8、hite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

9、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

10、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

11、。 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，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

12、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。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19世紀至20世紀初發電機及電動機的發展歷程：1834年，雅可比采用換向裝置，改變了直流

13、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，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，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，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。19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，同時交流發電機技術也有了很

14、 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

15、類由此進人了高壓輸電的時代。 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。2.不進則退：電動汽車的快速衰落進入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 金時代，在1912年達到高峰， 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 量提高、大量油田被發現， 石油價格更加便宜，電動 汽車很快就在與內燃機汽 車的

16、較量中敗下陣來，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。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，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

17、上的第一座加油站。 1913年海灣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年起，各大石油公司幵始大規模建設標準化的加油站網絡。3.重返舞臺：電動汽車第二次發展期20世紀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

18、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

19、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。4.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，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 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，迎 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

20、 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。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。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

21、步。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。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。 199

22、0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

23、鎳鎘電池的地位。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2

24、00億 日元，在全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

25、后，燃料電池才走出實驗室， 開始應用到各個領域。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 Santa Fe FCEV 、 日 產Xterra FCV、豐田FCHV Highlander、 戴姆 勒NECAR系列及大眾