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一文读懂电动汽车百年历史

2019-07-30 浏览次数:1,423 次 TechSugar

从过去到现在,电动汽车到底有怎样波澜壮阔的历史?

汽车工业在最近几十年中突飞猛进的发展,提高了人们的生活水平。同时也带来许多的问题,例如能源危机,环境污染,汽车工业所带来的负面效应也越来越引起人们的关注。更加节能并绿色的新能源电动汽车在社会发展的前提下,近几年也崭露锋芒。

电动汽车大热的背景下,本文将着重介绍电动汽车的发展历程。

电动汽车(ElectricVehicle,简称EV)指的是以电能作为全部或部分动力的汽车,如单纯用蓄电池驱动的纯电动汽车,以蓄电池和其它能源(燃油、太阳能等)作为动力的混合电动汽车(HybridEV,即HEV)以及借助燃料电池驱动的燃料电池汽车(FuelCellEV,简称FCEV)等。

家族史

从1859法国物理学家加斯东·普兰特(GastonPlanté)发明了铅酸蓄电池,1881年另一位法国科学家卡米尔·阿方斯·富尔(CamilleAlphonseFaure)改进了电池的设计,他们的发明和改进,影响了后世方方面面。电池的发明与改进直接间接的影响力后世方方面面,随后,不久时间,电动“车”就被制造出来。

1867年巴黎世界博览会上奥地利发明家弗朗茨·克拉沃格尔(FranzKravogl)向人们展示了一辆两轮电动车,但当时那不被承认是一辆“车”,因而他们不能开上路。而后1881年4月法国发明家居斯塔夫·特鲁维在巴黎街道又制造并测试了一辆带有三个轮子的。由此,电动车的雏形诞生。

1884年,英国发明家托马斯·帕克(ThomasParker)改进并重新设计了电池,这次电池容量更大,还可以再充电。随后他就在伦敦制造了第一辆可规模化生产的电动汽车。这比1886年,卡尔·本兹发明出三轮燃油汽车还早2年。

托马斯·帕克和他发明的电动汽车1895年

1888年,欧洲开始重视环境及能源问题,尤其英国和法国更是广泛支持电动汽车的发展,工程师安德烈(FlockenElektrowagen)制造了德国的第一辆电动汽车。这个时候,世界各个主要发达国家,都先后开始了对于电动汽车的研发。

FlockenElektrowagen,1888年(重建于2011年)

1890年至1891年威廉·莫里森在美国爱荷华州也制造出美国的第一辆电动汽车,这是一辆六座客车,能够达到每小时23公里的速度。而美国消费者1895年才开始关注电动汽车,此时欧洲人已经使用电动三轮车,自行车和汽车近15年。

19世纪90年代末和20世纪初,人们对于电动汽车的热爱到了顶峰,电动出租车也在19世纪末问世。1897年,沃尔特·c·贝茜(WalterC.Bersey)就在伦敦设计了一支由电动汽车组成的车队,并成功营业。由于车在运行的时候会发出的独特的嗡嗡声,它们就被称为“蜂鸟”。于同年在纽约市,萨缪尔电动马车公司也开始用12辆电动双轮马车进行营业。这家公司一直经营到1898年,当时还经营着62辆出租车,直到资本家对它进行改革,将它改组成立了电动汽车公司,而这个时候人们对一直没有进步的电动汽车也渐渐没了兴趣。

到20世纪20年代,燃油车的改进,完善的道路基础设施,价格合理的汽油的广泛应用,续航能力更强。电动车的速度慢,适用范围小,续航里程短。燃油汽车在各方面都超越了电动汽车,电动汽车在20世纪初之后便逐渐开始失去其在汽车市场的地位,也慢慢的退到历史幕后很长一段时间。

1959年,美国汽车公司(AMC)和Sonotone公司宣布联合研究,考虑生产一种由“自充电”电池供电的电动汽车。这种电池可以快速充电,并且比传统的铅酸版本重量更轻。同年,Nu-WayIndustries就展示了一款带有一体式塑料车身的实验性电动车,该车也于1960年初开始生产。沉寂了多年之久的电动汽车又逐渐回归大众视野。

20世纪60年代中期便出现了一些电动概念车,但都没有都没有进入实质生产阶段。1966年Enfield8000确实进入了小规模生产,最终生产了112个。1967年,AMC又与GultonIndustries合作开发了一种基于锂的新电池和由VictorWouk设计的速度控制器。这个时候电动汽车及电池的技术研发进入百家争鸣。

1971年7月31日,引来了世界的瞩目。阿波罗15号登上月球布置了一辆月球车。由波音公司和通用汽车公司的子公司DelcoElectronics(由Kettering共同创立)研发制造,每个车轮配备一个直流驱动电机,以及一对36伏银锌氢氧化钾不可充电电池。这似乎给人一种电动汽车代表着未来的想象。

目前有三艘电动月球车停在月球上

20世纪70年代和80年代能源危机爆发,引发了人们的危机意识,同时也让人们将更多的注意力放到了电动汽车身上。发达国家又开始了一轮对于电动汽车的大刀阔斧的研究与改革。

1967年,日本成立了日本电动汽车协会以促进电动汽车事业的发展。1971年,日本通产省制定了《电动汽车的开发计划》。1991年,日本通产省又制定了《第三届电动汽车普及计划》,提出到2000年日本电动汽车的年产量要达到10万辆,保有量达到20万辆的目标。根据日本电动车辆协会的统计,在1989到1992年,日本电动汽车的保有量在1000到1300辆之间。日产公司由于具有在锂离子电池技术方面的优势,其主要研发方向集中于纯电动汽车方面。1997年日产汽车推出了PrairieJoy电动汽车,这是全球第一辆装备了锂离子电池的电动车。

1976年7月,美国国会通过了《电动汽车和复合汽车的研究开发和样车试用法令》,以立法、政府资助和财政补贴等手段推动发展电动汽车。1990年,加利福尼亚州出台了为防止大气污染而制定的限制法规,法规规定:1998年“零污染”汽车的销售额要占新车销售额的2%;2000年“零污染”汽车的销售额要占新车销售额的5%;2003年“零污染”汽车的销售额要占新车销售额的10%。随后,美国东部的10个州也都通过了相应的法规。这些法规的强力推行,促进了电动汽车小批量、商业化生产和应用。

1990年,欧洲“城市电动车”协会成立,在欧共体组织内有60座城市参与,该协会帮助各城市进行电动汽车可行性的研究和安装必要的设备,并指导电动汽车的运营。欧洲的电动汽车中最为成功的是电动标致106车型,这种以镍镉电池为动力的电动汽车已经在欧洲各国的政府部门当中拥有大量的用户。从1995年底开始,欧洲第一批电动汽车批量生产,此后欧洲各国都在继续发展电动汽车,取得了不小的成果,从欧洲电动汽车协会(AVERE)提供的数据可以看到,从1996年到2000年的5年间,欧洲电动汽车拥有量增长了2.76倍,从1996年的5890辆,增长到2000年的16255辆,其中对电动汽车的发展最为重视的当属法国,比第二位的瑞士的电动汽车拥有量高出近2倍,排名第三的是德国。

时间进入21世纪,来自美国加州的硅谷钢铁侠埃隆·马斯克(ElonMusk)不远万里来到日本,“松下先生,请和我一起制造驶向未来的车吧。”

2004年特斯拉汽车公司(TeslaMotors)开始研发特斯拉跑车(TeslaRoadster),使用松下研发的锂离子电池。

2008年首次交付给客户。这是第一辆合法生产的使用锂离子电池的全电动汽车,也是全球首辆一次充满电行驶320公里(200英里)以上的全电动汽车。自2008年以来,特斯拉在全球30多个国家销售了约2450辆跑车。特斯拉电动汽车的问世,是里程碑,也标志电动汽车驶入新纪元。

截至2015年9月中旬,全球公路充电式电动客车和多功能货车销量突破100万辆大关,纯电动汽车占全球汽车销量的62%左右。美国是插电式电动车细分市场的领导者,自2008年至2015年8月,美国共交付了超过36.3万辆插电式电动车,占全球销量的36.3%。

中国自2002年以来则成为全球第二大市场,自2011年以来销量超过157,000台(15.7%)。

其次是日本,自2009年以来销售超过12万台(12.1%)。

欧洲市场则由荷兰、挪威、法国领头,自2010年以来,欧洲市场已登记超过310,000辆轻型插电式电动车。

在重型车领域中国则是是世界领先者,到2015年8月销售超过65,000辆公共汽车和其他商用车。

截止2018年12月全球插电式乘用车库存达到510万辆,其中包括330万辆全电动汽车(65%)和180万辆插电式混合动力汽车(35%)。BEV和PHEV之间的全球比例已经转向全电动汽车,从2012年的56:44变为2015年的60:40,并在2018年升至69:31。然而尽管增长飞速,但插电式电动车市场在2018年底的世界道路上每250辆机动车中只占1辆。电动汽车要取代燃油汽车仍还有很长的一段路要走。

现状

从2010年以来,全球电动汽车市场规模日益扩大,电动汽车产销量均有明显提升。国际能源署IEA预测2020年开始,传统汽柴油汽车的市场份额开始出现下降趋势,电动汽车,包括普通的混合动力汽车在未来市场份额呈持续扩大的趋势。

自2015年以来全球电动乘用车总销量达到549414辆,同比大幅攀升72.8%。中国、美国、挪威、英国、法国、日本、德国为销量较高的国家,共销售电动汽车442985辆,几乎占到全球的50%。

尽管全球电动汽车市场大部分是呈上升趋势,但2016年部分市场也存在电动汽车销量不景气现象,其中日本已经是连续两年销量下跌,市场份额仅占到0.45%。国外电动汽车企业在电动汽车相关技术的研开发上都呈现出很强的实力。

2017-2018年全球主要地区新能源汽车销量及增长率

全球主要国家电动汽车历年销量(图源见水印)

我国的电动汽车近几年也表现突出,从2015年占全球市场份额的31%到2018年增长到43%,目前已是全球最大的电动汽车市场。从各企业和项目研究现状来看,目前混合动力车辆技术最为成熟,已成为电动汽车市场最受欢迎车型;纯电动车也逐步走上了工业化的道路;燃料电池汽车在技术和经济方面仍存在不足,暂不适合大规模推广。总的来说,车身轻量化、动力清洁化、价格接地化和充换电方式便捷化将是未来全球电动汽车的发展趋势。

参考文献:

[1] Wikipedia:History of the electric vehicle

[2] 罗文雲, 周浩, 于乐淘, et al. 国内外电动汽车发展现状及优化建议[J]. 中国集体经济, 2018.

《国内外电动汽车发展现状及优化建议》 作者:罗文雲 周浩 于乐淘 李金宝

[3] 范玉宏, 张维, 陈洋. 国外电动汽车发展分析及对我国的启示[J]. 华中电力, 2010, 23(6).

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