第1章　電動汽車基礎知識

1.1　電動汽車的歷史與現狀

1885年，世界上第一輛汽油機汽車由德國人本茨研制成功，并于1886年1月26日獲得專利，后人為了紀念本茨對汽車發展所作的貢獻，將1886年1月26日定為世界上第一輛汽車誕生日。電動汽車的歷史同樣可以追溯到19世紀，并且早于內燃機汽車的發明時間，最早在1834年英國蘇格蘭人德文波特（T.Davenport）制造了一輛由不可充電的干電池驅動的三輪車，如圖1-1所示。最早的電動車比最早的汽油機汽車早了50多年，由于使用的是一次性干電池作為動力源，因此該車是否為第一輛電動汽車存有爭議。

圖1-1　最早的電動車

1881年，法國人古斯塔夫·特魯夫發明了用可充電鉛酸電池作電源的電動三輪車，該車采用直流電動機，有效功率70W，最高車速12km/h。1881年8月在巴黎舉辦的國際電器展覽會上，特魯夫向人們展示了他發明的電動三輪車，并在大街上進行了行駛演示。目前多數人贊成特魯夫發明的電動三輪車為第一輛電動汽車。1899年4月29日，比利時人卡米樂·熱納茨駕駛著一輛電動汽車以105.88km/h的速度刷新了汽油機發動機保持的世界紀錄，這是汽車速度首次超過100km/h大關，如圖1-2所示。

圖1-2　1899年車速突破100km/h的La Jamais Contente電動汽車

電動車的黃金時代并沒有持續太久，20世紀20年代后，內燃機技術達到了一個新水平，裝備內燃機的汽車速度更快，加一次油可持續行駛里程是電動車的3倍左右，且使用成本低。由于起動機的發明促進了汽油機汽車的發展和美國州際公路的發展，使電動汽車不能適應長距離行駛的缺點更為突出。這種背景下，電動車很快失去了存在的意義，在1940年左右電動車基本上就從歐美汽車市場中消失了。

1935年到1960年的25年里，電動汽車幾乎處于停產狀態，并逐步退出使用。

1973年爆發的中東石油危機令全世界陷入石油短缺的境地，人們又開始關注其他動力的汽車，電動車再一次進入了人們的視線。20世紀80年代至90年代，日本和美國的汽車廠家生產了一系列電動車，比如Chrysler TEVan和豐田RAV4EV，名氣最大的是1996年通用汽車公司投產的EV1電動轎車，不過，它們最終都是曇花一現。1997年，豐田用一輛普銳斯掀起了混動車的狂潮。

由于能源的緊缺和人們環保意識的進一步加強，電動汽車現今已成為汽車發展的新方向。電池、電機、電控領域的新技術不斷問世，各大車企都在加快電動汽車的研發步伐。目前市場上主流電動車主要使用磷酸鐵鋰電池、鈷酸鋰電池和三元聚合物鋰電池等幾種電池。電機類型主要有永磁同步電機和感應異步電機兩類。近20年來，電動汽車的電池和電機技術不斷發展，使電動汽車的續駛里程不斷延長，車速不斷提高，性能不斷完善。除了電池、電機技術不斷完善外，一些互聯網企業也在推出互聯網汽車，集成互聯網的操作系統、大數據、通信、導航、多媒體等資源和汽車集團的資源，如整車零部件服務資源，并整合線上線下為人們提供智慧的出行方案。

自普銳斯后，世界各大汽車公司和新成立的汽車企業又重新拉開了電動汽車開發的大幕，尤其是在新興IT業中崛起的特斯拉公司（Tesla Inc.）。特斯拉公司是美國一家產銷電動車的公司，由馬丁·艾伯哈德（Martin Eberhard）工程師于2003年7月1日成立，總部設在美國加利福尼亞州的硅谷。IT技術是互聯網技術在計算機技術的基礎上開發建立的一種信息技術，英文為Internet Technology（IT）。用IT信息技術理念來造汽車是全新的思路模式，是對以底特律為代表的傳統汽車廠商思路模式的巨大挑戰。特斯拉開發的第一款車Roadster，是在蓮花汽車公司（Lotus）的Elise跑車基礎上開發的。電動汽車最主要的三項技術是電池、電機和傳動系統。特斯拉的傳動技術來自AC Propulsion公司；它的電池是松下公司生產的18650電池；它的電機采購的是中國臺灣富田電機。這種交流電機的源頭，可以追溯到150多年前的天才發明家尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）。特斯拉公司的命名正是為了紀念這位發明家。

最早的燃料電池汽車的開發時間可以追溯到1968年，通用汽車公司在這一年產出了世界上第一輛可使用的燃料電池汽車，該燃料電池汽車以廂式貨車為基礎制作，裝載了最大功率為150kW的燃料電池組，燃料為低溫冷藏的液氫，汽車的續駛里程為200km，但由于該車的復雜結構幾乎占去所有車內空間，加上當時人們環境意識的淡薄和能源供需矛盾并不突出，因此后續的開發工作停止。到了20世紀90年代，作為解決環境污染和能源供需問題的重要途徑之一燃料電池汽車技術受到了空前重視，主要汽車生產國和各大汽車制造商幾乎都投入了大量的人力和物力研發燃料電池汽車。1993年加拿大Ballard公司研制出世界上第一輛燃料電池公共汽車，1994年戴姆勒-克萊斯勒公司推出了NECARⅠ（New Electric Car Ⅰ）燃料電池轎車，NECAR Ⅰ使用的是Ballard公司生產的質子交換膜燃料電池組，功率為50kW，燃料為壓縮氫氣。目前，各大汽車公司幾乎都研制出了燃料電池汽車概念車，在我國上海、寧波等地，也有轎車和大巴燃料電池概念車被研制出來。但是，由于安全、高效的儲氫、運氫等問題的存在和燃料電池汽車的價格較高等方面的原因，燃料電池汽車投入市場尚需時日。