1.2 電動汽車的發(fā)展歷程

1.2.1 純電動汽車的發(fā)展歷程

電動汽車的歷史可以追溯到19世紀30年代。1832年，蘇格蘭發(fā)明家Robert Anderson制造出了一輛電動馬車。1835年，由荷蘭教授Sibrandus Stratingh與其助手Christopher Becker制造了不可充電的電力驅(qū)動車。在之后的一段時間內(nèi)，電力驅(qū)動汽車一直不可重復充電。1859年，法國物理學家Gaston Planté開發(fā)了鉛酸電池，但是體積太大，直到1881年法國人Camile Alphonse Faure改良了鉛酸蓄電池，使其可以大量應(yīng)用于電動汽車。這一改良不僅改變了電動汽車的歷史格局，也對燃油汽車的發(fā)展有著舉足輕重的作用，這一發(fā)明在一百多年后的今天，依舊廣泛用于各類汽車。同年，法國人Gustave Trouvé制造了第一輛使用可充電鉛酸蓄電池的電動三輪汽車，而這輛車速約15km/h汽車的續(xù)駛里程僅為16km。在電動汽車發(fā)展初期，各國道路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)并不完善，消費者對續(xù)駛里程的要求不高，電動汽車獲得良好發(fā)展。1901年，Thomas Edison改進瑞典發(fā)明家Waldemar Jungner發(fā)明的鎳鐵電池后運用在電動汽車上，這一改進讓電動汽車的續(xù)駛里程增加至340.1km。到1912年，美國約有34000輛注冊的電動汽車，幾乎涵蓋了各種車型。這一時期成為早期電動汽車發(fā)展的全盛時期。

燃油汽車的發(fā)明晚于電動汽車，德國人Carl Benz于1886年制造出第一輛單缸發(fā)動機汽車。20世紀早期，福特公司發(fā)明的流水線生產(chǎn)方式使燃油汽車成本大幅降低。此外，借助其續(xù)航距離與補能方式上的優(yōu)勢，燃油汽車在與電動汽車的競爭中逐漸占據(jù)了優(yōu)勢，電動汽車進入冬眠期。

20世紀70年代，在兩次石油危機的背景下，人們重新重視電動汽車的價值，通用汽車、克萊斯勒等公司開發(fā)全新的電動汽車，然而該階段的電動汽車續(xù)航距離僅有40mile，商用化動力不足。20世紀90年代，出于對空氣污染的擔憂，美國通過了《清潔空氣法案》《能源政策法》，同時加州空氣資源委員會推出《零排放汽車（ZEV）法案》，業(yè)界重新燃起對電動汽車的興趣。1996年，通用公司全新設(shè)計了EV1電動汽車，取得80mile的續(xù)航距離的成績，成為這一時期的電動汽車代表作，然而其成本過高，并未量產(chǎn)。1997年，豐田公司發(fā)布了世界第一款量產(chǎn)混合動力汽車Prius，成功開啟了電動汽車的商業(yè)化時代。特斯拉公司于2008年發(fā)布了Roadster跑車，其中使用了6831個18650鋰離子電池，續(xù)航距離達到245mile（約400km）。2010年通用汽車發(fā)布了美國市場首款插電混合動力汽車雪佛蘭Volt。電動汽車在世界范圍內(nèi)進入了全新階段。世界范圍內(nèi)電動汽車銷量由2010年的不足萬輛，增長到2021年的超過600萬輛。2020年，挪威電動汽車銷量占比達到54.3%，成為世界上首個電動汽車年市場占有率超過燃油汽車的國家。

2001年，我國實施了“863計劃”電動汽車專項，按照“三縱三橫”技術(shù)規(guī)劃方案，立項支持整車企業(yè)、關(guān)鍵零部件企業(yè)、高校院所等開展電動汽車自主研發(fā)，并同步開展政策、法規(guī)、標準研究。200多家企業(yè)、高校和研究院所參與了動力蓄電池、驅(qū)動電機和整車控制器等關(guān)鍵零部件研發(fā)以及純電動汽車、混合動力電動汽車和燃料電池電動汽車的整車研發(fā)工作。經(jīng)過5年的努力，我國創(chuàng)建了涵蓋電動汽車整車、關(guān)鍵零部件的研發(fā)平臺和能夠初步配套的產(chǎn)業(yè)鏈，部分整車樣車及動力蓄電池、驅(qū)動電機的性能水平接近了國際先進水平，申請了400余項發(fā)明專利，制修訂19項標準，建立了包括整車、動力蓄電池、驅(qū)動電機、燃料電池發(fā)動機等7個公共檢測和試驗平臺，為我國電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。2006年，我國開始實施“十一五”“863計劃”節(jié)能與新能源汽車重大項目，提出了以整車集成為載體、動力系統(tǒng)為核心，重點突破關(guān)鍵零部件瓶頸技術(shù)，支撐產(chǎn)業(yè)化示范推廣的研發(fā)工作思路，經(jīng)過5年左右發(fā)展，我國攻克了節(jié)能與新能源汽車關(guān)鍵技術(shù)，形成了55個節(jié)能與新能源汽車研發(fā)平臺，87個產(chǎn)業(yè)化基地，建立了15個國家試驗室和工程技術(shù)中心，累計申請專利2011項（含發(fā)明專利1015項）。2009—2012年，我國實施了“十城千輛”工程，新能源汽車在產(chǎn)品數(shù)量、技術(shù)創(chuàng)新、市場推廣和產(chǎn)業(yè)鏈等方面均實現(xiàn)了跨越式發(fā)展。這個時期，我國自主品牌的純電動汽車開始在市場上嶄露頭角，例如比亞迪的e6、K9，上汽的榮威E50，長安的奔奔MINI、奔奔Love、悅翔等純電動汽車，北汽的E系列和C70 EV，江淮的同悅iEV等。2012年，我國頒布了《節(jié)能與新能源汽車發(fā)展規(guī)劃（2012—2020年）》，在全球率先開展電動汽車大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化工作，從此我國的汽車產(chǎn)業(yè)開始換道先行，已經(jīng)連續(xù)7年電動汽車產(chǎn)銷量全球第一，2022年上半年電動汽車產(chǎn)銷量突破350萬輛，同比增長1.6倍。在當今全球汽車百年大變局中，我國汽車工業(yè)在電動化方面已經(jīng)取得了驕人的業(yè)績，處于世界前列，在汽車智能化和無人駕駛方面也在發(fā)力，中國正在由汽車大國向汽車強國轉(zhuǎn)變。

比亞迪作為我國自主企業(yè)的代表，從2003年啟動電動汽車研發(fā)，至今已經(jīng)有19年的歷史，與其他傳統(tǒng)自主車企以及造車新勢力們共同引領(lǐng)最近20年電動汽車行業(yè)蓬勃發(fā)展的浪潮。比亞迪汽車技術(shù)發(fā)展史也代表了我國電動汽車工業(yè)的技術(shù)發(fā)展史。2010年，比亞迪推出了e平臺1.0。研發(fā)初期，面對完全空白的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，比亞迪攻克了動力蓄電池、驅(qū)動電機和電機控制器等核心技術(shù)，并且全球首創(chuàng)高電壓架構(gòu)，實現(xiàn)了三電系統(tǒng)平臺化?；趀平臺1.0，在2010年就推出了中國首款純電動汽車e6。高性能的e6在深圳、太原等公共出行領(lǐng)域大規(guī)模使用，開啟了全球電動化的征程。

2019年，比亞迪又推出了e平臺2.0。在三電系統(tǒng)上進一步集成創(chuàng)新，推出了全球首個電驅(qū)動三合一和充配電三合一平臺，繼續(xù)實現(xiàn)了三電系統(tǒng)的平臺化，同時推出了高集成度低壓控制器和車載智慧屏，實現(xiàn)了低壓控制模塊和智能座艙模塊的平臺化。通過電機電控系統(tǒng)、充配電系統(tǒng)、動力蓄電池系統(tǒng)、低壓控制系統(tǒng)、人機交互系統(tǒng)這些關(guān)鍵系統(tǒng)和部件的集成化和平臺化，實現(xiàn)了關(guān)鍵系統(tǒng)和部件小型化、輕量化，帶給用戶更大的空間、更低的能耗、更長的續(xù)駛里程，同時降低了成本?；趀平臺2.0，我們開發(fā)出了漢、唐、秦、宋、元等系列化高性能電動汽車，有力支撐了比亞迪100萬銷量目標的實現(xiàn)。

2021年，比亞迪接著推出了e平臺3.0。通過關(guān)鍵系統(tǒng)和部件技術(shù)的突破，如刀片電池、SiC驅(qū)動控制器、發(fā)卡式扁線電機、寬溫域熱泵空調(diào)等，以及進一步深度集成化技術(shù)，如業(yè)內(nèi)首創(chuàng)的高壓系統(tǒng)八合一大集成、電池車身一體化、新一代集中式電子電氣架構(gòu)及域控制器，實現(xiàn)了從零部件到系統(tǒng)最后到整車架構(gòu)全層級的突破和創(chuàng)新（圖1-11）。依托全產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)設(shè)計制造能力以及對整車和零部件的深度理解，比亞迪打造了基于整車架構(gòu)平臺化的e平臺3.0，將電動汽車安全、高效、智能、美學提升到一個新的高度。比亞迪汽車純電平臺發(fā)展簡介見表1-1。

圖1-11 e平臺3.0結(jié)構(gòu)示意圖

表1-1 比亞迪汽車純電平臺發(fā)展簡介