一文讀懂電動汽車百年歷史
從過去到現(xiàn)在,電動汽車到底有怎樣波瀾壯闊的歷史?汽車工業(yè)在最近幾十年中突飛猛進(jìn)的發(fā)展,提高了人們的生活水平。同時(shí)也帶來許多的問題,例如能源危機(jī),環(huán)境污染,汽車工業(yè)所帶來的負(fù)面效應(yīng)也越來越引起人們的關(guān)注。更加節(jié)能并綠色的新能源電動汽車在社會發(fā)展的前提下,近幾年也嶄露鋒芒。電動汽車大熱的背景下,本文將著重介紹電動汽車的發(fā)展歷程。電動汽車(ElectricVehicle,簡稱EV)指的是以電能作為全部或部分動力的汽車,如單純用蓄電池驅(qū)動的純電動汽車,以蓄電池和其它能源(燃油、太陽能等)作為動力的混合電動汽車(HybridEV,即HEV)以及借助燃料電池驅(qū)動的燃料電池汽車(FuelCellEV,簡稱FCEV)等。
家族史
從1859法國物理學(xué)家加斯東·普蘭特(GastonPlanté)發(fā)明了鉛酸蓄電池,1881年另一位法國科學(xué)家卡米爾·阿方斯·富爾(CamilleAlphonseFaure)改進(jìn)了電池的設(shè)計(jì),他們的發(fā)明和改進(jìn),影響了后世方方面面。電池的發(fā)明與改進(jìn)直接間接的影響力后世方方面面,隨后,不久時(shí)間,電動“車”就被制造出來。
1867年巴黎世界博覽會上奧地利發(fā)明家弗朗茨·克拉沃格爾(FranzKravogl)向人們展示了一輛兩輪電動車,但當(dāng)時(shí)那不被承認(rèn)是一輛“車”,因而他們不能開上路。而后1881年4月法國發(fā)明家居斯塔夫·特魯維在巴黎街道又制造并測試了一輛帶有三個(gè)輪子的。由此,電動車的雛形誕生。
1884年,英國發(fā)明家托馬斯·帕克(ThomasParker)改進(jìn)并重新設(shè)計(jì)了電池,這次電池容量更大,還可以再充電。隨后他就在倫敦制造了第一輛可規(guī)模化生產(chǎn)的電動汽車。這比1886年,卡爾·本茲發(fā)明出三輪燃油汽車還早2年。

托馬斯·帕克和他發(fā)明的電動汽車1895年
1888年,歐洲開始重視環(huán)境及能源問題,尤其英國和法國更是廣泛支持電動汽車的發(fā)展,工程師安德烈(FlockenElektrowagen)制造了德國的第一輛電動汽車。這個(gè)時(shí)候,世界各個(gè)主要發(fā)達(dá)國家,都先后開始了對于電動汽車的研發(fā)。

FlockenElektrowagen,1888年(重建于2011年)
1890年至1891年威廉·莫里森在美國愛荷華州也制造出美國的第一輛電動汽車,這是一輛六座客車,能夠達(dá)到每小時(shí)23公里的速度。而美國消費(fèi)者1895年才開始關(guān)注電動汽車,此時(shí)歐洲人已經(jīng)使用電動三輪車,自行車和汽車近15年。
19世紀(jì)90年代末和20世紀(jì)初,人們對于電動汽車的熱愛到了頂峰,電動出租車也在19世紀(jì)末問世。1897年,沃爾特·c·貝茜(WalterC.Bersey)就在倫敦設(shè)計(jì)了一支由電動汽車組成的車隊(duì),并成功營業(yè)。由于車在運(yùn)行的時(shí)候會發(fā)出的獨(dú)特的嗡嗡聲,它們就被稱為“蜂鳥”。于同年在紐約市,薩繆爾電動馬車公司也開始用12輛電動雙輪馬車進(jìn)行營業(yè)。這家公司一直經(jīng)營到1898年,當(dāng)時(shí)還經(jīng)營著62輛出租車,直到資本家對它進(jìn)行改革,將它改組成立了電動汽車公司,而這個(gè)時(shí)候人們對一直沒有進(jìn)步的電動汽車也漸漸沒了興趣。
到20世紀(jì)20年代,燃油車的改進(jìn),完善的道路基礎(chǔ)設(shè)施,價(jià)格合理的汽油的廣泛應(yīng)用,續(xù)航能力更強(qiáng)。電動車的速度慢,適用范圍小,續(xù)航里程短。燃油汽車在各方面都超越了電動汽車,電動汽車在20世紀(jì)初之后便逐漸開始失去其在汽車市場的地位,也慢慢的退到歷史幕后很長一段時(shí)間。
1959年,美國汽車公司(AMC)和Sonotone公司宣布聯(lián)合研究,考慮生產(chǎn)一種由“自充電”電池供電的電動汽車。這種電池可以快速充電,并且比傳統(tǒng)的鉛酸版本重量更輕。同年,Nu-WayIndustries就展示了一款帶有一體式塑料車身的實(shí)驗(yàn)性電動車,該車也于1960年初開始生產(chǎn)。沉寂了多年之久的電動汽車又逐漸回歸大眾視野。
20世紀(jì)60年代中期便出現(xiàn)了一些電動概念車,但都沒有都沒有進(jìn)入實(shí)質(zhì)生產(chǎn)階段。1966年Enfield8000確實(shí)進(jìn)入了小規(guī)模生產(chǎn),最終生產(chǎn)了112個(gè)。1967年,AMC又與GultonIndustries合作開發(fā)了一種基于鋰的新電池和由VictorWouk設(shè)計(jì)的速度控制器。這個(gè)時(shí)候電動汽車及電池的技術(shù)研發(fā)進(jìn)入百家爭鳴。
1971年7月31日,引來了世界的矚目。阿波羅15號登上月球布置了一輛月球車。由波音公司和通用汽車公司的子公司DelcoElectronics(由Kettering共同創(chuàng)立)研發(fā)制造,每個(gè)車輪配備一個(gè)直流驅(qū)動電機(jī),以及一對36伏銀鋅氫氧化鉀不可充電電池。這似乎給人一種電動汽車代表著未來的想象。

目前有三艘電動月球車停在月球上
20世紀(jì)70年代和80年代能源危機(jī)爆發(fā),引發(fā)了人們的危機(jī)意識,同時(shí)也讓人們將更多的注意力放到了電動汽車身上。發(fā)達(dá)國家又開始了一輪對于電動汽車的大刀闊斧的研究與改革。
1967年,日本成立了日本電動汽車協(xié)會以促進(jìn)電動汽車事業(yè)的發(fā)展。1971年,日本通產(chǎn)省制定了《電動汽車的開發(fā)計(jì)劃》。1991年,日本通產(chǎn)省又制定了《第三屆電動汽車普及計(jì)劃》,提出到2000年日本電動汽車的年產(chǎn)量要達(dá)到10萬輛,保有量達(dá)到20萬輛的目標(biāo)。根據(jù)日本電動車輛協(xié)會的統(tǒng)計(jì),在1989到1992年,日本電動汽車的保有量在1000到1300輛之間。日產(chǎn)公司由于具有在鋰離子電池技術(shù)方面的優(yōu)勢,其主要研發(fā)方向集中于純電動汽車方面。1997年日產(chǎn)汽車推出了PrairieJoy電動汽車,這是全球第一輛裝備了鋰離子電池的電動車。
1976年7月,美國國會通過了《電動汽車和復(fù)合汽車的研究開發(fā)和樣車試用法令》,以立法、政府資助和財(cái)政補(bǔ)貼等手段推動發(fā)展電動汽車。1990年,加利福尼亞州出臺了為防止大氣污染而制定的限制法規(guī),法規(guī)規(guī)定:1998年“零污染”汽車的銷售額要占新車銷售額的2%;2000年“零污染”汽車的銷售額要占新車銷售額的5%;2003年“零污染”汽車的銷售額要占新車銷售額的10%。隨后,美國東部的10個(gè)州也都通過了相應(yīng)的法規(guī)。這些法規(guī)的強(qiáng)力推行,促進(jìn)了電動汽車小批量、商業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用。
1990年,歐洲“城市電動車”協(xié)會成立,在歐共體組織內(nèi)有60座城市參與,該協(xié)會幫助各城市進(jìn)行電動汽車可行性的研究和安裝必要的設(shè)備,并指導(dǎo)電動汽車的運(yùn)營。歐洲的電動汽車中最為成功的是電動標(biāo)致106車型,這種以鎳鎘電池為動力的電動汽車已經(jīng)在歐洲各國的政府部門當(dāng)中擁有大量的用戶。從1995年底開始,歐洲第一批電動汽車批量生產(chǎn),此后歐洲各國都在繼續(xù)發(fā)展電動汽車,取得了不小的成果,從歐洲電動汽車協(xié)會(AVERE)提供的數(shù)據(jù)可以看到,從1996年到2000年的5年間,歐洲電動汽車擁有量增長了2.76倍,從1996年的5890輛,增長到2000年的16255輛,其中對電動汽車的發(fā)展最為重視的當(dāng)屬法國,比第二位的瑞士的電動汽車擁有量高出近2倍,排名第三的是德國。
時(shí)間進(jìn)入21世紀(jì),來自美國加州的硅谷鋼鐵俠埃隆·馬斯克(ElonMusk)不遠(yuǎn)萬里來到日本,“松下先生,請和我一起制造駛向未來的車吧。”
2004年特斯拉汽車公司(TeslaMotors)開始研發(fā)特斯拉跑車(TeslaRoadster),使用松下研發(fā)的鋰離子電池。
2008年首次交付給客戶。這是第一輛合法生產(chǎn)的使用鋰離子電池的全電動汽車,也是全球首輛一次充滿電行駛320公里(200英里)以上的全電動汽車。自2008年以來,特斯拉在全球30多個(gè)國家銷售了約2450輛跑車。特斯拉電動汽車的問世,是里程碑,也標(biāo)志電動汽車駛?cè)胄录o(jì)元。

截至2015年9月中旬,全球公路充電式電動客車和多功能貨車銷量突破100萬輛大關(guān),純電動汽車占全球汽車銷量的62%左右。美國是插電式電動車細(xì)分市場的領(lǐng)導(dǎo)者,自2008年至2015年8月,美國共交付了超過36.3萬輛插電式電動車,占全球銷量的36.3%。
中國自2002年以來則成為全球第二大市場,自2011年以來銷量超過157,000臺(15.7%)。
其次是日本,自2009年以來銷售超過12萬臺(12.1%)。
歐洲市場則由荷蘭、挪威、法國領(lǐng)頭,自2010年以來,歐洲市場已登記超過310,000輛輕型插電式電動車。
在重型車領(lǐng)域中國則是是世界領(lǐng)先者,到2015年8月銷售超過65,000輛公共汽車和其他商用車。
截止2018年12月全球插電式乘用車庫存達(dá)到510萬輛,其中包括330萬輛全電動汽車(65%)和180萬輛插電式混合動力汽車(35%)。BEV和PHEV之間的全球比例已經(jīng)轉(zhuǎn)向全電動汽車,從2012年的56:44變?yōu)?015年的60:40,并在2018年升至69:31。然而盡管增長飛速,但插電式電動車市場在2018年底的世界道路上每250輛機(jī)動車中只占1輛。電動汽車要取代燃油汽車仍還有很長的一段路要走。
現(xiàn)狀
從2010年以來,全球電動汽車市場規(guī)模日益擴(kuò)大,電動汽車產(chǎn)銷量均有明顯提升。國際能源署IEA預(yù)測2020年開始,傳統(tǒng)汽柴油汽車的市場份額開始出現(xiàn)下降趨勢,電動汽車,包括普通的混合動力汽車在未來市場份額呈持續(xù)擴(kuò)大的趨勢。

自2015年以來全球電動乘用車總銷量達(dá)到549414輛,同比大幅攀升72.8%。中國、美國、挪威、英國、法國、日本、德國為銷量較高的國家,共銷售電動汽車442985輛,幾乎占到全球的50%。
盡管全球電動汽車市場大部分是呈上升趨勢,但2016年部分市場也存在電動汽車銷量不景氣現(xiàn)象,其中日本已經(jīng)是連續(xù)兩年銷量下跌,市場份額僅占到0.45%。國外電動汽車企業(yè)在電動汽車相關(guān)技術(shù)的研開發(fā)上都呈現(xiàn)出很強(qiáng)的實(shí)力。

2017-2018年全球主要地區(qū)新能源汽車銷量及增長率

全球主要國家電動汽車歷年銷量(圖源見水印)
我國的電動汽車近幾年也表現(xiàn)突出,從2015年占全球市場份額的31%到2018年增長到43%,目前已是全球最大的電動汽車市場。從各企業(yè)和項(xiàng)目研究現(xiàn)狀來看,目前混合動力車輛技術(shù)最為成熟,已成為電動汽車市場最受歡迎車型;純電動車也逐步走上了工業(yè)化的道路;燃料電池汽車在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面仍存在不足,暫不適合大規(guī)模推廣。總的來說,車身輕量化、動力清潔化、價(jià)格接地化和充換電方式便捷化將是未來全球電動汽車的發(fā)展趨勢。