2.3 电动汽车的发展史
电动车的发展历史较蒸汽车短。
1830年,约瑟夫·亨利(Joseph Henry,1797—1878)发明了第一台直流电机。
1834年,美国人托马斯·达文波特(Thomas Davenport,1802—1851)研制了世界上第一辆电动车。
1837年,罗伯特,戴维逊(Robert Davidson,1804—1894)在苏格兰制造了一辆电动车。
1847年,摩西斯·法莫(Moses Farmer,1820—1893)制造了一辆可乘坐两人的电动车。
1859年,法国人格斯通·普兰特(Gaston Plante,1834—1889)发明了可充电的蓄电池,他的同事卡米勒·福尔(Camille Faure)于1881年改进提高了这种铅酸电池的充电容量,为电动车的繁荣铺平了道路。
1890年,威廉姆·莫瑞逊(William Morrison,1850—1927)在美国衣阿华州得梅因(Des Moines)制造了一辆能行驶13h、时速为14英里的电动车(图2.18)。
1895年,《芝加哥时报》赞助了一场汽车赛,由亨利·莫瑞斯(Henry Morris)和皮德罗·沙龙(Pedro Salom)制造的电动车ElectrobatⅡ参加了比赛(图2.19)。该车前轴安装了两台0.735kW的电机,能用20英里时速行驶25英里。
图2.18 1890年制造的电动车
图2.19 ElectrobatⅡ在比赛
1897年,美国费城电动车公司制造的电动车用于纽约市出租车(图2.20),这是电动车的第一次商业运营。
1899年,比利时人制造的Jamais Contente流线型电动赛车(2个12V电机驱动),由卡米勒·杰纳茨(Camille Jénatzy,1868—1913)驾驶创造了时速为68英里的世界纪录(图2.21)。
图2.20 纽约市电动出租车队
1899年,贝克汽车公司(Baker Motor Vehicle Company)在美国Leveland成立生产电动车。该公司生产的电动赛车的车速能超过120km/h,而且是第一辆座位上装有安全带的乘用车(图2.22)。
图2.21 创纪录的电动汽车
图2.22 1899年贝克公司生产的电动车
1900年,BGS公司生产的电动车创造了单次充电行驶180英里的最长里程纪录。
1901年,安德鲁·莱克(Andrew Riker,1868—1930)公司生产的“鱼雷”(Torpedo)牌电动赛车,创造了时速57.14英里的纪录。
1903年生产的Krieger电动车,是由蓄电池和汽油机混合驱动的,汽油机给蓄电池充电,该车具有动力转向系统(图2.23)。
底特律电动车(Detroit Electric)公司是美国最著名和历史最悠久的电动车制造商之一。1912—1920年,由于第一次世界大战造成的煤气短缺,使其电动车产量达到最大。电动车也受到妇女的欢迎(图2.24),主要在市区有限的范围内行驶。
图2.23 1903年的Krieger混合动力车
图2.24 1913年年底特律市的电动车
据统计,1895—1920年,在美国登记的电动车数量达到了34000辆,有大约50家公司生产电动车(图2.25)。
在19世纪末和20世纪初,美国经济繁荣,蒸汽车、电动车以及汽油车越来越受欢迎。在美国,1899年和1900年是电动车的辉煌时期,电动车销售超过蒸汽车和汽油车。那时,与竞争对手蒸汽车和汽油车相比,电动车有很多优点,如无振动、没有气味、噪声小等。此外,汽油车驾驶时换挡很麻烦,而电动车无须齿轮变换;蒸汽车也不用切换齿轮,但起动时间太长(天冷时需要长达45min),而且蒸汽车一次加水行驶的距离短于电动车一次充电的距离。那时的货物运输大都是在小镇之间,距离有限,非常适合电动车。电动汽车还有一个好处,就是不需要汽油车那样的手摇起动,也没有换挡机构,操作简便。
一般的电动车成本在1000美元以下,而早期大部分的电动车是提供给上流阶层,很豪华宽大,而且采用昂贵的材料,到1910年电动车的平均售价3000美元。电动车产销量在1912年达到最大,在20世纪20年代仍有不俗表现。
电动汽车的衰落是由于以下原因造成的:
(1)到20世纪20年代,美国的道路交通系统得到很大改善,把城市都连接了起来,促进对长距离运输车辆的需求。
(2)在美国得克萨斯州发现石油,使得汽油价格下跌,一般的消费者都能用得起汽油车。
(3)1912年,查尔斯·科特林(Charles Kettering,1876—1958)发明了电动马达(图2.26),汽油车不用手摇起动,解决了汽油车起动问题。
图2.25 1912年生产的Wood电动车
图2.26 1912年科特林发明电动马达
(4)亨利·福特(Henry Ford,1863—1947)的大批量流水线生产方式生产汽油车,使汽油车价格低廉(500~1000美元/辆),许多人都买得起。而电动车生产效率低,价格降不下来。1912年,电动车售价1750美元,而汽油车只有650美元。
20世纪70年代爆发第三次石油危机,纯电动车再次受到重视,80年代通用、福特、丰田、本田均开发了电动汽车。到2000年前后,全球共销售电动车6万辆,占全球汽车保有量的万分之一。但主要由于电池重量与成本问题,电动汽车再次被放弃。
2000年前后,通用和丰田分别转向氢燃料电池与混合动力技术。通用的氢燃料电池技术,主要由于氢能无法大规模廉价获取而无法实现商业化,丰田的混合动力技术商业化取得成功。锂离子动力电池的产业化,使纯电动汽车有了新的希望,全球开始了新一轮电驱动汽车的研发与产业化竞争热潮。近些年大力发展的新能源电动汽车将在第7章进行介绍。