1.1 新能源汽车的发展

1.1.1 纯电动汽车发展史

纯电动汽车的出现比内燃机驱动的汽车要早。直流电机之父——匈牙利发明家、工程师阿纽什·耶德利克最早于1828年在实验室试验了电磁转动的行动装置。美国人托马斯·达文波特于1834年制造出第一辆直流电机驱动并搭载（不可再充电）电池的纯电动三轮汽车（图1-1）。1837年，托马斯获得美国电机行业的第一项专利。

图1-1 第一辆纯电动三轮汽车

1832—1838年，苏格兰人罗伯特·安德森发明了电驱动的马车，这也是一辆使用不能充电的初级电池驱动的车辆。1838年苏格兰人罗伯特·戴维森发明了电驱动火车。1859年普莱德研制成功铅酸蓄电池。

1899年，德国人费迪南德·波尔舍发明了轮毂电动机，以替代当时在汽车上普遍使用的链条传动。随后他开发了Lohner保时捷电动汽车，该车采用铅酸蓄电池作为车载动力源，由前轮内的轮毂电动机直接驱动，这也是第一辆以保时捷命名的汽车。此后三四十年间，纯电动汽车在当时的汽车发展中占据着重要位置。据统计，到1890年在全世界4200辆汽车中，有38%为纯电动汽车，40%为蒸汽汽车，22%为内燃机汽车。1900年，纯电动汽车生产量占美国汽车总产量的28%，售出的纯电动汽车总价值超过了当年内燃机汽车和蒸汽汽车的总和。

电池技术的局限性导致纯电动汽车成本难以下降，1912年美国一款电动敞篷汽车的售价高达1750美元，而一款内燃机汽车售价仅为650美元；同时交通路网已经建成，要求车辆行驶速度更快、续驶里程更长，这恰好是纯电动汽车的缺陷。例如，由于当时没有晶体管技术，电动汽车的极限速度大约只有32km/h，内燃机汽车的速度已经超过100km/h，所以电动汽车逐步退出市场，只是在少数城市保留着很少的有轨电车和无轨电车。随着工业的发展，石油资源逐渐减少、环境污染严重并威胁到人类居住与生存，纯电动汽车造车技术重新被人们重视和关注，开始投入资金和技术在电动汽车领域进行研发和试制。在20世纪60年代，通用汽车公司投资1500万美元开发出了Electrovair和Electrovan两款纯电动汽车。1990年1月，在洛杉矶汽车展上，通用汽车公司向全球推介Impact纯电动汽车，1993年，Impact3开始进行批量生产试验，1995年通用EV1开始商业化生产，EV1最高时速可达128km/h，从静止加速到100km/h只需8s，一次充电可行驶144km；之后通用电气公司和福特汽车公司联合开发EXE-Ⅰ、EXE-Ⅱ纯电动汽车，还有福特生产的Think City；丰田的RAV4-EV由于使用了镍氢电池，一次充电可行驶200km，其中电池成本占整车成本的40%；1997年雷诺公司推出装备锂电池的标致106纯电动汽车；1998年在日本和美国销售的ALTRA电动汽车采用锂电池，循环寿命长，可反复使用1200次，续驶里程达到124km；大众汽车公司在第18届国际纯电动汽车展会上推出装配了300kg充电电池的纯电动汽车，最高车速为140km/h；这些批量化生产的汽车均采用了除铅酸蓄电池组以外的电池技术，安装的是交流感应电机或永磁同步电机。

电动汽车制造技术突破的真正转折点是美国特斯拉汽车公司于2006推出的Roadster，车速从静止加速到100km/h只要3.9s，每次充电可行驶321km，2011年Roadster续驶里程超过了400km，但售价超过10万美元。而真正让纯电动汽车走入大众家庭的是2010年在美国开始销售的日产纯电动汽车聆风（图1-2b），其续驶里程为150km。

图1-2 特斯拉Roadster和日产纯电动汽车聆风