1.1.2 纯电动汽车发展历史

世界范围的气候变化、环境污染和局部地区的能源短缺等因素，以及新一轮科技革命，特别是电驱动相关的电力电子等技术迅猛发展，正促使世界汽车产业进入电动化的重大转型期[2]。从汽车技术发展史的角度看，纯电动汽车并不是新鲜事物，它具有比燃油汽车更悠久的发展历史[3]。图1-3所示为纯电动汽车的基本发展历程简图。

1.1.2.1 国外纯电动汽车的发展历史

1873年，英国人罗伯特·戴维森（Robert Davidsson）制造出世界上最早的可供实用的纯电动汽车（图1-4），该车采用一次电池作为动力源。

1881年，法国工程师古斯塔夫·特鲁夫（Gustave Trouvé）首次将直流电机和可充电的铅酸蓄电池用于私人车辆，这标志着世界上第一辆真正意义上的纯电动汽车的诞生。特鲁夫在次年的巴黎国际电器展览会上展出了一辆能实际操作使用的电动三轮车，如图1-5所示。

19世纪末到20世纪20年代是纯电动汽车发展的第一个黄金期。这期间，由于车用内燃机技术还相当落后，燃油汽车存在行驶里程短、故障多和维修困难等问题，其性能远不及纯电动汽车，因此纯电动汽车得到了普遍认可，美国、英国和法国的许多公司都开始生产纯电动汽车。

1896—1920年，美国Riker公司生产了很多类型的纯电动汽车。1897年，英国的伦敦电动出租汽车公司生产了15辆纯电动出租车，如图1-6所示。1898年，美国康涅狄格州的Pope制造公司生产了大约500辆Columbia纯电动汽车。

1899年，由比利时工程师卡米乐·热纳茨（Camille Jenatzy）设计的铝质车身汽车，是世界上第一辆车速超过100km/h的纯电动汽车，如图1-7所示。

1907—1938年，美国底特律电气公司生产的纯电动汽车不但无噪声、清洁可靠，而且最高车速达到40km/h，续驶里程可达129km。1912年，美国注册有34000辆纯电动汽车。

20世纪20年代，纯电动汽车的发展进入瓶颈期，在蓄电池技术和降低制造成本方面没有明显进步。相比之下，内燃机技术达到了一个新水平，装备内燃机的汽车速度更快，因此到1940年左右，纯电动汽车基本从欧美汽车市场中消失了。

20世纪80年代，由空气质量和温室效应所引发的环境问题，让人们对纯电动汽车相较燃油汽车的优势有了新的认识，因此纯电动汽车再获生机。

1990年1月的洛杉矶车展上，通用汽车公司发布了一款名为Impact的纯电动概念轿车。同年，宝马公司发布了两门四座的纯电动汽车E1，随后又在1992年发布了四门四座纯电动汽车E2。与此同时，德国开始组织各种类型的纯电动汽车进行运行试验，众多公司的纯电动汽车纷纷投入市场，纯电动汽车保有量在1995年达到了4700辆。1993年，法国开始在拉罗谢尔市进行纯电动汽车运行试验，并在该市组建了纯电动汽车出租车队。

1996年，通用汽车推出一款两座双门、前置前驱的纯电动汽车EV1（图1-8）。第一代EV1由铅酸蓄电池供电，蓄电池容量16.5～18.7kW·h，整车总质量1400kg，续驶里程为112～160km。1999年，通用汽车发布配有镍氢蓄电池的第二代EV1，动力电池容量提高至26.4kW·h，整车总质量1319kg，续驶里程为160～230km。2001年，法国推出采用铅酸和镍铬蓄电池的纯电动公交客车（图1-9），并配套建设了超过3000m2的充换电站。

进入21世纪，随着各国对纯电动汽车技术研发投入的不断加大，车用动力电池、电机及其控制系统等技术取得了重大进展，电力电子、控制和信息技术的广泛应用使纯电动汽车技术深入发展、日臻完美，产品的可靠性、寿命得到明显提升，成本得到有效控制，纯电动汽车技术在世界范围内得到快速发展。

2008年，宝马公司发布纯电动汽车MINI E，完成了量产车型研发的主要阶段，其续驶里程达到170km。同年，特斯拉公司推出了纯电动跑车Roadster，它是首款使用锂离子动力电池的量产纯电动跑车，续驶里程达到320km。2009年的法兰克福车展上，多家汽车公司推出了新款纯电动汽车，例如，雷诺公司发布了纯电动汽车Fluence Z.E.；大众公司发布了纯电动汽车E-Up，其百公里加速时间仅为11.3s；特斯拉公司发布了Model S原型车，其续驶里程达到613km。2010年，日产公司在北京车展上推出纯电动汽车聆风（Leaf，图1-10），并在日本和美国市场上市，该车由层叠式紧凑型锂离子蓄电池驱动，电机的输出功率为80kW，峰值转矩为280N·m，续驶里程达160km。同年，在底特律国际车展上，宝马公司推出了纯电动车型Concept Active E。2011年的德国国际车展上，宝马公司首次推出了纯电动汽车i3，并于2013年在德国莱比锡实现量产。通用公司先后于2013年和2016年推出了雪佛兰SPARK EV和BOLT EV两款纯电动汽车。2016年，特斯拉公司发布了纯电动汽车Model S P100D，其0-100km/h加速时间仅为2.7s。同年，该公司又发布了纯电动汽车Model 3，该车基本具备了全自动无人驾驶功能。

1.1.2.2 国内纯电动汽车的发展历史

自“十五”以来，我国开始实施国家电动汽车重大科技专项，作为其中重要的战略发展方向，纯电动汽车在整车技术、关键零部件技术等方面获得了长足进步。在政策驱动下，国内研究机构和生产企业构建了电动汽车产学研联合研发创新体系，在乘用车及商用车方面均已实现大规模产业化[4]。

在纯电动乘用车的发展历程中，比亚迪于2004年在北京车展推出了纯电动概念车比亚迪ET。2009年3月，众泰推出了搭载聚合物锂离子动力电池的2008EV，获得了我国第一个纯电动乘用车目录公告。2010年，比亚迪推出纯电动汽车e6（图1-11），该车采用高能量密度、高安全性的磷酸铁锂动力电池，单次充电续驶里程达到300km，成为当时全球续驶里程最长、首款大批量面向私人用户发售的纯电动乘用车型。2012年的北京国际车展上，比亚迪与德国戴姆勒公司联合推出了纯电动汽车腾势，并于2014年投放市场。2014年，北汽新能源汽车公司推出纯电动汽车EV200（图1-12）。2015年，长安逸动纯电动型正式上市。2017年，吉利帝豪EV300纯电动汽车正式上市，其续驶里程可达300km。2017年，上汽正式发布纯电动汽车荣威ERX5，其综合工况续驶里程达320km，等速最大续驶里程则可达425km。

在纯电动客车发展历程中，早在1994年，北京理工大学团队就研发出我国第一辆纯电动客车“远望”号（图1-13）。2000年，两辆具有完全自主知识产权的纯电动公交客车开始在北京121路公交线试验运营。2005年，约40辆纯电动客车在北京121路公交线和密云开发区开展了当时世界上最大规模的纯电动公交客车示范运营工作。2008年北京奥运会期间，北京理工大学团队研发的50辆支持换电模式的锂离子电池纯电动低地板公交客车在奥运核心区运行（图1-14），并设计建设了世界上首座大型公交换电站，成功实现了奥运期间电动客车24h连续运营。加上后续上海世博会、广州亚运会和部分城市示范运营等重大应用项目的推动，为我国纯电动客车技术发展积累了数千万千米的宝贵运行经验和数据。近年来，随着政府政策的持续推动，我国主要地区均出台了新能源公交车采购更新计划，例如广东、河北、河南均要求“十三五”期间，本地公交车要实现80%以上的电动化替换。深圳市在2017年就已实现了公交100%电动化。目前，国内新能源客车更加注重产品升级和技术升级。在市场方面，2017年，我国新能源客车累计推广超过30万辆，推广规模全球第一。以大中型纯电动客车产品为主，宇通、比亚迪等新能源客车凭借高可靠性、安全性等成为出口的主流产品。在技术方面，2016—2018年，新能源客车的能耗平均降低幅度接近10%，动力电池系统能量密度提升幅度平均超过25%。