二、新能源汽车发展阶段
新能源汽车发展历经了3个阶段,如图1-4所示。
图1-4 新能源汽车发展的3个阶段
1873年,英国人Robert Davidson在马车的基础上改装成功第一辆电动三轮车,用铁锌电池(一次电池)供电,由电机驱动,比以内燃机为动力的汽车发明早13年。1881年,法国人Gustav Trouve第一次采用铅酸电池(二次电池)制造了电动汽车。1882年,法国人制造了可乘50人的电动汽车。1886年,伦敦出现电动公共汽车。1889年,法国人制造的电动汽车的车速达到106km/h,创当时汽车车速的世界纪录。1900年,美国汽车产量为4195辆,其中电动汽车1575辆,占比为37.5%,燃油汽车只有936辆。随后,由于石油开采和内燃机技术的迅速进步,以及电池技术进步缓慢等原因,电动汽车逐渐被燃油汽车所取代。1920年,美国的公路上已基本见不到电动汽车了。
20世纪60年代后,燃油汽车的大量应用带来了严重的空气污染和环境问题,同时三次石油危机又唤醒了人们对有限石油资源的关注。1976年,美国国会通过了“纯电动汽车和混合动力汽车的研究开发和样车试用法令”,拨款1.6亿美元资助电动汽车的开发。1978年,美国通过了“第95-238公法”,责成国家阿贡实验室(Argonne National Laboratory,ANL)与电池公司合作研制电动汽车用高性能二次电池。在美国先进电池联盟(United States Advanced Battery Consortium,USABC)等组织的支持倡导下,世界各国大力推动电动汽车用阀控密封铅酸蓄电池的研发。后来,能量密度更高的MH-Ni电池受到了更多的重视。20世纪80—90年代末这一时期,电动汽车仅实现小规模生产,如通用汽车公司EV1和福特汽车公司Ranger EV的产量分别为1353辆和1259辆。造成这一现象的主要原因是:这一阶段的动力电池主要以铅酸电池和镍氢电池为主,其能量密度和使用寿命导致了电动汽车续驶里程、动力性和经济性等与燃油汽车相比竞争力不够,但企业进行了电动汽车技术开发和储备,为后续的产业化发展奠定了基础。
进入21世纪,全球节能环保呼声日益高涨,电动汽车开发在中国、日本、美国及欧洲等国家和地区得到了进一步的重视,并向产业化和实用化发展。新技术、新材料和计算机技术的广泛应用,都极大地促进了电动汽车技术的发展。这一阶段技术研发的重点是延长续驶里程和解决充电基础设施等问题。美国特斯拉、日产聆风、通用沃蓝达和丰田第三代普锐斯等均获得了市场的广泛认可。发展插电式混合动力电动汽车已经成为美国联邦政府新一代汽车合作计划中实现车辆节能减排的重要技术途径之一。
经过我国4个“五年计划”的科技攻关,特别是通过2008年北京奥运会、2010年上海世博会,我国新能源汽车行业取得了标志性成果。我国新能源汽车产业规模和产销量全球领先,技术水平处于国际先进行列;充电基础设施规模,以及动力电池、电机、电控等核心关键技术产品产销量全球领先;同时构建了全球领先的新能源汽车安全运行监督平台和标准体系。目前,我国新能源汽车产业基本掌握了整车技术和关键零部件技术,有了一定的技术积累,进入了成长期。