电动汽车的出现比燃油汽车早了近半个世纪,经历了短暂繁荣而迅速走向衰落。当前,能源结构转型,环境问题突出互联网迅猛发展,电动汽车又迎来了新的春天。 (1)起源: 电动汽车最早可以追溯到19世纪初,虽然业界对是谁第个发明电动汽车有争议,但是这些早期的发明家都为电动汽车发展奠定了坚实的基础。 1828年,被誉为直流发电机之父的匈牙利物理学家耶德利克·阿纽什( Jedlik Anyos)发明了一种由他设计的电动机来驱动的模型车(图1.1),将电动汽车的概念首次带入了人们的视野。
1834年,来自荷兰的化学家西伯兰德斯·斯特拉廷( Sibrandus stratingh)教授和他的助手克里斯托弗·贝克尔( Christopher Becker)发明了由一种不可充电的原电池驱动的小型电动汽车(图1.2),首次将电池作为汽车的动力来源,这辆小车可以称为电动汽车的先驱。
需要指出的是,世界上第一辆燃油汽车诞生于188年,电动汽车的出现比燃油汽车整整早了近半个世纪。
(2)可充电电池的发明:
1859年,法国物理学家加斯顿·普兰特( Gaston Plante)发明了世界上第一种可充电电池—铅酸电池(图1.3)。
该电池奠定了电动汽车动力来源的基础,解决了电动汽车续航的关键问题。
直至今天,电动汽车的电池除了安全性和尺寸上有提升外,在原理上与百年前的铅酸电池并没有本质的区别,依然使用的是同一套理论体系。
(3)短暂的黄金时代:
随着铅酸电池技术的不断发展,到了19世纪后期,法国和英国成为了世界上第一批广泛支持电动汽车发展的国家。
1881年11月,法国发明家古斯塔夫·特鲁维( Gustave Trouve)在巴黎国际电力展上展示了一辆电动三轮汽车。
同年,英国人威廉·艾尔顿( William Ayrton)和约翰·佩里(JohnPery)建造了第一辆拥有电灯的电动三轮车。该三轮车后轮有两个大轮子,前面有一个小轮子,使用十个铅酸电池串联,通过一个接一个地打开和关闭来改变速度,见图1.4。该三轮车根据路况能够行驶16~40km,最高时速可达14km/h。
而美国有些落后,直到1891年,第一辆电动汽车才由威廉·莫里森( William Morrison)发明。该车辆是一辆六座客车,由存放在座椅下方的24个电池供电,最高时速能够达到23km/h(图1.5)。
19世纪末20世纪初,由于在性能上大大超过同期其他类型的汽车,电动汽车越来越受到欢迎,电动汽车的销售也随之达到顶峰,特别在美国,电动汽车迅速进入了“黄金时代”。
据统计,当时美国共登记了近34万辆电动汽车,是世界上电动汽车获得最多认可的国家。在美国汽车保有量中,电动汽车占比达到38%,蒸汽汽车比为40%,而燃油汽车占比仅为22%。
(4)电动汽车几乎消失:
电动汽车在享受了20世纪初的短暂繁荣后,出人意料地出现了反转。
随着道路等基础设施的改进,石油大规模的开采及应用,燃油汽车在长距离运输上更加便捷和便宜:而电动汽车速度慢、续航里程低、充电慢等短板也逐渐暴露出来。
内燃机技术的发展进一步加剧了电动汽车行业的萎缩。起动电动机的发明,使燃油汽车摆脱了手摇曲柄而变得更加容易操作。消声器的使用,使燃油汽车的噪声大大降低。再加上福特汽车的大规模生产,使燃油汽车价格大大降低,而电动汽车价格却在持续上涨。
这一系列因素的叠加,使得电动汽车到1935年竟然几乎消失。
之后,电动汽车技术停滞不前,没有了太大的发展,燃油汽车长时间称霸天下”,直至21世纪初。
(5)新的发展机遇,黄金时代再次来临。
岁月变迁,时间的车轮进入了21世纪。今天,全球的能源结构正在进行从化石能源转为低碳能源的深刻变革,人们对燃油汽车尾气排放等环境污染问题的重视程度也达到了前所未有的高度,电动汽车又回到了人们的视野各国相继出台了更加严格的汽车排放法规,甚至提出了限售燃油汽车时间表,全球各大车企也随之推出了更加省油和低排放的车辆,最终的目标很明确:实现汽车零排放。
随着互联网不断发展和汽车共享等新出行方式的出现,电动汽车正在与绿色能源、智能电网、新一代移动通信、共享出行、车联网、大数据等深度交融,焕发出了无限的生机和活力,可以称为新一轮的汽车革命。
2018年,我国电动汽车销量首次超过百万辆,超过了全世界其他国家所有电动汽车销量的总和。比亚迪等自主品牌不断崛起,外资特斯拉汽车入华,蔚来等造车新势力跃跃欲试。谁掌握了先机,谁就赢得了主动,我国比任何国家对这一轮的汽车革命都有更加热切的期待。
