第1章電動(dòng)汽車發(fā)展歷史和現(xiàn)狀1

電動(dòng)汽車的發(fā)展背景

電動(dòng)汽車的發(fā)展歷史

電動(dòng)汽車國內(nèi)外概況

新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀緒論3電動(dòng)汽車的發(fā)展背景2023年1—8月我國城市空氣質(zhì)量排名數(shù)據(jù)來源：S全球環(huán)境污染污染問題日漸突出化石燃料燃燒會(huì)轉(zhuǎn)化為二氧化硫和氮的氧化物石油作為不可再生能源，從長期來看無法持續(xù)支撐車用燃料的巨大需求，且存在碳排放等污染問題。燃油車的尾氣排放是主要的空氣污染源之一，其中包括一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物等有害物質(zhì)。世界上污染最嚴(yán)重的國家和地區(qū)（2018-2022年歷史數(shù)據(jù)）能源安全作為國家安全的重要組成部分，關(guān)系著經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。長久以來，中國能源產(chǎn)業(yè)都有著“富煤、缺油、少氣”的資源稟賦特征。我國作為世界上最大的能源生產(chǎn)國和消費(fèi)國，受資源儲量限制，2021年我國石油和天然氣的對外依存度分別為73%和45%，是世界上最大的石油和天然氣進(jìn)口國。4電動(dòng)汽車的發(fā)展背景數(shù)據(jù)來源：S能源已成為我國可持續(xù)發(fā)展的重大問題中國加大煤炭開采力度緩解供應(yīng)緊張石油是我國第二大進(jìn)口商品占貿(mào)易進(jìn)口總額13%2023年國內(nèi)的天然氣需求有望出現(xiàn)恢復(fù)性的增長5電動(dòng)汽車的發(fā)展背景2023年1至8月，新能源汽車產(chǎn)銷分別為543.4萬輛和537.4萬輛，同比增長36.9%和39.2%。新能源汽車是交通領(lǐng)域節(jié)能減排有效途徑之一；以電動(dòng)汽車為主的新能源汽車是國家七大戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)之一，是我國交通領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的引擎，是“中國制造2025”十大重點(diǎn)推動(dòng)領(lǐng)域之一。習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)：發(fā)展新能源汽車是我國從汽車大國邁向汽車強(qiáng)國的必由之路。數(shù)據(jù)來源：工業(yè)和信息化部網(wǎng)站

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電動(dòng)汽車國內(nèi)外概況

新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀緒論7電動(dòng)汽車的發(fā)展歷史第一階段：19世紀(jì)30年代—20世紀(jì)30年代1834年，英國的布蘭頓演示了托馬斯.戴文波特（ThomasDavenport）發(fā)明的蓄電池車，它比世界上第一部內(nèi)燃機(jī)汽車早了半個(gè)世紀(jì)。1881年，法國巴黎街上出現(xiàn)了世界上第一輛以可充電池為動(dòng)力的電動(dòng)汽車。第一輛直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)車用鉛酸電池作動(dòng)力的電動(dòng)車8電動(dòng)汽車的發(fā)展歷史法國的BGS子彈頭型的電動(dòng)賽車19世紀(jì)末的電動(dòng)出租汽車1897年，英國倫敦的電動(dòng)出租汽車公司生產(chǎn)了15輛電動(dòng)出租車。1899年，法國人設(shè)計(jì)制造出了子彈頭型電動(dòng)汽車，其續(xù)駛里程約達(dá)290km，并創(chuàng)下了98km/h的速度記錄。第一階段：19世紀(jì)30年代—20世紀(jì)30年代9電動(dòng)汽車的發(fā)展歷史到1912年，美國有34000輛注冊電動(dòng)汽車，底特律電氣公司（DetroitElectric）生產(chǎn)的電動(dòng)汽車，最高時(shí)速可達(dá)40km/h，續(xù)駛里程可達(dá)129km。1901~1920年，英國倫敦電動(dòng)汽車公司生產(chǎn)了后輪輪轂電機(jī)式、后輪驅(qū)動(dòng)、斜輪轉(zhuǎn)向和充氣輪胎的電動(dòng)汽車。1913年，福特公司開發(fā)了T型內(nèi)燃機(jī)汽車，并在汽車發(fā)展史上首次實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化大批量生產(chǎn)，其價(jià)格從1909年的850美元降到了1925年的260美元。批量化生產(chǎn)的內(nèi)燃機(jī)汽車徹底結(jié)束了電動(dòng)汽車的生命。到20世紀(jì)30年代，電動(dòng)汽車幾乎消失了。10電動(dòng)汽車的發(fā)展歷史內(nèi)燃機(jī)汽車大批量應(yīng)用帶來了嚴(yán)重的空氣污染；內(nèi)燃機(jī)汽車對石油的過分依賴，導(dǎo)致一系列的政治問題和國家安全問題；電動(dòng)汽車由于其良好的環(huán)保性能和能擺脫對石油的依賴，重新得到社會(huì)各界的重視。本階段電動(dòng)汽車興起的原因第二階段：20世紀(jì)60年代—20世紀(jì)末11電動(dòng)汽車的發(fā)展歷史第二階段：20世紀(jì)60年代—20世紀(jì)末12電動(dòng)汽車的發(fā)展歷史第三階段：21世紀(jì)初—至今21世紀(jì)初到2008年全球金融海嘯前，純電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化受挫，但在中國、日本、美國以及歐洲，電動(dòng)汽車的研發(fā)并沒有就此止步，以純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車和燃料電池汽車為代表的電動(dòng)汽車全面研發(fā)進(jìn)入第三輪更大規(guī)模的研發(fā)探索階段。圍繞電動(dòng)汽車，政府、能源企業(yè)、汽車和電池生產(chǎn)商全面參與，以“能源安全”和“環(huán)境保護(hù)”為主要目的，探索新的節(jié)能環(huán)保出行方式和新的車型的基礎(chǔ)上，開發(fā)符合各方面利益的新一代電動(dòng)汽車。研究的重點(diǎn)地區(qū)是中國、日本和歐洲；技術(shù)研發(fā)的重點(diǎn)是延長續(xù)駛里程、縮短充電時(shí)間，解決充電基礎(chǔ)設(shè)施問題。13電動(dòng)汽車的發(fā)展歷史第三階段：21世紀(jì)初—至今2008年北京奧運(yùn)會(huì)期間，北京理工大學(xué)孫逢春院士帶領(lǐng)北京理工大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)的55輛中國自主創(chuàng)新的純電動(dòng)大客車行駛上路。這是世界奧運(yùn)史上首次大規(guī)模使用電動(dòng)汽車，實(shí)現(xiàn)了奧運(yùn)中心區(qū)零排放，兌現(xiàn)了北京奧組委“科技奧運(yùn)、綠色奧運(yùn)”的承諾。

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新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀緒論15電動(dòng)汽車國內(nèi)外概況美國1993年，克林頓政府發(fā)布PNGV計(jì)劃，聯(lián)合國內(nèi)主要的三家汽車制造廠商、大學(xué)、實(shí)驗(yàn)室等，重點(diǎn)研發(fā)電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車。2001年，小布什政府啟動(dòng)freedomCAR項(xiàng)目，面向所有轎車和輕型卡車，集中研發(fā)利用可再生能源制造氫燃料電池的技術(shù)。2007年，小布什政府設(shè)立ATVMIP項(xiàng)目，以低息貸款的方式，支持美國汽車企業(yè)研發(fā)生產(chǎn)新一代電動(dòng)汽車和其他低能耗車輛。2009年，奧巴馬政府公布ARRA法案，通過提供聯(lián)邦補(bǔ)貼或貸款，資助美國汽車企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)研發(fā)下一代電動(dòng)汽車。2009年，美國能源部聯(lián)合ECOtality成立EVProject項(xiàng)目，利用政府資金修建充電基礎(chǔ)設(shè)施，并幫助新能源汽車推廣。16電動(dòng)汽車國內(nèi)外概況

歐洲歐洲重點(diǎn)關(guān)注溫室氣體減排戰(zhàn)略英國和法國最早進(jìn)行電動(dòng)汽車研發(fā)與應(yīng)用德國為歐洲電動(dòng)汽車市場的主力歐盟計(jì)劃旨在充分調(diào)動(dòng)歐盟各國的科學(xué)技術(shù)力量，避免各國科研計(jì)劃重復(fù)，有效利用各國的人力和物力資源17電動(dòng)汽車國內(nèi)外概況日本日本資源匱乏，石油幾乎全部依賴進(jìn)口。因此，日本政府及日本各大汽車公司對電動(dòng)汽車的開發(fā)十分重視，把發(fā)展電動(dòng)汽車作為“低碳革命”的核心內(nèi)容日本的豐田、本田兩家公司分別實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)化，推出的普銳斯和思域兩款混合動(dòng)力汽車得到了日本和北美市場的普遍認(rèn)可。18電動(dòng)汽車國內(nèi)外概況中國我國新能源汽車的發(fā)展可以追溯到“十五”期間。此后，國家出臺了一系列支持新能源汽車發(fā)展的相關(guān)政策，形成了比較完整的政策支持體系。19電動(dòng)汽車國內(nèi)外概況數(shù)據(jù)來源：電動(dòng)汽車全球市場銷量分布全球電動(dòng)汽車銷量呈大幅度上升趨勢中國電動(dòng)汽車銷量位居世界首位，歐洲（以德國為主）居于次席20電動(dòng)汽車國內(nèi)外概況世界各大主要整車企業(yè)的新能源汽車發(fā)展路線美國：各州發(fā)展的電動(dòng)汽車種類差異較大歐洲：正從純電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向混合動(dòng)力汽車日本：最先發(fā)展電動(dòng)汽車的國家，各種類發(fā)展較均衡中國：重點(diǎn)鼓勵(lì)純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車一起發(fā)展

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新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀緒論純電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀燃料電池電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀電動(dòng)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀23純電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀我國純電動(dòng)汽車已經(jīng)形成完整產(chǎn)業(yè)鏈上游：鋰電池及電機(jī)原材料中游：電機(jī)、電控、電池等下游：整車、充電樁和運(yùn)營24純電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀高新技術(shù)應(yīng)用于純電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)集成優(yōu)化技術(shù)不斷進(jìn)展，節(jié)能效果不斷提高動(dòng)力電池技術(shù)得到飛速發(fā)展，高性能的鋰離子電池逐步取代傳統(tǒng)的鉛酸電池、鎳氫電池。在比能量、比功率、安全性、可靠性、循環(huán)壽命和成本方面取得了很大進(jìn)步。高效的一體化電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)的電機(jī)25純電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀高新技術(shù)應(yīng)用于純電動(dòng)汽車電動(dòng)輔助系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用提高了整車能量利用率和性能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用促進(jìn)了電動(dòng)汽車的模塊化和智能化輕量化技術(shù)和電氣、結(jié)構(gòu)安全性技術(shù)在電動(dòng)汽車上得到了系統(tǒng)的應(yīng)用在概念車型上，輪轂電機(jī)和線控技術(shù)等前沿技術(shù)得到了初步的應(yīng)用26純電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀充電問題易解決活動(dòng)范圍有限充電場所固定有相應(yīng)停車點(diǎn)利于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)批量采購數(shù)量大利于推廣使用營運(yùn)企業(yè)少，補(bǔ)貼措施靈活純電動(dòng)公交車成為城市節(jié)能減排和平衡電網(wǎng)負(fù)荷的有效手段，純電動(dòng)公交車的示范推廣應(yīng)用進(jìn)程加快純電動(dòng)公交車相較于普通乘用車，具有以下優(yōu)勢：高新技術(shù)應(yīng)用于純電動(dòng)汽車純電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀燃料電池電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀電動(dòng)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀28混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（HEV）是在純電動(dòng)汽車開發(fā)過程中為有利于市場化而產(chǎn)生的一種新車型。國外普遍認(rèn)為它是投資少、選擇余地大、易于滿足未來排放標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)能目標(biāo)、市場接受度高的主流清潔能源車型。29混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀混合動(dòng)力技術(shù)上，由單一發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)向純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)移混合度上，逐漸提高混合度以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)能源向電氣化轉(zhuǎn)化機(jī)電耦合方式上，由單電機(jī)并聯(lián)方案向雙電機(jī)串并聯(lián)/混聯(lián)方案發(fā)展，實(shí)現(xiàn)向純電動(dòng)方案過渡動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面，向更高的集成度發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)化轉(zhuǎn)型30混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀我國基本掌握了混合動(dòng)力汽車整車開發(fā)技術(shù)，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的多種結(jié)構(gòu)形式和多種混合度的技術(shù)方案，基本突破了國外專利限制。在動(dòng)力電池和電機(jī)技術(shù)性能方面，我國已取得較大進(jìn)展，部分滿足混合動(dòng)力整車要求。31混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀動(dòng)力分配裝置和能量管理系統(tǒng)的研究有待繼續(xù)。混合動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，維修比較困難，售價(jià)相對較高。純電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀燃料電池電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀電動(dòng)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀33插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（PHEV）具有較長的純電續(xù)駛里程，同時(shí)還可以以混合動(dòng)力模式工作，具有良好的燃油經(jīng)濟(jì)性，所以近年來插電式混合動(dòng)力汽車技術(shù)得到普遍關(guān)注。我國在插電式混合動(dòng)力乘用車技術(shù)已經(jīng)取得顯著進(jìn)展，部分產(chǎn)品性能指標(biāo)已與國外不相上下。34插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀我國已自主掌握插電式混合動(dòng)力多能源動(dòng)力系統(tǒng)整車控制、高功率電機(jī)系統(tǒng)、混合動(dòng)力自動(dòng)變速器、增程式輔助功率發(fā)電單元等關(guān)鍵技術(shù)我國的雙電機(jī)串并聯(lián)、功率分流式等不同技術(shù)路線均有不俗的市場表現(xiàn)35插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀但同時(shí)插電式混合動(dòng)力的發(fā)展也存在一些問題，如集成了電動(dòng)車、燃油車兩套完整的動(dòng)力系統(tǒng)，成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、車身質(zhì)量較大。36插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀增程式混合動(dòng)力汽車電池容量大，但發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)不直接驅(qū)動(dòng)，造成部分浪費(fèi)，在高速路況下油耗偏高。純電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀燃料電池電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀電動(dòng)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀38燃料電池電動(dòng)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀燃料電池電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀燃料電池電動(dòng)汽車相比傳統(tǒng)燃油車，車輛排放的是氫和氧的結(jié)合物—水，所以它相當(dāng)于零排放，同時(shí)氫燃料電池車型加氫的時(shí)間非常短。2019年，中國首批采用日本豐田燃料電池技術(shù)的氫能源公交車抵達(dá)常熟投入運(yùn)營。該車為蘇州金龍生產(chǎn)的海格第五代氫能源公交，也是國內(nèi)首批采用豐田電堆和重塑系統(tǒng)的氫燃料電池客車。39燃料電池電動(dòng)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀燃料電池電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀上汽大通大家MIFA氫是全國首款70MPa乘用化產(chǎn)品，也是全球首款氫能MPV(多用途汽車)，于2022年大量投入到商業(yè)化的示范運(yùn)行之中，已實(shí)現(xiàn)全國規(guī)模領(lǐng)先的氫能源乘用車