今后50年，世界人口将由60亿增加到1m亿，汽车数量将由7千万增加到2亿5千万。如果这些车辆都采用内燃机，那么所需的燃油从何而来?而其排出的废气又如何处置?那样我们的天空将永远是灰的而不是蓝的。因此我们必须开发清洁、高效、智能的交通车辆，才能使21世纪的交通可持续发展。
当今关于环保和能源的问题备受关注，为解决这些问题，电动汽车呈现出加速发展的趋势。从环保的角度来看，电动汽车是零排放的市区交通工具，即使计人发电厂增加的排气，总量上看，它也将使空气污染大大减少。从能源的角度来看，电动汽车将使能源的利用多元化(例如可使用各种再生能源)和高效化，达到能源的可靠、均衡和无污染地利用的目的。在改善交通安全和道路使用方面，电动汽车更容易实现智能化。电动汽车的发展将使集中考虑能源、环保和交通成为可能，而且，它对于促进高科技的发展、新兴工业的兴起以及经济的发展将产生深远的影响。
1.1电动汽车的发展历史
1834年，ThomasDavenport制造了一辆电动三轮车，它由一组不可充电的干电池驱动，但只能行驶一小段距离。四年后RobertDavidson也制造了一辆用于电池驱动的电动汽车。1881年
东风标致308论坛在法国巴黎街上出现了世界上第一辆以可充电电池为动力的电动汽车，它是法国工程师Gustave田rouve装配的以铅酸电池为动力的三轮车。1886年，FrankSprague设计生产了有轨电车。从此，电动汽车变得流行起来，并且在车辆运输中起着很重要的作用。在当时的美国，每年销售的4200辆汽车中有38％是电动汽车，22％是燃油汽车，40％是蒸汽机汽车。那时，电动汽车是金融巨头的代步工具及财富的象征，一辆电动汽车的价格相当于今天的一辆RollsRoyce。
福田拓陆者19世纪末，许多美国、英国和法国的公司都开始生产电动汽车。最早的电动汽车制造厂是由Morris和Salom拥有的电动客车和货车公司。图1．2所示的是该公司生产的由马车改装而成的电动汽车，行驶在Philadelphia的街道上。另二主比较早的电动汽车生图1．2Moms和Salom电动客车和产商是Pope制造公司，到货车公司生产的电动汽车1898年底，Pope制造了大约(来源：ErnestH．Wakefield的500辆Columbia型电动汽《电动汽车发展史》)车。1896---1~0年期间，Riker电动汽车公司生产了多种车型的电动汽车，其中1897年生产的Victoria是一种设计较好的车型。除了美国电动汽车制造厂外，英国的伦敦电动出租汽车公司1897年生产了15辆电动出租车，这种电动出租车如图1．3所示。而且，法国的BGS公司在1899--1906年也生产了几种不同类型的商用型电动汽车，包括小汽车、货车、客车和
豪华轿车。由于BGS公司专门为自己的电动汽车设计制造蓄电池，所以1900年之前，BGS的电动汽车一直保持着世界电动汽车行驶里程的最高记录，其续驶里程约达．290km。有趣的是第一辆时速超过100km／h的汽车是电动汽车，即'JamaisContente'(永不满足)，由一个名叫CamilleJenatzy的比利时人驾驶，它是一辆式的电动赛车，在1899年5月创下速度为110km／h的记录。图1．31897年英国伦敦的电动出租车(来源：ErnestH．Wakefield的《电动汽车发展史》)
进入无马车时代以后，电动汽车就进入了一个商业化的发展阶段，此时的电动汽车有辐条车轮、充气轮胎、舒适的弹簧椅和豪华的车内装饰。到1912年，美国有34000辆电动汽车注册。1899--1916年期间，Baker电气公司一直是美国最重要的电动汽车制造厂之一。1901—1920年，英国伦敦电动汽车公司生产了后轮轮毂电动机式、后轮驱动、斜轮转向和充气轮胎的电动汽车。1907--1938年期间底特律电气公司生产的电动汽车不仅具有无噪声、清洁可靠的优点，而且最高时速达到40km／h，续驶里程为129km。
人们常说“一个人的敌人同时也是他的伙伴”，这句话用于描述电动汽车的发展尤为合适，因为电动机是电动汽车驱动的关键部件，同时它又帮助燃油汽车与电动汽车竞争对抗。19
11年，Ke-ttering~明了汽车起动机，使得燃油汽车比依赖于方便驾驶的电动汽车来说更具吸引力，从此打破了电动汽车在市场的主导地位。而福特的想法彻底结束了电动汽车的生命，他大批量生产福特T型车，使其价格从1909年的850美元降到了1925年的260美元，因此加速了电动汽车的消失。而燃油汽车的续驶里程是电动汽车的2-3倍，且使用成本低，因而使得电动汽车的制造商想占领一定的市场份额已不可能。到2真)世纪30年代，电动汽车几乎消失了。
长安奔奔mini保养>长安汽车志翔1．2电动汽车近三-t-年的发展
20世纪70年代的能源危机和石油短缺使电动汽车重新获得生机。20世纪70年代初期，世界上许多国家如美国、英国、法国、德国、意大利和日本都开始发展电动汽车。美国签发了关于电动汽车和混合电动汽车研究、发展和示范的法令以及公共法94--413。20世纪70年代后期，世界上许多国家和地区的公司，如澳大利亚、比利时、巴西、保加利亚、加拿大、中国、丹麦、法国、德国、荷兰、印度、意大利、日本、墨西哥、芬兰、瑞士、英国、美国和前苏联等都开始生产电动汽车。但是石油价格在20世纪70年代末开始下跌，在电动汽车成为商业化产品发展起来之前，能源危机和石油短缺问题已不再严重：因而电动汽车的商业化失去了动力，电动汽车的发展显著变慢，开始走人低谷。
20世纪80年代，由于人们日益关注空气质量和温室效应所产生的影响，电动汽车的发展再次获得生机。20世纪90年代初，一些国家和城市开始实行更严格的排放法规。1990年，美国加州大气资源管理局(CARB)颁布了一项法规，规定1998年在加州出售的汽车中2％必须是零排放车辆(ZEVs)，到2003年零排放车辆应达到10％，受加州法规的影响，美国其它州以及世界上其它国家开始制定类似的法规。电动汽车被认为是符合零排放标准的惟一可用的技术．所以电动汽车迅速发展起来。虽然加州大气资源管理局1998年的目标没有实现，但加州法规的颁布促进了电动汽车的发展。
汽车制造商在不断推动电动汽车技术的发展，并开始将电动汽车商业化。在世界范围内，尤其在美国、日本和欧洲，许多汽车生产商开始生产电动汽车或者涉及电动汽车领域。美国的通用、福特、克莱斯勒、美国电动汽车公司以及Selectfia为了响应加州的法规，在电动汽车的发展中起着很重要的作用。在日本几乎所有的汽车生产商，如丰田、尼桑、本田、马自达、大发、三菱、铃木、五十铃汽车公司等都制定了自己的商业化电动汽车的发展计划。欧洲的许多国家，尤其是法国、德国、意大利和英国都发起了进入电动汽车市场的电动汽车发展计划，其中较活跃的汽车公司有雪铁龙、雷诺、宝马、奔驰、奥迪、沃尔沃、大众、欧宝、菲亚特等。除了汽车生产商以外，还有一些电力公司和电池生产商在电
广州限号动汽车的示范中也起着积极的作用，其目的都是为了促进以充电电池为动力的电动汽车的商业化，最终获得商业利益。通常他们和汽车生产商合作来发展电动汽车，或者选购电动汽车用于电池评估和演示。电动汽车具有能源利用效率高、能源多样性和环保的特点，为了对电动汽车的使用做出相应的反应，能源和环保机构也积极参与促进电动汽车技术的发展及其商业化的活动中。另外，一些研究所和大学不断研究电动汽车新技术，以使电动汽车能与燃油汽车相竞争。通用汽车公司从1916年就开始从事电动汽车研发，当时通用汽车公司生产了许多电动卡车，采用铅酸电池作动力电池。近30年，通用汽车公司做了大量实验性的电动汽车，如1966年的Electrovair，1968年的Electrovan，1968年的Stir-LeeⅡ，1969年的Series512和1979年的Electrvett等。1990年1月生产出第一辆定型的电动汽车Impact。Impact电动汽车证明电力驱动技术对于生产实用化的电动汽车是切实可行的，而且其性能能够和今天的燃油汽车相媲美。1993年通用汽车公司开始试生产Impact3型电动汽车，它是19901mpact的改进产品，用于评估电动汽车潜在的消费者。1996年通用汽车公司开始出租它生产的EVl，这种电动汽车是双座的hmpact，同时向市场推出ChevroletS--10电动送货车。近年来通用汽车公司致力于混合电动汽车和燃料电池电动汽车的研制，他们研制的混合电动汽车Precept为双轴可再生制动的混合动力驱动系统，前轮采用电力驱动，
后轮采用混合动力驱动。它的第一辆燃料电池电动汽车是Zafira，采用储存在低温燃料箱的液态氢作燃料。
20世纪60年代初，福特公司开始涉及现代电动汽车的研发，当时欧洲福特公司制造了一辆电动汽车Comuta，它是一辆非常紧凑的电动汽车，可以乘坐两个成人和两个孩子。接着，它实施了许多电动汽车的研发项目，如2真》世纪60年代后期研制出CortinaStationWagon电动汽车，70年代研制出EconolineVan混合电动汽车，肋年代研制出Fiesta和Escort电动汽车以及EIX--I(LN7)和EXT--II(Aerosar)型电动汽车。9()年代福特公司所展示的mr~tar是以欧洲福特公司的EscortVan电动汽车技术为基础开发的。1995年5月，103辆Escort电动汽车投入运营，行驶里程共计800000kan。1995年福特宣布对外销售改进的电动送货车Ranger。1998年Ecostg成为福特公司、Ballard公司和Daimler—Benz公司联盟的公司名称，它们为电动汽车和混合电动汽车提供电力驱动系统。目前，福特公司申请了电动汽车的商标TL!真4c，包括City和Neighbour车型。福特公司还展示了其燃料电池电动汽车P2000及混合电动汽车Escape。P2ffiO是4门轿车，用压缩氢气为燃料，而bcsP是运动型电动汽车。
Nissan汽车公司1970年开始电动汽车的基础研究工作。它的第一辆概念电动汽车City在1970年的东京汽车展览会上展出。1976年Nissan推出EV--4，1983年推出MarchEV，1985年推出EVResort，1987年推出MarchEV--II，1988年推出电动清洁车。1991年它生产了PresidentEV、CedricEV和FEV，FEV设计为概念型电动轿车，它代表未来的电动汽车。1995年它又推出了第二代产品FEV小采用锂离子电池作动力电池。1994年Nissan开始在国内销售CredricEV电动汽车，它是四座轿车，主要供政府机构使用，而AvenirEV商用货车主要供公用事业公司使用。1997年它推出了PrairieJoy和Altra多用途的电动货车。最近，Nissan展示了它的混合电动汽车Tino，该车在日本通过Intemet对外销售。同时它还参与了加州燃料电池的合作开发计划，并且推出了它的直接用氢燃料电池电动汽车FCV。丰田汽车公司从1971年开始研制电动汽车，当时它参加了由日本国际贸易和工业部发起的一项计划。1983--1989年期间，丰田公司研制出从EV--10到EY--40的一系列电动汽车。随后，在1991年开发出，I；ownAceEV，1992年研制出CrownMaiestaEV，1993年开发了EV--50，1994年开发了Coaster混合电动汽车，1995年它研制的RAV4--EV在FIA得到认可并在1995年斯堪的纳维亚电动汽车会议上获得成功，证实了它的性能。同时1995年丰田公司还成功开发了实用的混合电动汽车Prius，并在1997年投入市场销售。到目前为止，已经销售
货车上岗证哪里考了40000多辆Prius。丰田公司也开发了燃料电池电动汽车RAV4，其目的是延长电动汽车的行驶里程。1996年，开发了合金储氢设备，使RAV4的续驶里程达到202km。1997年完成了甲醇重整制氢技术的开发，使RAV4的续驶里程达到500km。最近丰田公司又推出了一种新型Post-Prius混合动力系统IHS—C，它采用四轮驱动，前轮用混合动力驱动，后轮用电力驱动。20世纪90年代初期，法国雪铁龙汽车公司开始发展电动汽车以适应环保要求。1990年，它开发了PeugeotJ5和CitroenC25公用型电动汽车并投人市场。1995年，Peugeot106和CitroenAX电动小轿车投放市场，接着又推出了CitroenCitela和Peugeotlon。此后推出的Tulip电动汽车代表了新概念的市区电动汽车，并经过特别设计，促进用户使用出租电动汽车。近年来，PSA与雷诺汽车公司合作开发燃料电池汽车，并展示了它开发的发动机主动型混合电动汽车XsaraDynactive。从20世纪60年代起，菲亚特汽车公司开始研发一整套生产电动汽车的技术。20世纪70年代这些研究都集中在如何把这些技术与汽车的结构整和在一起。1974年，菲亚特开发了它的第一辆实验性电动汽车X1／23。1978年菲亚特与Pininfarina联合生产城市电动汽车Ecos。1989年生产的电动赛车Y10成功地参加了在都灵举行的第二届GranPremio4E的帕级(车身质量低于1000咏)电动汽车比赛。1990年Fiat成功推出PandaElettm，它是城市用的实用型电动汽车。接着，菲亚特又
研制出CinquecentoElettra电动客车和DucatoElettra电动货车，并对外销售。1994年它推出两座电动汽车Zic，1998年又推出四座电动汽车SeicentoElettra。菲亚特目前也在研制混合电动汽车和燃料电池电动汽车，并且推出了发动机主动型的混合电动汽车MultiPla。如大多数汽车生产商一样，宝马公司起初通过改装轿车来发展电动汽车。1989年宝马公司推出它的第一代宝马改装电动汽车E30E，1991年研制出第二代电动汽车E36E，其设计保证了最优转型，适合于小批量生产，尤其适合于车队运营。1991年宝马公司开发出它的第一代专门设计制造的电动概念车K1，E1为两门四座电动汽车。1992年宝马发布了它的四门四座的新车型m。近年来，宝马公司集中力量开发氢燃料的内燃机汽车，而不是混合电动汽车或燃料电池电动汽车。直．3电动汽车的发展趋势与技术水平
1．3 电动汽车的技术水平
人们除了着重于纯电动汽车和混合电动汽车的商业化以外，同时还致力于提高电动汽车的技术，如使用高性能的感应电动机或无刷永磁电动机来改进电力驱动系统，使用高性能电池、燃料电池或内燃机来提高车载能源的储备能力，应用感应充电技术及变温座椅来提高车辆辅助设施的技术水平等。
通用公司1997年开发的具有最先进的动力系统的1997双座EVl如图1．4所示。该车为前轮驱动，采用一台102kW的三相感应电动机，双级减速的单速驱动桥，减速比为10．946：1。EVl装备了由26个阀控铅酸电池组成的电池组，电池组可用6．6kW的非车载感应充电器或1．2kW的车载感应充电器进行充电。该车的电动机在转速为0—7000r／min时输出恒转矩1640Nm，在转速为7000—14000r／rain输出恒功率102kW，使得EVl可以获得128km／h(电子限速)的最高车速和0—96km／h加速小于9s的性能。图1．4美国通用公司电动汽车KVl(照片来源：通用汽车公司)
图1．5所示为1997年尼桑四座ALTRAEV，它是尼桑的旗舰级产品。该车采用质量仅为39此的62kW永磁同步电动机，对于目前的电动汽车电动机而言，其功率质量比是最高的，为1．6kW／吨。另外，它还采用高效率的控制器，使动力系统的总效率高达89％以上。其动力电池为钴基锂离子电池，能量密度为90Wh／ke，功率密度为300W／kg，循环使用寿命达1200次。该电池组可以通过车载感应充电器在5h内充电完毕。ALTRA的最高车速为120km／h，市区循环工况续驶里程为192km。1999年，ALTRA换用了能量密度和功率密度更高的锰基锂离子电池，能量密度和功率密度分别为91Wh／吨和350W／吨。图1．5日产(北美)公司的ALTRA6电动汽车(照片来源：日产汽车公司)
福特公司的P2000车代表了福特公司在燃料电池电动汽车发展中所做的贡献。图1．6所示的是福特公司2000年研制出的这款四门轿车，它采用TL!nk质子交换膜(PEM)燃料电池系统驱动。储存在25MPa下的压缩氢气与空气中的氧气燃烧产生能量输出。该车采用三相感应电动机，其最大输出功率为67kW，最大输出转矩为190Nm，最高效率为91％。P2000的整车质量为1514kz，最高车速可达128kin／h，续驶里程为160km。图1．6福特公司的P2000电动汽车(照片来源：福特汽车公司)
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