第1章 电动汽车基础知识
1.1 电动汽车的历史与现状
1885年，世界上第一辆汽油机汽车由德国人本茨研制成功，并于1886年1月26日获得专利，后人为了纪念本茨对汽车发展所作的贡献，将1886年1月26日定为世界上第一辆汽车诞生日。电动汽车的历史同样可以追溯到19世纪，并且早于内燃机汽车的发明时间，最早在1834年英国苏格兰人德文波特（T.Davenport）制造了一辆由不可充电的干电池驱动的三轮车，如图1-1所示。最早的电动车比最早的汽油机汽车早了50多年，由于使用的是一次性干电池作为动力源，因此该车是否为第一辆电动汽车存有争议。
图1-1 最早的电动车
1881年，法国人古斯塔夫·特鲁夫发明了用可充电铅酸电池作电源的电动三轮车，该车采用直流电动机，有效功率70W，最高车速12km/h。1881年8月在巴黎举办的国际电器展览会上，特鲁夫向人们展示了他发明的电动三轮车，并在大街上进行了行驶演示。目前多数人赞成特鲁夫发明的电动三轮车为第一辆电动汽车。1899年4月29日，比利时人卡米乐·热纳茨驾驶着一辆电动汽车以105.88km/h的速度刷新了汽油机发动机保持的世界纪录，这是汽车速度首次超过100km/h大关，如图1-2所示。
图1-2 1899年车速突破100km/h的La Jamais Contente电动汽车
电动车的黄金时代并没有持续太久，20世纪20年代后，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，加一次油可持续行驶里程是电动车的3倍左右，且使用成本低。由于起动机的发明促进了汽油机汽车的发展和美国州际公路的发展，使电动汽车不能适应长距离行驶的缺点更为突出。这种背景下，电动车很快失去了存在的意义，在1940年左右电动车基本上就从欧美汽车市场中消失了。
1935年到1960年的25年里，电动汽车几乎处于停产状态，并逐步退出使用。
1973年爆发的中东石油危机令全世界陷入石油短缺的境地，人们又开始关注其他动力的汽车，电动车再一次进入了人们的视线。20世纪80年代至90年代，日本和美国的汽车厂家生产了一系列电动车，比如Chrysler TEVan和丰田RAV4EV，名气最大的是1996年通用汽车公司投产的EV1电动轿车，不过，它们最终都是昙花一现。1997年，丰田用一辆普锐斯掀起了混动车的狂潮。
由于能源的紧缺和人们环保意识的进一步加强，电动汽车现今已成为汽车发展的新方向。电池、电机、电控领域的新技术不断问世，各大车企都在加快电动汽车的研发步伐。目前市场上主流电动车主要使用磷酸铁锂电池、钴酸锂电池和三元聚合物锂电池等几种电池。电机类型主要有永磁同步电机和感应异步电机两类。近20年来，电动汽车的电池和电机技术不断发展，使电动汽车的续驶里程不断延长，车速不断提高，性能不断完善。除了电池、电机技术不断完善外，一些互联网企业也在推出互联网汽车，集成互联网的操作系统、大数据、通信、导航、多媒体等资源和汽车集团的资源，如整车零部件服务资源，并整合线上线下为人们提供智慧的出行方案。
自普锐斯后，世界各大汽车公司和新成立的汽车企业又重新拉开了电动汽车开发的大幕，尤其是在新兴IT业中崛起的特斯拉公司（Tesla Inc.）。特斯拉公司是美国一家产销电动车的公司，由马丁·艾伯哈德（Martin Eberhard）工程师于2003年7月1日成立，总部设在美国加利福尼亚州的硅谷。IT技术是互联网技术在计算机技术的基础上开发建立的一种信息技术，英文为Internet Technology（IT）。用IT信息技术理念来造汽车是全新的思路模式，是对以底特律为代表的传统汽车厂商思路模式的巨大挑战。特斯拉开发的第一款车Roadster，是在莲花汽车公司（Lotus）的Elise跑车基础上开发的。电动汽车最主要的三项技术是电池、电机和传动系统。特斯拉的传动技术来自AC Propulsion公司；它的电池是松下公司生产的18650电池；它的电机采购的是中国台湾富田电机。这种交流电机的源头，可以追溯到150多年前的天才发明家尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）。特斯拉公司的命名正是为了纪念这位发明家。
最早的燃料电池汽车的开发时间可以追溯到1968年，通用汽车公司在这一年产出了世界上第一辆可使用的燃料电池汽车，该燃料电池汽车以厢式货车为基础制作，装载了最大功率为150kW的燃料电池组，燃料为低温冷藏的液氢，汽车的续驶里程为200km，但由于该车的复杂结构几乎占去所有车内空间，加上当时人们环境意识的淡薄和能源供需矛盾并不突出，因此后续的开发工作停止。到了20世纪90年代，作为解决环境污染和能源供需问题的重要途径之一燃料电池汽车技术受到了空前重视，主要汽车生产国和各大汽车制造商几乎都投入了大量的人力和物力研发燃料电池汽车。1993年加拿大Ballard公司研制出世界上第一辆燃料电池公共汽车，1994年戴姆勒-克莱斯勒公司推出了NECARⅠ（New Electric Car Ⅰ）燃料电池轿车，NECAR Ⅰ使用的是Ballard公司生产的质子交换膜燃料电池组，功率为50kW，燃料为压缩氢气。目前，各大汽车公司几乎都研制出了燃料电池汽车概念车，在我国上海、宁波等地，也有轿车和大巴燃料电池概念车被研制出来。但是，由于安全、高效的储氢、运氢等问题的存在和燃料电池汽车的价格较高等方面的原因，燃料电池汽车投入市场尚需时日。