三、新能源汽车的发展历程
    1．纯电动汽车的发展历程
    1831年，Faraday研制了世界上第一部纯电动汽车，而第一部真正具有实际意义的纯电动汽车是由苏格兰人T．Daveport于1834年发明的，当时这部纯电动汽车采用的能源是不可充电的简单玻璃封装蓄电池。1859年法国人G. Plante发明了世界上第一个可充电的铅蓄电池，为后来纯电动汽车的发展奠定了基础。1910年由T．Edison发明的镍铁蓄电池一度成为纯电动汽车的主要能源。法国人G. Trouve于1881年第一次将直流电机和可充电的电池用于私人汽车，在同年巴黎举办的国际电器展览会上，G. Trouve展出了一辆能实际操作使用的纯电动三轮车（图3）。

    1895-1915年是纯电动汽车发展的黄金时期，当时的纯电动汽车可以随时启动，加速时完全没有噪音，速度在40km/h左右。但是，车辆的价格很昂贵，在5 000～6 000美金，相当于如今一辆豪华劳斯莱斯的价格，所以普及率不高。
   19世纪80年代，美国每年销售的4200辆汽车中有38％是纯电动汽车，22％是燃油汽车，40％是蒸汽机汽车。当时，纯电动汽车是金融巨头的代步工具及财富象征。由于美国大部分乡村当时还没有电力供应，纯电动汽车无法进入乡村。
   1908年，Ford（福特）丁型车在底特律首次下线，流水线的生产方式改变了整个汽车行业。福特的想法彻底结束了纯电动汽车的生命，大批量生产的福特T型车，价格从1909年的850美元降到1925年的260美元，加速了纯电动汽车的消失。1924年的全美汽车展中，纯电动汽车销声匿迹了，燃油汽车迎来了一个黄金时代。那段时期，除了业余爱好者们还在契而不舍地改装电动汽车，大汽车商们很少再投资发展纯电动汽车了。
    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，但是由于石油价格在20世纪70年代末开始下跌，在纯电动汽车作为商业化产品发展起来之前，能源危机和石油短缺状况变得不再严重。因此，纯电动汽车的商业化进程失去了动力，电动汽车的发展显著变慢，开始走入低谷。
    20世纪80年代，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，纯电动汽车迅速发展起来（但是CARB的1998年目标没有得以实现）。
    汽车制造商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纯电动汽车或者涉及纯电动汽车领域。一些电力公司和电池生产商在纯电动汽车的示范中也起着积极的作用，其目的都是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。
    通用公司1997年开发出具有先进动力系统的双座EV1（图4）。该车前轮驱动，采用102kW的三相感应电机，双级减速；装备了由26个铅酸电池组成的电池组，电池组可用非车载或车载感应充电器充电；该车电动机在转速为0～7 000r/min时输出巨转矩1 640Nm，在转速为7 000～14 000r/min时输出厦功率102kW。 EV1的最高车速达128km/h, 0～96km/h加速时间不到9s。

   1997年尼桑四座ALTRA EV（图5）问世，该车采用重量仅为39kg的62kW永磁同步电机，其功率质量比很高，达到1.6kW/kg 。该车采用高效控制器，动力系统总效率高达89%。动力电池为理离子电池，能量密度为90Wh/kg，功率密度300W/kg，循环使用寿命达1 200次。ALTRA EV的最高车速达120km/h，市区工况续驶里程为192km 。

    香港大学1993年研制了U2001四座纯电动汽车，采用45kW的永磁电机和264V镍福电池组。该车综合了很多先进技术，如变温座椅、声频导航系统、智能能量管理系统等。最高车速达110km/h, 0～48km/h的加速时间为6.3s，以88km/h运行时，续驶里程为176km。
    印度Reva EV为双车门、溜背式后行李仓门纯电动汽车，它是印度2001年推出的，首次大批量生产的纯电动汽车。该车采用他励直流电机（70Nm，最大功率13kW）和一个48V的铅酸蓄电池组驱动，车重650kg，最高车速65km/h，续驶里程为80km。最具诱惑力的是，它的低价格和运行成本，其售价为5 000美元，每千米运行费用不足1美分。
    我国也在大力发展纯电动汽车，比亚迪、奇瑞、北汽等公司都在积极开展研制，并制造出了自主品牌的产品，北汽新能源公司的基于萨博9-3整车技术的B级纯电动汽车Q60FB如图6所示。

    为彰显“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”理念，北京市兑现了自己的承诺，在2008年北京奥运会上实现了电动汽车的规模化应用，投入了50辆纯电动大客车，做到了奥林匹克公园核心区内的零排放。而这50辆纯电动大客车（图7）在奥运会上的应用，与北京理工大学机械与车辆工程学院密不可分。这些电动汽车上几乎所有关键技术都出自北京理工大学。

    总之，纯电动汽车起步早，经历了几起几落的发展历程。目前，制约纯电动汽车发展的瓶颈是电池。如今使用的电池主要是镍金属电池、镍氢电池和锂电池。由于技术优势且发展较早，当前镍氢电池的发展相对占优；理电池能量密度高、充放电次数多、安全性好，近期将得到较大程度的应用，是未来电池发展的趋势。

    2．混合动力汽车的发展历程
    混合动力汽车由来已久，已经有了上百年的历史。但是，近20来年混合动力汽车才引起世界各大汽车公司的重视。20世纪90年代以来，日本、美国和欧洲各大汽车公司纷纷开始研制混合动力汽车。
    在混合动力汽车的开发和市场化方面，日本公司走在最前沿。丰田公司是世界上最早开始进行混合动力汽车研究的汽车公司之一，1997年推出了第一代Prius（普锐斯）混合动力电动汽车，该车最高速度可达140km/h，在日本10-15工况下燃油经济性3.57L/100km，CO、HC和NOx的排放水平相当于日本法规的1/100。