1.1.1 电动汽车是汽油车的先人

汽车在英文中叫“Automobile”，由于这种车可以自己行走，因而人们用希腊语中的Auto（自己）和拉丁语中的Mobile（机动的）构成复合词来解释这种类型的车。电动汽车（Electric Vehicle, EV）是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小，因而其前景被广泛看好。

在外形上，电动汽车与传统的汽车并无显著区别，它们的主要区别在于动力和驱动系统。与电动汽车不同的是，传统的燃油汽车是以液态的汽油或柴油作为燃料，以燃油发动机作为驱动系统。如果我们将燃油汽车看作是一台机械动力设备，电动汽车则是典型的机电一体化的电气设备。如果一辆电动汽车同时采用电动机和发动机作为动力驱动系统，就构成了所谓的混合型电动汽车。

电动汽车是典型的零排放车，本身不产生任何废气，也无冷却剂、机油等污染物。有人错误地认为电动汽车只是将空气污染从市区搬到了发电厂。实际上，电力的来源可以是多种多样的，许多清洁的可再生能源，像水能、太阳能、潮汐能、氢能、核能等都可以高效地转化为电能。即使将发电厂的污染都考虑在内，电动汽车比燃油汽车造成的空气污染仍然少得多。

在都市行车时，为了等候交通灯，必须不断地制动和启动，这既造成了大量的能源浪费，又增加了业已十分严重的空气污染，而对电动汽车，遇到制动减速或下坡行驶时，可以通过电子控制器将车辆的行车动能“再生”地转化为电能并储存于蓄电池之中。电动汽车的启动速度相当快，在遇到红灯停车时，还可以不必让电机空转，大大提高能源的使用效率；重新启动也不会产生大量的废气，可以减少空气污染。与燃油汽车相比，由于电动机的运行噪声通常比燃油发动机小得多，电动汽车的运行基本上是宁静的。而在大城市，汽车噪声也已经成为一种严重的污染而危害到人们的身心健康。

很少有人知道电动汽车究竟是从何时开始进入人们生活的，甚至多数人都会认为电动汽车不过是这几年才出现的新鲜事物。但实际上，电动汽车并不是近几年才出现的事物，在现代历史上，电动汽车曾兴旺过、没落过，它凝聚着无数发明家的心血，充满着许多富有传奇色彩的坎坷和无数次失败与成功的反复，至今仍在继续发展之中。事情的奇妙就在于，现代电动汽车的兴起，是要取代内燃机汽车，这就是工业发展规律的价值回归。

1796年，44岁的法国炮兵工程师尼古拉·约瑟夫·居纽（Nicholas Joseph Cugnot）大尉经过6年苦心研究，成功地制造出世界上第一辆依靠自身动力行驶的蒸汽动力无轨车，准备用以牵引大炮，速度仅有4km/h。这辆车前部吊装一个锅炉，锅炉产生的蒸汽推动汽缸中的活塞以驱动前轮。这是车轮第一次借助人力或畜力以外的动力向任何方向行驶，被称为汽车的祖先，后虽有改进但仍无法得到广泛应用，大英皇家汽车俱乐部和法国汽车俱乐部先后认定它为世界上第一辆汽车，并收藏于法国国家博物馆。

1886年1月29日，汽车之父卡尔·本茨研制成功世界上第一辆单缸发动机三轮汽车，不过电动汽车却比内燃机动力汽车有更长的历史。电动汽车的历史可追溯到1834年，比内燃机汽车早了半个多世纪。1834年，苏格兰人托马斯·德文博特（Thomas Davenport）制造了一辆电动三轮车，它由一组不可充电的干电池驱动，如图1-1所示。虽然这台造型怪异的三轮车只能行驶一小段距离，但是它的出现正如同美国登月第一人阿姆斯特朗所说的：“这是个人的一小步，却是人类的一大步。”作为世界上第一台电动汽车，它为我们留下的不仅是经验，更是对未来汽车发展的一种启迪。

1838年，苏格兰人罗伯特·戴维森（Robert Davidson）发明了电驱动的火车。1847年，法莫制造了第一辆以蓄电池为动力的、可携带两人的无导轨电动汽车。他把电动机装在一个轮车上，由48节格鲁夫电池供电。这是美国第一辆为世人所知的电动汽车。

随着蓄电池技术的发展，电动汽车的运用在19世纪下半叶的欧美得到了较为广泛的运用。1859年，法国伟大的物理学家、发明家噶斯顿·普朗特（Gaston Plante）发明了世界上第一个可充电的铅蓄电池，这为后来电动汽车的兴起奠定了基础。1881年，同为法国人的卡米尔·福尔又对蓄电池进行了改进，提高了电池容量，为电动汽车的发展铺平了道路。

1867年，奥地利发明家弗朗茨·柯拉瓦哥（Franz Kravogl）在巴黎世界博览会推出了一款双轮驱动电动汽车。法国和英国成为第一批支持发展电动汽车的国家。

1873年，英国人罗伯特·戴维森（Robert Davidsson）制作了世界上最初的可供实用的电动汽车。戴维森发明的电动汽车是一辆载货车，长4.8m，宽1.8m，使用铁、锌、汞合金与硫酸进行反应的一次电池。从1880年开始，应用了可以充放电的二次电池。从一次电池发展到二次电池，这对于当时电动汽车来讲是一次重大的技术变革，由此电动汽车需求量有了很大提高。

1881年11月，法国古斯塔夫·特鲁夫（Gustave Trouve）在巴黎举行的国际电力博览会上演示了三轮电动汽车，引起了不小的轰动。该车的动力装置由1台电动机和6节铅酸蓄电池组成，加上乘员后的总重量达160kg，速度仅12km/h，这是第一辆以可充电铅酸电池为动力的电动三轮车，如图1-2所示。

1882年，阿顿和培里发明了一辆由铅酸电池供电、直流电机驱动的电动三轮车，车上还配备了照明灯。这辆电动汽车的总重量为168kg，速度提高到14.5km/h。特鲁夫、阿顿和培理这3位电动汽车的先驱，在燃油汽车尚未问世，马、骡、驴、牛作为动力源的时代，开创了私人电动汽车的先河，对电动汽车在世界各国的发展起着极其重要的推动作用。

1887年，英国人伏尔克也制作了一辆电动三轮轻便车。尽管这辆车与阿顿、培里发明的三轮车比起来功率不大，但它使用了平衡轴，可以更加灵活地进行速度转换。之后，伏尔克还对该车做了相应修改，献给土耳其国王。改装后的整车重量为499kg，速度提高到16km/h。

1888年，华德电气公司制造了一辆速度可达11km/h的电动公共汽车，用于伦敦的公共交通。与马车相比，电动公共汽车不会造成路面的损坏和街道的污染，受到伦敦市民的欢迎。这辆电动汽车采用蜗轮结构转向和脚踩制动，驾驶员站立在电动汽车的前部操纵车辆。之后，华德电气公司被新成立的伦敦电动公共汽车公司以25万英镑收购。此后，电动轿车、电动出租车陆续在英国出现。

1889年，里克（A. L. Ryker）成立了里克电动汽车公司，先后推出双座轻便车、医生专用的轻便车、送货车等系列电动汽车。1890年，里克制成了美国第一辆电动三轮车。1891年，威廉·莫里森（William Morrison）制成了第一辆电动四轮车，实现了由三轮向四轮的过渡，可以说是现代汽车的一个雏形，电动汽车开始得到美国人的重视。

在美国，真正将电动汽车投入商业运营的非莫里森和萨罗姆莫属。1894年，两人合作成立了莫里森和萨罗姆电动客车与货车公司，推出了电动运输车。该车由当时的小货车改造而成，后轮大，前轮小，总重1928kg，所用动力源由60个总重726kg的酸性电池组成，总容量达到100A·h，使用通用电气（General Electric, GE）公司的3马力（1马力=0.735千瓦）电动机，短时使用功率可达到9马力，车速通过电压控制。

1895年6月11日，第一届国际汽车大奖赛在法国巴黎举行，比赛路线是巴黎—波多黎各—巴黎，全程1135km。在这届比赛上，电动汽车第一次参加。最终，蒸汽车夺得了冠军，历时48小时47分钟，其中包括加油、修车和其他原因所花费的时间，平均速度为23km/h。尽管詹韬德和布劳尔特的电动汽车因续航里程问题未能完成比赛，只到达了大西洋港口城市波尔多。但是，这辆电动汽车的参赛，向世人证明了其可靠性，这是电动汽车史上重要的里程碑。当时的媒体纷纷报道了这次赛事，其中世界上第一本汽车杂志《无马时代》（“The Horseless Age”）专门对詹韬德和布劳尔特的电动汽车进行了介绍。

1896年9月7～11日，普罗维登斯汽车竞赛在美国罗得岛州的纳拉干西特举行，这是世界上首次场地赛，有6辆汽油车和2辆电动汽车参加了此次比赛。莫里森和萨罗姆参赛，他们的电动汽车为双电动机系统，后轮转向，并采用蓄电池的电压调节技术，实现了4个前进挡和1个倒挡，最高速度为32km/h。参赛的另一辆电动汽车来自里克电动汽车公司，也是双电动机系统，每台电动机的额定功率为2206W，采用全封闭装置防止灰尘进入。车载动力电源由32块电池组成，重363kg，容量为100A·h。最终，里克电动汽车以38.6km/h的速度获得冠军。

1896年底，莫里森和萨罗姆在纽约市创建了第一个电动汽车出租车队，由12辆汉森车和1辆双座四轮式车组成，开创了美国电动汽车商业运营的先河。100多年前，莫里森和萨罗姆提出的这种充分利用资源的交通模式，在需要大力实施节能减排的今天，仍然值得我们参考、借鉴。

1897年，在巴黎举办的汽车展中，克瑞基尔的电动汽车荣获一等奖，这给电动汽车的应用很大鼓舞。同年，德国纽伦堡第一辆电动消防车问世。该消防车应用同一离合器实现“水泵供水”和“行驶”两种工作状态的切换。柏林较晚些时候也引入了不少类似的电动消防车，其中采用了轮毂电机。此外，美国费城电车公司研制的纽约电动出租车也在这一年实现了电动汽车的商用化。

1899年，德国人波尔舍发明了一台轮毂电动机，以替代当时在汽车上普遍使用的链条传动。随后，他又开发了Lohner-Porsche电动汽车，该车采用铅酸蓄电池作为动力源，由前轮内的轮毂电动机直接驱动，这也是第一部以保时捷命名的汽车。在1900年的巴黎世博会上，该车以Toujours-Contente之名登场亮相，轰动一时。随后，波尔舍在Lohner-Porsche的后轮上也安装了两个轮毂电动机，世界上第一辆四轮驱动的电动汽车从此诞生。但这辆车所采用的蓄电池体积和重量都很大，且最高速度只有60km/h。为了解决这些问题，波尔舍于1902年在这辆电动汽车上又加装了一台内燃机来发电驱动轮毂电机，这也是世界上第一台混合动力汽车。

1899年4月29日，比利时人卡米乐·热纳茨（Camile Jenatzy）驾驶着一辆名为“永无止境号（La Jamais Contente）”炮弹外形电动汽车（如图1-3所示），以105.88km/h的速度刷新了由汽油动力发动机保持的世界汽车最高车速的速度纪录，这是汽车速度第一次突破100km/h大关。“永无止境号”电动汽车保持着这个汽车速度纪录进入到20世纪。

1904年，贝克（Baker）汽车公司生产了一款使用铁镍蓄电池的电动汽车，最高速度达20mi/h（约合32km/h），续航里程100mi（约合161km），如图1-4所示。第一辆电动汽车卖给了大发明家托马斯·爱迪生，售价为850美元。爱迪生为该公司部分电动汽车开发了铁镍蓄电池。同时，贝克汽车公司还拥有白宫和泰国国王这些高端顾客。在15年的时间里，贝克公司生产了好几款不同的汽车，甚至还生产了全世界第一辆拥有安全带的电动跑车，速度达到121km/h。但是，该公司在长期发展中却走向失败，主要原因是定价越来越高。它的第一款车售价850美元，到1910年，汽车的售价达到了2800美元。与同时代售价仅400美元的福特T型车相比，贝克注定要失败。在这家公司的发展历史中，它的汽车变得越来越奢侈，相应的成本增长成为压死它的最后一根稻草。1913年，贝克被最大的竞争对手——底特律电气公司（Detroit Electric）超越。1914年，与Rauch & Lang公司合并。1916年，贝克走向消亡。归纳起来，贝克的教训就是：过分追求高大上就是作死的节奏—No zuo no die（网络用语，不作死就不会死）。

1907年，底特律电气公司生产了一款由铅酸电池驱动的电动汽车。1911—1917年，又开发了由铁镍蓄电池驱动的电动汽车。电动汽车的最高速度达到32km/h左右，续航里程130km（最高达340km）。在32年的历史中，一共制造了超过13000辆，早期每年销售1000～2000辆。名人客户包括Thomas Edison、Charles Proteus Steinmetz、Mamie Eisenhower、John D. Rockefeller、Clara Ford和Henry Ford等。随着大萧条的到来，这款车也渐渐步入死亡。1939年2月23日，底特律电气公司宣告破产。2008年，Albert Lam将这一品牌复活，并希望通过制造高性能电动汽车来发扬光大。2013年3月19日，底特律电气公司重新开张，总部设在密歇根州底特律市的费希尔（Fisher）大楼。底特律电气公司的教训是：小心燃油车的逆袭。底特律电气公司生产的汽车在当时是款不错的电动汽车，成功在望，问题是它无法与燃油车竞争。像很多可再生能源遇到的挑战一样，公众对这些新能源的兴趣和汽油价格有关：油价涨，兴趣涨；油价跌，兴趣跌。在第一次世界大战期间，油价大涨使得底特律电气公司销售兴旺，但随着燃油车价格下降，质量提高，电动车销量随之下跌。

19世纪90年代到20世纪初期，电动汽车进入了一个黄金时代，电动汽车广泛成为英、法、德和美国人的私人车辆，占领了汽车领域的主要市场。1903年，据纽约《汽车时代》杂志统计，在美国的4000多辆机动车中，蒸汽汽车占40%，电动汽车占38%，内燃汽车占22%。1912年是电动汽车的全盛期，全美注册的电动汽车达3.4万辆之多（包括轿车、卡车等），居各种机动车的首位。各种四轮装饰豪华的电动汽车，成为贵族们的宠儿。富有的家族能够乘坐配有专职司机和跟班的豪华型维多利亚式电动轿车出入剧院、时装商店及其他社交场所。在以后的10年里，尽管电动汽车数量不断增加，但却很少人预料到，内燃机汽车会有突破性进展，这种神奇的发动机，几乎一下子替代了电动汽车，更不用说是蒸汽汽车了。