创新革命——新能源汽车发展史

《汽车工艺师》记者 百川

近日有资料显示，目前我国新能源汽车产业已进入快速发展期。截至2021年6月底，我国新能源汽车保有量达到600万辆以上，占全球新能源汽车总量的50%。渗透率由2021年初的5.4%提高至9.4%，其中6月渗透率已超12%。与此同时，配套设施日趋完善。截至4月，全国已累计建设充电站6.5万座、换电站644座，各类充电桩187万个，建成覆盖176个城市、超过5万km的高速公路快充网络。

世界新能源汽车发展概况

1.起步

人们可能想像不到，世界第一辆电动汽车（干电池不能充电）1842年就在美国诞生了，到现在已经有近180年的历史，发明人是美国人托马斯·达文波特。1881年上半年，法国工程师古斯塔夫·特鲁夫制造了世界第一辆可充电的电动汽车，铅酸电池可充电，直流电动机。1881年11月古斯塔夫·特鲁夫在巴黎的国际电力科技展上面展出了自己制造的全世界第一台可工作用的三轮电动汽车，奠定了他电动汽车之父的地位。百年来电动汽车虽然不断地在进行技术改进，但电池、电动机、电控等关键技术瓶颈一直无法突破，无法形成批量生产。1894年，美国第一辆电动汽车正式投入商业化运营并形成批量，但因关键技术不成熟，很快车辆就停产停运了。20世纪初期，随着发动机技术发展与起动机的发明以及生产技术的提高，燃油车在这一阶段形成了绝对的优势。再对比电动汽车充电的不便性，这一阶段，纯电动汽车退出了汽车市场。自此，半个多世纪过去了，电动车没有突破性进展。

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。随后开发了Lohner-Porsche电动车。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Porsche（保时捷）命名的汽车。该车在1900年的巴黎世博会上展出，自此十几年里，电动汽车的驱动技术有了一定的发展，纯电动汽车受到了越来越多的关注，小型电动汽车开始占据固定的市场，如高尔夫球场代步车等。

但之后的几十年，电动汽车在世界范围几乎销声匿迹。原因是电动汽车一次充电的续驶里程太短，而且蓄电池质量和体积很大，占用大量的车内空间，再加上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。相比之下，电动汽车的发展进入到了瓶颈时期，其在降低制造成本和改善使用便利性方面没有明显的进步。在这种背景下，电动汽车很快失去了存在的意义，1940年左右，电动车基本上从欧美汽车市场消失了。

直到1971年日本开始制定新能源汽车开发计划，新能源汽车开发又被一些欧美国家重新提上议事日程。1973年，美国citicar电动汽车问世，最高时速64km/h，可行驶80km，售价4500美元；1990年，通用EV1问世，最高时速176km/h，可行驶200km；1991年，日本推出IZA豪华电动汽车，最高时速176km/h，可行驶500km。同时美国可行驶达到300km的燃料电池汽车LASER CELLTM下线；1993年，通用和戴克公司推出锂电池电动汽车，并采用能量回收技术；1994年，戴克推出燃料电池车；1997年，丰田20辆RAV4电动旅行车完成两年48万km的试验，并开始在美国发售。该车采用镍氢电池，最高时速125km/h，可行驶215km。

从上面可以看出，过往的电动汽车虽然有结构简单、环保和驱动力大的优点，但其先天的缺陷包括充电时间长，耐用性和安全性低，以及成本高昂，是直接制约其发展的瓶颈。这个瓶颈竟然延续存在了100多年。

20世纪八九十年代发生的石油危机，让美国汽车产业遭受重创，以大排量V8发动机著称的美国全尺寸轿车瞬间失宠，日系车借此契机打入美国市场。开惯了大车的美国人在石油危机的冲击下，也开始接受尺寸娇小且省油的日本车了，第二次、第三次石油危机更是让日系车省油的优势逐渐扩大影响。通用在1996年量产了EV1电动车，然而因关键技术掣肘及人们观念落后等原因，全年销量只有上千辆。20世纪90年代，电池技术的滞后，使电动汽车制造商改变了发展方向。

这一阶段，由于电池技术发展滞后，没有重大的突破，使电动汽车制造商面临巨大的挑战。汽车制造商在市场压力下，开始研发混合动力汽车，以克服电池和续驶里程短的问题。1992年1月，丰田发布了《丰田地球环境宪章》，这是丰田汽车公司就参与环保事业的基本方针、行动指南以及参与体制等方面制定的总纲领。目的在于切实解决日益加剧的环境污染问题和能源紧缺的现状，也就是说，丰田打算改变人们对传统汽油发动机车型的依赖性了。丰田在混合动力新能源车研发上走在了世界前头。丰田认为，当时大力推广电动汽车可能还为时尚早，但推广混合动力车可能恰逢时机。1995年东京车展上，丰田发布了名为普锐斯的混合动力概念车，普锐斯在拉丁语中意为prior（优先的、超前的）。普锐斯概念车具备能量回收系统和启停功能，低滚动阻力轮胎也为良好的燃油经济性做出了贡献。

1997年，代号NHW10的第一代混动版丰田普锐斯在日本爱知县的丰田工厂下线。丰田的目标是在日本本土每年销售12 000辆普锐斯，其余销往美国等市场。普锐斯是丰田MC平台下诞生的首款车型，第一代丰田普锐斯车重1254kg，且仅拥有一款三厢车型，如此结构也是为了将电动机和电池组以更合理的布局安放在车内，其余的细节设计则是为了提升空气动力学效应。从这款车的造型设计来看，它对1999年推出的丰田Echo三厢版产生了较深的影响。

第一代丰田普锐斯油耗表现出众，新车上市前官方公布的油耗为28km/L（约合3.57L/100km），经过不断的产品改良，最终量产后的商品车实测油耗为31km/L（约合3.22L/100km），油耗表现完全符合丰田的预期。尽管普锐斯如此省油，但当时这款车在日本本土的年销量不足两万辆，主要是人们的传统观念对新能源车还存在误区。

2.成熟

2000年，丰田在积累了一定的新能源车制造经验后，终于将第一代普锐斯推广到北美和欧洲市场。根据北美市场的安全标准，丰田普锐斯的保险杠造型有所改变，后扰流板的增加也有助于提升车辆行驶时的空气动力效应。第一代普锐斯在欧美市场的表现还算不错，此后几年在全球20多个国家共售出12.3万辆。

从2012年开始，丰田和雷克萨斯新能源车在拉美地区的汽车销量从2012年的约32.2万辆上升至2017年的41.9万辆，同期市场份额从5.3%上升到9.5%。因此，这也刺激了日产、大众和通用汽车，这些企业也开始积极推进混合动力汽车的销售。从1997年第一代普锐斯出生，到现在已经20多年过去了，普锐斯也发展到了第四代。在它的带领下，丰田混动家族逐渐壮大，从一开始的单枪匹马，发展到如今的34款混动车型，产品销售到全球90多个国家，销量达到上千万辆。

21世纪初期，电池技术有所突破，各国开始大规模应用电动汽车。这一阶段电池密度提升，电动汽车的续驶里程也以每年50km的速度提升，电动机的动力表现已经不弱于一些低排量的燃油车。

2003年，美国人马丁·艾伯哈德与马克·塔彭宁为了实现汽车向可持续能源转变，以减轻传统汽车尾气对环境的污染问题，从而创立了特斯拉公司，专门生产电动汽车。特斯拉历时五年使用莲花汽车公司的Elise跑车为基础研发了旗下第一款两门运动型跑车特斯拉Roadster，并于2008年发布。

特斯拉首款电动汽车Roadster于2008年面世后，销售与生产一直不温不火，没有人相信特斯拉可以生产出如此多的电动汽车。随着2012年推出Model S，特斯拉产销量明显加快，同时Model X和Model 3的出现更是加速了这一进程，尤其体积更小、相对便宜的Model 3在2019年实现30万台的销量，占据特斯拉全年总销量的82%。现在，特斯拉的第4款电动汽车Model Y也整装待发，成为特斯拉正式下线的第100万台电动汽车。

近年来，特斯拉对旗下产品进一步改进，装备了四轮全驱技术的特斯拉Model P85D，百公里加速仅需3.2s，提升续驶能力后可以行驶442km。而后来推出的特斯拉Ludicrous Mode，百公里加速更是达到了惊人的2.9s，达到了跑车级别最好成绩。

宝马近年来已推出多款混动及电动新能源汽车，如宝马X5、i3、i8等多个产品。前不久，奔驰EQS通过线上直播的方式进行了全球首秀，随着这款重磅车型亮相，奔驰也奏响了进入新能源时代的序曲。据悉，该车基于奔驰EVA电动平台打造，同时还搭载了MBUX Hyperscreen系统，性能以及配置都非常优秀。随着市场上新能源汽车越来越火爆，奥迪也推出了几款新能源车型。奥迪A6L e-tron搭载由2.0 TFSI汽油发动机和电动机组成的混动系统。其中，2.0TFSI汽油发动机最大功率155kW，最大转矩350N·m；电动机最大功率91kW，最大转矩220N·m。二者共同工作时，该车的综合最大输出为180kW/500N·m，传动部分将匹配8速自动变速器。

中国新能源汽车发展迅猛

1.由起步走向成熟

2000－2017年，中国新能源车由起步逐渐向成熟转变。

中国新能源汽车产业始于21世纪初。2001年，新能源汽车研究项目被列入国家“十五”期间的“863”重大科技课题，并规划了以汽油车为起点，向氢动力车目标挺进的战略。“十一五”以来，我国提出“节能和新能源汽车”战略，政府高度关注新能源汽车的研发和产业化。

2008年，新能源汽车在国内已呈全面出击之势。2008年成为我国“新能源汽车元年”。2008年全年新能源汽车的销量增长主要是乘用车的增长，达到899辆，同比增长117%。

2009年，在密集的扶持政策出台背景下，我国新能源汽车驶入快速发展轨道。虽然新能源汽车在中国汽车市场的比重依然微乎其微，但它在中国商用车市场上的增长潜力已开始释放。2009年1—11月，新能源乘用车销量同比下降61.96%，为310辆；新能源商用车——主要是液化石油气客车、液化天然气客车、混合动力客车等，销量同比增长178.98%，达到4034辆。相比在乘用车市场的冷遇，新能源汽车在中国商用车市场已开始出现增长。

2010年，我国加大了对新能源汽车的扶持力度，2010年6月1日起，国家在上海、长春、深圳、杭州及合肥等5个城市启动私人购买新能源汽车补贴试点工作。2010年7月，国家将“十城千辆”节能与新能源汽车示范推广试点城市由20个增至25个。选择5个城市进行对私人购买节能与新能源汽车给予补贴试点。新能源汽车正进入全面政策扶持阶段。2011－2015年开始进入产业化阶段，在全社会推广新能源城市客车、混合动力轿车及小型电动车。2016－2020年，我国进一步普及新能源汽车、多能源混合动力车，插电式电动轿车及氢燃料电池轿车逐步进入普通家庭。

2012年4月18日，国务院召开常务会议，决定争取到2015年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量达到50万辆，到2020年超过500万辆；2015年当年生产的乘用车平均燃料消耗量降至每百公里6.9L，到2020年降至5.0L；新能源汽车、动力电池及关键零部件技术整体上达到国际先进水平。2012－2016年，我国新能源汽车电动机及控制系统的市场容量将会在500亿元以上。

2014年，中国新能源汽车全年生产78 499辆，同比增长近3.5倍；销售74 763辆，同比增长近3.2倍。

2016年底，国务院印发的《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》强调，新能源汽车、新能源产业是战略性新兴产业的重要组成部分，要把握全球能源变革发展趋势和中国产业绿色转型发展要求，大幅提升新能源汽车和新能源的应用比例，推动新能源汽车、新能源等成为支柱产业。

2017年11月17日，第十五届广州车展在广交会展馆隆重开幕，自主、合资品牌共推出了131辆新能源车，俨然新能源车成了车展的主角。参展的车企都毫无悬念地推出了自己最新的新能源车型，如奥迪插电混动A6Le-tron、广汽传祺纯电动GS4 PHEV、荣威Erx5、比亚迪宋EV等等。

2017年底，国家发改委印发了《增强制造业核心竞争力三年行动计划（2018－2020年）》，新能源智能汽车成为其中一个重点。文件要求推动建立国际对话交流平台，加强技术合作，推动全球领先企业与国内企业开展多种形式的合资合作。

2017年12月，财政部、税务总局、工业和信息化部、科技部四部门对外发布公告称，自2018年1月1日至2020年12月31日，连续三年对购置的新能源汽车免征车辆购置税。公告明确，将通过发布《免征车辆购置税的新能源汽车车型目录》（以下简称《目录》），对免征车辆购置税的新能源汽车进行管理。2017年12月31日之前已列入《目录》的新能源汽车，继续享受该政策。受电池成本影响，新能源汽车价格相对偏高，购置税的取消，将直接提升新能源车综合性价比，降低消费门槛，吸引消费者购买。

政策就是机会，新能源汽车产业围绕新能源发展不断去抓机会，戴姆勒集团与北汽集团、大众集团与江淮汽车等国内外车企，近几年先后在新能源汽车领域展开了深入合作。据了解，2017广州车展的新能源汽车及技术专区的规模有了显著增长，除了展品内容更丰富之外，以往的技术核心多以电动机、电控为主，如今却在不断向外延伸至电池、电池管理、充电桩及相关核心零部件。众多跨国企业正在寻求与中国企业进行更深入的合作，其中汇集了欧司朗、费比、普罗菲等众多知名品牌的德国展团，规模比上期扩大了44%以上。

2017年，全球年销万辆以上的企业共22家，中国占11家。数据显示，2011－2017年，中国累计销售新能源汽车已经超过160万辆。此外，经过很多城市和一些运营商的努力，基础设施建设取得重要进展。截至2017年底，充电桩保有量达到21.4万个，私人充电桩总数44.5万个，私人购买纯电动乘用车充电桩配件率达88%。

2.腾飞

提到中国新能源车发展，有一个人不能不提到，他就是全国政协副主席、中国科协主席万钢。万钢之前在奥迪德国工作，2000年回到中国。2000年，万钢向国务院提出了开发洁净能源轿车，实现中国汽车工业跨越式发展的建议。他认为，新能源汽车是中国未来的发展方向。他的建议受到了中央的高度重视和支持，为此国家制定了多个鼓励新能源汽车发展的政策和规划。自2001年国家启动新能源汽车重大专项开始，就明确了以纯电动、混合动力、燃料电池为“三纵”和动力控制系统、驱动系统和动力电池系统为“三横”的核心发展技术路线，以及混合动力专用发动机研发。到了2010年，随着电动化、智能化的发展方向，提升了对于混合动力的要求，同时把智能网联、自动驾驶纳入到智能化动力控制的系统，保留了“三纵三横”的结构。

最新资料显示，2021年 1－7月，我国新能源汽车产销分别达到150.4万辆和147.8万辆，同比增长均为2.0倍。在新能源汽车主要品种中，与2020年同期相比，纯电动和插电式混合动力汽车产销同样保持迅猛增长势头。与2019年同期相比，产销同比增长94.4%和92.3%。在新能源汽车主要品种中，与2020年同期相比，纯电动汽车产销双双超过100万辆，插电式混合动力汽车销量超过20万辆，同比均呈快速增长；燃料电池汽车产销也结束下降，呈一定增长。目前，我国新能源汽车保有量已超过600万辆，占到了全球新能源汽车总量的50%以上。

中国作为世界上最大的汽车消费市场，其发展速度之快，令世人瞩目。中国政府高度重视节能、环保汽车产业的可持续发展，并将此作为我国《汽车产业发展政策》中明确支持的重要方向。根据国家《节能和新能源汽车产业发展规划》（以下简称《规划》）提出的发展目标，到2020年，新能源汽车产业化和市场规模达到世界第一。以混合动力汽车为代表的节能汽车销量达到世界第一。《规划》称，未来十年，中央财政将投巨资支持节能与新能源汽车核心技术研发推广，资金数额达上千亿元。而要实现这一目标，政府的扶持将会是新能源汽车产业在现阶段得以稳步发展的最有力的驱动。

在国家鼓励政策强力驱动、车型日益丰富以及基础设施日益完善的大背景下，我国新能源汽车近几年持续爆发增长。2017年，新能源汽车产销分别达到79.4万辆和77.7万辆，同比分别增长53.8%和53.3%，市场占比2.7%，比2016年提高了0.9个百分点。2018年国内新能源汽车产销分别为127万辆和125.6万辆，比2017年同期分别增长59.9%和61.7%。2019、2020年积分制的落地，则将为中期增长提供保障，预计2025年，国内新能源汽车产销量将达到500万辆。

新能源车如雨后春笋快速增长，一些城市出现新能源车牌“一牌难求”的情况，说明随着政策的推动，以及市场的不断拓展，消费者对新能源汽车已经越来越接受。根据相关规定，悬挂新能源汽车号牌的车辆将不受限行规定的限制，且在大量停车场享受前两个小时停车免费的政策。此外，纯电动汽车不用检测尾气排放，燃料电池汽车、插电式混合动力（含增程式）汽车也暂不列入尾气排放检测范围。这些优惠政策对北京、上海、广州等大城市的消费者来说，无疑具有强大的吸引力，同时各方面利好政策也会迅速波及中小城市，这些都是可喜的地方。

在中国新能源车发展史上，有几家企业不能不提到。首先是比亚迪，比亚迪是中国最早开发新能源车的企业。2018年比亚迪以23万辆新能源车的销量排名全行业第一，同比增长102%。新能源乘用车已连续四年夺得全球销量冠军、连续五年获得中国销量冠军。尽管2020年国内新能源汽车市场受到补贴下滑、技术门槛提高的影响，但作为龙头企业，比亚迪仍凭借核心技术优势及产业链优势，仍超额完成了销量目标。

近几年，比亚迪除了乘用车在国内畅销外，纯电动大客车不断出口海外，成为了公司的重要名片。2019年1月7日，比亚迪联手英国巴士制造商亚历山大·丹尼斯（ADL）率先向运营商Stagecoach South交付9台纯电动大巴以及配套充电设施，喜迎2019年开门红。得益于国家公交优先的战略，公共服务领域实现电动化对整个新能源汽车市场的发展起到非常好的示范效应。作为纯电动大客车的销量冠军车型，比亚迪K8历经多次技术升级，目前市场累计销量达3万辆，并在北京、广州、深圳、南京、长沙、西安、武汉、银川、太原、西宁、大连、青岛、承德、宁波及广安等地实现规模化运营。

目前，比亚迪电动汽车在全国市场占有率至少已达到22%以上，全国覆盖的城市超过200个。而在一线城市（北京、上海、广州、深圳），公司的市场占有率更是达到70%左右。公司有关人士表示，除了销量的增长，在质的方面也有大幅提升。其中，目前公司新能源汽车五成以上的销售来自于非限购城市，这对公司来讲意义重大。

对于接下来的新能源汽车产业的发展，有关人士认为，市场趋势仍将非常良好。2017年出台的双积分政策及各国禁售燃油车时间表相继推出，对新能源乘用车来说是重大利好。目前总体来看，行业新能源汽车的销量大概占到整个市场2%左右。而根据“十三五”规划，至2025年，我国新能源车年产销量要达到500万辆，从目前来看每年的销售增长需要翻番才能达到上述目标。因此，这对于比亚迪是非常好的机会。

2018年，北汽新能源销量达15.6万辆，同比增长49%。北汽EC新能源车销量达到9万多辆，位居全国新能源单一车型销量第一名。近年来，北汽新能源完善了EU、EV、EX以及EC等五大产品系列，覆盖微型车、轿车及SUV领域。目前纯电动车相比普通燃油车最大的不便就是充电时间长，为缩短能量补给时间，到2022年北汽新能源将累计投资100亿元，在全国建成3000座光储换电站，投放换电车辆50万辆，并从家庭用户、整车企业与换电运营商等各个社会主体结成蔚蓝生态联盟，一同携手倡导极致零排放。

吉利集团也是我国在新能源汽车成长中发展较快的企业。在2018年的吉利新品规划中，人们看到了吉利新能源车具体发展的实施目标。如果以产品数量为基准的话，将2018年称为“吉利的新能源元年”也不为过。2018年，吉利汽车相继推出了帝豪EV450、博瑞GE、帝豪GSe、领克01 PHEV等多款新能源及电气化产品，全年累计销量达到68 549辆。2019年，吉利全年销售新能源车113 067辆，同比增长69%，成为吉利高质量增长的新动能。

有关机构预计，2021年中国新能源汽车总销量将达到240万辆以上，我国新能源车制造企业正在向这一目标努力。业内专家们表示，新能源汽车市场近几年有望迎来井喷期。与前几年相比，近年来我国消费者已经越来越能接受新能源车，再加上诸多利好政策的实施，私人购车比例逐渐增加。对于企业来说，当前最大的问题是如何通过“强身健体”，在私人用户市场及早抢占份额。有关人士指出，只有私人消费成为新能源车市场的主流，才是刚性需求，让新能源汽车产销量真正走强，也能拉动配套设施等全产业链的发展。

“新”能源

目前全球只有少数几家汽车制造商在生产燃料电池汽车，而且他们的产品只在特定的市场上销售。这其中就包括宝马、沃尔沃和戴姆勒。这三家主要的欧洲制造商正计划在商用和重型卡车领域大举投资氢燃料电池技术。2020年，戴姆勒货车公司与沃尔沃集团建立了伙伴关系，创建了一个名为Cellcentric的燃料电池业务，计划在2025年开始生产燃料电池，应用于这两个品牌旗下的车辆。这两家公司也都在大力投资电动汽车技术，但他们认为电气化主要集中在中短途的轻型和中型车型上，氢气将用于行驶距离较长的重型载货车上，随着柴油逐渐被淘汰，这两种技术可能会在载货车市场上各占50%。

氢能技术自20世纪90年代首次得到重视以来，已经取得了长足的进步。燃料电池已经变得更轻、更高效、更便宜。然而，真正的难题在于需要开发足够的基础设施来支持燃料电池汽车，无论是乘用车还是重型载货车。和电动汽车相比，燃料电池汽车的优势很明显，例如续驶里程更长，加速更快。然而劣势也明显，那就是加氢站太少。但有迹象表明，这个问题正在得到解决，特别是在欧洲，一些国家正在通过公私合营的方式建设加氢站。