电动汽车
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电动车或电动汽车是指能使用电能作为动力驱动的車輛。按照动力系统分类，电动车又细分为純電動車或电池电动车（BEV）、混合動力車輛（HEV）和燃料電池車（FCEV）。行业術語中的「電動車」通常指充电式电动车辆，即純電動車和插電式混合動力車（PHEV），但廣義上也可以包括增程電動車（REEV）和燃料电池车。
与传统的内燃机汽车相比，电动车属于新能源车，車輛整體尾气排放量較低（但供電的發電廠可能會產生温室气体排放和空气污染），行驶时更安靜、反應更靈敏、能量轉換效率優越且不依赖加油站（前提是有可靠便用的充电桩设施或家用电源）。因现有电池组技术和充电桩普及度不足所导致的里程焦虑是目前电动车普及的主要障碍。
进入2000年代后，以锂电池为代表的储能单元能量密度加速提升，解决了困扰电动车近一个世纪的续航难题，以特斯拉和比亚迪为代表的新兴电动车品牌崛起，一些传统燃油汽车厂商（主要是德系和韩系，以及少量日系）也在加速转型进行电动车的研发和生产。与此同时，电动车配套的充电桩、换电站、燃料电池配套如加氢站等也在加速建设。在中国大陆、美国以及挪威、芬兰等欧洲国家和地区，也给予了不同程度的政策支持，包括现金补贴、低息贷款、无偿土地建厂等。同時一些國家和地區已立法逐步淘汰化石燃料汽車的銷售[1]，以減少空氣污染並緩解氣候變遷。據國際能源總署稱，到2023年，電動車預計將佔全球汽車銷量的近五分之一。
历史
初期探索（1830~1870年）
电动汽车的历史比现在最常见的内燃机车要早。直流电机之父匈牙利的发明家、工程师阿纽什·耶德利克最早于1828年在实验室试验了电磁转动的行动装置[2]。美国人托马斯·达文波特于1834年制造出第一辆直流电机驱动的电动汽车。1837年，托马斯因此获得美国电机行业的第一个专利[3]。在1832年至1838年之间，苏格兰人罗伯特·安德森发明了电驱动的马车，这是一辆使用不能充电的初级电池驱动的车辆。1838年，苏格兰人罗伯特·戴维森发明了电驱动的火车。今天在路面上依然行驶的有轨电车是1840年在英国出现的专利。
19世纪末的发展（1860~1920年）
随着蓄电池技术的发展，电动汽车的运用在19世纪的下半叶在欧美得到了较为广泛的运用。1859年法国物理学家、发明家加斯东·普朗忒发明了可充电的铅酸电池[4]。
1896年，哈特福德電燈公司推出可更換電池的電動貨車，買家只買下車輛，但不包括電池，然後在使用時再以每里計交付充電及保養費。[5]
19世纪末期到1920年是純电动汽车发展的一个高峰。在早期的车輛消费市场上电动汽车比内燃机驱动车辆有着更多优势：无气味、无震荡、无噪音、不用换挡和价格低廉，这形成了以蒸汽、电动和内燃机三分天下的车輛市场[6]。
发展停滞（1920~1990年）
随着美国德州石油的开发和内燃机技术的提高，电动汽车在1920年之后渐渐地失去了优势。车輛市场逐步被内燃机驱动的汽车取代。只有少数城市保留着很少的有轨电车和无轨电车以及很有限的电瓶车（使用铅酸电池组，被使用在高尔夫球场、铲车等领域）。电动汽车的发展从此停滞了大半个世纪。随着石油资源不断流向市场，人们几乎忘记还有电动汽车的存在。相对的，运用在电动汽车上的技术：电驱动、电池材料、动力电池组、电池管理等也无法得到发展或运用。
复苏期（1990年至今）
随着石油资源的日益减少、大气环境的污染，人们重新关注起电动汽车。1990年之前，提倡使用电动汽车主要还是以民间为主，比如1969年建立的民间学术团体组织：世界电动汽车协会。世界电动汽车协会每一年半在世界不同国家和地区举办专业电动汽车学术会议和展览（Electric Vehicle Symposium and Exposition，EVS）。
1990年代开始，随着电池储能单元的发展，以及对矿石能源储量、油价不断升高的担忧，各个主要的汽车生产厂家开始在新能源车领域做出尝试。在1990年1月的洛杉矶车展上，通用汽车的总裁向全球推介Impact纯电动概念轿车。1992年福特汽车推出钠硫电池的Ecostar，1996年丰田汽车使用镍氢电池的RAV4LEV，1996年法国雷诺汽车的Clio，1997年丰田普锐斯Prius混合动力轿车下线，日产汽车也在同年推出世界上第一辆锂离子电池的电动汽车Prairie Joy EV。1999年本田汽车发布、销售混合动力車本田洞察者。
除了传统汽车制造企业的尝试外，也有新成立的汽車製造企業嘗試。如在2003年美國新成立的特斯拉公司和在中国大陆新成立的比亞迪汽車公司。兩者都以生产純電動車為主。其中特斯拉在2006年推出的Roadster跑车0~60英里只要3.9秒，每次充电可行驶400公里；而比亞迪在2008年12月15日推出了以磷酸铁锂电池為主的世界上第一款批量生产的插電式混合動力車：比亞迪F3DM，直到2010年5月才推出真正意義上的純電動車：比亚迪e6。
2020年代起，有國家和地區已經初步計畫在未來十幾年後禁售燃油車（預定禁止日期大部分在 2030-2040年），往發展電動車的方向去走。[7][8]2023年2月14日，歐盟的歐洲議會通過法案，2035年起禁售燃油車[9][10]。
核心技术
电动车的技术关键在于“三电”，即电机、电池和电控。虽然其它车辆部件也很重要，但是电动车作为载具，最重要的是这三个与车辆移动运行息息相关的方面。
电动机
不通品牌的电动车会有不同的电机设计，比如特斯拉生产的纯电动车通常使用异步电动机，日产聆风和雪佛兰Bolt则使用永磁同步电动机[11]，而比亚迪生产的一些纯电动车和插电混动车则使用直流无刷电动机。相比汽油和柴油发动机，电动机可以产生更高的力矩，同时不需要依赖变速器和离合器来应对加速和怠速时的力矩变化，加速时的反应速度也由于燃油车（燃油车因为变速器运行的原因，通常会有一定滞后）。电动车的电机还可以结合再生制动将已产生的力矩以发电形式回收并储存在飞轮、蓄电池或超级电容内，从而在增强制动效果的情况下还能回收能量，有效延长车辆行驶里程。
因为电动机的能量转换效率的能量转换效率远超基于活塞发动机原理的各种传统内燃机，所产生的废热很少，因此不需要庞大的冷却液-散热器系统来为发动机降温，可以省去大量的空间和重量让给车辆的其它部件。同时电动车在采用二轮驱动设计时不需要拥有传动轴为前后轮分配力矩，如果是四轮驱动则可以采用前后两台电机统一电控的设计也不需要传动轴，这就为底盘和座舱省出了额外的空间。一些特殊设计的电动车（比如仰望U8）甚至可以使用四台电机分别驱动四个轮子，使得各个轮子可以独立运转，更可以灵活应对复杂地形。
电动机相对传统内燃机最大的优势是环保和运行成本。虽然不同地区的电费有异，但总体来说电机每百公里的耗电开销仍要优于汽车燃油经济性。而且电车能量效率高，运行产生的噪音污染更低，所用的电能也不像燃油车那样必须依赖化石能源，而是可以部分甚至完全利用可再生能源。此外电车运行不需要燃烧也不会产生尾气排放，即使把发电厂造成的温室气体和空气污染也算上，所产生的碳足迹也远小于燃油车赖以运行的石油工业。有许多抵触电动车的组织和个人常常会散布恐惧、困惑和怀疑说法，将生产电动车和发电造成的污染也算入电动车的环境成本，但却往往避谈制造燃油车和采油/炼油造成的环境成本相比之下只高不低。
电池组
电动车电池（electric-vehicle battery，简称EVB）通常是可插入电网充电补能的蓄电池，一般会设计为有较大千瓦小时规格的大容量，因此目前最常见的是能量密度较高的锂电池。与传统燃油车上负责启动、照明及点火（SLI）的汽车蓄电池不同，电动车电池需要能长时间持续输出较高的功率，因此需要是能够深度放电的深循环电池（deep-cycle battery），因此需要较高的功率重量比。因为目前的电池技术与传统的液态化石燃料（汽油和柴油）相比，比能仍然处于劣势，有此造成的里程焦虑也成为电动车普及的最大障碍，虽然未来的固态电池有潜力可能克服这方面的局限。
早期的电动车使用的蓄电池是铅酸电池，后续也有使用镉镍电池、镍氢电池，偶尔也有锌空气电池及纳镍氯化物电池等熔盐电池[12]，但因为其续航能力较差，以蓄电池为基础的电动车辆在1920年代汽油车辆普及后基本上被市场抛弃。从1990年代末开始，因为各种可携式电子产品（比如膝上电脑、平板电脑、PDA、智能手机等）和个人轻型交通工具（如电动摩托车、电动自行车和电动滑板车等）的普及带动了电池技术和性能的提升，锂电池高容量、高功率密度和几乎无记忆效应可在任何电量状态下充/放电等特性使其受到青睐，电动车也因此获益，目前最常使用的电动车电池是锂离子电池和锂离子聚合物电池。到2018年，全电里程超过250英里（400公里）的电动车（比如Tesla Model S）已商品化，其电池衍生的技术也应用在不同的车辆领域中[13]。
锂电池的制造和原料供应（锂矿以及其它稀土元素）的成本一直是个问题（虽然截至2019年[update]，电池车电池的单位成本已较2010年下降了87%[14]），而且受损或出现短路时容易出现热失控起火有着很大的安全隐患。目前增势最猛的电动车电池是以比亚迪刀片电池为代表的磷酸铁锂电池，虽然能量密度不如锂离子电池，但安全性、电池寿命和深度充/放电性能都具有优势，也被大量使用在光伏储能等领域。
因为电动车电池的电能容量和功率输出都远超传统车辆，因此也可以用来支持许多传统车辆难以做为标准配置的车载电器，比如饮料制冷机、资讯娱乐屏显和电动加热座椅，即所谓“冰箱、彩电、大沙发”的新能源车标配“三大件”。此外，许多新型电动车还支持V2G功能，在停电、户外出行和应急时可以作为备用电源来直接供给其它电器和电动工具的使用。
充电接口
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交流電
- 參考IEC國際標準規範IEC 62196-2
- SAE J1772（又稱Type 1）：北美單相交流電充電標準，主要在北美、中美洲、日本、韓國和台灣採用。
- IEC 62196 Type 2：歐洲單相和三相交流電充電標準，主要在歐洲、南美洲、南非、中東、澳洲和印度、新加坡、香港、台灣等亞洲國家和地區採用。中國大陸GB/T交流電充電標準以此基礎開發但不相容。
直流電
- 參考IEC國際標準規範IEC 62196-3
- 組合充電系統（CCS）
- CCS1：衍生自 SAE J1772 在此基礎上增加直流電DC端子實現快速充電，主要用於北美、中美洲、韓國和台灣。
- CCS2：衍生自 IEC 62196 Type 2 在此基礎上增加直流電DC端子實現快速充電，主要用於歐洲、南美洲、南非、中東、澳洲和亞洲國家和地區。
- CHAdeMO：日本直流電充電標準
- GB/T 20234：中國大陸直流電充電標準
电子控制
电动汽车组织
- 世界电动汽车协会
- 世界纯电动汽车、混合动力车和燃料电池车大会暨展览会（The World Electric Vehicle Symposium and Exposition，EVS）
- 亚太电动汽车协会（The Electric Vehicle Association of Asia Pacific，EVAAP）
- 中国电动汽车百人会
参考
- ^ Governor Newsom Announces California Will Phase Out Gasoline-Powered Cars & Drastically Reduce Demand for Fossil Fuel in California's Fight Against Climate Change. California Governor. 2020-09-23 [2020-09-26]. （原始内容存档于2023-10-10） （英语）.
- ^ Hungarian contributions to world civilization Compiled by Béla J. Kardos, 2000, page 4
- ^ 存档副本. [2011-08-07]. （原始内容存档于2008-10-16）.
- ^ The Automobile Age, 作者James J. Flink，1990，page 9
- ^ Kirsch, David A. The Electric Vehicle and the Burden of History. Rutgers University Press. 2000: 153–162. ISBN 978-0-8135-2809-0.
- ^ 《Build Your Own Electric Vehicle》 , 作者：Bob Brant page 44-45
- ^ 2021 電車襲來》禁售燃油車玩真的，看政策法規如何牽動產業變化. [2021-04-19]. （原始内容存档于2021-01-30）.
- ^ 除了日本...這些國家也規劃禁售燃油車. [2021-04-19]. （原始内容存档于2021-04-22）.
- ^ 歐洲議會通過法案 2035年起禁售燃油車. [2023-04-07]. （原始内容存档于2023-05-01）.
- ^ 歐洲議會通過「2035年起禁售燃油車」網懷疑：坐等政策轉彎. [2023-06-09]. （原始内容存档于2023-06-12）.
- ^ Widmar, Martin. Electric vehicle traction motors without rare earth magnets. Sustainable Materials and Technologies. 2015, 3: 7–13. ISSN 2214-9937. doi:10.1016/j.susmat.2015.02.001
.
- ^ Axeon Receives Order for 50 Zebra Packs for Modec Electric Vehicle; Li-Ion Under Testing. Green Car Congress. 2016-11-24 [2019-12-15]. （原始内容存档于2021-03-23）.
- ^ EV Database. EV Database. [2020-04-25]. （原始内容存档于2021-04-20） （英语）.
- ^ Battery prices are falling, which is good news for EVs. Marketplace. 2019-12-03 [2020-04-25]. （原始内容存档于2021-04-17） （美国英语）.
参见
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