电动汽车的前生今世和未来
远在特斯拉出现之前，电动汽车就曾经大行其道。早在1900年，路上就有1/3的车是电动的，保时捷还做了电动的跑车。那么电动车是怎么走向衰落，又再次复兴的呢？让我们从电动车的兴衰，了解技术革新的因果。
另请阅读今日二条，马凯副总理关于新能源汽车的讲话。回复150422，还可阅读知社往期精华《美国国家储能联合研究中心：超越锂电池 》。
无论是混合动力，插电式混合动力还是全电动，人们对电动汽车的需求将持续攀升，而其价格则会不断下降。研究显示，目前电动汽车在新车销售中所占比例超过3%，而到2020年，世界范围内电动汽车销售量会增长至7％， 达到每年660万辆。
其实电动汽车并不是什么新鲜玩意，早在100多年前，电动汽车就曾在欧美大行其道。她是如何兴起、衰落，而又卷土重来的呢？带着对电动汽车的浓厚兴趣，让我们一起在知社学术圈回顾其历史，了解其现在，憧憬其未来。
电动汽车的诞生，很难追溯到哪个国家哪个人的某一项发明，而是一系列技术突破的结果，从电池到电机，最终拉开了电动汽车的帷幕。
19世纪初，匈牙利、荷兰和美国的工程师就开始琢磨电池驱动车辆的想法, 并制作了第一批小尺寸的电动车。到了19世纪下半叶, 法国和英国工程师制作的电动车已经具备实用性。而美国的第一个电动车是由化学家威廉•莫里森在1890年成功制作的，能装六名乘客，最快能开到14英里一小时，极大地激发了人们对电动车的兴趣。
在接下来的几年内, 不同厂家生产的电动汽车在美国城市大量涌现。在纽约，甚至有超过60辆的电动出租车。到1900年, 电动汽车达到其鼎盛状态， 路上的汽车有三分之一是电动的。在接下来的十年里, 电动汽车的销售也保持强劲的增长。那么，它又是如何走向衰落的呢？
要想理解电动汽车在二十世纪初的流行，需要了解当时的主流交通方式。 十九世纪末，马车仍然是最主要的运输方式。但随着美国经济的发展和繁荣，人们对新发明的蒸汽、汽油或电池驱动的车辆开始产生浓厚的兴趣。蒸汽是经实践检验的可靠能源，广泛用于工厂和火车。蒸汽驱动的车辆在十八世纪末就出现了，但直到19世纪70年代这项技术才应用于汽车。然而，蒸汽汽车启动时间长，气温低的时候可长达45分钟，而且需要加水补充，限制了其活动范围，因而对个人交通并不是十分适用。
电动汽车走向市场的时候，新型汽油动力车，得益于19世纪内燃机的发展，也几乎在同时出现。然而，汽油动力车当时存在不少的问题，费时费力，操作困难。它们需要手摇启动，换档也很费劲，同时还存在着噪音大，气味强的缺点。
电动车则没有这些困扰蒸汽或者汽油车的问题。他们没有噪音，易于驾驶，更不像那个时代其它车辆一样排放难闻的污染物，因此很快受到城市居民，尤其是女性的青睐。它们特别适合于城市内的短途旅行。而当时郊区的恶劣道路条件，使得任何一类的汽车都走不太远。随着电力的普及，充电也变的容易了，使得电动汽车在社会各个阶层都流行起来。许多创业者都注意到人们对电动汽车的需求，尝试各种提升这项技术的方法。例如，保时捷公司的创始人费迪南德•保时捷在1898年就开发了名为P1的电动车。他还发明了世界上首款混合动力汽车，可由电池和汽油驱动。大发明家托马斯•爱迪生认为电动汽车极具前途，因而花了很大功夫开发更好的动力电池。他还和亨利•福特和爱迪生一起合作，开发低成本电动汽车。
然而,亨利•福特大批量生产的T型汽车取得了巨大的成功，给予电动汽车致命一击。在1908年推出的以汽油为动力的T型车价格便宜，很快就得到广泛使用。到1912年，汽油车的价格只有650美元，而电动车的售价则为1750美元。同年，查尔斯•凯特林发明了电子启动器，淘汰了手动曲柄，更加促进了汽油动力车的销售。到了二十世纪20年代，美国各城市间有了更好的道路交通系统，远行变得相对容易。得克萨斯原油的发现大幅度降低了汽油的价格，加油站开始出现在美国各地。 于此对应的是，电力在很大程度上仍然只局限在城市，电动汽车很难远行。到了1935年，电动汽车几乎消失。
在其后的30年内，电动汽车进入了技术停滞的黑暗时代。汽油廉价丰富，内燃机持续得到改善，使得人们不再需要替代燃料汽车。
到了20世纪60年代末和70年代初，油价飙升，汽油短缺，能源危机在1973年阿拉伯石油禁运中达到顶峰。这极大地刺激了在石油方面对外依赖度极强的美国，使他们不得不寻找国内燃料来源。为应对能源短缺，美国国会通过了1976年电动和混合动力汽车的研究，开发，和示范法案，授权能源部支持研究和开发电动车和混合动力车。
与此同时，许多大大小小的汽车制造商开始研究包括电动汽车在内地替代燃料汽车。例如，通用汽车公司开发出了城市电动车的原型，在1973年公开展示。美国汽车公司生产的电动吉普车，在1975年被用于美国邮政服务的测试之中。美国宇航局也不甘寂寞，他们研发的电动月球车是第一个驶上月球的载人车辆。
然而，开发和生产于上世纪70年代的电动车辆与汽油动力车相比仍然存在一些显著的缺点，时速最高只有每小时45英里，续航能力只有40英里。这限制了电动汽车的应用。
到了20世纪90年代，石油危机仿佛已经是遥远的记忆，人们对于电动汽车的兴趣已经淡漠。然而，美国新的联邦政府和各州的法规开始改变这一状况。1990年的清洁空气法修正案和1992年能源政策法案的通过，再加上美国加州发布的新的交通排放法规，使得人们重新将目光回到电动汽车。
这一期间，汽车制造商开始把一些流行的车辆改装成电动汽车。这意味着电动车辆现在达到的速率和性能更接近于汽油动力车辆，而且续航能力达到60英里。
通用汽车公司选择了另一途径，研发了全新的EV1，成为那个时期最出名的电动车。它可以达到每小时80英里，在几秒内从零加速到50英里每小时，迅速赢得了许多狂热的追随者。但由于生产成本高昂，EV1电动车没有商业可行性，在2001年被通用汽车公司停止生产。
90年代末，经济蓬勃发展，中产阶级壮大，油价低廉，很多消费者根本不关心汽车是否节能。尽管如此，美国能源部仍积极支持科学家和工程师致力于改善电动车技术，包括电池。
20世纪下半叶电动汽车的起起落落向世界展示了其潜力，但直到21世纪初，电动汽车才开始真正复兴。这主要得益于汽车行业的两大事件。
许多事情表明，第一个转折点是丰田普瑞斯的推出。1997年普锐斯在日本发行，成为世界上首款量产的混合动力电动汽车。2000年，普锐斯在全球发行，立刻风靡市场。为了将普锐斯推向市场，丰田使用了由美国能源部的资助研究的镍电池 。自那时以来，汽油价格的上涨以及人们对碳排放的日益关注，让普锐斯成为过去十年全球最畅销的混合动力车。
第二个事件发生在2006年。一个硅谷小公司，特斯拉，宣布启动，从而重塑了电动汽车行业格局。特斯拉开始生产豪华电动跑车，一次充电可跑200英里。2010年，特斯拉在美国能源部获得4.65亿美元贷款，在美国加州建立了制造工厂。那以后，特斯拉汽车短时间内赢得广泛赞誉，而且成为加州最大的汽车制造公司。
特斯拉的成功刺激了许多大的汽车制造商加速研发自己的电动汽车。在2010年底，雪佛兰Volt和日产LEAF进入美国市场。Volt是首个商业化插电式混合动力车，有一个汽油引擎，可以在电池耗尽时补充电力驱动，从而增大了汽车的行使范围。相比较而言，LEAF是全电动汽车，仅由电动马达提供动力。
接下来的几年里，其他汽车制造商纷纷将电动车推向市场。然而，消费者依然面临着电动车从一开始就存在的问题 - 如何在行驶的过程中充电？通过经济复苏法案，美国能源部门投资了一亿一千五百万美元来帮助建设覆盖全国的充电设施，安装了超过18,000个民用、商用及公共充电器。美国汽车制造商和其他私人企业也在很多地方安装了自己的充电器。
与此同时，新的电池技术也开始进入市场，进一步提高了插入式电动车的续航里程。在过去四年，电动汽车电池成本已经降低了50％，而电池的功率，能量和寿命都有了提高。这进一步降低了电动车的成本，使他们变得更加实惠。
目前，消费者买电动车远比以前选择更多。当下，市场上有23种充电式电动车和36种混合动力型电动车可供选择，从两人的Smart ED到中型的Ford C-Max Energi，直至BMW i3 豪华 SUV。随着汽油价格持续攀升，电动车价格不断下降，电动车越来越受欢迎。当前在美国大街上约有234,000 辆充电式电动车和330万辆混合动力车。
很难说电动车未来会怎样。但是，它有足够的潜力来开创一个可持续发展的未来。如果我们将所有的轻小型机动车都换成包含最新科技的混合动力车或者电动车，我们就可以大幅度减少石油消耗，并减少20%的碳排放。
为了实现碳减排的目标，在2012年美国推出了能源部电动汽车普及大挑战，汇集了美国最优秀，最聪明的科学家，工程师和企业家，目标是到2022年使插电式电动车像今天的汽油动力车辆一样，进入千家万户。在电池方面，能源部的联合储能研究中心和先进能源研究署(ARPA-E)也正在努力克服阻止电动车大规模的改进的科学和技术壁垒，从可以一次充电走得更远的新类型电池，到对电动马达十分关键的替代材料。
最终，只有时间会告诉我们电动车未来的路在何方。
知社学术圈特约原创，其他公众号和网站，如需转载，请联系授权。图片来自网络。
【知社学术圈】是由一批海归学者发起的公益学术交流平台，旨在分享学术信息，整合学术资源，加强学术交流，促进学术进步。我们欢迎各领域学者来函来稿交流合作(xueshuquan@yahoo.com)，欢迎无删改的转载与分享。机构公共号分享，请知会微信ID scholarset。