1.1.4 現代電動汽車

現代電動汽車是指主要以動力電池或超級電容為能量源、全部或部分由電機驅動的汽車，通常有純電動汽車、插電式混合動力（增程式）電動汽車和燃料電池電動汽車等。

現代電動汽車橫跨機械、電力、化工、信息、材料、交通等多個行業，融合了電化學、電力電子技術、控制工程、通信技術等多學科理論與技術，是一個多學科、跨領域、復雜的技術產品。

2011年，由特斯拉（Tesla）汽車公司制造的全尺寸高性能純電動轎車Tesla Model S正式進入量產階段。2021年，特斯拉全球銷售量達到93.62萬輛，是現代純電動汽車的典型代表。

2011年12月，豐田汽車公司推出了第三代插電式的普銳斯，在200V電源下，充電時間為100min，在純電動模式下能行駛20km，最高車速為100km/h；在混動模式下，汽油機將起動以提供額外動力。其百公里加速時間為11.4s，百公里油耗僅為2.2L。

2013年2月，世界上第一輛量產版氫燃料電池電動汽車iX35在現代汽車韓國蔚山工廠正式下線。該車采用了100kW的燃料電池堆為一臺功率為100kW的電機提供能量，電機可提供的峰值轉矩達到了300N·m，百公里加速時間為12.5s，最高車速可達151km/h，續駛里程達594km。儲氫罐中可存放5.6kg氫氣，即每千克氫燃料可支持汽車行駛106km。

由于電池、電機、電控及其他重要技術的發展，使得現代電動汽車技術發展取得了很大進步，在整車的動力性、續駛里程等方面都完勝早期的電動汽車?，F在電動汽車各方面的性能已基本能夠滿足人們的日常需求，銷量迅速增長。

汽車能源發展歷經燃煤（w_C:90%～98%）、石油（w_C:83%～87%，w_H:11%～14%）、天然氣（w_C:75%，w_H:25%），發展到現在提倡的新型能源——氫燃料（w_H:100%），整體上體現出汽車燃料“脫碳加氫”的過程，如圖1-2所示。

目前，新能源汽車是世界各國研究的方向，逐步地在進行能源的“脫碳加氫”。中、歐、美、日、韓、澳、俄等國家和地區均制定了氫能路線圖，積極推進氫能產業技術研發和產業化布局。國際氫能委員會預計：到2050年，氫能將承擔全球18%的能源終端需求，氫能的利用可貢獻全球CO₂減排的20%，創造超過2.5萬億美元的市場價值，成為與汽油、柴油并列的終端能源體系消費主體，屆時燃料電池汽車將占據全球汽車銷量的20%～25%。

從全球來看，主要汽車生產和消費國都在積極推進汽車電動化全面發展。美國計劃加快零排放公交客車和乘用車的生產和銷售，并增加充電站數量，其中包括1000億美元的消費補貼資金。日本、韓國和歐盟也都非常重視電動汽車的發展?？鐕嚻髽I也在積極布局和推廣新能源汽車。比如在美國，通用汽車計劃在電動汽車上投資270億美元，到2025年前推出30款新車型，2035年前實現所有乘用車“零排放”，停止生產內燃機汽車。

福特汽車計劃將2026年作為內燃機到純電動化的過渡的臨界點，屆時歐洲福特所有乘用車都將提供純電動或插電式混合動力車型，從2030年起在歐洲的所有車型將完全實現電動化。

在日本，2021年4月23日，本田汽車發布了其電動化產品的發展規劃。計劃到2030年，電動汽車和氫燃料電池電動汽車將占市場銷量的40%，2035年達到80%，2040年前將電動汽車和燃料電池汽車車型的銷售比例提高至100%，至2050年實現零碳排目標。

2020年，豐田電氣化車輛的全球銷量約為195萬輛，占豐田整體銷量的23%。同時，豐田計劃到2025年實現全球每年銷售約550萬輛電氣化汽車的目標，其中純電動和燃料電池車型規模達到100萬輛以上。

日產汽車的目標是：到2030年初期實現核心市場（日本、中國、美國和歐洲）新車型100%的電動化，到2050年整個集團的企業運營和產品生命周期實現碳中和。

從日本車企制定全面電氣化時間表來看，日本計劃在未來15年內淘汰燃油車，到2035年，電動車（包括混動、燃料電池汽車）將替代燃油車。

在歐洲，大眾汽車集團未來5年將在電動化與混動化領域投資460億美元。到2030年，希望將歐洲市場中純電動車型的占比提升至60%，在中國和美國兩大市場，純電動車型占比均超過50%，2050年前通過產品全生命周期的碳減排實現碳中和。大眾汽車未來業務重心將逐步轉向電動車，不再繼續研發新型內燃機，但并未透露結束內燃機生產的具體時間表。

梅賽德斯-奔馳計劃在2025年實現全部銷量的25%以上為純電動車型，至2030年插電式混合動力及純電車型將占全球銷量的50%以上。按照“2039愿景”，梅賽德斯-奔馳計劃在2039年前實現乘用車新車型陣容的碳中和。屆時，梅賽德斯-奔馳計劃停止銷售傳統內燃機乘用車，旗下所有乘用車實現碳中和。

寶馬集團的目標是：到2023年將在約90%的細分市場中為每一條產品線提供至少一款純電動車型，2025年純電動車銷量將為2020年的10倍以上。到2025年底預計完成全球第200萬輛純電動車的交付，到2030年單車二氧化碳排放量相較2019年至少降低1/3。

汽車面世100多年來，內燃機動力系統始終是研發的核心。但近年來，越來越多國家宣稱禁售內燃機汽車。比如，挪威計劃2025年開始實施，印度、荷蘭和英國將在2030年跟進，德國計劃在2050年執行禁令，美國加州決定在2035年后完全禁止銷售內燃機汽車。一些汽車廠商也宣布將停止對內燃機汽車的進一步研發，比如通用、福特、梅賽德斯-奔馳、寶馬子品牌Mini、捷豹、賓利等。

不過，對于新能源汽車業內也有人質疑，比如動力電池在生產和回收過程有大量碳排放，純電動汽車節能減排是偽命題。根據歐洲車企全生命周期評估方法，生產一輛電動汽車并不比生產燃油車碳排放少，因為汽車企業碳中和需要解決電動車從供應鏈、電池組、生產與物流、使用階段到報廢回收全生命周期的碳問題。