美国电池电动汽车销量生命周期

电池电动汽车

BEV 是全电动、可上高速公路的汽车，配备可充电的板载电池。与插电式混合动力电动汽车 (PHEV) 或“混合动力汽车”不同，它们没有任何内置的汽油发动机。虽然这项基本技术已经存在了一个多世纪，但在被汽油车淘汰后，它经历了长时间的衰退。直到过去 10 年，现代 BEV 才开始流行起来，并得到更广泛的采用。由于电动汽车的增长故事也是乘用车的增长故事，因此将同时讨论两者，以了解全貌。

诞生

最终造就汽车的技术来自用于有轨电车、机车和自行车的发动机技术。在 19 世纪中期，早期的蒸汽机从铁路技术中改编而来，通过自走式蒸汽拖拉机应用于农业。1851 年，查尔斯·佩奇制造了一台电力机车，成为电力有轨电车的原型。美国汽车工业的形成稍晚于欧洲，但在 1890 年代迅速形成，旨在取代马拉的四轮马车、马车和货车。大约在这个时候，大多数机动车使用汽油、蒸汽或电力发动机，都处于某种原型阶段。直到 1896 年，才出现两辆以上相同设计的汽车。

最初，蒸汽发动机和电力发动机似乎遥遥领先。1899 年，售出 1,575 辆电动汽车，1,681 辆蒸汽汽车（其中最流行的是“机动车”），而汽油汽车仅售出 936 辆。汽油汽车噪音大，难以启动，行驶里程短，速度慢，而且耗水量大。电动汽车在所有这些方面都具有早期优势。电动机比其竞争对手更清洁，并且不像汽油发动机那样需要费力的手动曲柄启动，也不像蒸汽发动机那样需要长时间预热。电动汽车最初也更快，这一点在成功的“La Jamais Contente”中得到了证明，它可以达到 100 公里/小时的速度。电动汽车的初始优势是利用了与有轨电车类似的技术，并且雇佣了有轨电车的制造商。

最终，汽油发动机的发明帮助减少了漏水，提高了行驶里程和速度。在世纪之交进行了这些改进之后，电动汽车由于其高成本和停滞不前的行驶里程开始败下阵来——这些问题一直困扰着这项技术至今。

以福特汽车为主导的汽油动力汽车从一开始就专注于大规模生产并降低成本。1900 年，电动汽车的价格从 1,250 美元到 3,500 美元不等，而汽油汽车的价格最高为 2000 美元。1902 年，售价 650 美元的奥兹莫比尔弯刀问世。大规模生产是汽油汽车行业做出的战略选择，与更注重以更高价格销售高质量汽车的电动汽车公司形成了对比。

更糟糕的是，电动汽车每年至少需要更换一次昂贵的电池。事实证明，用于电力有轨电车的电池并不适合汽车。电池容量的进步是稳定的。到 1910 年，电池的使用寿命达到 25 瓦时/公斤，可以提供高达 130 公里的行驶里程。但为时已晚——它们仍然依赖于仅在东海岸的大城市附近才有的电力输送基础设施。虽然汽油汽车可以携带备用燃料，但电动汽车则局限于城市。在汽油汽车发明启动点火系统后，电池容量的进步基本上停滞不前。

到 1920 年代，电动汽车实际上已经停滞不前，因为汽油动力汽车完全垄断了乘用车市场。1924 年，美国仅生产了 381 辆电动汽车，而汽油汽车则生产了 3,185,490 辆。汽油动力汽车在接下来的 50 年里继续塑造整个社会结构和发展趋势。

直到 1970 年代，公众的信心才开始转向汽车。随着环境运动的兴起，人们对空气污染造成的危害有了更深刻的认识。1973 年的石油危机促使国会重新思考国家对汽油动力运输系统的依赖。1976 年，美国参议院授权成立能源研究与开发协会，目的是开发电池以及电动汽车和混合动力汽车。

尽管通用汽车和美国宇航局的项目提供了支持，但许多与行驶里程和速度相关的缺陷仍然存在。ERDA 在 1980 年代被关闭，公众对电动汽车的兴趣再次消退，1970 年代的研发倡议几乎没有取得技术突破。在整个 1980 年代，电动汽车主要用作高尔夫球车和送货 van，主要用于英国。

1990 年，清洁空气法修正案和能源政策法案的通过，以及加州空气资源委员会颁布的零排放汽车强制性规定，再次为联邦政府发展电动汽车提供了动力。通用汽车 EV1 是一款完全由电池驱动的电动汽车，不产生 VOC、CO、NOx、PM 或 Sox。虽然 EV1 并没有在市场上停留太久，而且 CARB 的强制性规定最终在汽车制造商的诉讼后被取消，但它标志着电池技术的重大演变，电池充电之间的行驶里程创下了 80 英里的纪录。

1997 年，丰田利用美国能源部的研发技术推出了普锐斯，到 2000 年，普锐斯在全球范围内销售。作为第一款量产的商用混合动力汽车，它帮助提高了人们对电动汽车的认知。2006 年，特斯拉汽车公司从能源部获得贷款，开始生产一款使用尖端电池技术的豪华电动汽车。特斯拉的进步先于日产、雪佛兰、福特、三菱、宝马等更多知名汽车制造商进入 BEV 市场。

通过 2009 年的复苏法案，美国能源部投资超过 100 亿美元，与汽车制造商合作建设电动汽车充电站网络。

目前，美国道路上有超过 234,000 辆插电式电动汽车和 330 万辆混合动力汽车。目前，日产 Leaf、特斯拉 Model S 和 MBW i3 占据着全球最畅销全电动汽车的榜首。

开始	第一个时代	繁荣与萧条	第二个时代	第三个时代
	1897 年：纽约市出租车车队改用电动机	1908 年：福特 T 型车上市	1973 年：石油输出国组织石油禁运导致多国进行电动汽车研发工作	2010 年：日产 LEAF 发布，荣获欧洲年度最佳汽车奖。
1832 年：罗伯特·安德森制造了原型电动马车	1899 年：La Jamais Contente 以 100 公里/小时的速度打破了乘用车速度纪录	1912 年：查尔斯·凯特林发明了电动启动器	1996 年：通用汽车制造了 EV1	2011 年：全球电动汽车超过 50,000 辆
1834 年：托马斯·戴文波特制造了一辆在轨道上行驶的直流电动汽车	1900 年：电动汽车成为美国最畅销的汽车	1930 年：电动汽车几乎完全被内燃机汽车淘汰	1997 年：丰田开始销售普锐斯	2012 年：全球电动汽车超过 180,000 辆

增长

利用能源信息管理局、美国能源部和电动汽车交通协会的数据，可以明显看出，自 1992 年以来，美国 BEV 的采用率一直在增长。图 1 特别注意到，自 2010 年以来，增长速度迅速加快。对电池、燃料电池和汽车系统的研发降低了成本，使电动汽车在质量市场上与内燃机汽车具有竞争力。表 1 中可以明显看出，在过去几年中，面向全球市场的 BEV 选择比以往任何时候都多。

车辆	制造时期
贝克汽车	1899 年至 1915 年
斯图贝克电动汽车	1907 年至 1939 年
亨尼·千瓦	1958 年至 1960 年
塞布林-先锋 Citicar	1974 年至 1982 年
斯柯达·福禄	1992 年至 1994 年
通用汽车 EV1	1996 年至 2003 年
雪佛兰 S10 EV	1997 年至 1998 年
本田 EV Plus	1997 年至 1999 年
丰田 RAV4 EV	1997 年至 2002 年
福特 Ranger EV	1998 年至 2002 年
Think Nordic	1999 年至 2002 年
ZAP Xebra	2006 年至 2009 年
特斯拉 Roadster	2008 年至 2012 年
三菱 i MiEV	2009 年至今
日产 Leaf	2010 年至今
雷诺 Kangoo	2011 年至今
smart ED	2012 年至今
特斯拉 Model S	2012 年至今
雷诺 Zoe	2013 年至今
大众 e-Up!	2013 年至今
宝马 i3	2013 年至今
起亚 Soul EV	2014 年至今
大众 e-高尔夫	2014 年至今
梅赛德斯-奔驰 B 级电动车	2014 年至今
大众 e-Up!	2013 年至今
特斯拉 Model X	2015 年至今

我使用了一个三参数逻辑模型来更好地了解 BEV 采用率的 S 形曲线，其中

S(t) 是状态度量（BEV 数量），t 是时间（年），t0 是拐点时间（达到 1/2 K 的年份），K 是饱和状态水平，b 是一个系数

回归结果
K	122,720,000
b	0.0305
t0	2038
r^2	0.74