《汽車文化（第二版）》課件 第一章　汽車發(fā)展簡史

第一章汽車發(fā)展簡史1第一節(jié)車的起源第二節(jié)汽車的雛形第三節(jié)蒸汽汽車第四節(jié)內(nèi)燃機汽車的先驅(qū)第五節(jié)現(xiàn)代汽車的誕生第六節(jié)電動汽車的發(fā)展第七節(jié)汽車外形的變化第八節(jié)中國汽車發(fā)展簡史第一節(jié)車的起源2一、先有輪還是先有車？車是人類最重要的發(fā)明之一。關于車的發(fā)展過程有兩種說法：一種說法認為，先有橇，后來在下面放滾子，滾子發(fā)展成為車輪；另一種說法認為，古時人們崇拜太陽而使用圓盤，這種圓盤發(fā)展成了車輪。在原始社會，人類在從事狩獵和采集勞動中為搬運工具和獵獲物需要運輸勞動。人類最初搬運物品的方法是手拿、頭頂、肩扛。人類最早的運輸工具是粗制的木棒，將重物懸掛在木棒上，一人可以肩扛背馱，兩人可以抬行。后來，獵獲的野獸通過飼養(yǎng)逐漸變?yōu)榧倚?，開始分擔人類的勞動。由人的肩扛背馱逐漸變?yōu)楂F馱，馱畜便成了重要的運輸工具。3原始人類發(fā)明的重要運輸工具之一就是橇。車的初級階段可能是架在滾木上的橇。公元前5000年，北歐已使用鹿拉雪橇。公元前3500年，美索不達米亞平原已有牛拉陸橇。人們用木板或木棒做成橇，把物品放在上面拉，然而這樣產(chǎn)生的摩擦力太大，十分費力。后來人們發(fā)現(xiàn)在橇下面放圓石頭或圓木滾動著搬運比較省力，引起了搬運方式的重大變革。例如，在公元前1500年建造埃及金字塔和廟宇的過程中就用滾木來移動石頭。這種使橇滾動向前的裝置——圓木，就是滾子。這種圓木與木橇的結(jié)合可以說是車的雛形。車輪就是由滾子改良而成的，把滾子的中央部分削薄一些，以減輕質(zhì)量，滾子的中間部分形成軸，兩端部分成為輪子，如圖所示，從而完成了輪子到車的演變。這就是“滾子起源說”。45輪子的演變崇拜太陽的“圓盤說”則認為，遠古時期人類崇拜太陽，喜歡在地面上畫圓，后來人們普遍用石頭制成圓盤，這種圓盤后來演變成了車輪，如圖所示。6不同時代出土的輪子最古老的車，特別是既有車輪又有車身的車，大約是公元前3300年在美索不達米亞地區(qū)使用的車。從美索不達米亞的烏爾國王巴爾基的墳墓中出土了繪有蘇美爾戰(zhàn)車的鑲嵌畫，在畫上可以清楚地看到有車身，車身上附有車輪。顯然，當時已經(jīng)使用車了。7公元前3300年在美索不達米亞地區(qū)使用的車最早的蘇美爾戰(zhàn)車最早發(fā)現(xiàn)輪式運輸工具的證據(jù)是美國考古學家克內(nèi)斯帝·波德在烏魯克城（蘇美爾時期和后來巴比倫尼亞時期的古城）遺址發(fā)現(xiàn)的車，在那里出土了一個帶有輪子的模型和畫有“貨車”的壁畫。這些遺跡是先民在距今6400～6500年前留下的。因此，可以認為車的起源在兩河流域至高加索一帶，其出現(xiàn)年代不晚于公元前3500年。早期世界各地出現(xiàn)的車多是單轅雙馬的兩輪車，實體車輪由2～3塊木板拼制而成。公元前1600年，輕型兩輪戰(zhàn)車在邁錫尼地區(qū)人人皆知。89公元前1600年4匹馬并排拉的“夸德里伽”二、馬車盛世戰(zhàn)車隨著時間的推移漸漸失去了意義，公元前3世紀后幾乎沒有戰(zhàn)車投入戰(zhàn)斗了，因此，車輛研制轉(zhuǎn)向了道路旅行和交通運輸。相傳公元前1675年，古埃及人發(fā)明了有制動裝置的馬車，能使馬車在很短的距離內(nèi)停下來。制動片安裝在車輪處，它是鍛造而成的U形鐵片，能使后輪停止轉(zhuǎn)動。到了12世紀，羅馬人發(fā)明了轉(zhuǎn)向前軸，開始出現(xiàn)四輪車。羅馬人還將單轅改為雙轅，從而用1匹馬也能駕車。到中世紀（約476—1453年）后，歐洲改用C形鋼板彈簧懸置車廂和較大的后輪，提高了四輪車的舒適性，馬車開始向豪華型發(fā)展。1011單排座馬車（由C形鋼板彈簧減振，前輪較小，便于轉(zhuǎn)向）當時在歐洲，馬車制造業(yè)十分興旺，許多馬車制造廠都能造出精致而華麗的四輪馬車。在馬車制造廠工作的技師、藝術家、造型師、鐵匠、制鞍皮匠、花邊描繪師及畫家得到了人們的尊重。圖所示為造型各異的皇室馬車。12造型各異的皇室馬車1619年，西班牙國王費利佩三世訪問葡萄牙時所乘用的皇室馬車是一輛6匹馬拉的木輪車，車廂寬敞，皮制的頂棚用金線縫制，車廂內(nèi)用紅色天鵝絨鋪就，座位下有長途旅行時用來墊腿的軟凳。18世紀初，里斯本紅衣大主教的專用馬車是17世紀末期葡萄牙皇室在法國定制的，做工精致考究。1792年開始使用的黃金馬車，自喬治三世以后，所有的英國國王都是乘坐這輛馬車參加加冕儀式。13黃金馬車將馬車軌道嵌入路面的是法國南特人埃米爾·盧巴。1662年，法國巴黎的街頭上首次出現(xiàn)了軌道馬車，如圖所示，人們發(fā)現(xiàn)，車輪在軌道上的滾動阻力比在普通路面上的滾動阻力要小得多，所以其載客量也相應增加。14軌道馬車成為公共交通工具18世紀后出現(xiàn)了一種叫作“柏林式”的馬車，逐漸風靡全歐洲，其主要特點是車廂采用兩根堅固的皮帶懸吊并固定在前后車輪之間，皮帶與車輪間通過一個機械裝置來轉(zhuǎn)動，后輪上還裝有一個有齒輪嚙合的制動裝置。1804年，英國人埃利奧特發(fā)明了片式鋼板彈簧。1832年，美國人在紐約市曼哈頓街道上鋪設軌道，開始運行有軌公共馬車，僅用兩匹馬就可以拉動載有40多名乘客的車廂，比普通馬車的乘客多出2倍。15美國紐約市曼哈頓街道上的公共馬車三、中國車的起源及輝煌歷史在中國，相傳車是在黃帝時代（約公元前2697—前2599年）發(fā)明的。出于紀念黃帝的功績，后人稱他為軒轅黃帝。軒是古人對曲辀藩車的稱呼；轅是古人對直木的稱呼。黃帝造車的事，有一些歷史記載：《史記》中記載有“黃帝者，少典之子，姓公孫，名曰軒轅”?！稘h書》中記載著“昔在黃帝，作舟車以通不濟”?！短接[》中說“黃帝造車，故號軒轅氏”。那么，中國車的起源距今約5000年。馬車在中國古代戰(zhàn)爭和交通中占有重要地位。目前，中國發(fā)現(xiàn)最早的馬車見于安陽殷墟、西安老牛坡、滕州前掌大遺址，均屬于商代晚期。16據(jù)春秋時期的編年史《左傳》記載，在夏朝初大禹時代，車正（專司車旅交通、車輛制造的官）奚仲制造了世界上第一輛兩匹馬牽引的新型馬車，有車架、車軸、車廂等，為保持平衡還采用了左右兩個輪子。由于車有兩輪，且兩輪相對，故稱“車兩”。隨著時間的推移，“車兩”演化成了“車輛”。17中國“造車鼻祖”奚仲地下出土最早的馬車是商朝（公元前1600—前1046年）的產(chǎn)物。1953年，中國考古學家在河南省安陽市大司空村殷墟發(fā)掘出商車遺跡，出土了20余輛商車。18地下出土最早的安陽殷墟商車（右圖為現(xiàn)代復原圖）安陽殷墟的考古發(fā)掘表明，中國在商代晚期已使用雙輪馬車。繼商車之后，西周、春秋戰(zhàn)國時期的馬車實物也在考古中多有發(fā)現(xiàn)，如在陜西長安張家坡、北京房山琉璃河、甘肅靈臺白草坡、山東膠縣西庵陸續(xù)發(fā)掘了西周時期的馬車；在山東臨淄后李文化遺址出土了春秋時期的馬車；在河南洛陽中州路、輝縣琉璃閣、河北平山中山國墓葬中先后發(fā)現(xiàn)了戰(zhàn)國時期的馬車。19后李文化遺址出土了春秋時期的馬車在周代（公元前1046—前256年），中國已能制造相當精美的兩輪馬車。周代的馬車與商代的馬車基本相同，但在結(jié)構(gòu)上有所改進，其配件更為完備，增加了新的零部件，在許多關鍵部位使用了青銅構(gòu)件，駕車的馬由商代的2匹增加到了3～4匹，甚至6匹。當時的甲骨文中也出現(xiàn)了“車”字，這是一種象形文字，由輪、輿、轅、軛等形狀的圖形組成，如圖所示。20甲骨文中的“車”字在春秋戰(zhàn)國時期，隨著列國爭霸戰(zhàn)爭的加劇，戰(zhàn)車的應用到達鼎盛期。大國有戰(zhàn)車千乘，中等國家有戰(zhàn)車百乘，小國也有幾十乘?？鬃釉谡撜Z里講的“道千乘之國”，就是說治理有千輛戰(zhàn)車的國家。若是幾千輛戰(zhàn)車浩浩蕩蕩一齊出動，一定會塵土蔽日，聲震大地，氣吞如虎，所向披靡。21春秋戰(zhàn)國時期的戰(zhàn)車復原圖公元前221年，秦始皇建立了中國歷史上第一個統(tǒng)一的中央集權(quán)的封建制國家后，頒布了一套比較完備的封建法典《秦律》，其中規(guī)定：“車同轍”（車輛輪距相等），規(guī)定馬車輪距為6尺（當時1尺為27.65cm），是推行標準化的先驅(qū)。當時還采用銅等金屬來制作馬車的零件，秦始皇當年出巡時乘坐的馬車就使用了很多金屬件，被稱為“安車”。秦始皇陵兵馬俑坑出土的車正是坐乘車的實物模型，此車車輿寬廣，外形呈長方形，四周屏蔽，上部封頂，車門開在后部。這件銅馬車仿照真車真馬制造，其大小尺寸為真車、真馬的1/2。全車長3.28m，高1.04m，總質(zhì)量為1800kg。車馬整體用青銅鑄造，共有3400多個零部件，車馬上竹、木、絲、革等材質(zhì)的部位也全部采用金屬仿制。2223秦始皇陵兵馬俑坑出土的車在中國車輛發(fā)展過程中，有重要技術價值的是記里鼓車和指南車。24記里鼓車指南車到了三國時期，諸葛亮發(fā)明了“木牛流馬”的交通工具，如圖所示?！澳九！奔粗皋A車，不用牛馬也能行車，就像一頭不吃草的牛，能用機關控制它的行動。“流馬”意指獨輪轉(zhuǎn)動靈便，運行輕快，如同能流轉(zhuǎn)疾奔的馬。25不同的“木牛流馬”模型指南車使用了差動齒輪裝置，類似的裝置應用在現(xiàn)代汽車的差速器中。它反映了古人設計特殊功能傳動機構(gòu)的才智，在一定程度上體現(xiàn)出中國古人高超的科技智慧。記里鼓車工程成就特色鮮明，其計程裝置與現(xiàn)代車輛上的里程表相似，展現(xiàn)出中國古人創(chuàng)造和利用先進技術的非凡能力。獨輪車（木牛流馬）在交通運輸史上是一項十分重要的發(fā)明，它凝聚了中華民族的智慧和創(chuàng)造力，體現(xiàn)了勞動人民堅韌不拔的優(yōu)秀品質(zhì)。這些創(chuàng)造發(fā)明大都是古代巧妙的自動化機械系統(tǒng)，它體現(xiàn)了中國古代機械制造的較高水平，是中國古代機械制造技術的杰出代表，顯示了中國古代技術的卓越成就。26有些交通工具的發(fā)明創(chuàng)造在技術復雜性方面不甚突出，卻對文明進程產(chǎn)生過不小的影響。例如懸系在馬鞍兩側(cè)，以方便騎馬者上馬和在騎乘時支撐騎馬者雙腳的馬具——馬鐙，作為一項騎乘技術發(fā)明，顯著提升了騎兵的戰(zhàn)斗力。中國最早出現(xiàn)硬質(zhì)金屬馬鐙的年代是東漢建安年間，成對馬鐙的使用歸于中國晉朝。圖所示為現(xiàn)存最早的雙馬鐙。馬鐙由中國傳播到其他國度，一直影響到歐洲。27存最早的雙馬鐙——鎏金木芯馬鐙，出土自中國遼寧省北票市北燕漢人貴族馮素福墓（公元415年），比歐洲出土的早300年以上第二節(jié)汽車的雛形28一、達·芬奇的秘密1500年，意大利文化巨人、文藝復興時期杰出代表列奧納多·達·芬奇開始探索自動車的奧秘，他設想使一個帶齒的圓盤進行水平旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的力通過帶有齒輪的車軸和車輪連接起來，這樣車就可以前進了。但是用什么樣的力量才能使圓盤轉(zhuǎn)動起來呢？他從鐘表運轉(zhuǎn)中得到了啟發(fā)：既然發(fā)條機構(gòu)可以積蓄力量，那么它必定能長時間使圓盤轉(zhuǎn)動。29達·芬奇的工作僅限于理論上的探討，并沒有進行實際的研究，他所提出的利用發(fā)條機構(gòu)作為車輛原動力的初步設想在長時期內(nèi)也沒有引起人們的重視。他在筆記本上繪制了車輛草圖，可惜未經(jīng)試制，圖紙就被收藏進米蘭市安布羅加圖書館束之高閣。30達·芬奇設計的車輛草圖1905年，一個名叫奇羅拉莫·加爾維的意大利學者在閱讀達·芬奇這本筆記時發(fā)現(xiàn)，達·芬奇的車輛構(gòu)想與現(xiàn)代汽車在構(gòu)造上有異曲同工之妙。1936年，他按照筆記上的記載，復原了車輛模型，并把它比喻為“達·芬奇的菲亞特”。但是，后來許多科學家認為加爾維的模型與達·芬奇的構(gòu)想有所出入，經(jīng)過幾年時間，他們終于在2004年打造出更接近達·芬奇設想的汽車模型，并將它陳列在科技歷史博物館中。31達·芬奇設想的汽車模型復原圖2004年4月23日，科學家在文藝復興中心佛羅倫薩舉辦了一個紀念達·芬奇的展覽，首次展示了這位天才大師的一項發(fā)明成果——用發(fā)條推進的汽車。1649年，德國的鐘表匠漢斯·赫丘在達·芬奇的啟示下，制成了一輛由鐘表發(fā)條提供動力的車，如圖所示。32漢斯·赫丘制成用鐘表發(fā)條提供動力的車二、風力帆車1604年，荷蘭數(shù)學家、工程師西蒙·斯蒂文把木輪裝到船上，制造出雙桅風力帆車，它憑借風力驅(qū)動帆車行進，被稱為汽車的雛形，如圖所示。33汽車的雛形——雙桅風力帆車據(jù)說，這種帆車能以24km/h的速度沿荷蘭的海岸線行駛，使人們感到很驚奇。風力帆車實際上是在帆船上裝上了車輪，或者說是在馬車上裝上了桅帆。自走式車輛的原動力應該是一個穩(wěn)定的、連續(xù)不斷的動力。風力帆車的致命弱點在于風時有時無，時大時小，且風的方向是會變化的，用風力來驅(qū)動車輛不盡如人意，但它卻反映了當時人們對“自行驅(qū)動”車輛的追求。風力帆車不能成為快捷、有力和有耐力的車輛。看來，要造出能夠用于道路交通的靠自身動力前進的車，關鍵取決于車的動力源。34第三節(jié)蒸汽汽車3517世紀至18世紀，用蒸汽機作為動力的機器曾吸引了很多發(fā)明家、科學家及機械師的參與。1687年，英國的牛頓曾提出制造蒸汽車輛，其實質(zhì)是按照“蒸汽射流”的反作用原理推進的動力車。1698年，英國發(fā)明家托馬斯·塞維利發(fā)明的真空泵作為第一臺原始蒸汽機獲得了專利。1705年，英國工程師托馬斯·紐科門申請“冷凝進入活塞下部的蒸汽和把活塞與連桿連接以產(chǎn)生運動”（即蒸汽機）的專利未成功。此后，紐科門繼續(xù)改進蒸汽機，于1712年首先制成可供實用的大氣式蒸汽機，為后來蒸汽機的發(fā)展和完善奠定了基礎。361765年，英國工程師瓦特對紐科門蒸汽機進行改進，取得了多項蒸汽機相關的專利，如1769年取得“分離冷凝器”專利，1781年取得“太陽和行星齒輪聯(lián)動裝置”專利，1782年取得“雙向活塞式蒸汽機”專利等。瓦特制成的蒸汽機，為實用汽車的出現(xiàn)創(chuàng)造了更大的可能。蒸汽機剛在煤礦、棉紡機廠和手工作坊里普及時，發(fā)明家們就開始把它作為車輛的原動力來進行實驗了。37一、世界最早的汽車在中國1678年，比利時的南懷仁在中國京都（今北京）制成了一輛沖動式蒸汽汽車。如圖所示，車長60cm，車身中央安裝一個煤爐，上置盛水的金屬曲頸瓶。水被加熱到沸騰至汽化，產(chǎn)生一定的壓力，蒸汽由彎曲的瓶口高速射出，葉輪在蒸汽的沖擊下轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的動力再通過齒輪傳遞給車輪，驅(qū)動車輛前進。車前還裝有手動導向輪，控制車輛的行進方向。38南懷仁于康熙年間發(fā)明的汽車模型南懷仁構(gòu)想的這種車，很可能受啟發(fā)于中國周朝時的一種用火作為動力的“火戰(zhàn)車”的記載，同時受布蘭卡蒸汽輪機原理的影響。這輛車在他的《歐洲天文學》一書中的“氣體力學”中有過詳細的描述。這輛車被《吉尼斯世界紀錄大全》認為是汽車始祖，此車是記錄在案的最早的汽車。圖所示為南懷仁比利時家鄉(xiāng)紀念館內(nèi)存列的蒸汽汽車模型。39南懷仁比利時家鄉(xiāng)紀念館內(nèi)存列的蒸汽汽車模型二、第一輛依靠自身動力行駛的車1769年，法國人尼古拉斯·古諾成功地制造出世界上第一輛完全依靠自身動力行駛的蒸汽汽車，如圖所示，“汽車”由此而得名（也有人認為汽車的得名是因其大多使用汽油）。這是汽車發(fā)展史上的第一個里程碑。40第一輛完全依靠自身動力行駛的蒸汽汽車古諾這輛車的車身是用很笨重的木框架做成的，車長7.3m，車高2.2m，框架支撐著直徑為1.34m的梨形鍋爐，而整個車身放在3個大車輪上。車上裝的雙活塞蒸汽機是古諾根據(jù)法國物理學家帕潘的理論獨立設計的，放棄了當時常用的大氣式蒸汽機原理而采用新鮮蒸汽，所以剔除了冷凝器和相關控制部件，將鍋爐、機器和動力機械都放在前輪部位。鍋爐后面裝有容積為50L的氣缸兩個，前單輪作驅(qū)動兼作轉(zhuǎn)向，最高速度為4km/h。每行駛15min停車一次，用同樣的時間加水燒沸，產(chǎn)生蒸汽后再繼續(xù)行駛。經(jīng)多次試驗，速度改進到9km/h，可乘坐4人。但遺憾的是，由于該車方向桿操縱困難，經(jīng)常發(fā)生事故，以至于試車途中，在下坡時撞到墻上，使它在誕生之際也開創(chuàng)了汽車交通事故的先例。4142第一輛蒸汽汽車誕生之際就開創(chuàng)了汽車交通事故的先例1771年，古諾在失敗面前毫不氣餒，花了一年半的時間，又成功研制了更大型的蒸汽汽車。1801年，英國煤礦機械工程師、鐵路蒸汽機車發(fā)明者理查德·特雷威蒂克，在古諾蒸汽汽車的啟發(fā)和激勵下，制造了英國最初的高壓蒸汽汽車。43英國最初的高壓蒸汽汽車英國最初的蒸汽公共汽車三、手執(zhí)紅旗的人早期的汽車既沒有多少經(jīng)濟價值，又沒有多少社會意義。英國貴族們開始對汽車并不感興趣，都在高雅地喂馬和裝飾著馬車；生活在下層的市民們不但買不起汽車，而且也坐不起汽車，當時乘坐蒸汽公共汽車的費用大概是乘坐馬車的10倍。顯然，汽車得不到人們的支持，更不能得到普及。早期的蒸汽汽車速度緩慢，動力不足，行動笨拙，效率很低。當時，有人在報紙上畫出汽車爆炸時造成的人們斷臂殘足、血肉橫飛的情景，以恫嚇人們不要乘坐汽車。汽車行駛時對司機比對行人更危險，盡管如此，依然引起了一場軒然大波。441861年，條例規(guī)定任何車輛的時速在鄉(xiāng)村不得超過16km，在城鎮(zhèn)不得超過8km。1865年，英國議會又出臺了“機動車道路法案”，其中把汽車速度限制縮小到在鄉(xiāng)村時速不超過6.4km，在城鎮(zhèn)不超過3.2km；并且一輛車須有3個人來完成駕駛，其中一名手執(zhí)紅旗的車務員（“紅旗條例”由此得名）必須走在車前55m處為機動車開道，警告行人注意安全，并負責限制車速；嚴禁司機鳴笛放汽，以免驚嚇馬匹；與馬車狹路相逢時，要為馬車讓路。4546“紅旗條例”規(guī)定手執(zhí)紅旗的車務員要走在汽車前面當時，汽車還時常出現(xiàn)在喜劇電影中，充當一個丑角來供人們戲謔：車子每每拋錨，窘迫不堪的司機手忙腳亂地竄入路邊樹林里砍柴，憤怒的乘客掀倒汽車，一哄而散。在這種“四面楚歌”的境況下，蒸汽汽車從19世紀中葉以后日趨衰落?！凹t旗條例”對英國蒸汽汽車及相關工業(yè)帶來了毀滅性的打擊，英國的蒸汽汽車和其他機動車的研發(fā)從此銷聲匿跡，在汽車發(fā)展史上結(jié)束了英國的先行時代。與此同時，馬車又興旺起來。然而，馬車本身固有的弱點是難以克服的。471895年12月10日，在倫敦加諾恩大街旅館，在“英國汽車工業(yè)之父”弗雷德里克·西姆斯的倡導下，成立了汽車促進協(xié)會。這個協(xié)會的主要目的是為了廢除臭名昭著的“紅旗條例”。1896年11月，“紅旗條例”終于被廢止，英國出臺了“解放法”，將汽車的法定時速提高到19.3km，并且取消了手持小紅旗在車前奔跑的滑稽角色。為了慶祝汽車界的這一勝利，1896年11月14日，“英國汽車先驅(qū)”亨利·勞森和弗雷德里克·西姆斯專門舉辦了由倫敦到布萊頓的汽車比賽——“解放日行駛”，33名車手從海德公園出發(fā)前燒毀了一面象征“惡法”的小紅旗。直到今天，每年11月份仍會舉行從倫敦到布萊頓的老爺車比賽，以紀念這一事件。4849“解放日行駛”活動場景（1896年）在19世紀末，汽車還十分稀罕。早期的汽車雖然跑得不快，但響聲卻不小，吵得厲害。1875年美國議會做出決議，認為汽車是危險車輛，“含有一種與我們?nèi)魏纬ＷR性的概念都不相符合的、極其危險的自然力”。對汽車的使用和制造進行了干預。到了20世紀初，隨著資本主義工商業(yè)的發(fā)展，歐美各國政府深感馬車遠遠不能適應時代的需要，于是又開始大力倡導動力機車。在此號召下，各國的內(nèi)燃機汽車事業(yè)如“久旱逢甘霖”，又迅速地發(fā)展起來。5051超速汽車被騎自行車的警察追捕第四節(jié)內(nèi)燃機汽車的先驅(qū)5253一、內(nèi)燃機汽車的最早設計者1804年，居住在巴黎的瑞士人阿耶薩克·德·里瓦茲利用氫氣在氣缸內(nèi)爆發(fā)所產(chǎn)生的膨脹力為動力來推動車的發(fā)動機試驗成功，并于1807年取得了法國專利權(quán)。他還造出了一輛試驗用車，但這種發(fā)動機的各個工作過程都是直接用手來操縱的，以至于里瓦茲后來不得不放棄試驗。里瓦茲是最早嘗試以燃燒式發(fā)動機應用于道路車輛的發(fā)明家。54里瓦茲汽車專利圖里瓦茲的試驗用車551823年，英國機械師塞繆爾·布勞恩發(fā)明了實用的真空發(fā)動機，他利用煤氣在氣缸里燃燒產(chǎn)生真空，從而利用大氣壓力來推動一些往復機件，以產(chǎn)生動力。布勞恩設計制造的真空內(nèi)燃機56二、第一輛能行駛的內(nèi)燃機汽車1862年5月，法國技師埃特尼·勒諾瓦赫在巴黎的拉羅凱特工廠給一輛大型載客馬車安裝了自己設計的1.1kW二沖程發(fā)動機，制造出世界上第一輛具有行駛價值的燃氣內(nèi)燃機汽車。勒諾瓦赫制造的第一輛具有行駛價值的內(nèi)燃機汽車1864年，德國人杰克佛里德·馬爾庫斯在一次研制裝飾燈時，偶然發(fā)現(xiàn)石油煉制后的產(chǎn)品之一——汽油，在汽化后有很大的爆發(fā)力，從而開始制造并試驗汽油發(fā)動機汽車。他的沒有轉(zhuǎn)向裝置的手扶汽車，沒有使用離合器，把發(fā)動機的動力直接經(jīng)齒輪傳遞給后輪驅(qū)動，因此在啟動時，需要先把車的后部抬起。試驗時，汽車大約跑了180m。后來，他在維也納駕駛著第一輛裝有汽油機的汽車在大街上試車，由于發(fā)動機噪聲嚇人，當局禁止他繼續(xù)試車，后該車被拆除。過去不少人把他視為汽車發(fā)明人，這種假象還源于他“1877年制造的汽車”在1898年的維也納展覽會上展出，據(jù)此有人認為他比本茨和戴姆勒發(fā)明汽車要早10年。如圖所示，經(jīng)馬爾庫斯改進后的汽車現(xiàn)存放在維也納的工藝博物館。5758經(jīng)馬爾庫斯改進后的汽車59三、美國人的汽車專利1877年，美國紐約州羅切斯特的一名律師喬治·塞爾登設計出汽油發(fā)動機汽車。1879年5月8日，他為設想中的三缸汽油機驅(qū)動前輪的汽車申請了專利（后來有人認為，塞爾登的這些設計是他編造的）。1895年11月5日，塞爾登作為汽車的發(fā)明人獲得了美國有名的549160號專利。但是汽車并未被制造出來，于是他把取得的專利放置起來。60喬治·塞爾登的汽車專利圖不過，1902年塞爾登向法院提出了自己的專利權(quán)問題，申訴美國汽車制造業(yè)的人們?nèi)我馐褂昧怂膶＠?，要求人們立即停止使用。美國許多汽車制造公司得知此事都十分驚訝，但最后只好向塞爾登支付了專利費，從而平息了這場風波。當汽車的利潤“肥得流油”后，塞爾登將其專利權(quán)賣給了紐約的一些金融家。金融家立刻從中牟利，組織了“特種汽車制造商協(xié)會”（ALAM），美國境內(nèi)只有承認塞爾登專利的廠商才有權(quán)生產(chǎn)汽車，申請?zhí)卦S證的71家汽車制造廠每年須將其銷售額的一部分（1.5%）上繳協(xié)會作為專利權(quán)稅。由于福特汽車公司堅持不買協(xié)會的賬，從而引起專利訴訟案。直到1906年，在美國法院的要求下，塞爾登汽車才請人制造出來（這輛車現(xiàn)保存在福特汽車博物館），如圖所示。6162喬治·塞爾登的汽車（1877年設計，1906年制造）1909年5月28日，擁有26家成員的美國“特種汽車制造商協(xié)會”向法院投訴福特侵權(quán)制造汽車，要求賠償100萬美元。福特怒斥塞爾登的這項專利是充滿幻想、毫無技術價值的一張廢紙。1911年1月9日，美國第二巡回上訴法院裁定被告福特并不構(gòu)成侵權(quán)，塞爾登專利被限制在布雷頓發(fā)動機車輛上。這樣，塞爾登專利變得一文不值。6364四、法國人的汽車專利1883年，法國紡織機械師愛德法特·戴勒瑪·戴玻梯維爾制造了一輛在馬車上裝置一臺雙缸、4.4L、5.88kW汽油機的四輪汽車。1884年2月12日，這臺發(fā)動機的點火系統(tǒng)和燃料供給系統(tǒng)獲得了發(fā)明專利權(quán)。戴玻梯維爾取得專利汽車模型第五節(jié)現(xiàn)代汽車的誕生6566一、汽車誕生的前提從發(fā)明輪子到最終成功地制造出靠自身動力前進的車，其間經(jīng)歷了數(shù)千年。無論是畜力、人力還是風力，都不能提供更快捷、更有力和更有持久耐力的車。顯然，要造出能夠用于道路交通的靠自身動力前進的車，關鍵取決于車自身的動力源。當沉重的、固定的蒸汽機變得越來越小、越來越輕，幾乎能安裝到道路車輛上時，1769年，法國人陸軍技師、炮兵大尉尼古拉斯·古諾制造出世界上第一輛完全依靠自身動力行駛的蒸汽機三輪車。至此，才有了可以被稱為“汽車”的車輛。盡管蒸汽機是英國人發(fā)明的，并于1803年最早生產(chǎn)出了蒸汽機載客汽車，但是這些車輛有著巨大的鍋爐，與早期在陸地、街上跑的機車頭差不多笨重，因而還不能看做是汽車的前身。加之，英國議會一道“紅旗條例”把英國由世界級工廠變成了二流鐵匠鋪。英國人落后了，法國人占據(jù)了蒸汽汽車制造的領導地位。法國做了許多現(xiàn)代發(fā)動機燃燒理論基礎工作。隨著可燃氣體的發(fā)現(xiàn)，人們在18世紀末考慮建造燃氣機。奧托在仿造的勒諾瓦赫燃氣機上進行了試驗并取得經(jīng)驗。他的最主要改變是使用液體燃料而不是燃氣。671883年，德國工程師哥特利布·戴姆勒與好友威廉·邁巴赫合作，成功研制出高速汽油機，轉(zhuǎn)速高達600r/min，這比奧托發(fā)動機的轉(zhuǎn)速提高了3倍，在這以前所有發(fā)動機轉(zhuǎn)速還沒有超過250r/min的。1883年8月，他們制成了今天汽車用發(fā)動機的原型——高壓點火臥式汽油機，并于同年12月獲得了德國汽油發(fā)動機的專利。68戴姆勒高壓點火臥式汽油機1884年，戴姆勒把臥式汽油機改制成體積盡可能小的立式汽油機，取名“老爺鐘”，并于1885年4月3日取得了專利。69戴姆勒立式汽油機當輕便且便于攜帶的液體燃料內(nèi)燃機作為動力源出現(xiàn)時，交通格局又一次發(fā)生了巨變。為此，戴姆勒、邁巴赫、本茨都做出了巨大貢獻。輸出相同功率的發(fā)動機，奧托發(fā)動機約為500kg，而戴姆勒和邁巴赫的發(fā)動機的質(zhì)量只有約50kg，如圖所示。70輸出相同功率的奧托發(fā)動機（左）和戴姆勒發(fā)動機（右）71二、本茨三輪汽車1886年1月29日，德國曼海姆一個火車司機的兒子卡爾·本茨，為他于1885年9月5日制造成功的三輪乘坐車向德國專利局申請發(fā)明汽車的專利，1月29日這一天成為汽車的生日，本茨被譽為“汽車之父”。這是因為公認的汽車定義中排除了用蒸汽機驅(qū)動的各種車輛，而本茨是最早使汽油機汽車作為商品制造成功的人。1886年7月3日，本茨在曼海姆的街上進行了第一次公開試驗，如圖所示。這輛汽車在路上首次試驗以15km/h的速度行駛了1km的消息，被刊登在第二天地方版“新巴蒂?！ぬm登奇敦”的報紙上。72卡爾·本茨取得專利的第一輛汽車73卡爾·本茨的汽車專利證書74本茨駕駛第一輛汽油機汽車在曼海姆環(huán)城大街上進行公開試車75本茨的三輪汽車可以乘坐兩人，裝有橡膠輪胎，前面有一個小輪子，后面有兩個大輪子，發(fā)動機放在后輪的車架上，人坐在中間，靠一根操縱桿控制方向，并首先采用了所謂的齒輪齒條轉(zhuǎn)向器，用齒輪和鏈條帶動車的后軸轉(zhuǎn)動，裝有相當先進的差速器。發(fā)動機是本茨自制的單缸、四行程汽油機，排量為0.93L，功率約為0.6kW，轉(zhuǎn)速為400r/min，蓄電池與線圈點火，并裝有散熱器。整車質(zhì)量為254kg，最高車速為16km/h。發(fā)動機上有一個水平安置的慣性輪，本茨擔心垂直設置的慣性輪轉(zhuǎn)動力矩會造成三輪車在轉(zhuǎn)彎時明顯外傾。76本茨的成功同他妻子貝爾塔的全力支持是分不開的。由于“散發(fā)臭氣的怪物”經(jīng)常拋錨，因而遭到人們的嘲笑、諷刺，本茨感到十分難堪，再也不愿意在公共場所下駕駛汽車，把它丟在一個廢棄的工廠里。但貝爾塔對丈夫的事業(yè)卻深信不疑。1888年8月5日早上，她對兩個孩子說：“爸爸沒有勇氣把汽車開出去，那么我們來開?！庇谑?，貝爾塔帶著兩個兒子駕駛奔馳1888年型三輪汽車從曼海姆的家中出發(fā)，去普福爾茨海姆。77貝爾塔的兩個兒子雖然都學過駕駛汽車，但卻被禁止在沒有他們父親在場的情況下駕駛汽車。當時，本茨則完全被蒙在鼓里。剛行駛了14km，燃料告罄，他們只好到一家醫(yī)院的藥房購買汽油。因此，位于海德堡以南幾公里的威斯洛赫城的城市藥房也成為世界上第一個汽車加油站。他們?nèi)顺闪巳藗兒闷娴膶ο?。世界上第一個汽車加油站781888年9月12日，本茨的三輪汽車在慕尼黑的“動力與做功機器展覽會”上震驚了所有人，并獲得了設計金獎。當時的報紙上寫道：“星期六下午，人們懷著驚奇的目光看到一輛三輪馬車在街上行走，前面沒有馬，也沒有轅桿，車上只有一個男人，‘馬車’在自己行走，后面跟隨著屏住呼吸的數(shù)不清的行人，大街上所有的行人都驚奇萬分?！?899年，本茨汽車公司改組為有限公司，成為當時世界上最大的機動車生產(chǎn)廠。三、戴姆勒四輪汽車另一個偉大的現(xiàn)代汽車創(chuàng)始人——戈特利布·戴姆勒，則帶領人類駛?cè)氍F(xiàn)代汽車的新紀元。1885年8月29日，德國人哥特利布·戴姆勒把汽油機裝到專門制造的自行車上，獲得了摩托車專利，注冊時將其命名為“石油發(fā)動機騎行車”。該摩托車裝有戴姆勒自制的單缸、風冷、四行程汽油機，功率約為0.4kW，轉(zhuǎn)速為600r/min；車架為木制，左右還有兩個支地小車輪，最高車速為12.9km/h。1885年11月10日，戴姆勒的長子保羅駕駛這輛摩托車騎行了6km。7980戴姆勒取得專利的世界上最早的摩托車811886年3月8日，戴姆勒為慶祝妻子埃瑪?shù)?3歲生日，花795馬克訂購了一輛四輪馬車，他在埃斯林根機械制造廠將馬車加以改制，將他的立式汽油機安裝于馬車上，增添了傳動、轉(zhuǎn)向等必備機構(gòu)。世界上最早的乘坐用四輪汽油機汽車82與戴姆勒一起研制內(nèi)燃機和汽車的“汽車設計之王”威廉·邁巴赫顯然不滿意將他們的汽油機僅僅用在四輪馬車上，與戴姆勒把發(fā)動機裝在馬車上的想法不同，邁巴赫把目光轉(zhuǎn)向了扶把式四輪自行車，他認為這會是未來汽車中令人信服的機械結(jié)構(gòu)。他設想的第一個產(chǎn)物是一輛鋼輪汽車，最先取名為四方自行車，如圖所示。邁巴赫和戴姆勒研制的齒輪傳動鋼輪汽車831890年11月28日，戴姆勒在斯圖加特附近的坎斯塔特城，組建了戴姆勒發(fā)動機有限公司，批量生產(chǎn)發(fā)動機和試制汽車。1892年8月31日，戴姆勒公司正式制造了第一輛汽車，該車是在邁巴赫鋼輪車的基礎上改進而成的。戴姆勒公司首輛正式生產(chǎn)的汽車在法國代理商的要求下，本茨于1893年造出了第一輛四輪汽車“維多利亞”，如圖所示。1898年9月12日，在汽車迷埃米爾·杰里內(nèi)克的要求下，戴姆勒生產(chǎn)了一輛前置21kW、四缸發(fā)動機的戴姆勒鳳凰汽車。84本茨的第一輛四輪汽車“維多利亞”戴姆勒鳳凰汽車在當時是最現(xiàn)代的汽車1900年11月22日，由威廉·邁巴赫設計的第一輛以梅賽德斯命名的汽車誕生了。雖然該車發(fā)動機的功率只有26kW，但它卻有現(xiàn)代轎車的基本特征：流線型車身，前置發(fā)動機，低而平穩(wěn)的底盤，齒輪換擋系統(tǒng)，尺寸一致的車輪；鋁合金發(fā)動機體、雙凸輪軸、蜂窩狀散熱器，博世間斷式點火器；功率提高了，汽車自重卻只有原來鳳凰牌汽車的一半——1000kg，速度則提高了一倍——時速可達88km，在那個時期擁有這個速度的汽車是相當先進的。85邁巴赫制造的第一輛以梅賽德斯命名的汽車MERCEDES35PS埃米爾·杰里內(nèi)克在試車途中從1901年起，在汽車冷卻器上就寫著“梅賽德斯”（MERCEDES），名稱上取代了“戴姆勒”，戴姆勒公司生產(chǎn)的轎車都命名為“梅賽德斯”了。MERCEDES也于1902年6月23日注冊（9月26日開始生效），1909年被戴姆勒公司正式申請為轎車品名。戴姆勒汽車以優(yōu)異的發(fā)動機性能、先進的安全結(jié)構(gòu)及精致穩(wěn)定的品質(zhì)，樹立了良好的聲譽，就近代營銷學的觀點，擁有一個浪漫的車名——梅賽德斯（意為“優(yōu)雅”），應該也是其成功促銷的誘因。86第一次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，由于通貨膨脹，銷路困難，為了競爭的需要，在1926年6月29日，戴姆勒和本茨兩人的公司合并成為戴姆勒-奔馳汽車公司（目前已改名為梅賽德斯-奔馳集團），所生產(chǎn)的汽車都命名為梅賽德斯-奔馳。87合并后的戴姆勒-奔馳汽車公司生產(chǎn)的第一款車梅賽德斯-奔馳K型（1927年）第六節(jié)電動汽車的發(fā)展8889一、電動汽車的雛形早期，電動汽車（簡稱電動車）基本上是一些由電池驅(qū)動的無馬馬車。1832—1839年，蘇格蘭的羅伯特·安德森發(fā)明了一輛原始電動車。1834年7月，美國佛蒙特州鐵匠托馬斯·戴文波特開發(fā)了一種用電池供電的電動機。建造在圓形軌道上運行的電動車901837年7月，英國人羅伯特·戴維森在蘇格蘭阿伯丁制作了世界上最初的可供實用的電動四輪車。他的電動汽車可搭載2人，是歷史上第一個記錄下來的載客電動汽車。1842年9月，戴維森建造了全尺寸的電動車加爾瓦尼，車長4.8m，車寬1.8m，使用鐵、鋅、汞合金與硫酸進行反應的一次性電池，在底盤上綁有電池和磁鐵形成的電動機，輸出功率不到730kW，車重約為5000kg。1842年下半年，戴維森進行了試運行，行駛速度可達6.4km/h，整車在試驗過程中行駛了2.5km。但是加爾瓦尼昂貴的電池是一次性使用的，戴維森無法找到投資者繼續(xù)他的電動車發(fā)展事業(yè)，電動車最終沒能實現(xiàn)生產(chǎn)。戴維森的這種電動車被人們認為是現(xiàn)在公路和鐵路電動車的雛形，如圖所示。91電動車加爾瓦尼模型92二、從三輪到四輪1881年4月19日，法國電氣工程師和發(fā)明家古斯塔夫·特魯夫在巴黎制造了第一輛能實際操作的電動三輪車，成功進行了實驗。該電動三輪車的動力裝置由一臺電動機和6個鉛酸蓄電池組成，總質(zhì)量達160kg，最高車速為12km/h，續(xù)航里程只有16km。1881年11月，這輛電動汽車在巴黎舉行的國際電器展覽會上展出時，引起了不小的轟動，如圖所示。特魯夫研制的可充電電動汽車931884年，英國發(fā)明家、電氣工程師托馬斯·帕克在倫敦第一個試制出電動汽車，使用了他自己特殊設計的高容量可充電電池。1888年，尤厄爾-帕克公司制造了一輛車速可達11km/h的電動公共汽車，用于倫敦的公共交通。電動公共汽車不會造成路面的損壞和對街道造成污染，因此受到倫敦市民的歡迎，如圖所示。帕克研制的電動汽車尤厄爾-帕克公司制造的第一輛電動公共汽車1888年7月26日，德國第一輛四輪電動車——弗羅克四輪電動汽車，被成功制造出來，德國工程師安德烈亞斯·弗羅克創(chuàng)造了這一歷史。該車電動機的輸出功率為700W，可充電電池質(zhì)量約為100kg，總質(zhì)量為450kg，如圖所示。94弗羅克研制的電動汽車（1888年）95三、美國電動汽車的衰落1884年，美國人安德烈·萊克嘗試將電動機和電池安裝在自行車上，開始試制三輪電動車。1888年，安德烈·萊克在新澤西伊麗莎白港創(chuàng)建了萊克電動汽車公司。1891年，萊克成功研發(fā)出三輪電動車，使用鉛酸電池可以行駛40km，車速可達13km/h，如圖所示。萊克研制的電動三輪車1888年7月27日，美國人菲利普·普拉特在波士頓溫思羅普廣場演示了美國最早的實用電動三輪車，他被后人譽為“美國電動汽車之父”。96弗萊德·金博爾公司建造的電動三輪車（電池沒有安裝上，1888年）美國第一輛四輪電動汽車是居住在美國愛荷華州的蘇格蘭機械工程師威廉·莫里森于1887年開始試制，最終在1890年9月取得成功的，如圖所示。97莫里森駕駛他的電動汽車進行公開展示1894年8月31日，美國機械工程師亨利·莫里斯與化學家佩德羅·薩羅姆進行合作，為一輛“電擊”電動車取得了專利，如圖所示。98莫里斯和薩羅姆駕駛著電動車“電擊”紐約曼哈頓街頭的電動出租車在19世紀末20世紀初迎來經(jīng)濟繁榮的美國，人們的收入快速增長，汽車開始流行起來，特別是電動車銷量遠遠超過其他動力的汽車。由于技術的限制和缺乏晶體管為基礎的電子技術，這些早期電動車的最高車速被限制在32km/h。然而，電動汽車相比同時代的其他動力汽車具有非常明顯的優(yōu)勢，它們震動小，沒有難聞的廢氣，也沒有汽油機巨大的噪聲。汽油機汽車需要換擋，令其操控起來比較復雜，而電動車直流電動機低轉(zhuǎn)速時的大扭矩輸出特性，使它用作汽車動力時不需要復雜的傳動系統(tǒng)，且操作簡便，因而電動汽車成為機動交通工具的一個主要發(fā)展方向。雖然蒸汽機汽車也不需要換擋，但在寒冷的冬天卻需要長達45min的漫長預熱時間。由于當時只有城市中才擁有良好路面，大部分時候汽車只能在本地使用，因此電動汽車續(xù)航里程短的問題并沒有成為阻礙其發(fā)展的原因。99電動汽車也逐漸成為上流社會喜好的城市用車，它提供了清潔、安靜、舒適和奢華體驗，除了帶有玻璃窗戶的車門，車內(nèi)還有雕刻的木質(zhì)內(nèi)飾及水晶花瓶，甚至露在外面的擋泥板都用皮革包裹，并且易于操控，非常適合女性駕駛，如圖所示。100電動車清潔、安靜，易于操控，適合女性駕駛20世紀90年代在美國的一些家庭，女人經(jīng)常開電動汽車1908年，福特汽車公司開始生產(chǎn)著名的T型汽車，但亨利·福特卻為他的妻子購買了一輛底特律C型電動車，這主要源于他的妻子也喜歡電動車。底特律C型電動車還配備了一個特殊的嬰兒座椅。她的第三輛汽車是1914年款底特律47型布魯厄姆電動車。1899年，紐約市的出租車90%都是電動汽車。1900年美國生產(chǎn)了4159輛汽車，其中電動汽車達1575輛，而內(nèi)燃機汽車僅為936輛。到了1912年，很多美國家庭都已經(jīng)通電，從而能夠在家中完成為汽車充電，電動汽車的銷量達到了頂峰，當年美國電動汽車的保有量達38843輛。1915年，美國電動汽車的保有量高達5萬輛。101從1920年開始，電動汽車逐漸被內(nèi)燃機汽車替代，究其原因主要有四點。第一，美國在城市間建立起良好的公路網(wǎng)絡，需要汽車擁有更長的續(xù)航里程。第二，得克薩斯州、俄克拉荷馬州和加利福尼亞州等大油田的發(fā)現(xiàn)，降低了汽油價格，令普通消費者也能負擔燃油費用。第三，海勒姆·馬克沁在1897年發(fā)明了消聲器，大幅降低了內(nèi)燃機的噪聲。第四，查爾斯·凱特林在1911年發(fā)明的電起動系統(tǒng)，使汽油機不再需要人力起動。而且，當時的電動汽車的車速慢（不超過32km/h），僅限于城市小范圍使用（行駛距離為50～65km），而內(nèi)燃機汽車的速度更快，續(xù)航里程更長，并且價格更便宜。102四、中國電動汽車引領世界經(jīng)過幾十年的發(fā)展，雖然屢次出現(xiàn)機會，但是直到21世紀初期電動汽車也沒有再現(xiàn)19世紀末期至20世紀初期的輝煌。根源在于其生產(chǎn)成本高，使用維護成本高，電池能量密度低、續(xù)航里程短，充電便利性差，同時電池的體積大、笨重，使用壽命不長，廢舊電池的處理費用昂貴，這些缺點嚴重阻礙了電動汽車的普及。在嚴格控制排放和節(jié)省能源的今天，依靠電力電子控制技術、計算機技術、新動力電源技術，電動汽車又表現(xiàn)出新的活力和發(fā)展機遇。1032021年全球插電式電動汽車銷量650萬輛，特斯拉銷量排名第一（93.6萬輛），比亞迪銷量排名第二（59.4萬輛），五菱銷量排名第三；銷量前三的車型分別是特斯拉Model3約50萬輛、五菱宏光MINIEV約42萬輛和特斯拉ModelY約41萬輛。1042021年五菱宏光MiniEV銷售42萬輛，成為中國銷量最多（全球第二）的單一車型電動車中國在2014年確立了發(fā)展新能源汽車的汽車強國戰(zhàn)略。2016年中國的新能源汽車銷量為50.7萬輛，同比增長53%。2021年，中國新能源汽車銷量為352.1萬輛，同比增長1.6倍，連續(xù)7年位居全球第一。目前，中國是全世界新能源汽車保有量最多的國家，新能源汽車銷量占全球的50%。發(fā)展新能源汽車是中國汽車產(chǎn)業(yè)由汽車大國向汽車強國轉(zhuǎn)變的重要途徑，也是中國減少碳排放、實現(xiàn)碳中和的重要舉措。發(fā)展新能源汽車是保障國家能源安全、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略選擇。中國油氣對外依存度高，近幾年中國原油和天然氣對外依存度分別超過70%和40%，能源安全形勢嚴峻。1052021年10月26日，國務院印發(fā)《2030年前碳達峰行動方案》，規(guī)定到2030年，當年新增新能源、清潔能源動力的交通工具比例達到40%左右。巨大的市場規(guī)模為自主品牌在新能源領域的發(fā)展提供了有利條件。中國品牌率先發(fā)力，高端品牌培育初見成效。截至2021年年底，中國充電基礎設施總量達到261.7萬臺。其中，公共充電基礎設施由2015年年底的不足5萬臺增長到114.7萬臺，私人專用充電樁147萬臺；另有充電站超過7.5萬座，換電站1298座。中國電動汽車應用網(wǎng)絡體系基本形成。106中國新能源汽車行業(yè)正蓬勃發(fā)展，傳統(tǒng)整車企業(yè)紛紛發(fā)布新能源汽車高端品牌戰(zhàn)略，力爭把握產(chǎn)業(yè)變革機遇，實現(xiàn)品牌向上和產(chǎn)品高質(zhì)量發(fā)展。純電動大巴已成為中國商用車出口海外的一張閃亮名片。除了傳統(tǒng)的車企轉(zhuǎn)型新能源汽車外，造車新勢力以“顛覆者”的姿態(tài)全面進軍汽車行業(yè)。電動汽車的制造門檻大大降低，方便了各方新勢力進場造車：一是電動汽車的動力系統(tǒng)由原來高技術壁壘的內(nèi)燃機和變速箱變成了“三電”（動力蓄電池、驅(qū)動電機、整車電控）系統(tǒng)，電動汽車零部件數(shù)量較傳統(tǒng)燃油車減少約40%，系統(tǒng)復雜程度降低；二是電動汽車產(chǎn)業(yè)鏈日益成熟，特別是上游產(chǎn)業(yè)鏈，供應體系比較完善。1072021年，中國動力蓄電池累計產(chǎn)量為219.7GWh，同比增長163.4%；銷量為186.0GWh，同比增長182.3%；裝車量為154.5GWh，同比增長142.8%。其中，磷酸鐵鋰電池裝車量為79.8GWh，同比增長227.4%，占總裝車量的51.7%；三元鋰電池的裝車量為74.3GWh，同比增長91.3%，占總裝車量的48.1%。兩種主流產(chǎn)品，占到總裝車量的99.8%。動力蓄電池上游是電池材料，直接材料成本占據(jù)動力蓄電池電芯成本的80%以上，因此電池材料是電池降成本的關鍵之一。108第七節(jié)汽車外形的變化109110汽車的造型是否美觀是影響購買者選車的重要因素，直接關系到這款車甚至制造商的發(fā)展。因此，汽車的造型設計至關重要，全球各大汽車企業(yè)在汽車造型方面傾注了大量的人力和財力。汽車的車身外形變化，從技術上講主要取決于機械工程學、人體工程學和空氣動力學三個方面。機械工程學要求動力性好，操控穩(wěn)定性好；人體工程學要求為駕乘人員提供足夠的活動空間，舒適性好；空氣動力學要求汽車外形具有良好的流線型，空氣阻力小?？v觀汽車發(fā)展史，汽車外形的變化經(jīng)歷了汽車初期的人力車和馬車階段，后來逐漸轉(zhuǎn)到了仿生學。111一、馬車型在汽車發(fā)展的早期，汽車就是根據(jù)馬車的造型演變而來的，甚至還有些廠商在車前方安裝一個馬頭造型。早期的汽車馬車型汽車代表——戴姆勒四輪汽車112二、箱型第二代車型——箱型汽車，以1915年福特T型汽車為代表，如圖所示。其乘員廂就像一只大箱子，可以較好地抵擋風雨，因此被稱為“箱型汽車”。箱型汽車代表——福特T型汽車隨著汽車的普及和生活節(jié)奏的加快，對車速的要求也越來越高，人們通過提高發(fā)動機功率的辦法來克服汽車阻力，使車速加快。這樣一來，發(fā)動機由單缸變成4缸、6缸、8缸，氣缸一列排開，發(fā)動機罩也隨之變長。為提高車速，人們開始降低車身的高度，以減小空氣阻力，但由于車頂高度的降低影響前方視野，這種方法最終被放棄。作為高速汽車，箱型形狀并不理想，因為它的阻力大大妨礙了汽車前進的速度，所以人們又開始研究一種新的車型——流線型。113三、甲殼蟲型第三代車型——甲殼蟲型汽車，以1934年1月美國克萊斯勒公司生產(chǎn)的氣流轎車為代表。20世紀20年代末，克萊斯勒公司的工程技術人員開始對汽車空氣動力學進行深入研究。1930年4月，經(jīng)過風洞測試，他們決定將車身制成流線型，前面有較大的橫截面，沿車身縱向越往后橫截面越小的“水滴狀”造型。114比爾等人試制的模仿齊柏林飛艇的樣車1932年第一部“氣流”樣車制成，它吸取了飛艇、流線型火車等多種減少空氣阻力造型的長處。1934年1月，在紐約汽車展覽會上，“氣流”首次與公眾見面。115克萊斯勒氣流轎車116“氣流”的銷售情況并不好。究其原因，主要是其外形設計超越了當時大眾的欣賞能力，由于看慣了傳統(tǒng)的廂式汽車，人們對這一革命性的變革一時還難以接受，甚至還譏諷它的外形“如此臃腫”“像植物的球莖”“像瞪著雙眼的河馬”等。無論如何，克萊斯勒氣流牌汽車開創(chuàng)了流線型汽車的時代。在它的影響下，一個又一個甲殼蟲型汽車的經(jīng)典之作得以誕生，比如美國的林肯和風、日本的豐田AA、瑞典的沃爾沃PV36、德國的大眾甲殼蟲等車型。117林肯和風大眾甲殼蟲（1938年）四、船型第四代車型——船型汽車，以1949年福特V8型車為代表，如圖所示。船型汽車的外形是直線平面與棱線的過渡相結(jié)合，顯得挺拔剛健、簡潔大方，有一種安穩(wěn)的美感。它一改傳統(tǒng)的設計方法，把前翼子板和發(fā)動機罩、后翼子板和行李艙蓋融為一體，前照燈和散熱器柵格也組成一個整體，車艙位于車的中部，就像是船身上凸起的船艙。船型汽車將發(fā)動機前置，汽車重心前移，風壓中心位于汽車重心之后，由此避免了流線型車身對橫向風不穩(wěn)定的問題。118福特V8型車五、魚型第五代車型——魚型汽車，以1952年美國的別克車為代表，如圖所示。119美國的別克車船型汽車尾部過分向后伸出，形成階梯狀，在高速行駛時會產(chǎn)生較強的空氣渦流。為了克服這一缺陷，人們把船型車的后窗玻璃逐漸傾斜，傾斜的極限即成為斜背式。這類車被稱為“魚型汽車”。魚型汽車采用頭部過渡的上斜式車型，尾部采用平順的斜切線式，有利于排氣，能防止由氣流造成的渦流現(xiàn)象，從而減少空氣阻力。與甲殼蟲型汽車相比，魚型汽車的背部和地面所成的角度較小，尾部較長，圍繞車身的氣流較為平順，渦流阻力較小。另外，魚型汽車基本保留了船型汽車的長處，車室寬大，視野開闊，舒適性也好，并增大了行李艙的容積。120六、楔型第六代車型——楔型汽車，以1963年美國的斯蒂貝克·阿本提汽車為代表，如圖所示。楔型汽車的造型特點是發(fā)動機上蓋板形成梯形，側(cè)圍和后圍采用挺拔的直線或流暢的曲線，就是將車身整體向前下方傾斜，車身后部像刀切一樣平直。121美國的斯蒂貝克·阿本提汽車阿本提誕生于船型汽車的盛行時代，與通常的外形形成尖銳的對立，因此，未能起到引導車身外形向前發(fā)展的作用，直到1966年才被奧茲莫比爾·托羅納多（又譯為“龍卷風”）所繼承。122奧茲莫比爾·托羅納多現(xiàn)在世界各大汽車生產(chǎn)國都已生產(chǎn)出帶有楔型效果的汽車，這些汽車的外形清爽利落、簡潔大方，極富現(xiàn)代氣息。圖所示為蘭博基尼·雷文頓。123蘭博基尼·雷文頓第八節(jié)中國汽車發(fā)展簡史124一、汽車進入中國中國最早有汽車是在1901年，匈牙利人李恩時從香港運入2輛美國奧茲莫比爾汽車到上海，如圖所示。125奧茲莫比爾汽車126中國人擁有第一輛私人汽車的時間是1902年，這輛車是美國杜里埃汽車公司于1898年設計制造的，該車后置3缸4.4～7.4kW的汽油水冷四沖程發(fā)動機，變速箱為二擋行星齒輪式，通過皮帶傳到后軸以驅(qū)動車輛行駛；前面的兩個車輪小，后面的兩個車輪大，輪胎是橡膠的，12根輻條卻是木質(zhì)的；轉(zhuǎn)向盤由兩個同軸不同直徑的輪子組成，其中小輪上插一個搖把，很像輪船上的舵輪；其車身為木質(zhì)敞開式，雙排座位，簡單的頂篷由6根鐵棍支著；兩只金色的車燈是手提式馬燈，像螃蟹的兩只眼睛，分掛在車頭的兩邊；外形留有18世紀馬車的痕跡。127汽車的推廣需要復雜的條件，如生產(chǎn)、維修、燃料供應、司機培訓、道路條件等，這些條件在當時的中國還不具備，所以汽車很難流行起來。直到1930年，中國汽車保有量只有38484輛，這些汽車全部是外國產(chǎn)品。中國人擁有的第一輛汽車二、中國早期試制的汽車中國試制的第一輛汽車由原“遼寧迫擊炮廠”制造。1929年8月，該廠在完成了基本準備工作之后，將一輛美國生產(chǎn)的瑞雷載貨汽車全車拆卸，進行測繪和逆向研發(fā)，并進行了大量的試驗，選擇重要的易損機件另行設計并重新制造。通過對汽車的拆裝、測繪和試驗，初步掌握了汽車設計和制造技術。根據(jù)城鄉(xiāng)運輸?shù)男枰?，確定生產(chǎn)載質(zhì)量為2.5t的75型載貨汽車。經(jīng)過兩年多的努力，1931年5月21日，該廠組裝出第一輛載貨汽車（被命名為民生），1931年6月1日試車完全成功，并于6月19日舉辦了一次盛大的慶祝會，民生汽車開辟了中國人試制汽車的先河。128如圖所示，民生75型載貨汽車是中國人自行設計的，但發(fā)動機、后軸、電氣裝置和輪胎等汽車部件當時國內(nèi)卻無法解決，事實上也難以自制，均委托國外專業(yè)廠依照民生工廠自行設計的圖紙加工。129民生75型載貨汽車三、中國汽車工業(yè)飛速發(fā)展中國汽車工業(yè)的建立是以長春第一汽車制造廠的建成投產(chǎn)為標志的。1950年3月27日，在原重工業(yè)部成立了汽車工業(yè)籌備組，于1950年8月2日召開了第一次汽車工業(yè)會議，開始研究建廠方針和步驟。1950年12月2日，按蘇聯(lián)支援中國工業(yè)建設的協(xié)議，蘇聯(lián)派來兩人專家組到達北京，以幫助建設中國的汽車制造廠。1951年1月18日，原政務院財經(jīng)委員會會議確定在吉林省四平市與長春市之間，花6年時間（設計2年，建廠4年）建設一座年產(chǎn)吉斯150型（ZIS-150）4t載貨汽車3萬輛的汽車廠。1953年4月6日，蘇聯(lián)送來了汽車廠的第一批建筑施工圖紙。1301953年7月15日，在長春隆重舉行了第一汽車制造廠奠基典禮。經(jīng)過建設者的艱苦努力，在原來的荒郊野地上真正建成了中國歷史上的第一座汽車廠。1956年7月13日，第一汽車制造廠制造出中國第一輛汽車——解放CA10型載貨汽車。131解放CA10型載貨汽車中國汽車工業(yè)發(fā)展可以分為以下四個階段。1.中國汽車工業(yè)創(chuàng)建階段（1953—1965年）1953年7月15日，第一汽車廠開工。1956年7月13日，第一輛解放CA10型載貨汽車駛下總裝配生產(chǎn)線，結(jié)束了中國不能自己制造汽車的歷史。1965年年底，全國民用汽車保有量近29萬輛，其中國產(chǎn)汽車17萬輛。1965年，一汽生產(chǎn)汽車34155輛。到1965年年底，汽車工業(yè)共投資11億元，形成了“一大四小”5個汽車制造廠（一汽、上汽、北汽、南汽、濟汽），年生產(chǎn)能力近6萬輛、9個車型品種。1321958年3月10日，躍進牌NJ130型2.5t載貨汽車，在南京汽車制配廠駛下生產(chǎn)線。這是繼一汽解放CA10之后第二種國產(chǎn)載貨汽車。1958年6月10日，原第一機械工業(yè)部批準南京汽車制配廠更名為南京汽車制造廠，成為第二家由中央直屬的汽車生產(chǎn)企業(yè)。133躍進牌NJ130型2.5t載貨汽車1958年5月12日，一汽首輛東風轎車試制成功。一汽以“仿造為主，自主設計”的原則試制出東風CA71型轎車，結(jié)束了中國不能制造轎車的歷史。該車車身仿制法國西姆卡維代迪，發(fā)動機和底盤仿制奔馳190，車身整體造型為自主設計。作為第一次自主設計轎車的嘗試，為日后發(fā)展積累了經(jīng)驗。134東風CA71型轎車1958年5月，重慶長安汽車廠對美制CJ-5吉普做了測繪設計，研制出我國第一輛長江牌46型越野車，在1959年國慶十周年閱兵式上成為振奮國人的一個激動場面。值得一提的是，長江牌46型越野車實現(xiàn)了1390輛的生產(chǎn)量，其積累的資料和成功經(jīng)驗為北京汽車制造廠日后的發(fā)展打下了重要的基礎。1958年6月，上海汽車裝修廠參照吉普CJ3A仿制出了另一種國產(chǎn)越野車，經(jīng)過對外形的局部改進，上海58型越野車正式投入生產(chǎn)。該車裝備仿制格斯M20勝利轎車上的36kW4缸汽油發(fā)動機，可搭載6名乘客，載質(zhì)量為500kg。1351958年6月20日，北京第一汽車附件廠以大眾汽車甲殼蟲為藍本試制小型轎車，如圖所示，第一輛井岡山牌轎車試制成功，附件廠更名北京汽車制造廠。該車裝備1.2L、4缸發(fā)動機，采用后置后驅(qū)布局。136井岡山牌轎車誕生1958年9月28日，上海鳳凰牌轎車試制成功，其名稱取意與一汽東風轎車“北龍南鳳”相呼應。137上海鳳凰牌轎車1960年4月15日，濟南汽車制造總廠試制成功第一款重型載貨汽車黃河JN150型8t載貨汽車。1963年10月17日通過第一機械工業(yè)部鑒定，成為國家定型產(chǎn)品。到1990年黃河JN150停產(chǎn)，30年來黃河JN150型載貨汽車共生產(chǎn)了10萬輛，為國民經(jīng)濟發(fā)展和國防建設做出了重大貢獻，也使?jié)铣蔀橹袊匦推嚨纳a(chǎn)基地之一。138黃河JN150型8t載貨汽車1965年，北京汽車制造廠試制出第一種自主開發(fā)、批量生產(chǎn)的BJ212輕型越野車，從此便登上了中國汽車工業(yè)史上的一個不可替代的寶座。在汽車族譜中，BJ212在中國成為空前絕后的傳奇。139BJ212輕型越野車2.中國汽車工業(yè)成長階段（1966—1980年）在這個歷史階段，主要是貫徹中央的精神建設“三線”汽車廠，以中型、重型載貨汽車和越野汽車為主，同時發(fā)展礦用自卸車。在此期間，一汽、南汽、北汽、上汽和濟汽5個工廠投入技術改造擴大生產(chǎn)能力，并承擔包建和支援三線汽車廠的任務；先后建成二汽、川汽和陜汽；地方發(fā)展汽車工業(yè)，幾乎全部仿制國產(chǎn)車型，生產(chǎn)廠點近200家。1966—1980年生產(chǎn)各類汽車累計163.9萬輛。1975年，全國生產(chǎn)汽車13.52萬輛；1980年，全國生產(chǎn)汽車22.2萬輛，全國民用汽車保有量169萬輛，其中載貨汽車148萬輛。1401966年6月，四川汽車制造廠紅巖CQ260型重型越野汽車在綦江齒輪廠試制成功。1968年改型為CQ261型，1970年6月，四川汽車制造廠完成CQ261型越野汽車樣車試制。1971年7月投入批量生產(chǎn)。1966年8月16日，洛陽第一拖拉機制造廠基于貝利埃GBC型越野車底盤和太脫拉風冷發(fā)動機技術，試制成功東方紅LT665型重型越野車。該車于1967年10月投產(chǎn)，1970年正式批量生產(chǎn)，并實現(xiàn)了出口。東方紅LT665型重型越野車不僅是我國第一輛重型軍用越野汽車，還是第一輛裝備國產(chǎn)風冷柴油發(fā)動機的軍用車輛。141142東方紅LT665型重型越野車1967年4月1日，第二汽車制造廠破土動工。1969年9月1日，第二汽車制造廠全面開工建設。二汽的建設，采用包建和聚寶的辦法，集全國之精華，建成后成為當時全國技術水平最高的汽車廠。二汽的建成，開創(chuàng)了中國汽車工業(yè)以自己的力量設計產(chǎn)品、確定工藝、制造設備、興建工廠的紀錄。1975年6月15日，第一款自主開發(fā)、批量生產(chǎn)的越野車東風EQ240型投產(chǎn)，1976年東風EQ140型載貨汽車定型，1978年7月15日，東風EQ140型載貨汽車投入批量生產(chǎn)。這兩款完全由中國人獨立設計的車型意義重大，標志著中國具備了獨立開發(fā)載貨汽車，以及設計和裝備汽車廠的能力。143144東風EQ140型載貨汽車投入批量生產(chǎn)1968年12月30日，第一輛自主開發(fā)的重型越野車樣車SX250型在北汽試制成功。1974年12月27日，陜西汽車制造廠生產(chǎn)的延安牌SX250型越野汽車通過定型技術審查，第二年開始投入批量生產(chǎn)。145陜西汽車制造廠生產(chǎn)的延安牌SX250型越野汽車3.中國汽車工業(yè)全面發(fā)展階段（1981—1999年）在改革開放方針指引下，中國