1.1 电动汽车发展的背景及意义

1.1.1 电动汽车发展的背景需求

近几十年来，随着经济社会的发展和生活需求的提高，世界范围的汽车产销量也呈现出跨越式的发展态势。1950~1970年，全球汽车保有量每10年翻一番，1970年达到2.5亿辆。1986年，全球汽车保有量达到5亿辆，2010年跃升至10.15亿辆，预计到2050年将升至25亿辆。统计显示，中国汽车市场已连续11年成为世界机动车产销第一大国，2020年全国机动车保有量达到3.72亿辆（其中汽车2.81亿辆），对全球汽车保有量的增长起到重要推动作用。如此迅猛的汽车发展规模，在给人们提供便捷、舒适的出行服务的同时，也产生了很多负面影响，大量汽车的使用带来了两大突出问题：能源危机和环境恶化。

1.能源危机

传统燃油汽车消耗的能源几乎完全依赖于石油的制成品。石油是不可再生资源，虽然目前的储量仍很可观，但依旧无法满足日趋增长的消耗需求。据石油巨头英国石油公司（BP）发布的《世界能源统计年鉴2019》显示，截至2018年年底，全球石油储量约1.73万亿桶，比2017年增加20亿桶。根据2018年的储产比，全球石油还可以以现有的生产水平生产50年。国际能源署（IEA）的统计数据显示，2001年交通领域消耗了全球57%的石油资源，并且随着全球汽车保有量的持续增长，燃油消耗呈现出逐年增长的态势，导致石油供应日趋紧张。2020年以来，受疫情影响，石油减产严重，但国际市场对石油的需求依旧保持高位，全球石油需求与供给之间的供需缺口持续扩大，石油市场整体呈现供不应求的状态。

我国是石油资源相对贫乏的国家，石油对外依存度高，面临的能源安全问题十分严峻。2014年11月12日，国际能源署在《全球能源展望》中称，中国石油消耗将在20年内超过美国，成为全球最大的石油消费国。但是，我国始终面临着石油供给日益紧张的问题。自1993年开始，中国就已经成为石油净进口国，1996年更是成为成品油净进口国。截至2017年，中国石油消耗6.1亿t，国内石油产量仅有1.91亿t，进口比例达到了70%。国际能源机构预测，随着越来越多中国消费者购买汽车，到2030年，中国石油消耗量的80%需要依靠进口。因此，随着我国汽车保有量的增加，推行交通能源转型势在必行，发展新能源汽车作为推进我国交通能源转型战略和建设生态文明的重要举措，对社会发展和环境保护都有积极作用。

2.环境恶化

燃油汽车在行驶过程中会产生大量的CO、NO_x、HC、SO₂等有害气体以及温室气体CO₂，这些有害气体除使城市空气中的污染物增加，产生光化学烟雾和硫酸烟雾外，还会导致大气臭氧层破坏、地球变暖和酸雨的形成等。随着城市机动车数量的快速增长，机动车排气污染已成为城市大气污染的主要“贡献”者。据统计，全球大气污染42%源于交通车辆产生的污染，一些城市机动车排放的污染物对多项大气污染指标的贡献率已达到70%以上。机动车排放污染已对城市大气污染构成了严重威胁。

化石能源的大量消耗产生的温室气体是全球气候变暖的主要原因。受人类活动的影响，温室气体和硫化物气溶胶的浓度快速增加。据科学家预测，未来100年全球平均地表温度将上升1.4~5.8℃，到2050年我国平均气温将上升2.2℃。交通领域一直是温室气体排放的重点。据IEA统计，汽车CO₂总排放量从1990年的29亿t增加到2020年的60亿t，对地球环境造成了巨大影响。从图1-1可以看到世界主要国家的CO₂排放情况，我国目前已成为世界上的CO₂排放大国。

随着我国机动车保有量的持续增加，尾气排放带来的环境问题尤为严峻。2013年，“雾霾”成为我国的年度关键词。尤其是这一年的1月，4次雾霾过程笼罩30个省（自治区、直辖市）。在北京，仅有5天不是雾霾天。频发的雾霾天气，严重影响了人们的身心健康和日常出行，引起了全社会的广泛关注。

在当前能源紧张与环境污染的背景下，节能减排是汽车技术发展创新的潮流。虽然目前世界各国都通过加强在汽车节能减排方面的立法工作、税收政策向小排量汽车倾斜，发展汽车尾气净化技术，提高发动机性能，发展汽车轻量化技术等一系列政策与技术手段来达到节能环保的目的，但短期来看效果尚不明显，面临的形势依然严峻。只有通过新技术的运用，才能使汽车的燃油经济性和排放量达到标准的要求。

在汽车产业快速发展的同时，随之而来的能源危机和环境恶化等问题也不容忽视。它们对人们生活，甚至国际环境都产生了重大影响。对于中国这个石油资源匮乏和环境压力大的国家来说，为使我国经济健康发展，也必须尽快实现交通能源转型，研发能源利用率高、污染排放低的新能源汽车，以实现经济发展和环境保护双赢的目标。