我国电动汽车发展现状及应用

　电动汽车的探索与研究 摘要：

　本文对电动汽车，混合动力电动汽车以及插入式混合动力电动汽车在满载混合动力的状态下的驱动时间表进行了仿真。电动汽车模拟器需要电池模型能够预测不同类型电池的电池荷电状态，I-V 特性和动态行为。本文提出了一个能模拟锂离子，镍氢，铅酸电池的 I-V 特性的模型（只要小小的模型改建）。设计了电池测试仪来测量三种类型的电池模型先前提出的参数和模拟在既定的电源和负载配置下的驱动时间表。在时，分，秒的范围内核查时间常数已在许多研究论文中被证实和我们用实验在毫秒范围内验证的时间常数相近，因此我们用一个多时间常数的电池模型来模拟锂电池。在毫秒级实验中所缺乏的重要的时间常数是通过直接测试来验证的。为确保在长时间的驱动后能准确预测电池的荷电状态，荷电状态决定性部分容量比影响已通过实验的验证。电池模型在 Matlab / Simulink的环境下编程，以此作为插入式混合动力电动汽车的电源进行仿真。锂电池包的仿真结果表明提出的电池模型和汽车模拟器的其他子块配合得很好，电池用于仿真的测试平台的规模决定了模型的准确性和电池内部损耗的预测。而模型参数的提取及其对温度和循环次数的依赖性，以及仿真模型和

　硬件回路真正电池的循环“驱动时间表”的验证正在进行研究。

　目录

　第一章 电动汽车的构造 第二章 电动汽车的发展前景 第三章 电动汽车的优缺点及发展趋势 第四章 电动汽车的关键技术 第五章 我国电动汽车发展现状 第六章 浅谈我对电动汽车的认识

　 电动汽车的基本结构

　电动汽车的组成包括电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电力驱动及控制系统由驱动电动机、电源和电动机的调速控制装置等组成。电动汽车的其他装置基本与内燃机汽车相同。

　 1. 电源 电源为电动汽车的驱动电动机提供电能，电动机将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。目前，电动汽车上应用最广泛的电源是铅酸蓄电池，但随着电动汽车技术的发展，铅酸蓄电池由于比能量较低，充电速度较慢，寿命较短，逐渐被其他蓄电池所取代。正在发展的电源主要有钠硫电池、镍铬电池、锂电池、燃料电池、飞轮电池等，这些新型电源的应用，为电动汽车的发展开辟了广阔的前景。

　2. 驱动电动机

　 驱动电动机的作用是将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。目前电动汽车上广泛采用直流串激电动机，这种电机具有"软"的机械特性，与汽车的行驶特性非常相符。但直流电动机由于存在换向火花，比功率较小、效率较低，维护保养工作量大，随着电机技术和电机控制技术的发展，势必逐渐被直流无刷电动机（BCDM）、开关磁阻电动机（SRM）和交流异步电动机所取代。

　 3. 电动机调速控制装置

　电动机调速控制装置是为电动汽车的变速和方向变换等设置的，其作用是控制电动机的电压或电流，完成电动机的驱动转矩和旋转方向的控制。

　 早期的电动汽车上，直流电动机的调速采用串接电阻或改变电动机磁场线圈的匝数来实现。因其调速是有级的，且会产生附加的能量消耗或使用电动机的结构复杂，现在

　已很少采用。目前电动汽车上应用较广泛的是晶闸管斩波调速，通过均匀地改变电动机的端电压，控制电动机的电流，来实现电动机的无级调速。在电子电力技术的不断发展中，它也逐渐被其他电力晶体管（入 GTO、MOSFET、BTR 及 IGBT 等）斩波调速装置所取代。从技术的发展来看，伴随着新型驱动电机的应用，电动汽车的调速控制转变为直流逆变技术的应用，将成为必然的趋势。

　 在驱动电动机的旋向变换控制中，直流电动机依靠接触器改变电枢或磁场的电流方向，实现电动机的旋向变换，这使得孔子哈电路复杂、可靠性降低。当采用交流异步电动机驱动时，电动机转向的改变只需变换磁场三相电流的相序即可，可使控制电路简化。此外，采用交流电动机及其变频调速控制技术，使电动汽车的制动能量回收控制更加方便，控制电路更加简单。

　 4. 传动装置

　 电动汽车传动装置的作用是将电动机的驱动转矩传给汽车的驱动轴，当采用电动轮驱动时，传动装置的多数部件常常可以忽略。因为电动机可以带负载启动，所以电动汽车上无需传统内燃机汽车的离合器。因为驱动电机的旋向可以通过电路控制实现变换，所以电动汽车无需内燃机汽车变速器中的倒档。当采用电动机无级调速控制时，电动汽车可以忽略传统汽车的变速器。在采用电动轮驱动时，电动汽车也可以省略传统内燃机汽车传动系统的差速器。

　5. 行驶装置

　 行驶装置的作用是将电动机的驱动力矩通过车轮变成对地面的作用力，驱动车轮行走。它同其他汽车的构成是相同的，由车轮、轮胎和悬架等组成。

　 6. 转向装置

　 专项装置是为实现汽车的转弯而设置的，由转向机、方向盘、转向机构和转向轮等组成。作用在方向盘上的控制力，通过转向机和转向机构使转向轮偏转一定的角度，实现汽车的转向。多数电动汽车为前轮转向，工业中用的电动叉车常常采用后轮转向。电动汽车的转向装置有机械转向、液压转向和液压助力转向等类型。

　7. 制动装置

　 电动汽车的制动装置同其他汽车一样，是为汽车减速或停车而设置的，通常由制动器及其操纵装置组成。在电动汽车上，一般还有电磁制动装置，它可以利用驱动电动机的控制电路实现电动机的发电运行，使减速制动时的能量转换成对蓄电池充电的电流，从而得到再生利用。

　 8. 工作装置 工作装置是工业用电动汽车为完成作业要求而专门设置的，如电动叉车的起升装置、门架、货叉等。货叉的起升和门架的倾斜通常由电动机驱动的液压系统完成。

　电动汽车的发展前景

　1 引言

　上世纪 70 年代全球三次石油危机爆发后，各跨国汽车公司先后开始研发各种类型的电动汽车。我国经过“八五”、“九五”、“十五”三个五年计划，在研发电动汽车的专项上投入了大量的人力、物力和财力，并取得了一系列科研成果，但是,迄今为止，这些科研成果真正能转化为产品，并实现产业化生产的项目并不多。国外大汽车公司投入远比我国更多的资金和人力，已投入批量生产的电动汽车产品也寥寥无几。随着全球能源危机的不断加深，石油资源的日趋枯竭以及大气污染、全球气温上升的危害加剧，各国政府及汽车企业普遍认识到节能和减排是未来汽车技术发展的主攻方向，发展电动汽车将是解决这二个技术难点的最佳途径。

　现代电动汽车一般可分为三类：纯电动汽车（PEV）、混合动力汽车（HEV）、燃料电池电动汽车（FCEV）。但是近几年在传统混合动力汽车的基础上，又派生出一种外接充电式（Plug-In）混合动力汽车，简称 PHEV。本文将电动汽车技术研发的若干问题和趋势，作简要的介绍和评述。

　2 纯电动汽车（PEV）

　纯电动汽车是指完全由动力蓄电池提供电力驱动的电动汽车，虽然它已有 134 年的悠久历史，但一直仅限于某些特定范围内应用，市场较小。主要原因是由于各种类别的蓄电池，普遍存在价格高、寿命短、外形尺寸和重量大、充电时间长等严重缺点。目前采用的铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池，它们已达到的实际性能指标和市场平均价格，如表 1 所示。根据实际装车时的循环寿命和市场价格，可估算出电动汽车从各种动力电池上每取出 1kWh 电能所必须付出的费用。计算时，假设电池最高可充电荷电状态（SOC）为 0.9，放电 SOC 为 0.2，即实际可用的电池容量仅占总容量的 70%;由电网供电价为 0.5 元/kWh，电池的平均充放电效率为 0.75。

　从表 1 的粗略计算中可知，虽然从电网取电仅需 0.5 元/kWh，但充入电池，再从电池取出，铅酸电池每提供 1kWh 电能，价格为 3.05 元左右，其中 2.38 元为电池折旧费，0.67 元为电网供电费，而从镍氢电池中每提供 1kWh 电能，费用为 9.6 元，锂离子电池为 10.2 元，即后二种先进电池供电成本是铅酸电池的三倍多。

　目前国内市场上用柴油机发电，价格大致为3元/kWh，若用汽油机发电，供电价格估计为4元/kWh，即从铅酸电机提供电能的价格大致和柴油机发电价格相等，仅仅从取得能量的成本来考虑，采用铅酸电池比汽油机驱动有一定价格优势，但是由于它太过笨重，充电时间又长，因此只被广泛用于车速小于 50km/h 的各种场地车、高尔夫球车、垃圾车、叉车以及电动自行车上。实践证实铅酸电池在这一低端产品市场上有较强的竞争力和实用性。

　镍氢电池的主要优点是相对寿命较长，但是由于镍金属占其成本的 60％，导致镍氢电池价格居高不下。锂离子电池技术发展很快，近 10 年来，其比能量由 100Wh/kg 增加到 180Wh/kg，比功率可达 2000W/kg，循环寿命达 1000 次以上，工作温度范围达-40～55℃。美国 USABC 在 2002 年制定的锂离子电池技术发展目标如表 2 所示。

　近年由于磷酸铁锂离子电池的研发有重大突破，又大大提高了电池的安全性。目前已有许多发达国家将锂离子电池作为电动汽车用动力电池的主攻方向。我国拥有锂资源优势，锂电池产量到 2004年已占全球市场的 37.1％，预计到 2015 年以后，锂离子电池的性/价比有望达到可以和铅酸电池竞争的水平，而成为未来电动汽车的主要动力电池。

　图 1 示出了国内外各种纯电动车辆数量/性能和价格/性能曲线，以电动自行车为代表的低性能车辆，由于其成本低廉，仅我国在 2006 年已达到年产 2000 万辆，美国通用汽车公司生产的冲击 1 号电动跑车，虽然已达到了很高的动力性，但是由于售价高昂，仅生产了区区 50 辆，由于没有市场而不得不停产。性能较低的场地车，在我国年产达 7000～8000 辆左右；天津清源电动车公司生产的微型电动车，最高车速仅 50km/h，年产也可以达千辆以上，这可能是目前市场所能接受的纯电动车辆性能的上限。上述所有电动车辆均采用铅酸电池为动力。随着高性能锂离子电池的性/价比不断提升，未来 5～10 年内，市场上可能会出现最高车速≥100km/h，续驶里程≥250km 的高性能纯电动汽车。

　3 混合动力电动汽车（HEV）

　由于完全由动力蓄电池驱动的纯电动汽车，其性能/价格比长期以来都远远低于传统的内燃机汽车，难于与传统汽车相竞争，上个世纪 90 年代以来各大汽车公司都着手开发混合动力汽车。日本丰田公司在 1997 年率先向市场推出“先驱者”（Prius）混合动力汽车，并在日本、美国和欧洲各国市场上均获得较大成功，累计产销量已超过 60 万辆。随后日本本田、美国福特、通用和欧洲一些大公司，也纷纷向市场推出各种类型的混合动力汽车。

　3.1 研制全混合电动汽车的必要性

　混合动力电动汽车是指具备两个以上动力源、而其中有一个可以释放电能的汽车。混合动力汽车按混合方式不同，可分为串联式、并联式和混联式三种；按混合度（电机功率与内燃机功率之比）

　的不同，又可分为微混合、轻度混合和全混合三种。其中外挂式皮带驱动起动/发电（BSG）式是微混合动力汽车的典型结构，其电机功率一般仅 2～3kW，依赖发动机趵%GD!A3 蟊鱿 油 5!A1?恪{在斥诧 蠖思幼耙桓龅缍?发电型盘式电机（ISG）是轻度混合动力汽车的典型结构；具有纯电力驱动功能的可作为全混合或混联式混合动力汽车的典型。丰田公司的 Prius 轿车即属于这类全混合汽车。目前我国若干汽车企业研制的混合动力汽车，大多采用 ISG 轻度混合或 BSG 微混合方案，主要是考虑这二种方案的技术难度较小，生产成本也较低。但是根据研究表明，混合动力汽车的节油率几乎与汽车功率的混合度和汽车的生产成正比上升（如图 2）。因此，从长远来看，研制全混合电动汽车是一种必然趋势。

　3.2 研发及市场情况

　下面分别介绍混合动力乘用车和混合动力公交车的研发及市场情况。

　以节油率最佳的丰田 Prius 汽车为例，在我国实测它与丰田花冠（Corrolla）油耗在不同工况下的对比数据如表 3 所示。各种工况下的平均节油率为 39.6％，平均百公里可节油 3.07L。

　以 97 号汽油价格为 5 元/L 计算，每百公里可节省油费 15.35 元，行驶 20 万 km 也仅省油费 3.07万元，显然还不足以抵消购置混合动力汽车所增加的费用。据中国汽车工业协会统计，2006 年一汽丰田普锐斯（Prius）销量仅为 2152 辆，占全国乘用车总销量的 0.04％。考虑到我国用户对汽车售价的敏感性，这一销售业绩并不令人惊奇，可以认为在近期，如果没有政府的大力支持，混合动力乘用车在我国不会有很大的市场。

　 3.3 城市公交车的使用特点

　在我国，城市公交车与私人乘用车的情况有很大的不同，具体归纳为以下三点:

　（1）据统计我国城镇居民日常出门有 70％是首选乘坐公交车，我国大部分城市政府都奉行公交车优先的交通政策，我国公交车的年产量和保有量都居世界第一；

　（2）我国城市公交车大多由市政府补助公交企业采购，公交车是否符合节油减排要求，将是政府需要考虑的一个重要采购原则；

　（3）从技术角度来分析，在城市工况下，公交车频繁起步、加速、制动和停车，要额外消耗许多燃油。表 4 列出了在国外四种典型城市工况下，汽车制动消耗能量（油耗）所占比例，其算数平均值达 47.1％。即有近一半的燃油是被汽车频繁制动所消耗的，这就为混合动力公交车的节油减排留下了相当大的空间。

　正是考虑到以上几个特点，我国至少有 7～8 家汽车企业将研发、生产混合动力公交车作为研发工作的重点。经过近几年的开发，虽然已取得了一系列重大成果，但公交车的节油率并未达到预计的

　要求，一辆总重 15.5t，长 11m 的混合动力公交车，实际油耗大多为 33～35L，平均 34L/100km，若传统 11m 公交车的平均油耗为 40L/100km，则节油率仅 15％。

　3.4 节油率难以进一步提高的原因

　分析节油率难以进一步提高的原因主要有二个：

　（1）汽车的制动过程十分短暂，一半不超过 10s，在短短的几秒内，电机要求发出很大的电流，才能有效回收制动能量，但是电池的充电倍率只有放电倍率的一半，因此电池不能接受大电流充电。理论上汽车有 50～60％的制动能量可回收，实际回收的制动能量<20％，最简单的改进办法是加大动力电池容量，例如至少加大容量一倍，回收的制动能量可由 20％增加到 40％。但这将大大增加整车成本和汽车自重，经济上可能是得不偿失。

　（2）混合动力公交车若采用停车断油，甚至滑行时即断油，可节油 10％左右（4L/100km），实际上国产柴油机没有专门为混合动力汽车设计，一般不允许频繁的停车断油，否则供油系和废气增压器都可能损坏，严重影响柴油机寿命。其次，停车断油就必须装有电动转向油泵、电动空压机和电动空调系统，这又会大大增加整车成本和重量，二相权衡，不一定合算，所以近期大多未实现停车断油功能。因此，目前 HEV 的开发重点集中在节油降耗的工作上，针对以上问题，科研工作者提出了不同的解决方案，如利用超级电容器的功率密度达铅酸电池的 10 倍，具有快速吸收大电流充电的优异特性，在混合动力汽车制动时可以快速吸收能量，大大提高制动能量的回收率，此外它还具有循环寿命长、充放电效率高、耐低温特好以及免维护等优点。这种方案由于受到超级电容价格昂贵的影响，限制了它在混合动力汽车上的广泛应用。在进一步降低成本，提高能量密度后，超级电容器最有可能首先在混合动力公交车上得到应用。

　4 外接充电式混合动力汽车

　外接充电式混合动力汽车是最新的一代混合动力汽车类型，近年来受到各国政府、汽车企业和研究机构的普遍关注，国内外专家认为，PHEV 有望在几年后得到广泛的推广使用。

　据统计，法国城镇居民 80％以上日均驾车里程少于 50km，在美国，汽车驾驶者也有 60％以上日均行驶里程少于 50km，80％以上日均行驶里程少于 90km。PHEV 特别适合于一周有 5 天仅驾车用于上下班，行驶里程 50～90km 之间的工薪族使用。PHEV 是在混合动力汽车上增加了纯电动行驶工况，并且加大了动力电池容量，使 PHEV 采用纯电动工况可行驶 50～90km，超过这一里程，即必须起动内燃机，采用混合驱动模式。所以 PHEV 的电池容量一般达 5～10kW·h，约是纯电动汽车电池容量的 30～50％，是一般混合动力汽车电池容量的 3～5 倍，可以说它是介于混合动力汽车与纯电动汽车之间的一种过渡性产品。与传统的内燃机汽车和一般混合动力汽车（HEV）对比（见表5），PHEV 由于更多的依赖动力电池驱动汽车，因此它的燃油经济性进一步提高，二氧化碳和氮氧化物排放更少。由于动力电池容量的加大，每辆车的售价至少比一般 HEV 高 2000 美元。

　图 3 示出了四种不同类型乘用车，它们的蓄电池容量与汽车价格、燃油消耗及尾气排放的对比关系。可见随着蓄电池容量的加大，汽车价格将上升，但是燃油消耗和尾气排放则下降。因此可以认

　为，电动汽车是以使用和损耗蓄电池为代价来换取节油、减排的效果，动力电池性/价比的大幅提升将是电动汽车能否迅速推广使用的关键所在。

　一般 HEV 动力电池 SOC 仅在较小范围内波动（例如±2％～3％）因此循环寿命次数很长，而 PHEV的动力电池 SOC 必须在很大的范围内波动（例如±40％），属于深充深放，因此循环工作寿命短得多，和纯电动汽车（PEV）相似。目前在 PHEV 上都采用先进的锂离子电池，由表 1 可知，锂离子电池每放出 1kWh 电能，能耗费为 10.2 元，相当于内燃每 kWh 能耗费用的 3 倍。随着全球石油价格不断上升，燃油内燃机的能耗费用也将不断上升，而锂离子电池随着技术进步和产量的扩大，其能耗费用将不断下降（如图 4 所示），二者可能在 2015 至 2020 年内达到平衡点。因此 PHEV 有望在 10 年内得到大面积推广使用。

　5 燃料电池电动汽车

　早在 1839 年，英国人格罗孚就提出了氢和氧反应发电的原理。20 世纪 60 年代，研发出了液氢和液氧发电的燃料电池，由美国 UTC 公司首先用于航天和军事用途。近 20 年来，由于石油危机和大气污染日趋严重，以质子交换膜式为代表的燃料电池技术，受到世界各国普遍重视。各大跨国汽车公司纷纷投入巨资，研发出了各种类型的燃料电池电动汽车(FCEV)。

　 5.1 质子交换膜燃料电池（PEMFC）主要优点

　（1）其排放生成物是水及水蒸汽，为零污染；

　 （2）能量转换效率可高达 60～70％;

　 （3）无机械振动、低噪声、低热辐射;

　 （4）宇宙质量中有 75％是氢，地球上氢也几乎是无处不在。氢还是化学元素中质量最轻、导热性和燃烧性最好的元素;

　 （5）氢的热值很高，1kg 氢和 3.8L 汽油的热值相当。

　5.2 燃料电池电动汽车存在的技术、经济问题

　在我国，国家科技部将研发燃料电池客车和燃料电池轿车列为“十五”和“十一五”计划“863”重大科技项目。并已取得一系列重大科技成果，但是在多年科研实践中，也暴露出一些技术、经济问题:

　（1）燃料电池发动机的耐久性寿命短

　一般仅 1000～1200 小时（国外达 2200 小时），燃料电池汽车行驶 4～5 万 km，功率即下降～40％，和传统内燃机可普遍行驶 50 万 km 以上相比，差距很大；

　（2）燃料电池发动机的制造成本居高不下

　 一般估计 3 万元/kW（国外成本约 3000 美元/kW），与传统内燃机仅 200～350 元/kW 相比，差距巨大。由于其中如质子交换膜、炭纸、铂金属催化剂、高纯度石墨粉、氢回收泵、增压空气泵等关键部件均依靠进口，所以与国外相比，并没有成本优势；

　（3）燃料电池发动机对工作环境的适应性很差

　 国产可在 0～40℃气温下工作，低于 0℃有结冰问题，高于 40℃过热不能正常工作；此外对空气中的粉尘、一氧化碳、硫化物等都十分敏感，铂催化剂极易污染中毒失效；

　（4）燃料电池汽车的使用成本过于高昂

　 例如高纯度(99.999％)高压氢(>200 大巴)售价约 80～100元/kg。按1kg氢可发10kW·h电能计算，仅燃料费即约为 10 元/kW·h，按燃料电池发动机工作寿命 1000 小时计算，折旧费为 30 元/kWh。所以总的动力成本达 40 元/kW·h。与表 1 对照可知，至少在目前，由燃料电池发动机提供 1kWh 电能的成本远高于各种动力电池，这从一个侧面反映了作为汽车动力源，燃料电池汽车还有相当的距离。

　5.3 目前燃料电池电动汽车的研究课题

　尽管存在如此多的问题，但是燃料电池仍然是人类迄今为止，发明的最清洁、安静又可无限再生的能源，值得我们为实现燃料电池电动汽车的产业化，付出更大的努力。

　为此建议从以下几个方面进行工作:

　（1）以更为创新的思维，对燃料电池的基本理论和基础材料进行深入研究，例如努力探寻非铂金属催化剂;努力研制抗电腐蚀金属双极板和耐高温(>110℃)高机械强度质子交换膜等;

　（2）努力实现如炭纸、增压空气泵等关键零部件的国产化，以降低整机成本;

　（3）进一步提高整机的优化集成技术，着力提高整机的耐候性（高、低气温变化）、抗大气污染能力和耐电负荷急剧变化能力等。

　 6 电机及电动车轮

　电动汽车驱动电机是所有电动汽车必不可少的关键部件。目前使用较多的有直流有刷、永磁无刷、交流感应和开关磁阻等四种电机。

　美国和德国开发的电动汽车大多采用交流感应电机，主要优点是价格较低、效率高、重量轻，但启动转矩小。日本研制的电动汽车几乎全部使用永磁无刷电机，其主要优点是效率可以比交流感应

　电机高 6 个百分点，但价格较贵，永磁材料一般仅耐热 120℃以下。开关磁阻电机结构较新，优点是结构简单、可靠、成本较低、起动性能好，没有大的冲击电流，它兼有交流感应电机变频调速和直流电机调速的优点，缺点是噪声较大，但仍有一定改进余地。表 6 列出四类电机比较。

　显然表 6 中四种电机各有优缺点，但是对于电动汽车而言，由于电能是由各类电池提供，价格昂贵而弥足珍贵，所以使用相对效率最高的永磁无刷电机是较为合理的，它已被广泛用于功率小于100kW 的现代电动汽车上。

　此外，在国外已有越来越多的电动汽车采用性能先进的电动轮（又称轮毂电机），它用电机（多为永磁无刷式）直接驱动车轮，因此无传统汽车的变速箱、传动轴、驱动桥等复杂的机械传动部件，汽车结构大大简化。但是它要求电机在低转速下有很大的扭矩，特别是对于军用越野车，要求电机基点转速∶最高转速=1∶10（见图 5）。近几年，美、英、法、德等国纷纷将电动轮技术应用于军用越野车和轻型坦克上，并取得了重大成果。例如美海军陆战队在“悍马”基础上研制出串联式“影子”新型混合动力越野车，采用了电动轮技术，其结构及主要技术参数如表 7 所示。与传统“悍马”车对比试验，在同样侦察试验条件下，“悍马”耗油 472kg，而“影子”仅耗油 200kg；同一越野路段，“悍马”耗时 32 分钟跑完，而“影子”仅耗时 13 分 50 秒，此外它还具有在纯电动模式下，汽车静音、无“热痕迹”等优点。如此优异的性能，据闻美军已决定停产传统“悍马”车，全部改产新型混合动力电动轮驱动的“影子”型军车。这一重要发展趋势，应引起高度关注。

　7 结束语

　综上所述，可以从技术/经济分析出发，对电动汽车技术的现状和未来作如下结论：

　（1）在目前国内市场价格的基础上，可粗略计算出各种提供电能技术的价格比。即电网供电∶柴油机供电∶铅酸电池供电∶镍氢电池供电∶锂离子电池供电∶燃料电池供电=1∶6∶6∶19.2∶20.4∶80。这从一个侧面反映了各种供电方式距离电动汽车市场的远近。当然，随着石油价格的上升、电池技术的进步，这些比例关系将发生很大的变化；

　（2）由于铅酸电池的供电成本大体和柴油机供电相等，因此它仍然是低端电动车市场的主要动力电池。磷酸锂离子电池技术进步较快，它最有可能成为铅酸电池的竞争对手，率先成为高端电动车市场的主要动力电池；

　（3）由于混合动力汽车仅需装用纯电动汽车 1/10 的动力电池容量，整车有较为接近市场的性/价比，因此它仍将是近期实现产业化的主要电动汽车种类。考虑到我国国情，目前仍应大力推广使用混合动力大客车，进一步降低制造成本，减少油耗和排放；

　（4）在锂离子电池性/价比进一步提升后，外接充电式混合动力汽车（PHEV）有望成为理想的上班族乘用车，它可大幅度减少油耗和降低排放，但是由于较高的价格，它可能首先在发达国家得到推广应用；

　（5）燃料电池虽然是理想的清洁能源，但是目前它的性/价比太低，要达到可以进入市场的性/价比，可说是任重而道远，必须从基础材料和基本理论上有重大突破，才可能进入汽车市场；

　 （6）电动轮已成为国外电力驱动技术的重要发展趋势，并已在军用越野车上得到实际应用，证实它在技术/经济上的重要优势，我国虽也有不少单位研发，但始终未进入“863”计划，技术进步缓慢，因此有必要奋起直追，尽快掌握这一先进的电驱动技术。

　慧典市场研究报告网讯 电动汽车的组成包括：电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电力驱动及控制系统由驱动电动机、电源和电动机的调速控制装置等组成。

　电动汽车的优缺点及发展趋势

　 在当前全球汽车工业面临金融危机和能源环境问题的巨大挑战的情况下，发展电动汽车，实现汽车能源动力系统的电气化，推动传统汽车产业的战略转型，在国际上已经形成了广泛共识。根据各大汽车公司发布的产品上市计划，预计 2012 年前后将迎来国际电动汽车产业化发展的一次高潮。电动汽车一旦取得市场突破，必将对国际汽车产业格局产生巨大而深远的影响。因此，顺应国际汽车工业发展潮流，把握交通能源动力系统转型的战略机遇，坚持自主创新，动员各方面的力量，加快推动电动汽车产业发展，对抢占未来汽车产业竞争制高点、实现我国汽车工业由大变强和自主发展至关重要，也十分紧迫。

　 电动汽车的组成包括：电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电力驱动及控制系统由驱动电动机、电源和电动机的调速控制装置等组成。

　 电动汽车时速快慢和启动速度取决于驱动电机的功率和性能，其续行里程之长短取决于车载动力电池容量之大小，车载动力电池之重量取决于选用何种动力电池如铅酸、锌碳、锂电池等，其体积，比重、比功率、比能量、循环寿命都各异。这取决于制造商对整车档次的定位和用途以及市场界定、市场细分。

　 电动汽车的驱动电机目前有直流有刷、无刷、有永磁、电磁之分，再有交流步进电机等，它们的选用也与整车配置、用途、档次有关。另外驱动电机之调速控制也分有级调速和无级调速，有采用电子调速控制器和不用调速控制器之分。电动机有轮毂电机、内转子电机、有单电机驱动、多电机驱动和组合电机驱动等。电机及调速控制器的选用和配制对整车档次和价位也有影响。

　 将来符合国际和符合市场需求的纯电动汽车必定遵守以下几项：1.电动车辆研发制造运营必须符合国家各项相关法规。整车、零部件性能必须满足国家技术标准和各项具体要求。2.电动车辆是

　以电为能源，由电动机驱动行驶的，不再产生新的污染，不再产生易燃、易爆之隐患。3.电动车辆储能用的电池必须是无污染、环保型的。且具有耐久的寿命，具备超快充电（2-3C 以上电流）的功能。车辆根据用途确定一次充电之续行里程，以此装置够用电量的电池组，充分利用公用充电站超快充电以延长续行里程。4.电动机组应有高效率的能量转换。刹车、减速之能量的直接利用和回收，力求车辆之综合能源利用的高效率。5.根据车辆用途和行驶场合设定最高车速，且不得超过交通法规的限定值，以合理选择电动机的功率和配置电池组容量。6.车辆驾驶操作，控制简单有效、工作可靠，确保行车安全。7.机械、电气装置耐用少维修。车辆运营之费用低廉。8.以目标市场需求为依据，提供实用、合适车型满足之，力求做到技术、经济、实用、功能诸方面的综合统一。

　 将来产业化、商业化为用户所欢迎的电动汽车，必定符合以下几点特征：准确的定位、恰当的用途、宜驶的区域、最佳的效能。合适的车型、经济的配置。可靠的性能、便当的操控。环保的电池、耐久的寿命、够用的电量、超快的充电、完善的网络、到位的服务。低廉的费用、最少的维修。

　 世界汽车产业进入全面交通能源转型期，国际电动汽车发展开始加速。全球汽车工业为破解能源、环境制约，实现可持续发展，长期以来一直在积极探索和努力推动交通能源动力系统转型。特别是 08 年以来，面对金融危机、国际油价高位震荡和日益严峻的节能减排压力，世界汽车产业进入全面交通能源转型时期，发展电动汽车成为国际取得高度共识的实现交通能源转型的技术路线，世界电动汽车产业进入了加速发展的新阶段。

　 一是各国政府相继发布电动汽车发展战略和国家计划，进一步为产业发展指明了方向。美国奥巴马政府实施绿色新政，把电动汽车作为国家战略的重要组成，计划到 2015 年普及 100 万辆插电式混合动力电动汽车（PHEV）。日本把发展电动汽车作为“低碳革命”的核心内容，并计划到 2020 年普及包括电动汽车在内的“下一代汽车”达到1350万辆, 为完成这一目标,日本到2020年计划开发出至少 17 款纯电动汽车、38 款混合动力车。德国政府在 08 年 11 月提出未来 10 年普及 100 万辆纯电动汽车和插电式混合动力汽车，并宣称该计划的实施，标志德国将进入电动汽车时代。国家战略的发布实施，对产业发展有着十分重要的导向作用，必将进一步加快国际电动汽车产业发展的进程。

　 二是动力电池得到高度重视，研发投入急剧增加，电动汽车技术瓶颈突破的预期大大增强。美国总统奥巴马 09 年 8 月宣布安排 24 亿美元支持 PHEV 的研发与产业化，其中 20 亿美元用来支持先进动力电池的研发和产业化。日本政府提出“谁控制了电池，谁就控制了电动汽车”，并组织实施国家专项计划，在 2011 年以前将投入 400 多亿日元用于先进动力电池技术研究，2010 年左右新型锂电池将规模应用于下一代电动汽车。德国从今年起启动了一项 4.2 亿欧元的车用锂电池开发计划，几乎所有德国汽车和能源巨头均携资加入。

　三是各国政府加大政策支持力度，全力推进电动汽车产业化。一方面，政府加大对消费者的政策激励，加快电动汽车的市场培育。美国对 PHEV 实施税收优惠，减税额度在 2500 美元和 15000 美元之间。日本从 09 年 4 月 1 日起实施新的“绿色税制”，对包括纯电动汽车、混合动力车等低排放且燃油消耗量低的车辆给予税赋优惠，一年的减税规模约为 2100 亿日元，是现行优惠办法减税额的 10 倍。英国从 09 年 4 月 1 日起执行新汽车消费税，对纯电动汽车免缴消费税。法国对购买低排放（二氧化碳）汽车的消费者给予最高 5000 欧元的奖励，对高排放汽车进行最高 2600 欧元的惩罚。另一方面，政府通过加大信贷支持等措施，鼓励整车企业加快电动汽车产业化。美国政府对电动汽车生产予以贷款资助。09 年 6 月 23 日，福特、日产北美公司和 Tesla 汽车公司获得 80 亿美元的贷款，主要用于混合动力和纯电动汽车的生产。欧盟在 2009 年上半年发放 70 亿欧元贷款，支持汽车制造商发展电动汽车；此外，美国新的汽车燃油经济性法规和欧盟新车平均二氧化碳排放法规，对汽车的技术要求大幅提高，如果不发展电动汽车技术，汽车制造商将很难达到新法规的要求。

　 四是纯电动汽车得益于高性能锂离子电池的发展应用，受到各国政府和各大汽车公司的重新重视，产业化步伐不断加快。日产汽车公司宣布 2010 年在美国和日本销售纯电动汽车，计划于 2012-2013 年实现大规模上市，其量产车型“树叶”已经正式发布。三菱、雷诺、丰田、宝马等汽车公司也开发出小型纯电动轿车，并计划在 2012 年前后批量上市。美国、日本、法国、德国、以色列等国政府都制定了纯电动汽车推广计划，电动汽车充电系统建设项目也陆续启动。

　慧典市场研究报告网讯 电动汽车的组成包括：电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电力驱动及控制系统由驱动电动机、电源和电动机的调速控制装置等组成。

　在当前全球汽车工业面临金融危机和能源环境问题的巨大挑战的情况下，发展电动汽车，实现汽车能源动力系统的电气化，推动传统汽车产业的战略转型，在国际上已经形成了广泛共识。根据各大汽车公司发布的产品上市计划，预计 2012 年前后将迎来国际电动汽车产业化发展的一次高潮。电动汽车一旦取得市场突破，必将对国际汽车产业格局产生巨大而深远的影响。因此，顺应国际汽车工业发展潮流，把握交通能源动力系统转型的战略机遇，坚持自主创新，动员各方面的力量，加快推动电动汽车产业发展，对抢占未来汽车产业竞争制高点、实现我国汽车工业由大变强和自主发展至关重要，也十分紧迫。

　 电动汽车的组成包括：电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电力驱动及控制系统由驱动电动机、电源和电动机的调速控制装置等组成。

　电动汽车时速快慢和启动速度取决于驱动电机的功率和性能，其续行里程之长短取决于车载动力电池容量之大小，车载动力电池之重量取决于选用何种动力电池如铅酸、锌碳、锂电池等，其体积，比重、比功率、比能量、循环寿命都各异。这取决于制造商对整车档次的定位和用途以及市场界定、市场细分。

　 电动汽车的驱动电机目前有直流有刷、无刷、有永磁、电磁之分，再有交流步进电机等，它们的选用也与整车配置、用途、档次有关。另外驱动电机之调速控制也分有级调速和无级调速，有采用电子调速控制器和不用调速控制器之分。电动机有轮毂电机、内转子电机、有单电机驱动、多电机驱动和组合电机驱动等。电机及调速控制器的选用和配制对整车档次和价位也有影响。

　 将来符合国际和符合市场需求的纯电动汽车必定遵守以下几项：1.电动车辆研发制造运营必须符合国家各项相关法规。整车、零部件性能必须满足国家技术标准和各项具体要求。2.电动车辆是以电为能源，由电动机驱动行驶的，不再产生新的污染，不再产生易燃、易爆之隐患。3.电动车辆储能用的电池必须是无污染、环保型的。且具有耐久的寿命，具备超快充电（2-3C 以上电流）的功能。车辆根据用途确定一次充电之续行里程，以此装置够用电量的电池组，充分利用公用充电站超快充电以延长续行里程。4.电动机组应有高效率的能量转换。刹车、减速之能量的直接利用和回收，力求车辆之综合能源利用的高效率。5.根据车辆用途和行驶场合设定最高车速，且不得超过交通法规的限定值，以合理选择电动机的功率和配置电池组容量。6.车辆驾驶操作，控制简单有效、工作可靠，确保行车安全。7.机械、电气装置耐用少维修。车辆运营之费用低廉。8.以目标市场需求为依据，提供实用、合适车型满足之，力求做到技术、经济、实用、功能诸方面的综合统一。

　 将来产业化、商业化为用户所欢迎的电动汽车，必定符合以下几点特征：准确的定位、恰当的用途、宜驶的区域、最佳的效能。合适的车型、经济的配置。可靠的性能、便当的操控。环保的电池、耐久的寿命、够用的电量、超快的充电、完善的网络、到位的服务。低廉的费用、最少的维修。

　 世界汽车产业进入全面交通能源转型期，国际电动汽车发展开始加速。全球汽车工业为破解能源、环境制约，实现可持续发展，长期以来一直在积极探索和努力推动交通能源动力系统转型。特别是 08 年以来，面对金融危机、国际油价高位震荡和日益严峻的节能减排压力，世界汽车产业进入全面交通能源转型时期，发展电动汽车成为国际取得高度共识的实现交通能源转型的技术路线，世界电动汽车产业进入了加速发展的新阶段。

　 一是各国政府相继发布电动汽车发展战略和国家计划，进一步为产业发展指明了方向。美国奥巴马政府实施绿色新政，把电动汽车作为国家战略的重要组成，计划到 2015 年普及 100 万辆插电式混合动力电动汽车（PHEV）。日本把发展电动汽车作为“低碳革命”的核心内容，并计划到 2020 年普及包括电动汽车在内的“下一代汽车”达到1350万辆, 为完成这一目标,日本到2020年计划开发

　出至少 17 款纯电动汽车、38 款混合动力车。德国政府在 08 年 11 月提出未来 10 年普及 100 万辆纯电动汽车和插电式混合动力汽车，并宣称该计划的实施，标志德国将进入电动汽车时代。国家战略的发布实施，对产业发展有着十分重要的导向作用，必将进一步加快国际电动汽车产业发展的进程。

　 二是动力电池得到高度重视，研发投入急剧增加，电动汽车技术瓶颈突破的预期大大增强。美国总统奥巴马 09 年 8 月宣布安排 24 亿美元支持 PHEV 的研发与产业化，其中 20 亿美元用来支持先进动力电池的研发和产业化。日本政府提出“谁控制了电池，谁就控制了电动汽车”，并组织实施国家专项计划，在 2011 年以前将投入 400 多亿日元用于先进动力电池技术研究，2010 年左右新型锂电池将规模应用于下一代电动汽车。德国从今年起启动了一项 4.2 亿欧元的车用锂电池开发计划，几乎所有德国汽车和能源巨头均携资加入。

　 三是各国政府加大政策支持力度，全力推进电动汽车产业化。一方面，政府加大对消费者的政策激励，加快电动汽车的市场培育。美国对 PHEV 实施税收优惠，减税额度在 2500 美元和 15000 美元之间。日本从 09 年 4 月 1 日起实施新的“绿色税制”，对包括纯电动汽车、混合动力车等低排放且燃油消耗量低的车辆给予税赋优惠，一年的减税规模约为 2100 亿日元，是现行优惠办法减税额的 10 倍。英国从 09 年 4 月 1 日起执行新汽车消费税，对纯电动汽车免缴消费税。法国对购买低排放（二氧化碳）汽车的消费者给予最高 5000 欧元的奖励，对高排放汽车进行最高 2600 欧元的惩罚。另一方面，政府通过加大信贷支持等措施，鼓励整车企业加快电动汽车产业化。美国政府对电动汽车生产予以贷款资助。09 年 6 月 23 日，福特、日产北美公司和 Tesla 汽车公司获得 80 亿美元的贷款，主要用于混合动力和纯电动汽车的生产。欧盟在 2009 年上半年发放 70 亿欧元贷款，支持汽车制造商发展电动汽车；此外，美国新的汽车燃油经济性法规和欧盟新车平均二氧化碳排放法规，对汽车的技术要求大幅提高，如果不发展电动汽车技术，汽车制造商将很难达到新法规的要求。

　 四是纯电动汽车得益于高性能锂离子电池的发展应用，受到各国政府和各大汽车公司的重新重视，产业化步伐不断加快。日产汽车公司宣布 2010 年在美国和日本销售纯电动汽车，计划于 2012-2013 年实现大规模上市，其量产车型“树叶”已经正式发布。三菱、雷诺、丰田、宝马等汽车公司也开发出小型纯电动轿车，并计划在 2012 年前后批量上市。美国、日本、法国、德国、以色列等国政府都制定了纯电动汽车推广计划，电动汽车充电系统建设项目也陆续启动。