純電動汽車

主要結構

電動汽車是針對内燃機車輛提出來的概念。謂之“電動”，是因為它的能源是蓄電池而不是汽油（或柴油）等石油産品。一般采用高效率充電電池，或燃料電池為動力源。電動汽車無需再用内燃機，因此，電動汽車的電動機相當于傳統汽車的發動機，蓄電池相當于原來的油箱，由于電能是二次能源，可以來源于風能、水能、熱能、太陽能等多種方式。

電動汽車由底盤、車身、蓄電池組、電動機、控制器和輔助設施蓄電池六部分組成。由于電動機具有良好的牽引特性，因此蓄電池汽車的傳動系統不需要離合器和變速器。車速控制由控制器通過調速系統改變電動機的轉速即可實現。

組成

電動汽車的組成包括電力驅動及控制系統、驅動力傳動等機械系統、完成既定任務的工作裝置等。電力驅動及控制系統是電動汽車的核心，也是區别于内燃機汽車的最大不同點。電力驅動及控制系統由驅動電動機、電源和電動機的調速控制裝置等組成。電動汽車的其他裝置基本與内燃機汽車相同。

電源

為電動汽車的驅動電動機提供電能，電動機将電源的電能轉化為機械能。應用最廣泛的電源是鉛酸蓄電池，但随着電動汽車技術的發展，鉛酸蓄電池由于能量低，充電速度慢，壽命短，逐漸被其他蓄電池所取代。正在發展的新能源汽車電池電源主要有鈉硫電池、鎳镉電池、锂電池、燃料電池等，這些新型電源的應用，為電動汽車的發展開辟了廣闊的前景。

驅動電動機

驅動電動機的作用是将電源的電能轉化為機械能，通過傳動裝置或直接驅動車輪和工作裝置。但直流電動機由于存在換向火花，功率小、效率低，維護保養工作量大；随着電機控制技術的發展，勢必逐漸被直流無刷電動機（BLDCM）、開關磁阻電動機（SRM）和交流異步電動機所取代，如無外殼盤式軸向磁場直流串勵電動機。

電動機調速控制裝置

純電動汽車

電動機調速控制裝置是為電動汽車的變速和方向變換等設置的，其作用是控制電動機的電壓或電流，完成電動機的驅動轉矩和旋轉方向的控制。

早期的電動汽車上，直流電動機的調速采用串接電阻或改變電動機磁場線圈的匝數來實現。因其調速是有級的，且會産生附加的能量消耗或使用電動機的結構複雜，現已很少采用。目前應用較廣泛的是晶閘管斬波調速，通過均勻地改變電動機的端電壓，控制電動機的電流，來實現電動機的無級調速。在電子電力技術的不斷發展中，它也逐漸被其他電力晶體管（入GTO、MOSFET、BTR及IGBT等）斬波調速裝置所取代。從技術的發展來看，伴随着新型驅動電機的應用，電動汽車的調速控制轉變為直流逆變技術的應用，将成為必然的趨勢。

在驅動電動機的旋向變換控制中，直流電動機依靠接觸器改變電樞或磁場的電流方向，實現電動機的旋向變換，這使得電路複雜、可靠性降低。當采用交流異步電動機驅動時，電動機轉向的改變隻需變換磁場三相電流的相序即可，可使控制電路簡化。此外，采用交流電動機及其變頻調速控制技術，使電動汽車的制動能量回收控制更加方便，控制電路更加簡單。

傳動裝置

電動汽車傳動裝置的作用是将電動機的驅動轉矩傳給汽車的驅動軸，當采用電動輪驅動時，傳動裝置的多數部件常常可以忽略。因為電動機可以帶負載啟動，所以電動汽車上無需傳統内燃機汽車的離合器。因為驅動電機的旋向可以通過電路控制實現變換，所以電動汽車無需内燃機汽車變速器中的倒檔。當采用電動機無級調速控制時，電動汽車可以忽略傳統汽車的變速器。在采用電動輪驅動時，電動汽車也可以省略傳統内燃機汽車傳動系統的差速器。

行駛裝置

行駛裝置的作用是将電動機的驅動力矩通過車輪變成對地面的作用力，驅動車輪行走。它同其他汽車的構成是相同的，由車輪、輪胎和懸架等組成。

轉向裝置

轉向裝置是為實現汽車的轉彎而設置的，由轉向機、方向盤、轉向機構和轉向輪等組成。作用在方向盤上的控制力，通過轉向機和轉向機構使轉向輪偏轉一定的角度，實現汽車的轉向。多數電動汽車為前輪轉向，工業中用的電動叉車常常采用後輪轉向。電動汽車的轉向裝置有機械轉向、液壓轉向和液壓助力轉向等類型。

制動裝置

電動汽車的制動裝置同其他汽車一樣，是為汽車減速或停車而設置的，通常由制動器及其操縱裝置組成。在

電動汽車上，一般還有電磁制動裝置，它可以利用驅動電動機的控制電路實現電動機的發電運行，使減速制動時的能量轉換成對蓄電池充電的電流，從而得到再生利用。目前國内電動汽車在大功率載客汽車，給提供空氣制動設備有耐力NAILI滑片式空氣壓縮機，主要是壓縮空氣的制動方式。

工作裝置

工作裝置是工業用電動汽車為完成作業要求而專門設置的，如電動叉車的起升裝置、門架、貨叉等。貨叉的起升和門架的傾斜通常由電動機驅動的液壓系統完成。

國家政策

按照我國電動汽車充電設施标準化總體部署，在國家标準委協調和支持下，由工業和信息化部、國家能源局組織，全國汽标委牽頭，汽研中心、電力企業聯合會和電器科學研究院共同起草了《電動汽車傳導充電用連接裝置第1部分：通用要求》、《電動汽車傳導充電用連接裝置第2部分：交流充電接口》、《電動汽車傳導充電用連接裝置第3部分：直流充電接口》三項國家标準；由國家能源局、工業和信息化部組織，電力企業聯合會和汽研中心共同起草了《電動汽車非車載傳導式充電機與電池管理系統之間的通信協議》國家标準。該四項标準已于2011年12月22日以“中華人民共和國國家标準公告2011年第21号”批準發布，2012年3月1日起實施

。

一輛新型純電動中巴車充一次電僅需20分鐘，最大行程卻超過300公裡

。這種新型純電動汽車已經在我國吉林省投入生産，預計今年6月份首批産品将上線。

2015年6月1日起，北京純電動汽車不限行，相比普通機動車的尾号限行，純電動車的使用效率将提高20%。加之今後北京市還将出台電動車停車費、過路費等減免措施，目前新能源汽車申請人數出現迅速增長的态勢。

市科委相關負責人表示，6月迎來了之前從未有過的上牌小高峰，這表明本市新能源車在呈大幅增長趨勢。

更多利好政策将于近期發布

今年上半年，本市陸續出台了社會資本建設公共充電樁的資金支持、純電動車出行不限号等利好政策。

在市民關心的充電樁方面，

本市共擁有225個公共充電點，共1700個充電樁，自用充電樁近3000個。

據市科委介紹，下半年公共充電樁也在市民需求的重點區域進行擴容，針對部分公共充電樁不能共通充電的問題，市科委正進行協調，未來有望統一為電力公司的充電卡或是ETC卡兩種方式。

另外，市科委也鼓勵運營方采用手機支付等互聯網支付方式。

市科委相關負責人表示，目前純電動車免收過路費、停車費等利好政策已經有了初步草案，有望2015年底發布。

充電

在純電動汽車的發展過程中，充電問題一直都是消費者的一個“後顧之憂”。對于居住于城市之中的電動汽車消費者而言，建立一個私有的充電樁并非易事。首先，停車難早已成為城市發展中的一大難題，2014年，北京市機動車保有量超過500萬輛，但隻有不到50%的汽車有固定停車位，停車尚且困難，建立私人充電樁更是奢侈。其次，充電樁在全功率使用時功耗十分驚人，大多數小區電網很難承受大量電動汽車同時充電，這也是很多小區拒絕私人安裝充電樁的主要理由。

所以，在私人充電樁的全面普及還存在難度的時候，電動汽車的普及必須依仗建立大量公共充電樁，公共充電樁的普及程度将直接影響着消費者購買純電動車的熱情。

然而，在純電動汽車市場的普及推廣還存在不少困難的時候，充電服務企業在投入充電樁建設時也有所顧忌。數據顯示，北京市目前共有充電站225座，合計充電樁1700多個，其中，70%是由政府連同國家電網先行投入建設。但這些已建成的充電站普遍存在盈利難的問題。記者了解到，國家電網已建成的400餘座充電站幾乎全線虧損，缺乏盈利機制是最重要原因。

有業内人士認為，充電服務收費政策能夠在一定程度上吸引社會資本進入充電服務市場，從長遠看，服務供給的增加也将有利于充電服務市場的均衡，從而推動新能源汽車的普及推廣。

充電站之憂，既有消費者對充電不便的擔心，也有充電服務企業對生存盈利的顧慮。在純電動汽車發展的過程中，這樣的“憂”不可避免。推行收取充電服務費并非壞事，有了透明的充電服務費價格，消費者可以對電動車的使用成本有一個基本的心理預期，從而作出消費決定；對于充電服務企業，則可以刺激其投入充電站建設。隻是希望在收取充電服務費後，充電站能真正将充電服務提升上去，讓電動汽車的消費者不再有後顧之憂。

基本分類

純電動汽車發展至今，種類較多，通常按車輛用途、車載電源數目以及驅動系統的組成進行分類。按照用途不同分類，純電動汽車可分為電動轎車、電動貨車和電動客車三種。

（1）電動轎車是目前最常見的純電動汽車。除了一些概念車，純電動轎車已經有了小批量生産，并已進入汽車市場。

（2）電動貨車用作功率運輸的電動貨車比較少，而在礦山、工地及一些特殊場地，則早已出現了一些大噸位的純電動載貨汽車。

（3）電動客車，純電動小客車也較少見；純電動大客車用作公共汽車，在一些城市的公交線路以及世博會、世界性的運動會上，已經有了良好的表現。

發展曆史

早在19世紀後半葉的1873年，英國人羅伯特·戴維森（Robert Davidson）制作了世界上最初的可供實用的電動汽車。這比德國人戴姆勒（Gottlieb Daimler）和本茨（Karl Benz）發明汽油發動機汽車早了10年以上。

戴維森發明的電動汽車是一輛載貨車，長4800mm，寬1800mm，使用鐵、鋅、汞合金與硫酸進行反應的一次電池。其後，從1880年開始，應用了可以充放電的二次電池。從一次電池發展到二次電池，這對于當時電動汽車來講是一次重大的技術變革，由此電動汽車需求量有了很大提高。在19世紀下半葉成為交通運輸的重要産品，寫下了電動汽車在人類交通史上的輝煌一頁。1890年法國和英倫敦的街道上行駛着電動大客車，當時的車用内燃機技術還相當落後，行駛裡程短，故障多，維修困難，而電動汽車卻維修方便。

在歐美，電動汽車最盛期是在19世紀末。1899年法國人考門·吉納駕駛一輛44kW雙電動機為動力的後輪驅動電動汽車，創造了時速106km的記錄。

1900年美國制造的汽車中，電動汽車為15755輛，蒸汽機汽車1684輛，而汽油機汽車隻有936輛。進入20世紀以後，由于内燃機技術的不斷進步，1908年美國福特汽車公司T型車問世，以流水線生産方式大規模批量制造汽車使汽油機汽車開始普及，緻使在市場競争中蒸汽機汽車與電動汽車由于存在着技術及經濟性能上的不足，使前者被無情的歲月淘汰，後者則呈萎縮狀态。

發展背景

電動汽車電池發展

電池是電動汽車發展的首要關鍵，汽車動力電池難在“低成本要求”、“高容量要求”及“高安全要求”等三個要求上。氫鎳電池單位重量儲存能量比鉛酸電池多一倍，其它性能也都優于鉛酸電池。價格為鉛酸電池的4-5倍，正在大力攻關讓它降下來。鐵電池采用的是資源豐富、價格低廉的鐵元素材料，成本得到大幅度降低，也有廠家采用。锂是最輕、化學特性十分活潑的金屬，锂離子電池單位重量儲能為鉛酸電池的3倍，锂聚合物電池為4倍，而且锂資源較豐富，價格也不很貴，是很有希望的電池。

我國在鎳氫電池和锂離子電池的産業化開發方面均取得了快速的發展。電動汽車其他有關的技術，有巨大的進步，如：交流感應電機及其控制，稀土永磁無刷電機及其控制，電池和整車能量管理系統，智能及快速充電技術，低阻力輪胎，輕量和低風阻車身，制動能量回收等等，這些技術的進步使電動汽車日見完善和走向實用化。我國大城市的大氣污染已不能忽視，汽車排放是主要污染源之一，我國已有16個城市被列入全球大氣污染最嚴重的20個城市之中。我國現今人均汽車是每1000人平均10輛汽車，我國汽車持有量将成10倍地增加，石油進口就成為大問題。因此在我國研究發展電動汽車不是一個臨時的短期措施，而是意義重大的、長遠的戰略考慮。n

電動汽車行業發展

美國在在全世界範圍内銷售了7931台電動車，這一數字領先于其他所有市場，銷量環比上漲28%。其他市場的數字分别是日本4240台，法國2056，德國1284。而在中國，僅有235台電動汽車售出，比上一季度的343台下降了31%。n

日本将會是這個産業的領頭羊，到2017年，日本将生産77.9萬輛電動車，占其汽車生産總量的9.7%。德國和美國也有可能将電動汽車的産量推升至21.83萬輛和36.23萬輛，分别占汽車市場總産量的3.55%和3%。在此期間，中國的産量可能會達到273150輛，僅為汽車總産量的1%。n

随着電動汽車行業競争的不斷加劇，大型電動汽車企業間并購整合與資本運作日趨頻繁，國内優秀的電動汽車企業愈來愈重視對行業市場的研究，特别是對企業發展環境和客戶需求趨勢變化的深入研究。正因為如此，一大批國内優秀的電動汽車品牌迅速崛起，逐漸成為電動汽車行業中的翹楚！n

中國汽車駛入“無油”時代

新能源汽車的發展方向有多種，但其中之一的氫燃料電池技術不成熟，成本昂貴，是20年之後的技術。2007年1月，汽車和動力電池專家Menahem Anderman博士在美國參議院能源與資源委員會作證時下此結論。中國也沒有氫燃料電池反應所必需的鉑。雖然沒有公開申明，但據傳國家内部決策層曾明确表示中國不适宜發展氫燃料電池汽車，隻作為科研跟蹤。n

從技術發展成熟程度和中國國情來看，純電動汽車應是大力推廣的發展方向，而混合動力作為大面積充電網絡還沒建立起來之前的過渡技術。但混合動力車動力系統複雜，成本昂貴。比亞迪F3DM有兩套動力系統，其公布的動力系統成本增加了5萬元，相當于每年要節省8千元的油費才能比傳統汽油車經濟。混合動力的優勢是保留了傳統汽油汽車的使用生活方式，根據汽油機和電動機混合程度，充電次數和傳統汽油汽車加油次數相當，或者不用充電。行駛距離也不受限制。n

純電動車省去了油箱、發動機、變速器、冷卻系統和排氣系統，相比傳統汽車的内燃汽油發動機動力系統，電動機和控制器的成本更低，且純電動車能量轉換效率更高。因電動車的能量來源——電，來自大型發電機組，其效率是小型汽油發動機甚至混合動力發動機所無法比拟的。純電動汽車因此使用成本在下降。按比亞迪F3e純電動車公布的數據，百公裡行駛耗電12度，依照0.5元的電價算，百公裡使用成本才6元。而其原形車F3汽油車百公裡耗油7.6升，按6.2元的油價，成本是46.5元。相比之下，電動車的使用成本才是傳統汽油汽車的八分之一。n

純電動車的缺點是它改變了傳統汽車的使用生活方式，需要每天充電。傳統的汽車使用習慣是大緻一到兩周加一次油。而且每次出行也有幾百公裡的距離限制，雖然一個家庭遠距離出行可能一年就這麼幾次。

汽車優點

無污染噪聲小

電動汽車無内燃機汽車工作時産生的廢氣，不産生排氣污染，對環境保護和空氣的潔淨是十分有益的，幾乎是“零污染”。衆所周知，内燃機汽車廢氣中的CO、HC及NOX、微粒、臭氣等污染物形成酸雨酸霧及光化學煙霧。電動汽車無内燃機産生的噪聲，電動機的噪聲也較内燃機小。噪聲對人的聽覺、神經、

心血管、消化、内分泌、免疫系統也是有危害的。

單一的電能源

相對于混合動力汽車和燃料電池汽車，純電動汽車以電動機代替燃油機，噪音低、無污染，電動機、油料及傳動系統少占的空間和重量可用以補償電池的需求；且因使用單一的電能源，電控系統相比混合電動車大為簡化，降低了成本，也可補償電池的部分價格。

結構簡單維修方便

電動汽車較内燃機汽車結構簡單，運轉、傳動部件少，維修保養工作量小。當采用交流感應電動機時，電機無需保養維護，更重要的是電動汽車易操縱

能量轉換效率高

同時可回收制動、下坡時的能量，提高能量的利用效率；

電動汽車的研究表明，其能源效率已超過汽油機汽車。特别是在城市運行，汽車走走停停，行駛速度不高，電動汽車更加适宜。電動汽車停止時不消耗電量，在制動過程中，電動機可自動轉化為發電機，實現制動減速時能量的再利用。有些研究表明，同樣的原油經過粗煉，送至電廠發電，經充入電池，再由電池驅動汽車，其能量利用效率比經過精煉變為汽油，再經汽油機驅動汽車高，因此有利于節約能源和減少二氧化碳的排量。

平抑電網的峰谷差

可在夜間利用電網的廉價“谷電”進行充電，起到平抑電網的峰谷差的作用。

電動汽車的應用可有效地減少對石油資源的依賴，可将有限的石油用于更重要的方面。向蓄電池充電的電力可以由煤炭、天然氣、水力、核能、太陽能、風力、潮汐等能源轉化。除此之外，如果夜間向蓄電池充電，還可以避開用電高峰，有利于電網均衡負荷，減少費用。

基本結構

電動汽車的結構布置各式各樣，比較靈活，概括起來分為純電動汽車電動機中央驅動和電動輪驅動兩種形式。電動機中央驅動形式借用了内燃機汽車的驅動方案，将内燃機換成電動機及其相關器件，用一台電動機驅動左右兩側的車輪。電動輪驅動形式的機械傳動裝置的體積與質量較電動機中央驅動形式的大大減小，效率顯着提高，代價是增加了控制系統的複雜程度與成本。

純電動汽車采用電動機中央驅動形式，直接借用了内燃機汽車的驅動方案，由發動機前置前驅發展而來，由電動機、離合器、變速箱和差速器責成。用電驅動裝置替代了内燃機，通過離合器将電動機動力與驅動輪進行連接或動力切斷，變速箱提供不同的傳動比以變更轉速—功率曲線匹配的需要，變速器實現轉彎時兩車輪不同車速的行駛。

純電動汽車采用雙電動機電動輪驅動方式，機械差速器被兩個牽引電動機所代替，兩個電動機分别驅動各自車輪，轉彎時通過電子差速控制以不同車速行駛，省掉了機械變速器。

純電動汽車所獨有的以蓄電池作能量源的一種結構，蓄電池可以布置在上的四周，也可以集中布置在車的尾部或者布置在底盤下面。所選用的蓄電池應該能提供足夠高的比能量和比功率，并且在車輛制動時能回收再生制動能量。具有高比能量和高比功率的動力電池對純電動汽車的加速性和爬坡能力。

為了解決一種蓄電池不能同時滿足對比能量和比功率的要求這個問題，可以在純電動汽車同時采用兩種不同的蓄電池，其中一種能提供高比能量，另外一種提供高比功率。兩種電池作混合能量源的基本結構，這兩種結構不僅分開了對比能量和比功率的要求，而且在汽車下坡或制動時可利用蓄電池回收能量。

燃料電池所需的氫氣不僅能以壓縮氫氣、液态氫或金屬氫化物的形式儲存，還可以由常溫的液态燃料如甲醇或汽油随車産生。一個帶小型重整器的純電動汽車的結構，燃料電池所需的氫氣由重整随車産生

電池管理

純電動汽車電池管理系統作為電池系統的重要組成部分，具有實時監控電池狀态、優化使用電池能量、延長電池壽命和保證電池的使用安全等重要作用。電池管理系統對整車的安全運行、整車控制策略的選擇、充電模式的選擇以及運營成本都有很大影響。電池管理系統無論在車輛運行過程中還是在充電過程中都要可靠地完成電池狀态的實時監控和故障診斷，并通過總線的方式告知車輛集成控制器或充電機，以便采用更加合理的控制策略，達到有效且高效使用電池的目的。n

電池管理系統采用集散式系統結構，每套電池管理系統由1台中央控制模塊（或稱主機）和10個電池測控模塊（或稱從機）組成。電池管理系統檢測模塊安裝在電池箱前面闆内；電池管理系統主控模塊安裝在車輛尾部高壓設備倉内，n

電池管理系統的功能如下：n

電體電池電壓的檢測n電池溫度的檢測n電池組工作電流的檢測n絕緣電阻檢測n冷卻風機控制n充放電次數記錄n電池組SoC的估測n電池故障分析與在線報警n各箱電池充放電次數記錄n各箱電池離散性評價n與車載設備通信，為整車控制提供必要的電池數據CAN1n與車載監控設備通信，将電池信息送面闆顯示CAN2n.與充電機通信，安全實現電池的充電RS—485n有簡易的設備實現純電動汽車電池管理系統的初始化功能，能滿足電池快速更換以及電池箱重新編組的需要。

充電

在純電動汽車的發展過程中，充電問題一直都是消費者的一個“後顧之憂”。對于居住于城市之中的電動汽車消費者而言，建立一個私有的充電樁并非易事。首先，停車難早已成為城市發展中的一大難題，2014年，北京市機動車保有量超過500萬輛，但隻有不到50%的汽車有固定停車位，停車尚且困難，建立私人充電樁更是奢侈。其次，充電樁在全功率使用時功耗十分驚人，大多數小區電網很難承受大量電動汽車同時充電，這也是很多小區拒絕私人安裝充電樁的主要理由。

所以，在私人充電樁的全面普及還存在難度的時候，電動汽車的普及必須依仗建立大量公共充電樁，公共充電樁的普及程度将直接影響着消費者購買純電動車的熱情。

然而，在純電動汽車市場的普及推廣還存在不少困難的時候，充電服務企業在投入充電樁建設時也有所顧忌。數據顯示，北京市目前共有充電站225座，合計充電樁1700多個，其中，70%是由政府連同國家電網先行投入建設。但這些已建成的充電站普遍存在盈利難的問題。記者了解到，國家電網已建成的400餘座充電站幾乎全線虧損，缺乏盈利機制是最重要原因。

有業内人士認為，充電服務收費政策能夠在一定程度上吸引社會資本進入充電服務市場，從長遠看，服務供給的增加也将有利于充電服務市場的均衡，從而推動新能源汽車的普及推廣。

充電站之憂，既有消費者對充電不便的擔心，也有充電服務企業對生存盈利的顧慮。在純電動汽車發展的過程中，這樣的“憂”不可避免。推行收取充電服務費并非壞事，有了透明的充電服務費價格，消費者可以對電動車的使用成本有一個基本的心理預期，從而作出消費決定；對于充電服務企業，則可以刺激其投入充電站建設。隻是希望在收取充電服務費後，充電站能真正将充電服務提升上去，讓電動汽車的消費者不再有後顧之憂。

應用方向

純電動汽車是完全由二次電池（如鉛酸電池、鎳镉電池、鎳氫電池或锂離子電池等）提供動力的汽車。純電動轎車和純電動客車均已通過國家質檢中心的型式認證試驗，各項指标均滿足有關國家标準和企業标準的規定。其整車的動力性、經濟性、續駛裡程、噪聲等指标已達到甚至超過國外同級别車型，初步形成了關鍵技術的研發能力。純電動汽車示範運行的城市有若幹個，但是規模都比較小。2005年1月，天津市的22輛轎車和1輛公共汽車的示範運行通過了國家驗收。同年12月，武漢市進行的95輛純電動小型公共汽車（另有20輛混合動力公共汽車和3輛混合動力轎車）的3年示範運行也通過了國家驗收。因為純電動汽車受到續駛能力的約束，純電動汽車試驗主要集中在小型公共汽車上。根據“中國電動汽車網”報道，2006年1月，湖南省株洲市有50台小型電動汽車進行社區内運行，該市有若幹輛電動公共汽車也在運行中。同年4月，浙江省杭州市啟動了電動汽車示範項目，6輛轎車和5輛公共汽車在市内進行示範運行。

技術難題

電動汽車的困難是目前蓄電池單位重量儲存的能量太少，還因電動車的電池較貴，又沒形成經濟規模，故購買價格較貴，至于使用成本，有些試用結果比汽車貴，有些結果僅為汽車的1/3，這主要取決于電池的壽命及當地的油、電價格。現階段電池的容量還達不到需要，續航能力還達不到全天候的應用。

行業發展

國内外形勢

2010年年初國際氣候組織曾對40名電動汽車相關行業專家進行訪談，結果表明充電基礎設施建設的重要程度在電動汽車發展衆多影響因素中排名第2，超過了購買價格因素，僅次于排名第1的電池技術提高因素。充電設施的基礎性、關鍵性作用各方已達成共識。

從國外發展情況來看，盡管國外主要發達國家的充電設施建設還處于起步階段，但是政府支持力度非常大。從國内發展情況來看，我國充電設施建設主要參與者包括國家電網公司、南方電網公司、普天海油、中石化、比亞迪等企業。近幾年來，我國已經投産了一定數量的充電站與充電樁，充電方式有快充、慢充、換電池等多種，先期的工作為後續建設提供了寶貴經驗。目前，國家電網公司、南方電網公司、普天海油、中石化等企業已經與多數地方政府簽訂了戰略合作協議，制定了較為明确的建設目标和計劃，充電站建設開始呈現加速發展的勢頭。

盡管充電基礎設施建設在國内外普遍得到高度重視，但是目前世界各國都面臨着相關技術标準與運營模式不明确等一系列問題，我國亟待在試點基礎上加大研究和創新力度，探索一條适合我國國情的充電基礎設施發展道路。

在政府補貼的環境下，如何尋找到适合于純電動汽車推廣的細分領域，通過合理的車型設計和商業模式設計，使新能源汽車從産能走向銷量，是我國短期純電動汽車産業的發展之路。

國外發展情況

世界各國著名的汽車廠商都在加緊研制各類電動汽車，并且取得了一定程度的進展和突破。

第一，日本一直以來，出于對能源危機和環境保護的關注及占領未來世界汽車市場的考慮，日本十分重視電動汽車的研制與開發。從目前世界範圍内的整個形勢來看，日本是電動汽車技術發展速度最快的少數幾個國家之一，特别是在混合動力汽車的産品發展方面，日本居世界領先地位。目前，世界上能夠批量産銷混合動力汽車的企業，隻有日本的豐田和本田兩家汽車公司。1997年12月，豐田汽車公司首先在日本市場上推出了世界上第一款批量生産的混合動力轎車PRIUS。該轎車于2000年7月開始出口北美，同年9月開始出口歐洲，現在已經在全世界20多個國家上市銷售。目前推出的産品已經是多次改進後的第二代産品，其生産工藝更為成熟。根據豐田汽車公司的測試，PRIUS轎車在城市工況下比同等排量的花冠轎車節油44.4%；在市郊節油29.7%，綜合節油40.5%。有關統計數據顯示，豐田汽車公司已占有全球混合動力汽車市場90%的份額。2004年9月15日，一汽集團與日本豐田汽車公司在北京舉行了混合動力汽車合作項目簽字儀式，宣布雙方在2005年内。共同生産豐田PRIUS混合動力轎車。PRIUS混合動力轎車将在同年進入中國市場。

繼PRIUS混合動力轎車之後，豐田汽車公司還推出了ESTIMA混合動力汽車和搭載軟混合動力系統的CROWN轎車。豐田汽車公司在普及混合動力系統的低燃耗、低排放和改進行駛性能方面已經走在了世界的前列。此外。本田汽車公司開發的Insight混合動力電動汽車也已投放市場.供不應求。2002年4月，本田汽車公司在美國市場上投放了Civic混合動力汽車。日産汽車公司近日宣布，将于2006年向美國市場銷售Ahima牌混合動力汽車，這是其于2002年與豐田汽車公司簽署聯合生産混合動力汽車協議的第一個産品。

第二，美國。美國的汽車公司在電動汽車産業化方面比來自日本的同行遜色不少，三大汽車公司僅僅小批量生産、銷售過純電動汽車，而混合動力和燃料電池電動汽車目前還未能實現産業化，來自日本的混和動力電動汽車在美國市場上占據了主導地位。

發展曆程

電池是電動汽車發展的首要關鍵，汽車動力電池難在“低成本要求”、“高容量要求”及“高安全要求”等三個要求上。锂聚合物電池。氫鎳電池單位重量儲存能量比鉛酸電池多一倍，中國在鎳氫電池和锂離子電池的産業化開發方面均取得了快速的發展。中國已有10個城市被列入全球大氣污染最嚴重的20個城市之中。中國現今人均汽車是每1000人平均10輛汽車，但石油資源不足，每年已進口幾千萬噸石油，随着經濟的發展，中國人均汽車持有量達到現在全球水平---每1000人有110輛汽車，中國汽車持有量将成10倍地增加，石油進口就成為大問題。因此在中國研究發展電動汽車不是一個臨時的短期措施，而是意義重大的、長遠的戰略考慮。n

經曆了長期發展，純電動汽車技術逐步成熟，并在美、日、歐等國家得到商業化的推廣應用。世界上有近4萬輛純電動汽車在運行，其中法國8000輛，美國7000輛，在日本7400輛。主要用在公共運輸系統。

核心技術

發展電動汽車必須解決好4個方面的關鍵技術：電池技術、電機驅動及其控制技術、電動汽車整車技術以及能量管理技術。n

電池技術

電池是電動汽車的動力源泉，也是一直制約電動汽車發展的關鍵因素。電動汽車用電池的主要性能指标是比能量(E)、能量密度(Ed)、比功率(P)、循環壽命(L)和成本(C)等。要使電動汽車能與燃油汽車相競争，關鍵就是要開發出比能量高、比功率大、使用壽命長的高效電池。n

到目前為止，電動汽車用電池經過了3代的發展，已取得了突破性的進展。第1代是鉛酸電池，主要是閥控鉛酸電池(VRLA)，由于其比能量較高、價格低和能高倍率放電，惟一能大批量生産的電動汽車用電池。第2代是堿性電池，主要有鎳镉(NJ-Cd)、鎳氫(Ni-MH)、鈉硫(Na/S)、锂離子(Li-ion)和鋅空氣(Zn/Air)等多種電池，其比能量和比功率都比鉛酸電池高，因此大大提高了電動汽車的動力性能和續駛裡程，但其價格卻比鉛酸電池高。第3代是以燃料電池為主的電池。燃料電池直接将燃料的化學能轉變為電能，能量轉變效率高，比能量和比功率都高，并且可以控制反應過程，能量轉化過程可以連續進行，因此是理想的汽車用電池，還處于研制階段，一些關鍵技術還有待突破問。n

電力驅動及其控制技術

電動機與驅動系統是電動汽車的關鍵部件，要使電動汽車有良好的使用性能，驅動電機應具有調速範圍寬、轉速高、啟動轉矩大、體積小、質量小、效率高且有動态制動強和能量回饋等特性。電動汽車用電動機主要有直流電動機(DCM)、感應電動機(IM)、永磁無刷電動機(PMBLM)和開關磁阻電動機(SRM)4類。n

近幾年來，由感應電動機驅動的電動汽車幾乎都采用矢量控制和直接轉矩控制。由于直接轉矩的控制手段直接、結構簡單、控制性能優良和動态響應迅速，因此非常适合電動汽車的控制。美國以及歐洲研制的電動汽車多采用這種電動機。永磁無刷電動機可以分為由方波驅動的無刷直流電動機系統(BLDCM)和由正弦波驅動的無刷直流電動機系統(PMSM)，它們都具有較高的功率密度，其控制方式與感應電動機基本相同，因此在電動汽車上得到了廣泛的應用。PMSM類電機具有較高的能量密度和效率，其體積小、慣性低、響應快，非常适應于電動汽車的驅動系統，有極好的應用前景。由日本研制的電動汽車主要采用這種電動機。n開關磁阻電動機(SRM)具有簡單可靠、可在較寬轉速和轉矩範圍内高效運行、控制靈活、可四象限運行、響應速度快和成本較低等優點。實際應用發現SRM存在轉矩波動大、噪聲大、需要位置檢測器等缺點，應用受到了限制。n

随着電動機及驅動系統的發展，控制系統趨于智能化和數字化。變結構控制、模糊控制、神經網絡、自适應控制、專家控制、遺傳算法等非線性智能控制技術，都将各自或結合應用于電動汽車的電動機控制系統。n

電動汽車整車技術

電動汽車是高科技綜合性産品，除電池、電動機外，車體本身也包含很多高新技術，有些節能措施比提高電池儲能能力還易于實現。采用輕質材料如鎂、鋁、優質鋼材及複合材料，優化結構，可使汽車自身質量減輕30%-50%；實現制動、下坡和怠速時的能量回收；采用高彈滞材料制成的高氣壓子午線輪胎，可使汽車的滾動阻力減少50%；汽車車身特别是汽車底部更加流線型化，可使汽車的空氣阻力減少50%。n

能量管理技術

蓄電池是電動汽車的儲能動力源。電動汽車要獲得非常好的動力特性，必須具有比能量高、使用壽命長、比功率大的蓄電池作為動力源。而要使電動汽車具有良好的工作性能，就必須對蓄電池進行系統管理。n

能量管理系統是電動汽車的智能核心。一輛設計優良的電動汽車，除了有良好的機械性能、電驅動性能、選擇适當的能量源(即電池)外，還應該有一套協調各個功能部分工作的能量管理系統，它的作用是檢測單個電池或電池組的荷電狀态，并根據各種傳感信息，包括力、加減速命令、行駛路況、蓄電池工況、環境溫度等，合理地調配和使用有限的車載能量；它還能夠根據電池組的使用情況和充放電曆史選擇最佳充電方式，以盡可能延長電池的壽命。n

世界各大汽車制造商的研究機構都在進行電動汽車車載電池能量管理系統的研究與開發。電動汽車電池當前存有多少電能，還能行駛多少公裡，是電動汽車行駛中必須知道的重要參數，也是電動汽車能量管理系統應該完成的重要功能。應用電動汽車車載能量管理系統，可以更加準确地設計電動汽車的電能儲存系統，确定一個最佳的能量存儲及管理結構，并且可以提高電動汽車本身的性能。n

在電動汽車上實現能量管理的難點，在于如何根據所采集的每塊電池的電壓、溫度和充放電電流的曆史數據，來建立一個确定每塊電池還剩餘多少能量的較精确的數學模型。

發展前景

國務院印發了《節能與新能源汽車産業發展規劃（2012-2020年）》（以下簡稱《發展規劃》）的通知，其中删除了征求意見稿中“近期以混合電動車為重點”和“中/重度混合動力乘用車占乘用車年産銷量的50%以上”的字句。對此業界專家認為，這樣有效避免之前直接點明以混合電動車為重點而可能引起的新能源發展路線之争，又回避了之前定出的難以達到的高指标，再次明晰了未來新能源發展目标。

混動“未明說的重點”

根據《發展規劃》所述，本規劃所指的新能源汽車主要包括純電動汽車、插電式混合動力汽車及燃料電池汽車。之前呼聲很高的混合動力并非不受重視，隻是二者發展目标不一。在《發展規劃》中明确提到，對“純電動汽車和插電式混合動力汽車産業化”是要“重點推進”，對“非插電式混合動力汽車、節能内燃機汽車”是要“推廣普及”。即“重點推進”是因為技術不成熟、難度大，要重點推動；“推廣普及”是有較現成的技術，隻要推廣就能普及。業界專家解讀，言外之意，混合動力成為了“未明說的重點”。另外，《發展規劃》要求，“到2015年，當年生産的乘用車平均燃料消耗量降至6.9升/百公裡，節能型乘用車燃料消耗量降至5.9升/百公裡以下。到2020年，當年生産的乘用車平均燃料消耗量降至5.0升/百公裡，節能型乘用車燃料消耗量降至4.5升/百公裡以下。”要達到這個全球最嚴格的油耗目标，目前最可行的混合動力汽車的推廣和普及，就勢在必行，市場也将迅速起步。

2012年上半年汽車整車企業生産新能源汽車3167輛，其中，純電動汽車3021輛、插電式混合動力汽車146輛；銷售新能源汽車3525輛，其中，純電動汽車3444輛、插電式混合動力汽車81輛。《發展規劃》對能源未來的發展規劃是：到2015年，純電動汽車和插電式混合動力汽車累計産銷量力争達到50萬輛，到2020年，累計産銷量超過500萬輛。