从2008年3月至2008年7月，我和其他三位同事受公司委派到北京交通大学学习电动车电源管理系统。贵州电动车-贵阳电动车

（BMS）技术。在此期间内，接触和了解了大量新能源领域的新知识、新技术，也阅读了大量的技术资料和

参考文献，对目前各类新能源技术的发展状况及趋势前景有了一定的了解和认识。同时，也亲自组装了多贵州电动车-贵阳电动车

台纯电动大巴及纯电动汽车的电池系统工作。最为自豪和光荣的是，我们亲自参与了北京2008年奥运会配贵州电动车-贵阳电动车

套使用的奥运纯电动大巴及奥运纯电动公交大巴电池系统的组装工作，也算是以实际行动为2008北京奥运

会做出了小小的贡献。贵州电动车-贵阳电动车
      本文将对电动汽车技术发展趋势和前景作出概略介绍，并从技术-经济-发展的角度出发，对纯电动

汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车以及动力电池、电机等关键零部件技术，作出综合介绍，并展望电动

汽车技术的未来发展前景。贵州电动车-贵阳电动车
                 前  言
      我们国家从2003年开始的低通胀，高增长的好日子从去年下半年开始逐渐离我们远去了，可能现在

开车的人，比以往任何时候都关注世界油价的变化，就在我们学习的这段时间内，油价从100美元/桶涨到

了接近150美元/桶，虽然近期回调到了130美元/桶，但包括我在内的大多数人都相信，油价迟早要突破150

美元/桶的，哪么下一个目标是多少呢？谁也不知道！
      从上世纪70年代开始，全球三次石油危机陆续爆发后，（目前我们将有可能进入第四次石油危机）贵州电动车-贵阳电动车

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和技术积累，这

些科研成果和技术积累也正在逐步转化为产品，包括我们在内的众多企业和单位均投入了大量的资源为实

现产业化生产而不断努力着。国外大汽车公司投入远比我国更多的资金和人力，但已投入批量生产的电动贵州电动车-贵阳电动车

汽车产品仍然寥寥无几，目前全世界做的的当属日本丰田公司，他们的(Prius)混合动力汽车，今年已

经在向市场推出的第四代产品了，全球累计销售已经超过100万辆。
      为什么是日本首先实现了产业化的电动汽车生产和销售呢，这主要是因为各国的技术发展方向和目

标所致。早在20年前，各国就制订了各自的能源替代计划，美国以及巴西等美洲国家，集中发展生物燃料

技术，将大量的粮食如玉米等制成乙醇的等生物燃料替代目前的汽油、柴油等。另外以美国为首的发达国贵州电动车-贵阳电动车

家还在大力发展氢能源技术，虽然，氢能源技术是目前所有新能源技术中最环保、性能的技术，但是

要解决氢的制造、储存、运输、安全等问题，不是短期内能够解决的，是需要非常漫长的一段过程。据估贵州电动车-贵阳电动车

计，要等到批量生产和使用，乐观的时间是再过20年。而欧洲大部分国家则选择了更为环保的太阳能、风

能技术，而在汽车方面则重点在柴油发动机和生物柴油的技术以及纯电动技术，电动车技术发展比较好的

国际是法国，法国的标致汽车公司，是世界上最早建立纯电动汽车生产线和充电站的企业。而日本则是重

点发展更能够贴近市场和实用的油电混合技术，并且取得了非常好的市场销售和反应，丰田公司已经在去贵州电动车-贵阳电动车

年制订了计划，预计到2010年，计划将所有丰田公司在产车型都推出混合动力版本。
      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，而《京都议定书》签订的大势

所趋，更是为节能和减排给出了法律层面的约束和支持。发展电动汽车将是解决这二个技术难点的途贵州电动车-贵阳电动车

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(PlugIn)混合动力汽车，简称PHEV。

本文将电动汽车技术发展的趋势及前景作简要的介绍和评述。
      1、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l34年的悠久历史，但一直贵州电动车-贵阳电动车

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、安全性差等严重缺点。目前采用的铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池，贵州电动车-贵阳电动车

它们已达到的实际性能指标和市场平均价格，如表l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Ikwh（1度）电能所必须付出的费用。计算时，假设所有电池可充贵州电动车-贵阳电动车

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％；由电网供电平均价为0

．68元／kWh（目前广东省居民用电），电池的平均充放电效率为0.75，则电池每放出Ikwh（1度）电，则

需要电费为0.68/0.75=0.91元，从表1的粗略计算中可知，
虽然从电网取电仅需0.68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3.29元贵州电动车-贵阳电动车

左右，其中2.38元（500/300/0.7=2.38元）为电池循环折旧费，0.91元为电网供电费，而从镍氧电池中每

提供lkWh电能，费用为9.84元（5000/800/0.7+0.91=9.84元），锂离子电池为l0.43元

（4000/600/0.7+0.91=10.43元），即后二种先进电池供电成本是铅酸电池的三倍多，但是从比能量来看，

由于镍氢电池和锂离子电池远远优于铅酸电池，在相同重量的情况下，镍氢和锂离子电池的电池容量大幅

高于铅酸电池，毫无疑问，重量在汽车方面是一个非常重要的参数，又因为环保的因素，铅酸电池不可能

大批量装配使用在汽车上面。
      目前国内市场上用柴油机发电，价格大致为5元/kwh，若用汽油机发电，供电价格估计为6元/kwh，

即从铅酸电池提供电能的价格大致和柴油机发电价格相近，仅仅从取得能量的成本来考虑，采用铅酸电池

比汽油机和柴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US-A123在

2005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。
      2、混合动力电动汽车(HEV)
      准确地说，什么是HEV？现有的定义过于笼统以至于涵盖了未来可能出现的新能源技术。由国际电工

委员会第69届技术委员会(电动道路车辆)提出，HEV是一种动力可来自2种或2种以上能量存储源或能量转换

装置，并且其中至少有一种能释放电能的车辆。基于这种广义的定义，HEV包括许多类型—汽油机与电池、

柴油机与电池、电池与燃料电池、电池与电容器、电池与飞轮以及电池与电池组合驱动的HEV。不过，这种

定义并不被广泛采纳，普通民众心中的HEV就是指由内燃机与电机驱动的汽车。为避免引起读者与消费者的

误解，专业人士也偏向于不用HEV表示非内燃机与电池组合驱动的混合动力汽车，一般将电池与燃料电池驱

动的HEV称为燃料电池汽车(FCEv)，将电池与电容HEV称为超级电容辅助的电动汽车。
      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9o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Prius混合动力汽车，并在日本、美国和欧洲各国市场上均获得巨大成功，累计产销

量已超过100万辆,仅在美国，2007年就销售了超过50万辆，是美国为数不多的需要客户预定等待的车型之

一。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，国

内也有众多公司加入其列，目前进展比较顺利的有长安、东风二汽公司等。
      在2008年奥运会期间，国内长安、东风二汽、奇瑞等公司，为奥运会提供了将近100台的多款混合动

力轿车和大巴车，如长安提供的MVP型CV11杰勋，作为出租车在奥运场馆附近服务，而东风二汽则提供的混

合动力大巴为观众和运动员服务。
      3、外接充电式混合动力汽车(Plug In)
      外接充电式混合动力汽车是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50kin，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～

l0kwh，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，并且还要增加专用的充电机设备，每辆车的售价至少比一般HEV高2000

美元左右。
      图1显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±10％～20％)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±70％)，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l可知，锂离子电池

每放出lkWh电能，能耗费为l0.43元，相当于目前内燃机每kwh能耗费用的1.5～2倍左右。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，特别是容

量和循环寿命的大幅提高，其能耗费用将不断下降，二者可能在2012至2015年左右达到平衡点。因此HEV、

PHEV、纯电动汽车有望在l0年内在不同领域逐步得到大面积推广和使用。由于我们国家对有家的补贴很大

，使我们的油价长期低于国际油价，所以，这一平衡点，在国外应该会比国内更早到来，但国内放开油价

，与国际接轨的趋势也逐步在形成。
      4、燃料电池电动汽车（PCEV）
      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，由美国首先用?诤教旌途掠猛尽＝?0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)。
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，lkg氢和3．8L汽油的热值相当。
燃料电池电动汽车存在的技术、经济问题：
(1)燃料电池发动机的耐久性寿命短一般仅1000～I200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0oC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

lkg氢可发lOkWh电能计算，仅燃料费即约为10元／kwh，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／kwh。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。
      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     

68:5:3.92:9.84:10.43:40=l：7：6：15：16：60。
      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，我们也将密切关注；
      (2)由于铅酸电池的供电成本大体和柴油机供电基本相等，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，会在城市公交以及城市环卫车等领域得到大量应用和发展。
      (3)由于混合动力汽车仅需装用纯电动汽车约1／10的动力电池容量，整车有较为接近市场的性／价

比，因此它将是近期实现产业化的主要电动汽车种类，将会在乘用小轿车、公交车、出租车等车型或领域

得到大量应用和发展，如果国家出台鼓励性政策，如减免车辆购置税等，则混合动力汽车将会迎来爆炸式

的增长。
      (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，目前国内BYD已经在研发此类车型，将会在不久的将来推出市场。
      (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。