電動汽車電池技術

A. 電動汽車電池的發展

純電動汽車用蓄電池的研究主要集中在鋰電池，其次為鉛酸電池、鎳氫電池和鈉電池等。從世界范圍內的專利申請的總量來看，日本擁有的純電動汽車用蓄電池及其管理系統相關專利申請數量最多。從日本國內的專利申請量來看，超過90%的專利申請也來自日本申請人。無論是從世界專利申請的擁有量角度，還是從日本專利申請中日本申請人所佔的份額角度，日本在純電動汽車用蓄電池及其管理系統領域都是實力最強者，掌控著絕大部分專利技術。
作為世界上最大的汽車生產和消費國，美國純電動汽車用蓄電池的研究主要集中在鋰電池，鋰電池相關專利數量占動力電池專利數量的70%以上，其次為鉛酸電池、鎳氫電池、空氣電池和鈉電池等。從世界范圍內的專利申請的總量來看，截至2010年6月，美國的純電動汽車用蓄電池及其管理系統相關專利申請數量位於日本之後，排名第二。從美國國內的專利申請量來看，在和純電動汽車用蓄電池及其管理系統有關的專利申請中，來自日本申請人的專利最多，接近總量的60%，而來自美國申請人的專利申請數量次於日本。 純電動汽車用蓄電池的研究主要集中在鋰電池，其次為鉛酸電池、鎳氫電池、鈉電池和空氣電池等。從世界范圍內的專利申請的總量來看，截至2010年6月，德國的純電動汽車用蓄電池及其管理系統相關專利申請數量居世界排名第6位，與排名首位的日本專利數量相差很大，僅占日本申請量的11%。從德國國內的專利申請量來看，德國申請人持有的專利約占總量的43%，高於排名第二的日本。在全球范圍來看，德國在純電動汽車用蓄電池及其管理系統領域的技術實力遠不及日本，但是在本國范圍內，德國擁有較強的技術優勢，專利擁有量高於日本。
歐洲知名咨詢公司羅蘭貝格於2013年6月7日在上海發布的一份報告稱，全球電動汽車的製造前景不甚樂觀，但中國除外。
該報告通過將七大主要汽車製造國德國、法國、義大利、美國、日本、中國、韓國的電動汽車市場加以比較，從技術、產業發展以及市場發展等方面詳細分析各國電動汽車行業發展現狀。
報告指出，生產電動汽車帶來的利潤空間遠遠不及生產傳統汽車，這種成本偏高而獲益有限的情況，加上預期未來幾年內油價趨於穩定，使電動汽車的成本劣勢愈加明顯。但在上述七國中，只有中國對電動汽車產業的投入沒有下降。羅蘭貝格合夥人沈軍表示，中國的電動汽車市場從長期來看仍會保持向上發展的勢頭 中日韓三國繼續占據主要市場，2012年三國電池市場佔有率分別為37%，28%和33%，其中中國所佔比率最大，在一定程度上助推了電動汽車的發展。 電池快充壽命衰減驚人盲目建站風險大私人購買新能源汽車補貼標准出台後，部分試點城市的「再補貼」政策也隨即出台，新能源汽車消費正逐步啟動。面對廣闊的市場前景，國家電網、南方電網、中海油、中石化等巨頭紛紛跑馬圈地，各地掀起一股興建充電站的風潮。上海漕溪、深圳龍崗、成都石羊、唐山南湖、延安、鄭州、南寧等地已經建成、在建或近期將開建大量的充電站，其中上海計劃在三年內達到5000個充電樁的規模；長春計劃三年內建成15個充電站和5000個充電樁……電池尺寸、充電介面是否統一？電池質量能否過關？快速充電對電池的損害究竟有多大？等一系列問題開始暴露出來。
當前我國電動汽車電池技術發展很快，但存在兩個明顯缺點。電動汽車電池的第一個缺點就是缺乏深層次技術，比如電池的化學問題、物理問題、溫度問題、結構問題等，在這些方面我們研發還不夠，沒有能夠建立數學模型把這些問題搞清楚。另一個缺點是缺乏評價體系，雖然現在我國部分電動車運行很好，但缺乏好的評價系統。比如電池的安全性怎麼樣，在高溫、低溫環境下能不能正常工作，這些都沒有一個好的評價。
在中國這樣一個人口稠密的國家，電動汽車市場潛力巨大，與電動汽車發達國家相比，還有不小差距。所以我們必須追上發達國家電動汽車研發的步伐，從電源、集成電路、電源板塊等方面進行認真研發，齊心協力把電池產業做大做強。我國汽車用動力電池已開始由研發進入到產業化階段，並出現了加快發展的勢頭。電動汽車動力電池研發產品的主要性能已居國際先進水平，但需要解決一些薄弱環節。目前國產車用動力電池已顯示出了較明顯的成本優勢，部分企業能量型動力電池成本僅是日、美企業的一半左右，這就意味著，我國電動汽車的商業化有條件加速推進，並以成本優勢實現大規模出口。 全球動力電池產業目前面臨技術制約和成本制約，只有當動力電池性能得到改善、成本大幅降低、規模化應用之後，才能帶動其他較為成熟的環節的大力發展。因此動力電池是電動汽車產業鏈中最具投資價值的環節，最有可能獲得超額收益，其他如電機和電控系統環節有較為成熟技術和市場基礎，競爭者眾多，可能只能獲得平均收益。

B. 純電動汽車有哪些核心技術

電動車（EV）、混動車（HEV）的各種核心技術，如電池、電機、逆變器、可充電電池、充電器等 日本很厲害，尤其是電池基礎技術！
AutoCTO汽車學院總結，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。
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標是比能量(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爭，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。
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范圍寬、轉速高、啟動轉矩大、體積小、質量小、效率高且有動態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。
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、選擇適當的能量源(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態，並根據各種感測信息，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歷史選擇最佳充電方式，以盡可能延長電池的壽命。

C. 電動汽車中的電池技術為什麼這么難突破了

因為很難有一塊高電量，高容量，低質量的電池，以當前的技術，也很難保證電池使用起來的效果，壽命，總體來說就是技術水平還不夠完善。

D. 電動汽車冬天電池不耐。目前最好的解決技術是什麼

一個是要給電動汽車保暖，入暖棚或者地下車庫。二是盡量減少外出的機會，特別是走長途的機會，能坐公交車盡量坐公交車，擺脫電動轎車的依賴性。三是買自重相對不是太重的車。再是盡量買油電混合環保車，就不會出現此囧局啦，僅供參考祝您好運。

E. 電動汽車的發展方向是哪裡電動汽車的電池技術會怎樣進步

前瞻產業研究院《中國電動汽車行業市場需求預測與投資戰略規劃分析報告》

上世紀70年代全球三次石油危機爆發後，各跨國汽車公司先後開始研發各種類型的電動汽車。我國經過「八五」、「九五」、「十五」三個五年計劃，在研發電動汽車的專項上投入了大量的人力、物力和財力，並取得了一系列科研成果，但是,迄今為止，這些科研成果真正能轉化為產品，並實現產業化生產的項目並不多。國外大汽車公司投入遠比我國更多的資金和人力，已投入批量生產的電動汽車產品也寥寥無幾。隨著全球能源危機的不斷加深，石油資源的日趨枯竭以及大氣污染、全球氣溫上升的危害加劇，各國政府及汽車企業普遍認識到節能和減排是未來汽車技術發展的主攻方向，發展電動汽車將是解決這二個技術難點的最佳途徑。下面將為您介紹電動汽車的現狀與發展趨勢。

• 一、電動汽車的現狀

現代電動汽車一般可分為三類：純電動汽車(BEV)、混合動力汽車(HEV)、燃料電池電動汽車(FCEV)。但是近幾年在傳統混合動力汽車的基礎上，又派生出一種插電式(Plug-In)混合動力汽車，簡稱PHEV。本文將電動汽車技術研發的若干問題和趨勢，作簡要的介紹和評述。

• 1、純電動汽車(BEV)

純電動汽車是指完全由動力蓄電池提供電力驅動的電動汽車，雖然它已有134年的悠久歷史，但一直僅限於某些特定范圍內應用，市場較小。主要原因是由於各種類別的蓄電池，普遍存在價格高、壽命短、外形尺寸和重量大、充電時間長等嚴重缺點。目前採用的鉛酸電池、鎳氫電池和鋰離子電池，它們已達到的實際性能指標和市場平均價格，如表1所示。根據實際裝車時的循環壽命和市場價格，可估算出電動汽車從各種動力電池上每取出1kWh電能所必須付出的費用。計算時，假設電池最高可充電荷電狀態(SOC)為0.9，放電SOC為0.2，即實際可用的電池容量僅占總容量的70%;由電網供電價為0.5元/kWh，電池的平均充放電效率為0.75。

從表1的粗略計算中可知，雖然從電網取電僅需
0.5元/kWh，但充入電池，再從電池取出，鉛酸電池每提供1kWh電能，價格為3.05元左右，其中2.38元為電池折舊費，0.67元為電網供電費，而從鎳氫電池中每提供1kWh電能，費用為9.6元，鋰離子電池為10.2元，即後二種先進電池供電成本是鉛酸電池的三倍多。

目前國內市場上用柴油機發電，價格大致為3元/kWh，若用汽油機發電，供電價格估計為4元/kWh，即從鉛酸電機提供電能的價格大致和柴油機發電價格相等，僅僅從取得能量的成本來考慮，採用鉛酸電池比汽油機驅動有一定價格優勢，但是由於它太過笨重，充電時間又長，因此只被廣泛用於車速小於50km/h
的各種場地車、高爾夫球車、垃圾車、叉車以及電動自行車上。實踐證實鉛酸電池在這一低端產品市場上有較強的競爭力和實用性。

鎳氫電池的主要優點是相對壽命較長，但是由於鎳金屬占其成本的60%，導致鎳氫電池價格居高不下。鋰離子電池技術發展很快，近10年來，其比能量由
100Wh/kg增加到180Wh/kg，比功率可達2000W/kg，循環壽命達1000次以上，工作溫度范圍達-40～55℃。美國USABC在
2002年制定的鋰離子電池技術發展目標如表2所示。

近年由於磷酸鐵鋰離子電池的研發有重大突破，又大大提高了電池的安全性。目前已有許多發達國家將鋰離子電池作為電動汽車用動力電池的主攻方向。我國擁有鋰資源優勢，鋰電池產量到2004年已佔全球市場的37.1%，預計到2015年以後，鋰離子電池的性/價比有望達到可以和鉛酸電池競爭的水平，而成為未來電動汽車的主要動力電池。

圖1示出了國內外各種純電動車輛數量/性能和價格/性能曲線，以電動自行車為代表的低性能車輛，由於其成本低廉，僅我國在2006年已達到年產2000萬輛，美國通用汽車公司生產的沖擊1號電動跑車，雖然已達到了很高的動力性，但是由於售價高昂，僅生產了區區50輛，由於沒有市場而不得不停產。性能較低的場地車，在我國年產達7000～8000輛左右;天津清源電動車公司生產的微型電動車，最高車速僅50km/h，年產也可以達千輛以上，這可能是目前市場所能接受的純電動車輛性能的上限。上述所有電動車輛均採用鉛酸電池為動力。隨著高性能鋰離子電池的性/價比不斷提升，未來5～10年內，市場上可能會出現最高車速≥100km/h，續駛里程≥250km的高性能純電動汽車。

• 2、混合動力電動汽車(HEV)

由於完全由動力蓄電池驅動的純電動汽車，其性能/價格比長期以來都遠遠低於傳統的內燃機汽車，難於與傳統汽車相競爭，上個世紀90年代以來各大汽車公司都著手開發混合動力汽車。日本豐田公司在1997年率先向市場推出「先驅者」(Prius)混合動力汽車，並在日本、美國和歐洲各國市場上均獲得較大成功，累計產銷量已超過60萬輛。隨後日本本田、美國福特、通用和歐洲一些大公司，也紛紛向市場推出各種類型的混合動力汽車。

2.1 研製全混合電動汽車的必要性

混合動力電動汽車是指具備兩個以上動力源、而其中有一個可以釋放電能的汽車。混合動力汽車按混合方式不同，可分為串聯式、並聯式和混聯式三種;按混合度(電機功率與內燃機功率之比)的不同，又可分為微混合、輕度混合和全混合三種。其中外掛式皮帶驅動起動/發電(BSG)式是微混合動力汽車的典型結構，其電機功率一般僅2～3kW，依賴發動機的停車斷油功能，可節燃油5～7%;在發動機曲軸後端加裝一個電動/發電型盤式電機(ISG)是輕度混合動力汽車的典型結構;具有純電力驅動功能的可作為全混合或混聯式混合動力汽車的典型。豐田公司的Prius轎車即屬於這類全混合汽車。目前我國若干汽車企業研製的混合動力汽車，大多採用ISG輕度混合或BSG微混合方案，主要是考慮這二種方案的技術難度較小，生產成本也較低。但是根據研究表明，混合動力汽車的節油率幾乎與汽車功率的混合度和汽車的生產成正比上升(如圖2)。因此，從長遠來看，研製全混合電動汽車是一種必然趨勢。

• 2.2 研發及市場情況

下面分別介紹混合動力乘用車和混合動力公交車的研發及市場情況。

以節油率最佳的豐田Prius汽車為例，在我國實測它與豐田花冠(Corrolla)油耗在不同工況下的對比數據如表3所示。各種工況下的平均節油率為39.6%，平均百公里可節油3.07L。

以97號汽油價格為5元/L計算，每百公里可節省油費15.35元，行駛20萬km也僅省油費3.07萬元，顯然還不足以抵消購置混合動力汽車所增加的費用。據中國汽車工業協會統計，2006年一汽豐田普銳斯(Prius)銷量僅為2152輛，佔全國乘用車總銷量的0.04%。考慮到我國用戶對汽車售價的敏感性，這一銷售業績並不令人驚奇，可以認為在近期，如果沒有政府的大力支持，混合動力乘用車在我國不會有很大的市場。

• 2.3 城市公交車的使用特點

在我國，城市公交車與私人乘用車的情況有很大的不同，具體歸納為以下三點:

(1)據統計我國城鎮居民日常出門有70%是首選乘坐公交車，我國大部分城市政府都奉行公交車優先的交通政策，我國公交車的年產量和保有量都居世界第一;

(2)我國城市公交車大多由市政府補助公交企業采購，公交車是否符合節油減排要求，將是政府需要考慮的一個重要采購原則;

(3)從技術角度來分析，在城市工況下，公交車頻繁起步、加速、制動和停車，要額外消耗許多燃油。表4列出了在國外四種典型城市工況下，汽車制動消耗能量(油耗)所佔比例，其算數平均值達47.1%。即有近一半的燃油是被汽車頻繁制動所消耗的，這就為混合動力公交車的節油減排留下了相當大的空間。

正是考慮到以上幾個特點，我國至少有7～8家汽車企業將研發、生產混合動力公交車作為研發工作的重點。經過近幾年的開發，雖然已取得了一系列重大成果，但公交車的節油率並未達到預計的要求，一輛總重15.5t，長11m的混合動力公交車，實際油耗大多為33～35L，平均34L/100km，若傳統
11m公交車的平均油耗為40L/100km，則節油率僅15%。

2.4節油率難以進一步提高的原因

分析節油率難以進一步提高的原因主要有二個：

(1)汽車的制動過程十分短暫，一半不超過10s，在短短的幾秒內，電機要求發出很大的電流，才能有效回收制動能量，但是電池的充電倍率只有放電倍率的一半，因此電池不能接受大電流充電。理論上汽車有50～60%的制動能量可回收，實際回收的制動能量<20%，最簡單的改進辦法是加大動力電池容量，例如至少加大容量一倍，回收的制動能量可由20%增加到40%。但這將大大增加整車成本和汽車自重，經濟上可能是得不償失。<
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(2)混合動力公交車若採用停車斷油，甚至滑行時即斷油，可節油10%左右(4L/100km)，實際上國產柴油機沒有專門為混合動力汽車設計，一般不允許頻繁的停車斷油，否則供油系和廢氣增壓器都可能損壞，嚴重影響柴油機壽命。其次，停車斷油就必須裝有電動轉向油泵、電動空壓機和電動空調系統，這又會大大增加整車成本和重量，二相權衡，不一定合算，所以近期大多未實現停車斷油功能。因此，目前HEV的開發重點集中在節油降耗的工作上，針對以上問題，科研工作者提出了不同的解決方案，如利用超級電容器的功率密度達鉛酸電池的10倍，具有快速吸收大電流充電的優異特性，在混合動力汽車制動時可以快速吸收能量，大大提高制動能量的回收率，此外它還具有循環壽命長、充放電效率高、耐低溫特好以及免維護等優點。這種方案由於受到超級電容價格昂貴的影響，限制了它在混合動力汽車上的廣泛應用。在進一步降低成本，提高能量密度後，超級電容器最有可能首先在混合動力公交車上得到應用。

• 3、插電式混合動力汽車

插電式混合動力汽車是最新的一代混合動力汽車類型，近年來受到各國政府、汽車企業和研究機構的普遍關注，國內外專家認為，PHEV有望在幾年後得到廣泛的推廣使用。

據統計，法國城鎮居民80%以上日均駕車里程少於50km，在美國，汽車駕駛者也有60%以上日均行駛里程少於50km，80%以上日均行駛里程少於
90km。PHEV特別適合於一周有5天僅駕車用於上下班，行駛里程50～90km之間的工薪族使用。PHEV是在混合動力汽車上增加了純電動行駛工況，並且加大了動力電池容量，使PHEV採用純電動工況可行駛50～90km，超過這一里程，即必須起動內燃機，採用混合驅動模式。所以PHEV的電池容量一般達5～10kW·h，約是純電動汽車電池容量的30～50%，是一般混合動力汽車電池容量的3～5倍，可以說它是介於混合動力汽車與純電動汽車之間的一種過渡性產品。與傳統的內燃機汽車和一般混合動力汽車(HEV)對比(見表5)，PHEV由於更多的依賴動力電池驅動汽車，因此它的燃油經濟性進一步提高，二氧化碳和氮氧化物排放更少。由於動力電池容量的加大，每輛車的售價至少比一般HEV高2000美元。

圖3示出了四種不同類型乘用車，它們的蓄電池容量與汽車價格、燃油消耗及尾氣排放的對比關系。可見隨著蓄電池容量的加大，汽車價格將上升，但是燃油消耗和尾氣排放則下降。因此可以認為，電動汽車是以使用和損耗蓄電池為代價來換取節油、減排的效果，動力電池性/價比的大幅提升將是電動汽車能否迅速推廣使用的關鍵所在。

一般HEV動力電池SOC僅在較小范圍內波動(例如±2%～3%)因此循環壽命次數很長，而PHEV的動力電池SOC必須在很大的范圍內波動(例如±40%)，屬於深充深放，因此循環工作壽命短得多，和純電動汽車(PEV)相似。目前在PHEV上都採用先進的鋰離子電池，由表1可知，鋰離子電池每放出1kWh電能，能耗費為10.2元，相當於內燃每
kWh能耗費用的3倍。隨著全球石油價格不斷上升，燃油內燃機的能耗費用也將不斷上升，而鋰離子電池隨著技術進步和產量的擴大，其能耗費用將不斷下降(如圖4所示)，二者可能在2015至2020年內達到平衡點。因此PHEV有望在10年內得到大面積推廣使用。

• 4、燃料電池電動汽車

早在1839年，英國人格羅孚就提出了氫和氧反應發電的原理。20世紀60年代，研發出了液氫和液氧發電的燃料電池，由美國UTC公司首先用於航天和軍事用途。近20年來，由於石油危機和大氣污染日趨嚴重，以質子交換膜式為代表的燃料電池技術，受到世界各國普遍重視。各大跨國汽車公司紛紛投入巨資，研發出了各種類型的燃料電池電動汽車(FCEV)。

4.1質子交換膜燃料電池(PEMFC)主要優點

(1)其排放生成物是水及水蒸汽，為零污染;

(2)能量轉換效率可高達60～70%;

(3)無機械振動、低雜訊、低熱輻射;

(4)宇宙質量中有75%是氫，地球上氫也幾乎是無處不在。氫還是化學元素中質量最輕、導熱性和燃燒性最好的元素;

(5)氫的熱值很高，1kg氫和3.8L汽油的熱值相當。

4.2燃料電池電動汽車存在的技術、經濟問題

在我國，國家科技部將研發燃料電池客車和燃料電池轎車列為「十五」和「十一五」計劃「863」重大科技項目。並已取得一系列重大科技成果，但是在多年科研實踐中，也暴露出一些技術、經濟問題:

(1)燃料電池發動機的耐久性壽命短

一般僅1000～1200小時(國外達2200小時)，燃料電池汽車行駛4～5萬km，功率即下降～40%，和傳統內燃機可普遍行駛50萬km以上相比，差距很大;

(2)燃料電池發動機的製造成本居高不下

一般估計3萬元/kW(國外成本約3000美元/kW)，與傳統內燃機僅200～350元/kW相比，差距巨大。由於其中如質子交換膜、炭紙、鉑金屬催化劑、高純度石墨粉、氫回收泵、增壓空氣泵等關鍵部件均依靠進口，所以與國外相比，並沒有成本優勢;

(3)燃料電池發動機對工作環境的適應性很差

國產可在0～40℃氣溫下工作，低於0℃有結冰問題，高於40℃過熱不能正常工作;此外對空氣中的粉塵、一氧化碳、硫化物等都十分敏感，鉑催化劑極易污染中毒失效;

(4)燃料電池汽車的使用成本過於高昂

例如高純度(99.999%)高壓氫(>200大巴)售價約80～100元/kg。按1kg氫可發10kW·h電能計算，僅燃料費即約為10元
/kW·h，按燃料電池發動機工作壽命1000小時計算，折舊費為30元/kWh。所以總的動力成本達40元/kW·h。與表1對照可知，至少在目前，由燃料電池發動機提供1kWh電能的成本遠高於各種動力電池，這從一個側面反映了作為汽車動力源，燃料電池汽車還有相當的距離。

4.3目前燃料電池電動汽車的研究課題

盡管存在如此多的問題，但是燃料電池仍然是人類迄今為止，發明的最清潔、安靜又可無限再生的能源，值得我們為實現燃料電池電動汽車的產業化，付出更大的努力。

為此建議從以下幾個方面進行工作:

(1)以更為創新的思維，對燃料電池的基本理論和基礎材料進行深入研究，例如努力探尋非鉑金屬催化劑;努力研製抗電腐蝕金屬雙極板和耐高溫(>110℃)高機械強度質子交換膜等;

(2)努力實現如炭紙、增壓空氣泵等關鍵零部件的國產化，以降低整機成本;

(3)進一步提高整機的優化集成技術，著力提高整機的耐候性(高、低氣溫變化)、抗大氣污染能力和耐電負荷急劇變化能力等。

5、電機及電動車輪的分類

電動汽車驅動電機是所有電動汽車必不可少的關鍵部件。目前使用較多的有直流有刷、永磁無刷、交流感應和開關磁阻等四種電機。

美國和德國開發的電動汽車大多採用交流感應電機，主要優點是價格較低、效率高、重量輕，但啟動轉矩小。日本研製的電動汽車幾乎全部使用永磁無刷電機，其主要優點是效率可以比交流感應電機高6個百分點，但價格較貴，永磁材料一般僅耐熱120℃以下。開關磁阻電機結構較新，優點是結構簡單、可靠、成本較低、起動性能好，沒有大的沖擊電流，它兼有交流感應電機變頻調速和直流電機調速的優點，缺點是雜訊較大，但仍有一定改進餘地。表6列出四類電機比較。

顯然表6中四種電機各有優缺點，但是對於電動汽車而言，由於電能是由各類電池提供，價格昂貴而彌足珍貴，所以使用相對效率最高的永磁無刷電機是較為合理的，它已被廣泛用於功率小於100kW的現代電動汽車上。

此外，在國外已有越來越多的電動汽車採用性能先進的電動輪(又稱輪轂電機)，它用電機(多為永磁無刷式)直接驅動車輪，因此無傳統汽車的變速箱、傳動軸、驅動橋等復雜的機械傳動部件，汽車結構大大簡化。但是它要求電機在低轉速下有很大的扭矩，特別是對於軍用越野車，要求電機基點轉速∶最高轉速=1∶10(見圖5)。近幾年，美、英、法、德等國紛紛將電動輪技術應用於軍用越野車和輕型坦克上，並取得了重大成果。例如美海軍陸戰隊在「悍馬」基礎上研製出串聯式「影子」新型混合動力越野車，採用了電動輪技術，其結構及主要技術參數如表7所示。與傳統「悍馬」車對比試驗，在同樣偵察試驗條件下，「悍馬」耗油472kg，而「影子」僅耗油200kg;同一越野路段，「悍馬」耗時32分鍾跑完，而「影子」僅耗時13分50秒，此外它還具有在純電動模式下，汽車靜音、無「熱痕跡」等優點。如此優異的性能，據聞美軍已決定停產傳統「悍馬」車，全部改產新型混合動力電動輪驅動的「影子」型軍車。這一重要發展趨勢，應引起高度關注。

• 二、電動汽車發展趨勢

綜上所述，可以從技術/經濟分析出發，對電動汽車技術的現狀和未來作如下結論：

(1)在目前國內市場價格的基礎上，可粗略計算出各種提供電能技術的價格比。即電網供電∶柴油機供電∶鉛酸電池供電∶鎳氫電池供電∶鋰離子電池供電∶燃料電池供電=1∶6∶6∶19.2∶20.4∶80。這從一個側面反映了各種供電方式距離電動汽車市場的遠近。當然，隨著石油價格的上升、電池技術的進步，這些比例關系將發生很大的變化;

(2)由於鉛酸電池的供電成本大體和柴油機供電相等，因此它仍然是低端電動車市場的主要動力電池。磷酸鋰離子電池技術進步較快，它最有可能成為鉛酸電池的競爭對手，率先成為高端電動車市場的主要動力電池;

(3)由於混合動力汽車僅需裝用純電動汽車1/10的動力電池容量，整車有較為接近市場的性/價比，因此它仍將是近期實現產業化的主要電動汽車種類。考慮到我國國情，目前仍應大力推廣使用混合動力大客車，進一步降低製造成本，減少油耗和排放;

(4)在鋰離子電池性/價比進一步提升後，外接充電式混合動力汽車(PHEV)有望成為理想的上班族乘用車，它可大幅度減少油耗和降低排放，但是由於較高的價格，它可能首先在發達國家得到推廣應用;

(5)燃料電池雖然是理想的清潔能源，但是目前它的性/價比太低，要達到可以進入市場的性/價比，可說是任重而道遠，必須從基礎材料和基本理論上有重大突破，才可能進入汽車市場;

(6)電動輪已成為國外電力驅動技術的重要發展趨勢，並已在軍用越野車上得到實際應用，證實它在技術/經濟上的重要優勢，我國雖也有不少單位研發，但始終未進入「863」計劃，技術進步緩慢，因此有必要奮起直追，盡快掌握這一先進的電驅動技術。

F. 純電動車的核心技術

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。
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標是比能量(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爭，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。
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)，由於其比能量較高、價格低和能高倍率放電，因此是惟一能大批量生產的電動汽車用電池。第2代是鹼性電池，主要有鎳鎘(NJ-Cd)、鎳氫(Ni-MH)、鈉硫(Na/S)、鋰離子(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里程，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。燃料電池直接將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，並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，但還處於研製階段，一些關鍵技術還有待突破問。
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范圍寬、轉速高、啟動轉矩大、體積小、質量小、效率高且有動態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。
由感應電動機驅動的電動汽車幾乎都採用矢量控制和直接轉矩控制。由於直接轉矩的控制手段直接、結構簡單、控制性能優良和動態響應迅速，因此非常適合電動汽車的控制。美國以及歐洲研製的電動汽車多採用這種電動機。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，非常適應於電動汽車的驅動系統，有極好的應用前景。由日本研製的電動汽車主要採用這種電動機。
開關磁阻電動機(SRM)具有簡單可靠、可在較寬轉速和轉矩范圍內高效運行、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、雜訊大、需要位置檢測器等缺點，應用受到了限制。
隨著電動機及驅動系統的發展，控制系統趨於智能化和數字化。變結構控制、模糊控制、神經網路、自適應控制、專家控制、遺傳演算法等非線性智能控制技術，都將各自或結合應用於電動汽車的電動機控制系統。
電動汽車整車技術電動汽車是高科技綜合性產品，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於實現。採用輕質材料如鎂、鋁、優質鋼材及復合材料，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；採用高彈滯材料製成的高氣壓子午線輪胎，可使汽車的滾動阻力減少50%；汽車車身特別是汽車底部更加流線型化，可使汽車的空氣阻力減少50%。
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。
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、選擇適當的能量源(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態，並根據各種感測信息，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歷史選擇最佳充電方式，以盡可能延長電池的壽命。
世界各大汽車製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，還能行駛多少公里，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，可以更加准確地設計電動汽車的電能儲存系統，確定一個最佳的能量存儲及管理結構，並且可以提高電動汽車本身的性能。
在電動汽車上實現能量管理的難點，在於如何根據所採集的每塊電池的電壓、溫度和充放電電流的歷史數據，來建立一個確定每塊電池還剩餘多少能量的較精確的數學模型。

G. 請問比亞迪電動汽車的電池是採用什麼技術

比亞迪自主研發的鐵電池技術，其實就是磷酸鐵鋰電池，很少有電動車全是自製研發的，像特斯拉純電動車電池也是用上千顆松下NCR 18650 3100mah電池。拼成的，其實就是松下筆記本里的電池而已。比亞迪是電池起家的，有這技術。
上海神力、萬向都生產的。

H. 新能源汽車電池技術 什麼時候突破

如果局限於化學電池的思路，人類到滅亡那天也突破不了能量密度的極限。
為什麼！打個比喻，一間體積一定的屋子，只能一人拎一桶水（設一桶水不佔用空間）進屋，如何裝更多的水？答案，用小孩子拎水，因為小孩子個頭小，同等房間內，能裝更多個孩子，就能裝進更多個水桶。
為什麼用鋰做電池？大家背背元素周期表，化學電池，每千克（相當於房子）原子數最多的就是鋰，每個鋰原子（每個孩子）提供一個有用的電子，鋰電極電位又高，所以用鋰做電池。大家已經把這些基本理論玩透了，愛迪生當年發明鉛蓄電池時，想到了鋰，但受當時技術條件限制，鋰太活潑沒法穩定反應，鋰制備量也小，只好選用了鉛作為化學電池主料。
但化學電池必須還要有電解質這些，電解質雖然是輔助功能，但是屬於必備物質。金屬電極、電解質共同參與，才能完成電子轉移利用的過程。算上這些，化學電池的能量密度下降了很大塊。理論上，能量密度最大是鋰空氣。因為它理論上和空氣中的氧氣反應，完成電子轉移利用的過程。它一點電解質不用嗎？不可能。而且鋰和空氣中的二氧化碳、氮氣都發生反應，所以只能用氧氣瓶，算來算去，所謂的鋰空電池能量密度實驗室只能到1度電每公斤。對了，還有鋁空、鎂空，它們可都是市面上有商品出售的，現有的鋁空電池能量密度1度電每公斤。為什麼不用在汽車上，有人說鋁空是一次性電池，不能充電。那不簡單，每個市建一個電解鋁廠，就近不就好了嗎。關鍵問題沒人說，電池不像人想的那樣，想放多少電，瞬間就能放多少。電池的另一個關鍵指標，功率密度，鋁空、鎂空都不高。如果要鋁空要釋放能夠驅動電動汽車快速奔跑的功率，要把4噸左右的鋁空電池裝在車上，這樣的汽車誰要啊！前段時間，有條外國新聞，鋁空有能讓汽車續航2000公里的電量，翻譯後就直接成了能讓汽車續航2000公里。這個汽車是能讓汽車以20公里左右的時速跑2000公里，這樣的汽車白給你，你都不要。有1千萬挺爽，銀行一天只允許你取10萬，那隻能呵呵！對了，一般原子孩子只能拎一桶水，鋁孩子能拎3桶，這也是鋁空理論能量密度僅次於鋰空的基本道理。
還有鋰電的硅電極，硅鋰一反應，體積膨大3倍，電極碎了，那個人能鑽進原子裡面，用手把它復原嗎？吹噓的固態鋰電池，能量密度大，還能快充。液體快充還沒解決，固體就能快充了。化學電池，必然發生化學反應，化學反應怎麼快，加熱、催化劑，那個能在電池上實施。
煤、石油、可燃冰再多又怎樣，太陽沒到熄滅那天，人類使用的化學燃料製造的溫室效先把自己弄死了。

I. 電動汽車電池技術充電時間有新突破嗎

現在的電動汽車一般用磷酸鐵鋰電池，這種電池的原理和我們的手機電池是一樣的。充電時分快充和慢充。以普通家用轎車為例，快充的話可以在半小時內充滿70-80%，但是充電電流極大，對電池有損害，如果是慢充的話可能要7-8小時充滿。而且雖然現在有很多汽車企業號稱可以在220V市電上充電，但是這只是理論上的，因為那麼多電池在充電時就如同接上了一個超大功率的電器，可能一個小區都要跳閘。針對電池現在的這種瓶頸，現在很多人都提出了快換電池的概念，就是你說的兩個換著用。但是那個用人力是完成不了的，一輛轎車上用的電池一個人是根本搬不到的，北京奧運會時是用的機器人搬運，在專門的充電站里完成的，大概三四分鍾就能換好一輛大客車的電池。不過現在奇瑞好像出一款S18的純電動車，用的是鉛酸電池，電量較小。車速也不高，其電池可以在市電上充，但是只在山東一帶銷售，而且鉛酸電池是不屬於新能源補貼范圍的，只能當小排量車補貼3000塊。目前可以對電動汽車進行補貼的城市也只是「十城千輛」的范圍內，09年時是13個城市，現在據說增加到二三十個了，這個你要了解一下你所在城市的信息，不同城市對補貼的政策是不一樣的。但是你要是想像傳統車那樣使用，恐怕還要等充電...