编者按：

正文：

自从19世纪90年代人类制造出世界上第一辆电动汽车以来， 电动汽车在20世纪初第一次达到生产高峰，占领了当时40％的汽车市场。由于内燃机电子启动器的发明以及当时的电动汽车动力性差的原因，电动汽车的第一次辉煌于1935年左右渐渐隐退，进入了燃油汽车的黄金时代。随着化石能源的逐渐枯竭和环境保护压力的增加，电动汽车从20世纪80年代末开始又重新成为汽车新技术研发的重要突破方向，21世纪初丰田混合动力轿车prius的市场成功预示了新能源汽车的发展将势不可挡。据国外权威机构预言，2009年油电混合动力汽车的市场销售份额将占到新车销售份额的10％，预计混合动力轻型车的新车销售市场份额将快速上升，从现在的0.4％市场份额，2014年提高到1/3，到2018年提高到50％，其时，燃料电池电动汽车开始进入市场。与此同时，我国相关专家也认为，中国电动汽车将在2010年左右开始起步。

一、　　  电动汽车的发展背景

1、全球化石能源逐步枯竭的现状呼唤新能源技术

在全球整个能源消费结构中，煤炭、石油、天然气等可燃矿物燃料占世界能源消费的90%以上。英国石油公司《BP世界能源统计2006》数据表明，以目前的开采速度计算，全球已探明煤炭的可采期限为162年；石油和天然气的可采期限分别为40年和65年。相比之下，中国的形势更为严峻。

2002年由中国地质科学院全球矿产资源战略研究中心完成的《矿产资源与中国经济发展》报告指出中国煤炭的剩余可开采量只有l390亿吨，按2003年l6.67亿吨的开采速度计算，只能维持83年；中国现有的石油探明储量为2 5亿吨，天然气为5.4亿吨，而中国在未来l 0年内累计需求石油8 5～9 2亿吨，天然气9.2～l 0亿吨。这也就是说，中国油气资源的现有储量将不足l0年消费，最终可采储量勉强可维持30年消费。到2020年，中国石油的年进口量将超过5亿吨，天然气将超过l000亿立方米，两者的对外依存度分别将达到70%和55%。

因此，相对于世界平均水平来说，中国的能源危机将会来得更早一些，能源将是中国经济增长的“硬约束”。化石能源的逐渐枯竭使得人们不断探索采用新能源代替它，在公路交通领域的技术路线就是用包括电动汽车在内的新能源汽车代替燃油内燃机汽车。

2、未来我国交通节能的需求将呈上升趋势

经过建国50多 年来的建设，我国交通运输业取得了巨大的发展，长期存在的运输紧张状况得到改善。目前，我国交通基础设施以干线铁路、高速公路、深水航道、长输管道、干线 机场、枢纽港为重点的主通道构架基本形成，交通运输发展迅速。随着交通运输业的发展，其能源消耗（特别是石油的消耗）以及环保问题日益严重：

（1）交通运输消耗石油资源占总量的1/3以上并持续攀升

据统计，我国交通运输消耗的汽油、煤油、柴油、燃料油分别占总消耗量的39.1%、61.6%、37.6%和21.9%。特别是“九五”以来，交通运输用油呈快速增长态势，年均增长速度大大高于同期国内生产总值的增长速度。1995年至2002年，全国能源消费总量以平均1.86%增长的同时，交通运输和邮电通讯业的能源消费年均增长率达到了9.76％。值得重视的是，目前我国的机动化水平远低于世界发达国家，工业生产仍是能源消耗的主要部门。从国外的发展实践来看，随着经济的发展，交通运输业所消耗的能源总是呈现出逐年上升的趋势。也就是说节能降耗的未来压力还要大于现在的压力。

（2）交通节能有利于改善我国的环境质量

国内外研究机构的成果显示，我国大气污染造成的经济损失占GDP的3～7%，而大气污染主要源自矿物燃料的燃烧。尽管我国以煤为主的能源结构决定了大气中烟尘和二氧化碳排放量的70%、二氧化硫的90%、氮氧化物的67%来自于燃煤。但一个不容忽视的事实是机动车快速增长所带来的污染日渐加剧，在一些大中型城市，非采暖期机动车对大气污染的贡献率已高达60%以上，城市空气污染已由煤烟型向煤烟、机动车尾气混合型发展，空气质量达到国家二级标准的城市仅占全国的三分之一。

　　　 总之，交通节能与环保压力大大推进了电动汽车发展的进程。

二、电动汽车的概念

电动汽车是指以车载电源为动力，全部或部分应用电能驱动车轮行驶且符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。

1、电动汽车的特点。

电动汽车有很多优点：（1）无污染 噪音低。电动汽车无内燃机汽车工作时产生的废气，不产生排气污染，对环境保护和空气的洁净是十分有益的，有"零污染"的美称。

（2）能源效率高 多样化。电动汽车可以实现能量再生流动，能源效率已超过燃油发动机汽车，并且它的应用可有效地减少对石油资源的依赖，可将有限的石油用于更重要的方面。

（3）结构简单，使用维修方便。电动汽车较燃油发动机汽车具有结构简单，运转、传动部件少，维修保养工作量小的特点，采用交流感应电动机时，电机无需保养维护，更重要的是电动汽车易操纵。

电动汽车的节能效应十分明显，现有内燃机全循环效率（from well to wheel 从油井到车轮）为14％而电动汽车（包括纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车）从油井到车轮的效率约为28％～42％。从环境方面考虑，在城市交通中使用电动汽车可以实现零排放或极低排放。即使考虑到给这些电动汽车提供能量的发电厂的排放，仍能显着降低全球的空气污染。从能量观点考虑，电动汽车利用的是一种可靠、来源广泛和均衡、对环境友好的能源，例如多种可再生能源。

电动汽车的组成包括电力驱动转换控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动转换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。电力驱动转换控制系统由驱动电动机、电源和电力驱动转换控制器等组成。

3、电动汽车的分类

根据所使用的动力源不同，电动汽车大致可分为三类：蓄电池电动汽车或纯电动汽车(BEV)、混合动力电动汽车（HEV）和以氢气为能源的燃料电池电动汽车（FCEV）。

混合动力汽车可以使燃油发动机处于油耗低、污染少的最优工况下工作，因为有了蓄电池， 可以和纯电动汽车一样回收制动时、下坡时、怠速时的能量。在城市运行时，可关停燃油发动机，由电池单独驱动，实现"零"排放，减少污染。混合动力汽车又可以分为串联型混合动力、并联型混合动力以及混连型混合动力汽车。日本丰田公司生产的Prius混合动力汽车，是目前最成功的一款混合动力节能型汽车，基于其油耗等同于125cc中等排量的摩托车。

氢能燃料电池电动车的燃料电池电动车系统采用燃料电池作为它的能量来源，燃料电池是一种将氢和氧的化学能通过电极反应直接转换成电能的装置。这种装置的最大特点是由于反应过程中不涉及到燃烧，因此其能量转换效率不受"卡诺循环"的限制，其能量转换率高达60%－80%，实际使用效率则是普通内燃机的2－3倍。另外，它还具有燃料多样化、排气干净、噪音低、对环境污染小、可靠性及维修性好等优点。目前的燃料电池车通常采用氢燃料电池，它从本质上说是水电解的一个"逆"装置。电解水过程中，通过外加电源将水电解，产生氢和氧；而在燃料电池中，则是氢和氧通过电化学反应生成水，并释放出电能。

由戴姆勒•克莱斯勒公司研制的3辆梅塞德斯-奔驰燃料电池城市客车-CITARO正式在北京科技示范线上开始试运营，它是联合国试验、推广新型能源的一个重要项目，中国是参与该项目的唯一的一个发展中国家。CITARO车顶布置高压氢气瓶(35Mpa)、燃料电池、空调设备等总重达2 t左右,因此须对车顶结构进行加强。为防止重心高而影响行驶稳定性,在减振器上装有电子控制的摆动-点头控制器。CITARO一次加氢可行驶200-250km。

图：未来公交：CITARO

三、电动汽车的发展现状

目前，蓄电池电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车处于不同的发展阶段，面临着不同的挑战，需要采取不同的对策。从表1可以看出，蓄电池电动汽车的关键问题在于蓄电池及其管理系统。因此，蓄电池电动汽车主要适用于短程、低速的社区间，因而使用较小容量的蓄电池即可满足使用要求。混合动力电动汽车可满足使用者的要求，并且有附加值，但其成本是主要问题。燃料电池电动汽车具有作为未来主流汽车的潜力，但其技术尚处于研发阶段，它的成本太高和氢氧燃料系统供应是主要问题。

表1　 蓄电池电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车的特征

经过多年的发展，电动汽车技术日臻成熟，许多先进技术被采用，以增加续驶里程和降低成本。例如：感应电动机驱动和交流永磁同步电动机驱动可以改善电力驱动系统；锂离子电池、锂聚合物电池、燃料电池、超级电容器可以改善电动汽车的能源系统；先进的充电方式、助力转向可以增强电动汽车辅助系统的功能。我国在“十五”、“十一五”863计划期间，电动汽车的研发有了巨大的进步，开发了纯电动、混合动力和燃料电池的公交车及轿车。迄今为止，电动汽车开发研制工程呈现如下几个特点：

1、纯电动汽车发展呈现出新特点。在美国，因为纯电动汽车的价格太高和行驶里程未能满足使用者的需求，因此诸如EV1、Chrysler EPIC等已相继停产，然而美国国家实验室还继续进行纯电动汽车的先进驱动系统、先进电池及其管理系统等的深入研究。另外小型、低速、特种用途的纯电动汽车也在不断发展。在日本，纯电动汽车与智能交通系统的组合已成为目前电动汽车技术水平下实用化和商业化的新途径。

2、混合动力汽车商业销售业绩斐然

目前，世界上能够批量产销混合动力汽车的企业，只有日本的丰田和本田两家公司。1997年12月，丰田公司首先在日本市场上推出了世界上第一款批量生产的混合动力轿车PRIUS。该轿车于2000年7月开始出口北美，同年9月开始出口欧洲，现在已经在全世界20多个国家上市销售。有关统计数字显示，丰田汽车公司已占全球混合动力汽车市场90％的份额；本田汽车公司开发的Insight混合动力电动汽车也已投放市场，供不应求。2002年4月，本田汽车公司在美国市场上投放了Civic混合动力汽车。据统计，2005年丰田和本田生产的混合动力车在美国市场的销售量达到5.8万辆。美国和日本的汽车企业已经开始了混合动力车市场的竞争，预计2010年整个市场将达到100万辆的规模。

　  　  　  　  　  　  　  　  　  　  　  　  　  　  　  　  　  　  　  　  　  　  　  　  　  　  　  　  　  　  图：日本丰田公司生产的Prius混合动力汽车

3、燃料电池汽车发展前景仍被各国看好

由于燃料电池所具有的效率高、启动快、零排放或超低排放、响应速度快、工作安静、产生的剩余热量可以再利用、工作持久可靠等优点，受到了研究人员的重视，其发展前景仍被各国看好。2000年11月，现代汽车与夏威夷政府联合开发电动车，目前已有15辆Santa Fe燃料电车汽车试运行。丰田公司1996年制成首辆燃料电池车，到今天已经多次的改进，其FCHV－5燃料电池车的输出功率提高了4倍，达到90Kw，最高车速已超过150Km/h，巡航里程达250Km以上。2004年5月在北京召开的世界氢能大会上，我国自主研发的燃料电池轿车和客车样车与世界领先的奔驰公司样车同堂展示，受到广泛的关注。

展望新世纪公路交通工具动力的发展，包括混合动力电动汽车与燃料电池电动汽车在内的清洁能源汽车的发展，将有可能在近期将我国汽车的燃油经济性提高15%，节约石油500万吨，清洁代用燃料替代石油500万吨，综合节约石油消耗1000万吨。到2020年左右，具有节约和替代石油1亿吨的潜力。节能和环保的要求必将成为促进电动汽车发展的强劲动力。