电动汽车技术发展趋势及前景研究报告.pdf

电动汽车技术发展趋势及前景

摘要:本文对电动汽车技术发展趋势和前景作了概略介绍,并从技术—经济的角度出发,
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,作了
综合评述,展望了电动汽车技术的未来发展前景。

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 ,放电 SOC
为 ,即实际可用的电池容量仅占总容量的 70%;由电网供电价为 元/kWh,电池的平均
充放电效率为 。

从表 1 的粗略计算中可知,虽然从电网取电仅需 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 元左右,其中 元为电池折旧费, 元
为电网供电费,而从镍氢电池中每提供 1kWh 电能,费用为 元,锂离子电池为 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