五、电动汽车
2009年11月25日召开国务院常务会议，11月29日，会议决定见诸媒体，传遍世界。中国政府郑重宣布：到2020年，我国单位GDP二氧化碳排放量要比2005年减少40%～45%。在中国“低碳汽车”发展历程上，2009年11月25日是一个具有里程碑意义的日子。我国实现2020年40%～45%的二氧化碳减排目标，汽车企业压力很大。如前所指，我国实现汽车减碳目标，有多条可行途径，而其中以发展电动汽车为主。
1.电动汽车技术的分类
电动汽车技术主要分三类：一是纯电动；二是增程型电动；三是双模电动。
（1）纯电动
LEAF
这种技术的原理最简单，也最普及，就是电池加电机。电池的电，都靠插电充电的。
日本对生产开发电动汽车很热心，日本最早生产的电动车是hijet。
目前在日本发布的电动乘用车一共有4款：三菱iMiEV和斯巴鲁充电式斯特拉，于2010年上市的日产叶子和丰田充电型普锐斯。
此外，三菱卡客车公司也提出计划，在2012年完成电动客车的车型开发以及道路试验，于2013年投放日本市场；五十铃开发的电动客车已于2012年实现量产。
现在制约纯电动汽车普及的主要问题有两个：一个是价格过高；另一个是使用不方便，充电时间太长，而且一次充电后的持续行程太短，充电设备、充电站等配套设施不完善。
在使用性能方面，电池的使用寿命也是较受关注的问题之一。据三菱iMiEV的研发负责人回答，该车使用的电池可充电1000次以上。实际上在开发过程中，已经对电池做过1000次充放电的试验，按照iMMiEV一次充电行程160km计算，即使电池性能会随着使用逐步劣化，1000次以上的充电也可以保证使用寿命达到16万km。
在已发布的日本4款电动汽车中，丰田可充电型普锐斯与其他三款较为不同，该车可通过对车内蓄电池充电而完全依赖电池行驶。但是受车内电池的布置空间（其他电动车型都是将发动机舱用来放置蓄电池，而普锐斯显然没有这个空间）和电池技术的限制，单独依靠电池的行驶里程只有20km（现在的实验数据）。所以这款车目前来说，还不能算做真正意义上的纯电动汽车。现在，可充电型电动汽车在美国被称为插电式电动车，以区别于纯电动汽车。
2.增程型电动
增程型电动车并非纯电动车，也不是所谓的“插电式混合动力车”，而是一种全新的类型。雪佛兰Volt电动车是其代表车型。
在雪佛兰Volt身上汽油机与锂电池并存，它能够在零油耗零排放的条件下依靠纯电动行驶60km的里程，并且可以通过标准家用220V电源在3内完成充电。汽油机的存在意义是摆脱纯电动车的里程局限，从这个角度来看，Volt更像是匹配了汽油机的电动车。
Volt的动力来自220个锂离子电池组成的电池组和一台1.4L直列4缸发动机，前者作为主要动力，可以产生大到110kW的最大功率与370N·m的瞬时扭矩输出，从而实现161km/h的最高车速，当行驶里程小于60km时，Volt完全只依靠锂离子电池所储备的电力来驱动。当电池耗尽时，Volt则通过燃烧汽油或E85乙醇燃烧的1.4L发动机向车载电池组充电。而在电池组完全充足电之前，Volt可以依靠车载发电机继续行驶数百千米。与传统的电池电动汽车不同的是，Volt电动车彻底消除了人们对行驶距离的顾虑，它可以使驾驶者完全不用担心由于电池电量耗尽而进退两难所带来的尴尬。
雪佛兰Volt还可以通过标准家用220V电源为车载电池进行插入式充电。Volt所具备的智能充电技术可以确保Volt的车载电池能够在3h内完成充电。当然，如果电池电量没有完全耗尽，充电的时间也会相应地缩短。所以Volt增程型电动车可视为充电型或插电式电动车的新发展。
根据通用汽车在欧洲地区所做的测试，如果使用夜间电价计算标准，雪佛兰Volt每千米的能耗成本只有一辆传统汽油车型的1/6。
为了Volt，通用公司不惜投入大量资金进行配套建设，在密歇根州Flint建造的4缸发动机厂无疑是其中较大的手笔，耗资3.7亿美元。在这之前，通用在北美并无如此小排量的发动机。当然，它也不仅是只为Volt服务，同时还提供给另外一款雪佛兰的新车Cruze。按照计划，该工厂已于2010年投产，新工厂主要生产两种发动机：匹配在雪佛兰Cruze上的1.4L涡轮增压发动机，以及用于Volt上的1.4L汽油发动机，通用称这些发动机将使用一系列提升性能的技术，例如更轻的连杆、特别的油泵、更优化的汽门正时等，它们具有更好的经济性、耐久性。
除了金钱方面的投入，通用对于Volt寄予的厚望众所周知，在2008年举行的百年庆典上，压轴大戏就是对这款两年后才生产的量产车进行揭幕，并称为“将通用带入下一个世纪”的车型。
通用公司推出雪佛兰Volt增程型电动车体现了其创新的设计理念。现今，Voltec技术已被作为一项专门的电动汽车技术被广泛应用。2010年北京车展展出的通用Volt MPV5即是其中的一例。
通用Volt MPV5概念车采用与雪佛兰Volt相同的Voltec动力系统，由一个16kW容量的锂电池组供电，在满载高速行驶的情况下，依靠Volte驱动系统提供的纯电力驱动可行驶51km，可满足城市居民每天上下班的代步需求。同时，Volt MPV5配装1.4L发动机可提供480km左右的续驶里程，彻底消除人们对电动车行驶里程短的顾虑。
3.双模电动
比亚迪双模电动汽车F3DM的双模（DM）概念，代表两种驱动模式：纯电动（EV）模式和发动机驱动混合动力（HEV）模式。有电就用电动车，电用完了就自动转到发动机驱动混合动力模式。短途用电、长途用油，如果充电站普及了，则双模就变成单模，即纯电动车。目前因为没有普及充电站所以必须要挂一个发动机备用。
F3DM双模电动车采用纯电动（EV）+混合动力（EV+HEV）的两条腿走路，即发动机与电机Mi形成HEV单元，电机M2自己形成EV单元，这样就形成了两套动力系统。电动机Mi是25kW，M2是50kW。1.0L发动机最大功率是50kW，使F3DM输出功率达到了125kW，并达到30L发动机的动力输出水平。纯电动行驶时电池的瞬间功率可以超过100多千瓦，瞬间放电可以达到800A。实际上这个车是一部纯电动车，只是外加了一个发动机。
比亚迪双模电动汽车F3DM
电机M2是车辆的主动力源，不管你是EV还是HEV+EV模式，它都是第一主力，M2的第二任务是减速时回收电能反馈给铁电池。当采用EV模式时发动机和电机Mi是不工作的，被断开了，当需要发动机介入工作时，电机M1的首要任务是启动发动机，接着是作为发电机为铁电池充电，而在需要苛刻的最大动力需求时，它又能作为发动机输出动能。F3DM和一般的混合动力车有着很大的区别，用户可以通过按键，使车辆在纯电动（EV）和混合动力（HEV+EV）这两种模式之间自由切换。
比亚迪开发了环保的铁电池（因这个电池由于含有磷酸铁成分，故简称铁电池），它的一大特点是不怕热，不像镍氢电池和锂电池需要空调冷却，这下也节省了不少工艺。这个电池组是由100块3.3V电池串联而成，厂家表示，电池充电循环次数可达2000次以上，也就是电池的持续里程寿命大于60万km。
中国人每天的日常行驶距离大概在40～60km，比亚迪设计成100km，基本上能满足95%的出行要求。作为一个上班族，买比亚迪F3DM这种车实际上就是买了一个纯电动车，充电时间大概是7h，快速充电需要充电器，要快速充电的话，就可以做到10分钟充50%的电，慢速充电用家里的220V电源就可以了，因为有一个车载充电器内置在车上，不过只能慢速充电。
电动汽车根据所采用的电池不同还可以细分为铅酸电池电动车、锂电池电动车和镍盐电池电动车等。采用铅酸电池的纯电动汽车目前已经不多了，在国内的代表车型是奇瑞QQ3和吉利EK-1。
锂电池电动汽车又可以进一步细分为：锰酸锂电池电动车、聚合物锂离子电池电动车和磷酸铁锂电池电动车等。
锰酸锂电池电动车的代表车型有北汽福田迷迪电动汽车。2010年北京车展上展出的阿尔特竹风电动车也用的是锰酸锂离子电池，竹风是一款具备量产基础的小型电动车，它的设计师是可尔特汽车技术公司的两位女性。它的动力系统由一台60kW的永磁电动机和100A·h的锰酸锂离子电池构成。续行里程180km，最快车速可轻松达到145km/h，在快速充电模式下，仅需30分钟就可充满80%的电量。
长安奔奔MINI纯电动轿车
聚合物锂离子电池电动车中，国内的代表车型有长安奔奔MINI纯电动轿车和长安Green-i电动车等。而宝马MINIE和日产LEAF是国外聚合物锂离子电池电动车中较有影响的两款车型。
目前采用磷酸铁锂电池被认为是一个发展方向。近年来，我国自主品牌的电动汽车中很多采用了磷酸铁锂电池，其中代表车型有：比亚迪E6、力帆620EV、力帆320EV、吉利EK-2、北汽C70EV、北汽C71EV、金杯海狮第六代纯电动车、上汽EI纯电动车，瑞麒MIEV、瑞麒M3EV、瑞麒G5EV等。
电动汽车又有豪华型和紧凑型之分，目前奔驰、宝马、奥迪等豪华车都已推出环保节能的高档电动车。
例如，奥迪在2009年法兰克福车展重点展出全新概念跑车e-tron。该车外观与奥迪R8相似，但它是电机驱动的纯电动车。
e-tron配装4台电动机，分别位于前轴和后轴上，实现4轮驱动。供应电力的电池位于驾驶舱后方中央。e-tron的续驶里程为248km。
2.电动汽车的关键技术
电动汽车的关键技术主要包括：以动力电池和充电设施为核心的能源系统，以驱动电机和传动系为核心的动力系统；以协调控制各个系统，保证整车安全、高效、舒适运行为核心的整车控制系统
（1）电池技术
作为电动汽车心脏的蓄电池，其比能量决定电动车的续驶里程，比功率则影响最高车速、加速性及爬坡能力。
目前电动汽车上使用的电池有：铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、镍金属氢电池、钠硫电池和锂电池等，其中铅酸电池过去在汽车上用得最广，而锂电池是业内公认的发展方向。
（2）充电技术
电池充电时间的长短对电动汽车的推广使用至关重要，据最近媒体报道：麻省理工学院研究人员发明了一项充电材料表面处理技术，采用新技术的锂离子电池可在几秒内完成充电。(https://www.daowen.com)
一块锂电池完成充电一般需要6分钟或更长的时间，但传统的磷酸铁锂材料在经过表面处理生成纳米级沟槽后，可将电池的充电速度提升36倍（仅为10秒）。
采用该项技术的锂电池亦具有高放电速度，因此可用于油电混合汽车的加速，使油电混合汽车的速度可赶上采用汽油发动机的汽车。
MIT的研究发现，因磷酸铁锂材料表面可将锂离子送往块体材料内部的通道数量有限，从而导致充电过程中锂离子的传送速度受到了制约。
通过积累多年的经验，研究者发现：对磷酸铁锂材料进行表面处理使其生成间隔仅几纳米的多条凹槽，可将锂离子的传送速度提高36倍。
通过采用这项技术，电池充电将不再受锂离子传送速度制约。这意味着以后锂电池不仅能更快速地完成充电，也能更快速完成放电。
研究人员表示，今后采用这一技术的手机和其他小型装置用锂电池将可在几秒内完成充电。对于新兴的电动汽车行业来说，这意味着届时电动汽车的车速将可以提升到与燃气汽车相媲美。
现在中国已有很多车企都在电动汽车方面下足工夫，但是电动汽车市场一直难打开局面。中国需要快速制定电动汽车及配套设施建设的相应法规，不要造成电动汽车技术与市场先行一步，而把电动汽车配套设施建设放在最后发展，这将严重制约电动汽车抢占市场的步伐。
在我国发展电动汽车，建设充电设施是必要条件，目前，充电设施主要分充电站和充电桩两种：充电站通常主要提供快速充电服务，辅以用于慢速充电的充电桩；充电桩则只能提供慢速充电。
据介绍，快充用时一般只需10～30分钟，这种模式不能把电池完全充满，只能为电池充电50%～80%，以满足继续行驶的需要；慢充至少需要3h，能够把电池完全充满。
目前，国内已建成或在建的充电设施主要是充电站和充电桩。在充电站中，一般配有多个快速充电插头和少数慢速充电桩。一些城市计划在住宅小区、停车场和超市等公共场合建设充电桩。
专家认为：两种充电设施各有优劣，要因地制宜选择适合本地的设施种类。以快充模式为主的充电站具有充电时间短、充电效率高的优点，但快充模式必须使用较大的电流和电压，这对充电的技术方法和安全性提出了较高要求。因此充电站比充电桩耗费的建设和管理成本高很多，规模应该与加油站相当。
不仅如此，由于目前车用电池技术尚不成熟，快充模式对于电池损伤很大。专家认为，快充模式相当于在极短时间向电池强行“注入”电能，电池很容易不堪重负，快充几次后，电池寿命会大大降低，消费者是在为降低了使用寿命的电池买单。同时不能忽视的是，仅靠充电站无法支撑大规模的电动轿车充电。如果未来全国的电动轿车都依靠充电站进行充电，那么由此衍生的用地面积和管理成本将非常惊人。因此，充电站更适合为数量较少的公共交通工具提供充电服务。
专家介绍说，充电桩占地面积很少，路边只要有1m2的空地，就能建设一个充电桩，成本较低，很适合在城市中的超市、停车场、住宅小区等车辆密集停放的区域建设。更重要的是，充电桩以慢充模式为主，需要的电流较小，安全性能够得到保障。同时能够延长电池使用寿命。但这种模式的缺点同样很明显，在车辆有紧急运行需求时，不能及时实现充电。
综合两种充电模式的优劣，目前我国更适合建设充电桩，尽管充电速度较慢，但充电桩具有成本低、建设方便的巨大优势。在电动汽车发展的初级阶段更符合市场需求。
短期来看，充电站受制于技术、成本等因素的影响，建设速度不宜太快，目前在我国充电桩的建设可以先行一步。
其实，建设充电桩和充电站并不矛盾，在城市中心，以快充为主的充电站也是对充电模式的丰富，能够满足对充电速度有要求的消费者。未来，充电桩和充电站将共同发展，充电桩的数量会多些。据了解，日本东京目前有87个充电站，超市、住宅附近的充电桩则随处可见。电动机的演变，介于同步电动机和感应电动机之间的一种不用永磁体的同步式开关磁阻电动机，被戴姆勒—奔驰公司的电动汽车所采用，专家认为，这种开关磁阻电动机在电动汽车上的应用很有发展潜力。
3.驱动装置
纯电动汽车采用的驱动装置目前主要有三种类型：交流感应电机、永磁电机、交流无刷电机。交流感；应电机成本低、可靠性高，但效率较低；永磁电机结构紧凑、效率高，其缺点是永磁材料成本高；交流无刷电机扭矩和功率在较大转速范围内稳定，控制简单，但同样存在有成本高的问题。综合各种电机的优劣势来看，永磁电机略有优势，广泛应用于绝大多数OEM企业。
（4）电控系统
电控系统主要包括电控单元、变频器、逆变器、能源管理系统等。这一领域现在被国外零部件厂商如博世、大陆、日立等供应商所垄断，目前国内尽管有很多电器企业，但对于应用在电动汽车上的电控系统都缺乏技术和经验。尤其是能源管理系统更是电动汽车研发的短板。
车载能源管理系统或称电池管理系统（BMS）是集电池信息采集、电量估计、报警、通信、热管理以及均衡功能的电子系统。
由于车载能源系统是一个巨大的电池组，由几十只甚至几百只电池组成，因此，电池的一致性、均衡性至关重要，它关系到电池的寿命和安全。能源管理系统的功能就是监测每一只电池的状态和电池组的电量，进行健康度及高压漏电检测，要保证这几百只电池的均衡性，其重要性显而易见。近年来，锂离子电池由于性能优越，已成为动力电池的主流，国内外对锂离子电池技术研发的投入也非常大。由于锂电池的特性，能量管理系统的作用就更加重要。
目前，业界对能源管理系统的认识已经达成共识。产学研结合从事能源管理系统研究的越来越多，同济大学是国内较早涉足这项研究的高校。2005年10月，同济大学与来自北美的芯片开发商凹凸科技建立了汽车电子应用技术联合实验室，将凹凸科技的芯片应用于为超越系列燃料电池汽车研发的燃料电池和储能电池管理系统。如今，该实验室与上汽集团等联合开发的电池管理系统已成功应用在上海世博会的燃料电池汽车上。2009年7月，中科院电工所也与凹凸科技成立了联合实验室，从事能源管理系统的研发与推广。据介绍，该实验室一直在做锂电池的BMS，目前使用凹凸科技芯片的车用锂电池管理系统已经完成台架试验，正在准备做装车试验。
凹凸科技
尽管车载能源管理系统作为电动汽车的一项关键技术，已引起业界高度重视，目前产学研结合从事相关研究的机构也很多，但仍存在很多问题。
首先，从研发现状看，截至目前，国内外还没有成熟的解决方案，处于摸索与试验阶段，虽然也有不少装车试用的案例，但从业界专家介绍的情况看，国内外都还没有达到产业化水平。
其次，因为电动汽车整体没有达到产业化程度，没有批量上市，因而缺少实车试用数据，也制约了该项技术的进一步完善与成熟。
2.国外电动汽车发展现状
（1）美国成为电动汽车热土
在不久的将来，大批纯电动汽车有望驶上美国街头。受一系列税收政策的影响，充电式纯电动汽车批量进入美国市场的时间将比人们预期的更早。按照政策规定，2010年之前，美国消费者购买一辆纯电动汽车可享受2500～7500美元的购置税优惠，在很大程度上，这会改变消费者认为电动车价格太高的心理，推动汽车企业生产更多的电动汽车，从而依靠规模的扩大进一步降低电动汽车价格。
（2）日本普及电动汽车动真格
如果用一句话来形容现在日本市场电动汽车的状况，那就是：现在日本正在切实推广电动汽车的普及。虽然受现阶段技术、价格以及使用环境等多方面的限制，电动汽车的真正普及仍然困难重重，但是无论出于对能源以及环保方面的考虑，还是希望在被认为是下一代汽车主流车型的电动汽车上继续维持日本在汽车产业的竞争力这一目的，日本政府、汽车厂家、关联企业以及社会舆论，都在大力推动电动汽车的发展和普及。
（3）欧洲电动车蹒跚起步
近来随着电动车热开始在美日兴起，欧洲一些国家也开始尝试大规模使用电动车。
欧盟在日前出台的《欧洲2020年发展纲要》 （下文简称《发展纲要》）中，提出《鼓励清洁能源和高效节能汽车发展》战略（下文简称《发展战略》），其中“绿色汽车行动计划” （下文简称《行动计划》）是该战略的重要组成部分。
《发展纲要》承认：欧洲在发展电动汽车方面存在短板；而《发展战略》的提出旨在促进欧盟成员国的汽车电气化。
根据《行动计划》，目前欧盟各国都已推出电动汽车发展规划。
据悉，德国政府计划在2020年前，使在德国使用的电动汽车总数达到100万辆。
法国政府的目标是在2020年前生产200万辆电动汽车。
英国的先导计划是到2015年，推广使用24万辆各种类型的电动汽车。