电动汽车科普常识（图文教程）

一、电动汽车发展的社会环境

    汽车是现代社会的重要交通工具，为人们提供了便捷、舒适的出行服务，然而传统燃油车辆在使用过程中产生了大量的有害废气，并加剧了对不可再生石油资源的依赖。

在能源方面，目前世界汽车保有量约8亿辆，并以每年3000万辆的速度递增，预计到2020年全球汽车保有量将达到12亿辆，主要增幅来自发展中国家。我国汽车产销保持快速增长，2007年汽车产量接近900万辆。作为能源消费大国，我国形势更为严峻， 2007年中国原油消费总量约为3.5亿吨，其中净进口原油1.6亿吨，占原油消费总量的45.7％，能源大量进口危及到国民经济正常运行和国家能源安全。

图1汽车数量增加、石油需求增加

在环境方面，交通能源消耗也是造成局部环境污染和全球温室气体排放的主要原因之一。调查研究表明，平均而言大气污染的42%来源于交通运输。据有关部门2002年统计，在全国600多座城市中，空气质量达到国家一级标准的城市不足1％。

图3汽车环境污染

    经过多年讨论和探索，国内外对于汽车工业未来发展比较一致的看法是：21世纪是一个面临能源和环境巨大挑战的世纪，传统燃油汽车将向高效低排放的电动汽车方向发展。

二、什么是电动汽车

    全部或部分由电机驱动、并配置大容量电能储存装置的汽车统称为电动汽车，包括纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车三种类型。

1、纯电动汽车

    纯电动汽车是完全由可充电电池（如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池）提供动力源的汽车。

    纯电动汽车的优点有：

1）无污染、噪声小；

2）结构简单，使用维修方便；

3）能量转换效率高；同时可回收制动、下坡时的能量，提高能量的利用效率；

4）可在夜间利用电网的廉价“谷电”进行充电，起到平抑电网的峰谷差的作用。

2、混合动力电动汽车

    混合动力电动汽车是指使用电动机和传统内燃机联合驱动的汽车，按动力耦合方式的不同可以分为串联式混合动力、并联式混合动力和混联式混合动力。

    混合动力电动汽车的主要特点在于：

1）采用小排量的发动机，降低了燃油消耗；

2）可以使发动机经常工作在高效低排放区，提高了能量转换效率，降低了排放；

3）将制动、下坡时的能量回收到蓄电池中再次利用，降低了燃油消耗；

4）在繁华市区，可关停内燃机，由电机单独驱动，实现“零”排放；

5）电机和内燃机联合驱动提高了车辆动力性，增强了驾驶乐趣；

6）利用现有的加油设施，具有与传统燃油汽车相同的续驶里程。

3、燃料电池电动汽车

    燃料电池电动汽车是利用氢气和空气中的氧在催化剂的作用下在燃料电池中经电化学反应产生的电能，并作为主要动力源驱动的汽车。

    燃料电池电动汽车，其特点主要表现在：

1）能量转化效率高。燃料电池的能量转换效率可高达60～80%，为内燃机的2～3倍；

2）零排放，不污染环境。燃料电池的燃料是氢和氧，生成物是清洁的水；

3）氢燃料来源广泛，可以从可再生能源获得，不依赖石油燃料。

三、电动汽车的使用能达到良好的社会效益和环境效益

(1)污染小。纯电动汽车和燃料电池电动汽车在本质上是一种零排放汽车，一般无直接排放污染物，间接污染物主要产生于非可再生能源的发电与氢气制取过程。其污染物可以采取集中治理的方法加以控制；混合动力电动汽车在纯电动行驶模式下同样具有零排放的效果，同时由于减少了燃油消耗，CO2排放可降低30%以上。另外，电动汽车比同类燃油车辆噪声也低5分贝以上，大规模推广电动汽车将大幅度降低城市噪音。

(2)节约能源。据测算，传统燃油从开采到汽车利用的平均能量利用率仅为14%左右，采用混合动力技术后，能量利用率可以提高30%以上。纯电动汽车可以利用电网夜间波谷充电，提供了电网的综合效率。

(3)优化能源消耗结构。我国已探明的石油储量仅占世界石油储量的2～3%，从1993年我国成为石油进口国。目前，我国交通运输约占石油总消耗的一半。由于电动汽车具有能源来源多元化的特点，各种可再生能源可以转化为电能或氢能加以有效利用；同时，利用电网对电动汽车进行充电，增加了电力在交通能源领域中的应用，减少了对石油资源的依赖，优化了交通能源构成。

四、电动汽车发展现状

    电动汽车技术当前的发展状况表现为：纯电动汽车技术成熟，在特定区域推广应用；混合动力汽车技术渐趋完善，进入商业化推广阶段；燃料电池汽车技术处于新的突破前期，正在成为新的研发重点。

1、纯电动汽车在特定区域得到应用

    经历了长期发展，纯电动汽车技术逐步成熟，并在美、日、欧等国家得到商业化的推广应用。目前世界上有近4万辆纯电动汽车在运行，其中法国8000辆，美国7000辆，在日本7400辆。主要用在公共运输系统。

2、混合动力汽车商业化进程加速

    混合动力汽车因兼顾了纯电动汽车和传统汽车的优越性以及可保证（以较低的代价）从传统汽车产业向新能源汽车产业的平稳过渡而受到各国、各大公司的高度重视，并随着技术的日趋成熟，已经进入商业化推广应用阶段。截至2007年，全球共销售混合动力汽车超过150万辆。

3、燃料电池汽车研发更加深入并开始示范运行

    在燃料电池电动汽车方面，国外企业界纷纷组成强大的跨国联盟，以期达到优势互补的目的，如日本丰田与美国通用公司，日本东芝公司与美国国际燃料电池公司，雷诺汽车公司与意大利De Nora公司分别组成联盟开发燃料电池电动汽车。目前几乎所有的国外大型企业集团全部介入，投入的总额将近100亿美元，示范运行车辆总数已超过100辆。

五、电动汽车在奥运会上的应用

    电动汽车已多次在包括奥运会在内的国际大型运动会上得到应用。自1972年慕尼黑奥运会上首次使用纯电动汽车作为运动员引导车以来，历届奥运会都不断扩大电动汽车的使用规模。在1996年亚特兰大奥运会上，共使用各种电动车辆超过300台。在2000年悉尼奥运会上，除使用近400辆电动客车作为接送运动员车辆之外，还首次使用了燃料电池轿车作为开幕式开道车和男女马拉松的引导车。2004年雅典奥运会和2006年都灵冬奥会上也大量使用了电动汽车。

    北京2008奥运会上，共投入包括纯电动、燃料电池、混合动力汽车超过500辆，承担运动员、教练员、媒体记者、场地工作人员、观众和物流后勤服务等任务，其中，燃料电池客车和混合动力汽车首次成为奥运服务用车，批量使用锂离子电池纯电动客车在世界上也是首次。

六、百姓关心的热点问题

1、国内电动汽车销售现状和市场前景如何？

    少量国际汽车公司的混合动力轿车已经在我国销售，主要是丰田公司的普锐斯和雷克萨斯。

   在科技部863项目支持下我国自主开发的多款混合动力汽车已经在多个城市开展了5年多的示范考核，到2008年4月已有超过100辆各式混合动力轿车和客车在全国6个城市进行商业运行，并有部分混合动力客车出口国外。国产品牌的混合动力轿车将在今明两年面向公众销售，预计到2010年我国混合动力汽车的保有量会超过5万辆。

    我国纯电动汽车已实现批量出口，具有鲜明技术特色、深受城乡居民欢迎，用以解决私人交通工具升级换代（替代摩托车、电动自行车）的微型纯电动汽车开始在部分地区销售和应用，并呈现出大面积推广应用的趋势。

    燃料电池汽车在我国仍处于技术开发示范阶段，在北京2008 奥运会期间，我国开发的3辆燃料电池城市客车和20辆燃料电池轿车将进行示范运行，其中燃料电池客车将在公交线路上进行商业运行；2010年上海世博会期间也将有更大数量的燃料电池汽车开展示范运行。

2、我国公众对电动汽车的认知度如何？

    根据新浪网2007年的网络调查，在被调查者中超过95%的公众对新能源汽车有较清晰的认识。其中对混合动力汽车的认知度达到37.5%，其次是燃料电池汽车占18.9%、太阳能汽车16.3%、氢动力汽车和天然气汽车占17.9%。

3、我国公众购买电动汽车的意图和意向如何？

    在相关调查中，有80%和70%的购买新能源汽车者认可其节约能源和有利于环保的优点，这说明我国民众的节能环保意识已经成为购买车辆的重要指标。在车辆选择上，有超过42%的人倾向于混合动力技术，这表明混合动力汽车技术在节能环保方面的优势已被广泛接受。

4、为什么电动汽车价格高？用户能从节能中获益吗？

    除了较高的研发费用外，新能源汽车由于采用了新的零部件，增加了其生产费用。如电动汽车使用的高能量动力电池目前尚未大批量产业化，生产成本还较高，同时高性能电驱动系统和动力耦合系统的制造成本也较高。随着新能源汽车大批量进入市场，其成本必将大幅度下降，与此同时，传统车辆由于排放技术的升级其成本将会上升，最终新能源汽车价格会与传统车辆的相当。

    以目前的车辆价格增加幅度，对于混合动力汽车，在车辆使用期内，用户可以从节约燃料费中获得一定的效益，尤其是如出租车等特殊领域的用户获益更加明显。以基础车价10万元的轿车为例，混合动力车价格比传统车高20%，即2万元。混合动力车的百公里油耗可以降低2升。在50万公里的车辆生命周期内(非营业用车)，用户可以节约10000升汽油，以目前的93#汽油5.4元计算，可以获得5.4万元的燃料节约费用，扣除2万元的成本增加，可以有3.4万元的节油利益。对于年行驶12万公里的出租车，2年就可获利，2年后每月可以节约燃料费1200元以上。

5、为什么说2008年是我国电动汽车的里程碑？

    2008年北京奥运会为我国新能源汽车的示范推广应用提供了重大机遇。为实现“科技奥运、绿色奥运、人文奥运”三大理念，将有500辆我国自主研发的电动汽车为奥运服务。这是国家出台的《中长期科技发展纲要》、《应对气候变化国家方案》、《节能减排综合性工作方案》、《新能源汽车生产准入管理规则》等一系列政策的具体体现。因此，我们有理由相信2008年奥运会将是我国新能源车辆全面发展的一个里程碑，自此我国新能源车辆正式进入市场启动阶段。

6、我国对电动汽车有哪些促进政策？

    我国政府高度关注电动汽车的研发和产业化。2005年国务院政府工作报告提出“要鼓励和发展清洁汽车”，《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》提出：“鼓励开发使用节能环保和新型燃料汽车。”2006年2月，国务院发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006－2020年）》将“低能耗与新能源汽车”和“氢能及燃料电池技术”分别列入优先主题和前沿技术。2007年6月公布的《中国应对气候变化国家方案》鼓励混合动力汽车、纯电动汽车的生产和消费。

    国家发展与改革委员会通过发布一系列政策，强调开展电动汽车的研究与推广。近两年发布的《节能中长期专项规划》、《高技术产业发展“十一五”规划》、《能源发展“十一五”规划》，均强调要大力发展电动汽车及零部件和配套基础设施。

    作为支撑国家科技战略实施的我国科技部，先后颁布和实施了一系列相关的科技专项。尤其是于2007年6月联合发改委等14部委联合发布的《中国应对气候变化科技专项行动》明确指出要依靠科技进步和科技创新应对气候变化，把科技工作作为国家应对气候变化的重大举措，立足自主创新，瞄准未来科学技术发展方向，集中力量进行重点突破，开发具有自主知识产权的关键技术，努力实现气候变化领域的技术跨越，在控制温室气体排放和减缓气候变化的技术开发方面，重点研究开发交通运输的节能和提高能效技术。

    我国在“十五”期间通过科技部投入国家财政8.8亿元实施了《电动汽车》重大专项，开展燃料电池汽车、混合动力汽车、纯电动汽车以及相关关键技术的开发，“十一五”期间又启动了更大规模的新能源汽车研发科技计划--《节能与新能源汽车》重大项目，开展包括电动汽车和代用燃料汽车技术的攻关和考核示范，国家资助经费将达到11亿元。

    在国家政策和资金投入的带动下，地方政府不仅在技术研发经费上给予强大支持，同时还出台了积极的政策，武汉、长沙、北京、天津、株洲/长沙、深圳等城市均开辟了专用的电动汽车示范运行线路进行电动汽车示范运行和考核。

7、大力发展电动汽车在哪些方面可以提升国家技术竞争力？

    电动汽车的共性关键技术代表了未来汽车能源和动力技术的发展走向。为增强各国在未来能源与交通技术方面的竞争力，各国都从不同的角度对技术研发进行支持。

    首先，我国在传统汽车技术方面与国外存在较大差异，通过电动汽车技术的开发，可以带动传统汽车技术的进步，缩小与国外技术的差距。

    其次，在能源技术方面，通过电动汽车的发展，可以促进可再生能源和新能源技术的开发，提升我国在能源技术方面的竞争力。如在燃料电池技术方面，通过车辆的应用，促进燃料电池技术的进步。

第三，可以带动电力电子技术的进步，在电动汽车中大量采用的电力电子技术可以促进相应技术的进步。

8、电动汽车的动力性能否满足驾驶需求？

    电动汽车不仅具有良好的经济性和环境友好性，而且具有良好的动力性。

    混合动力汽车通过采用先进的机电耦合技术和控制策略，能够获得更高的动力性。

    纯电动汽车通过采用低速大扭矩电机和先进的变速机构，优化电能利用策略，其动力性可与传统汽车相当。

    燃料电池汽车通过动力系统的优化配置和优化控制策略，可以提高燃料电池发动机和蓄电池的输出特性，从而获得与传统汽车相当的动力性。

附录：奥运示范用电动汽车简介

1、纯电动客车

    由北京理工大学、京华客车等单位研制的奥运纯电动客车采用新型锂离子动力电池、分散式快速更换方案；集成交流电机和自动变速系统的一体化电力驱动系统提高了电机使用效率和电池使用寿命；实现了整车信息共享，三路CAN总线分别对整车低压电气、高压电气和电池组进行通讯与控制。该车已获得国家汽车产品公告，奥运会期间有50辆该车型在奥运村内环线等三条线路上提供服务。

奥运用纯电动客车参加北京121路示范运行

    等领导考察奥运电动客车

    奥运用纯电动客车技术参数表

2、燃料电池客车

    清华大学、清能华通联合北汽福田等单位以其开发的燃料电池客车动力系统技术平台为基础，通过底盘电动化、动力混合化、控制网络化技术，最新开发的福田系列低地板燃料电池客车，由于实现了制动能量回收，燃料经济性得到大幅度提高，车辆的耐久性和安全性达到了商业化运行的要求。3辆燃料电池客车将在北京作为公交车进行为期1年的商业化运行，并参与了北京奥运的一系列重要活动。

燃料电池客车参加2008北京奥运会、残奥会马拉松比赛

    奥运用燃料电池客车技术参数表

3、混合动力客车

    在2008北京奥运会期间，15台东风混合动力客车服务于北京奥运核心区域，该车具备良好的动力性、经济性和排放等综合指标，比传统车油耗降低20%-30%，减少污染物排放，能完全满足城市公交车辆要求，极大缓解了汽车需求与环境污染及石油短缺的矛盾。“十一五”期间，东风电动车公司将实现混合动力汽车生产准备和产业化；建立和完善混合动力客车和乘用车的生产体系、供应链、质量保障体系和市场营销体系，实现批量化整车产品生产、规模化销售。

满足国4排放的东风EQ6122HEV1混合动力电动城市客车

    EQ6122HEV1混合动力公交客车技术参数表

    解放牌混合动力客车是“863”计划“节能与新能源汽车”重大专项资助开发的新一代节能环保车型，集成了第一汽车集团公司在混合动力系统技术平台和整车制造方面的最新成果。该车采用双轴并联结构，具备混合动力发动机怠速停机、低速纯电动、发动机单独驱动、联合驱动以及制动能量回收功能。具有良好的动力性能、经济性能和排放性能。奥运期间有10辆该车型参加北京奥运示范运行工作。

满足国4排放的解放牌混合动力城市客车

解放牌混合动力城市客车技术参数表

4、纯电动场地车

    2007年8月，东风电动车公司正式与北京奥组委签约，东风纯电动场地车成为北京奥运会各比赛场馆的唯一服务用车。自2007年8月到2008年奥运会结束期间，500余台纯电动场地车服务于检测赛、预赛、决赛及开、闭幕式等各个奥运会场馆及奥运村。

    “十一五”期间，东风电动车公司将深化混合动力汽车关键技术研究，重点提高整车舒适性和环境适应性，完成商品化开发，降低成本，实现商品销售。

EQ8041东风海贝系列四座电动观光车 EQ8081东风朝阳系列八座电动观光车

EQ8041纯电动场地车技术参数表

    EQ8081纯电动场地车技术参数表

5、燃料电池轿车

    在“十一五”国家863计划“节能与新能源汽车”重大项目支持下，基于“十五”国家863的研发成果开发出新一代燃料电池动力系统，并在上汽集团荣威、上海大众帕萨特领驭、奇瑞汽车东方之子等车型上开发出新一代燃料电池轿车。新一代燃料电池动力系统经过进一步优化设计，燃料利用效率更高，动力性更加强劲，可靠性与安全性显著改善。

    在上海市新能源汽车推进项目的支持下，上燃动力、同济大学、上海大众等单位合作提供20辆基于帕萨特领驭车型的燃料电池轿车作为奥运会用车，其中10辆作为出租车，提供北京市运输局交通保障团队“包车”使用，另外10辆作为商务车，提供863项目办作为宣传展示用。

基于“荣威”平台的上海牌燃料电池轿车 上海大众PASSAT领驭燃料电池轿车

上海牌燃料电池轿车技术参数表

    帕萨特领驭燃料电池轿车技术参数表

东方之子燃料电池轿车技术参数表

6、混合动力轿车

    在国家科技部、重庆市委、市府、市科委等上级单位的支持下，长安从2002年开始混合动力轿车的自主开发。经六年、八轮开发，在每个验收节点都得到了各级领导和专家的充分肯定。长安混合动力轿车在“第四届和第五届北京国际清洁汽车展”上，分别获得“突出贡献奖”和 “产业化最佳创新奖”。长安“杰勋”混合动力轿车，在2007年12月已经成功下线，今年北京奥运期间有20辆作为“保点”出租车使用，年底将实现批量生产。

“杰勋”混合动力轿车技术参数表

    奇瑞公司2001年开始启动节能环保技术中长期发展规划，并开展新能源技术研究及混合动力车的开发。BSG弱混合动力汽车于2007年12月7日10辆投放芜湖出租车市场示范运行。截至目前，车辆平均油耗为7.78L/100km，燃油经济性提高了10%。奥运期间，40辆BSG、10辆ISG混合动力轿车参与示范运行。

奇瑞BSG混合动力轿车芜湖出租车示范运行  ISG混合动力轿车样车

A5 ISG混合动力轿车技术参数表

    奔腾混合动力轿车是“863”计划“节能与新能源汽车”重大专项资助开发的新一代节能环保车型，集成了第一汽车集团公司在混合动力系统技术平台和整车制造方面的最新成果。该车采用双电机全混合结构，具备所有混合动力功能。

    除了卓越安全性能外，奔腾混合动力轿车同时具有卓越的动力性能、经济性能和排放性能。奥运期间有5辆奔腾混合动力轿车进行示范运行。

奔腾混合动力轿车动力系统结构       奔腾混合动力轿车

    奔腾混合动力轿车技术参数表

7、纯电动环卫车

    为改善北京市城市环境质量，实现环卫车辆零排放、低噪音，推动北京市环卫车辆技术的发展，使北京市的环卫车辆在国内率先实现电动化。为充分体现北京科技奥运理念，实现奥运场馆区域运行的环卫车辆零排放。同时，为改变环卫车辆过多依赖油料的现状，转而利用洁净的电能。此外，利用电动车辆储存电能的特点，多使用电网低谷电，改善北京市电网高峰-低谷用电平衡。

    将首先用于北京市西城区环卫保洁作业的电动洒水车、电动垃圾压缩车、电动清扫车，奥运期间，用于场馆周边区域或赛道的环卫作业

电动洒水车技术参数表

    电动垃圾压缩车技术参数表

    电动清扫车技术参数表