【正文】 高能源效率高/續(xù)航里程長(zhǎng)/成本高商業(yè)化過(guò)程已規(guī)?；慨a(chǎn)有銷(xiāo)售，但未規(guī)?；蕴幱谘邪l(fā)階段主要問(wèn)題蓄電池效率/電池管理系統(tǒng)電池安全性及效率/充電網(wǎng)點(diǎn)成本高昂/制氫技術(shù)有待突破 G8已經(jīng)決議在2050年時(shí)，發(fā)達(dá)國(guó)家溫室氣體排放總量將減降80%以上。 如果綠能汽車(chē)得到快速發(fā)展，到2020年，中國(guó)可以節(jié)省3300萬(wàn)噸油。德、法兩國(guó)也確認(rèn)2012年的新車(chē)二氧化碳排放標(biāo)準(zhǔn)為120~130g/km，而到了2020年，標(biāo)準(zhǔn)更將降至95至110g/km。美國(guó)對(duì)購(gòu)買(mǎi)電動(dòng)車(chē)車(chē)主實(shí)施稅收減免，幅度2500到7500美元。2012年時(shí)，美國(guó)聯(lián)邦政府的車(chē)輛中，有一半需為電動(dòng)車(chē)。平均每臺(tái)電動(dòng)車(chē)可獲20萬(wàn)日?qǐng)A稅負(fù)減免。補(bǔ)助每輛新購(gòu)的CNG公車(chē)22500美元，CNG垃圾運(yùn)輸卡車(chē)補(bǔ)貼60000美元，提供每座加氣站最高達(dá)70萬(wàn)美元的低息貸款，%。歐盟歐洲議會(huì)通過(guò)法案，要求政府機(jī)關(guān)以后采購(gòu)車(chē)輛時(shí)，不僅需要考慮汽車(chē)價(jià)格，還必須注重環(huán)保節(jié)能，以排放低污染、低二氧化碳的車(chē)款為優(yōu)先。，加速低碳排放車(chē)輛普及。法國(guó)制定二氧化碳排放標(biāo)準(zhǔn)，排放介于100克到130克之間，可獲得200到1000歐元的獎(jiǎng)金，如果排放量在60克以下，可得到最高獎(jiǎng)金5000歐元，但是二氧化碳排放量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，將會(huì)被多課200到2600歐元的稅。 純電動(dòng)車(chē)就是完全采用電來(lái)?yè)?dān)任動(dòng)力，其車(chē)身安裝了有馬達(dá)的配置，以及提供馬達(dá)電力的電池。純電動(dòng)車(chē)完全依賴(lài)電池動(dòng)力，使用馬達(dá)與電機(jī)控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)。純電動(dòng)車(chē)與燃油引擎在某種程度上是類(lèi)似的，那就是越輕越環(huán)保、燃油引擎車(chē)是越輕越省油、越能減少二氧化碳排放量并省錢(qián)。但由于電池本身有一定的重量與體積，目前各家廠商的努力方向是設(shè)法減輕純電動(dòng)車(chē)整體的車(chē)重。同時(shí)，電動(dòng)車(chē)上路，需要很多配套措施才跑的順，特別是充電設(shè)備方面，不能只有住家充電設(shè)備，工作地點(diǎn)也要，而馬路上需要設(shè)置充電站，或者是加油站增加充電設(shè)備，這些都會(huì)是純電動(dòng)車(chē)普及的關(guān)鍵。，2015年全球純電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)率達(dá)到50萬(wàn)輛，2020年可達(dá)200萬(wàn)輛。但是到了2007年底，日本車(chē)廠日產(chǎn)汽車(chē)（Nissan）于該年?yáng)|京車(chē)展上宣示將于2012年大量生產(chǎn)電動(dòng)車(chē)，將于日本、歐洲市場(chǎng)等地推出。比如說(shuō)日本東京都政府，就與日產(chǎn)方面合作在大東京地區(qū)設(shè)置數(shù)百個(gè)充電站。由于各國(guó)政府的支持，包括日產(chǎn)（Nissan）、雷諾（Renault）、斯巴魯（subaru）、三菱（Mistubishi）、寶獅（Peugeot）、奔馳（MercedesBenz）與BMW等車(chē)廠，已經(jīng)積極切入純電動(dòng)車(chē)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)與制造，更有Ecotricity公司W(wǎng)estfield、Delta Motorsport、Lightning等較小獨(dú)立車(chē)廠進(jìn)行純電動(dòng)車(chē)的打造。產(chǎn)業(yè)鏈改變，電動(dòng)車(chē)小廠出頭天目前市場(chǎng)上各家廠商為了快速讓純電動(dòng)車(chē)普及，正努力減輕充電電池重量，并降低成本，還得提高電池的能量密度，這是因?yàn)橐獪p少電池的體積，放在純電動(dòng)車(chē)身內(nèi)才不會(huì)太占據(jù)空間。 純電動(dòng)車(chē)的研發(fā)、生產(chǎn)與制造，和傳統(tǒng)車(chē)廠的方法有很大的不同，如果從頭到尾自己來(lái)開(kāi)發(fā)純電動(dòng)車(chē)，廠商會(huì)面臨的是各種不同領(lǐng)域科技的整合。但是，純電動(dòng)車(chē)的制造幾乎可以完全分工，有的廠商可以專(zhuān)門(mén)只進(jìn)行純電動(dòng)車(chē)的設(shè)計(jì)，賺取設(shè)計(jì)費(fèi)，有的則是專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)電池、馬達(dá)、傳動(dòng)裝置系統(tǒng)、車(chē)身等部分。在這種情況下，純電動(dòng)車(chē)的開(kāi)發(fā)與制造，會(huì)偏向于不同廠商合作的態(tài)勢(shì)，非常類(lèi)似個(gè)人電腦工業(yè)的情況。固然傳統(tǒng)廠商已經(jīng)運(yùn)作了數(shù)十年，供應(yīng)鏈體系已經(jīng)很成熟，正如電腦產(chǎn)業(yè)一樣，而純電動(dòng)車(chē)產(chǎn)業(yè)則是新興的，還不能算是成熟產(chǎn)業(yè)。短程運(yùn)輸將是純電動(dòng)車(chē)未來(lái)的主力市場(chǎng)小型的純電動(dòng)車(chē)，現(xiàn)階段比較適合在短程的運(yùn)輸用途，比方說(shuō)都市內(nèi)短程代步、機(jī)場(chǎng)、科學(xué)或工業(yè)園區(qū)、游樂(lè)度假區(qū)等等，行駛不過(guò)100公里的短程用途。，2020年可達(dá)200萬(wàn)輛。至于當(dāng)前已經(jīng)很常出現(xiàn)的純電動(dòng)車(chē)，還不是運(yùn)輸主力，自然是輕型通勤用純電動(dòng)車(chē)（LEV）、純電動(dòng)機(jī)車(chē)、電動(dòng)輪椅、電動(dòng)高爾夫球車(chē)等等。 HEV、PHEV區(qū)別 目前，市面上銷(xiāo)售的油電混合車(chē)（HEV）系統(tǒng)，以引擎發(fā)電和回收車(chē)輛剎車(chē)時(shí)的能量對(duì)電池組充電；插電式油電混合車(chē)系統(tǒng)則是能用110或220伏特的一般市電，給高能量電池組充電，在都會(huì)區(qū)短程行駛時(shí)，其電能足可供應(yīng)純電動(dòng)模式行駛約13公里，完全不排放廢氣，達(dá)到目的地或回家時(shí)，再以市電輔充高能量電池組電量，引擎之動(dòng)力只在電池電量偏低、長(zhǎng)程行駛或須全動(dòng)力輸出時(shí)啟動(dòng)，可使都會(huì)區(qū)之車(chē)輛大量減少?gòu)U氣排放。而美國(guó)通用汽車(chē)（GM）之插電式油電混合車(chē)2009 Saturn Vue Green Line，其鋰離子充滿(mǎn)電之電力，可以純電動(dòng)行駛16公里。另外，通用汽車(chē)業(yè)推出了插入式串聯(lián)油電混合車(chē)的概念車(chē)Chevrolet Volt Concept，此模式與豐田的串、并聯(lián)的插電式混合車(chē)不同。根據(jù)通用汽車(chē)所提供的資料顯示，其鋰離子電池在充滿(mǎn)電力以后，不使用引擎發(fā)電狀況下，約可以電動(dòng)模式行駛約64公里。柴油油電混合車(chē)相同體積的柴油內(nèi)含的能量高于汽油，加上柴油引擎效率亦高于汽油引擎，可比汽油引擎省油25~40%，在現(xiàn)代科技把柴油引擎變干凈后，車(chē)廠開(kāi)始在高油價(jià)時(shí)代開(kāi)發(fā)柴油油電混合車(chē)來(lái)節(jié)能；法國(guó)雪鐵龍汽車(chē)之C4即為柴油油電混合車(chē)。油電混合車(chē)技術(shù)取決于國(guó)際大廠油電混合車(chē)需要非常好的引擎與馬達(dá)技術(shù)配合，車(chē)身結(jié)構(gòu)與電池系統(tǒng)也是關(guān)鍵，現(xiàn)階段仍是以汽車(chē)大廠具備技術(shù)、產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)，使得它比純電動(dòng)車(chē)更快普及到市場(chǎng)上。所謂串聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是引擎持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)在高效率區(qū)，動(dòng)力不傳至車(chē)輪，純粹只用來(lái)發(fā)電給驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，由馬達(dá)以電動(dòng)模式驅(qū)動(dòng)整車(chē)；而并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)即是引擎動(dòng)力驅(qū)動(dòng)馬達(dá)動(dòng)力同時(shí)傳到車(chē)輪驅(qū)動(dòng)車(chē)輛，一體式啟動(dòng)發(fā)電機(jī)并依電池充電狀況決定是否發(fā)電，以對(duì)電池發(fā)電。在潔凈交通工具科技領(lǐng)域中，目前以油電混合車(chē)成效最為顯著，近幾年內(nèi)，將可見(jiàn)到各車(chē)廠量產(chǎn)之油電混合車(chē)大量上市。另外，日本車(chē)廠豐田在2009年5月18日發(fā)布的第3代Prius則在車(chē)頂采用了太陽(yáng)能模組，通過(guò)這個(gè)模組提供的電力進(jìn)行換氣，并結(jié)合了空調(diào)的遙控操作，可在不啟動(dòng)引擎的情況下通過(guò)充電電池的電力運(yùn)轉(zhuǎn)，降低汽車(chē)停在大太陽(yáng)底下時(shí)不斷增高的車(chē)內(nèi)溫度，提高燃油效率與舒適性。也就是采用不同的燃料在電池內(nèi)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生電力，然后通過(guò)電力來(lái)帶動(dòng)馬達(dá)，使車(chē)輛行走。但燃料電池車(chē)的缺點(diǎn)是需要很好的技術(shù)整合，而且生產(chǎn)燃料電池需要的氫，要耗掉電來(lái)分解水才行，這些電能需要火力發(fā)電廠、核能電廠或水力電廠，成本和效益也是必須要考慮的地方，預(yù)期未來(lái)如果發(fā)電方式更為潔凈與低廉，燃料電池的氫原料來(lái)源取得才不會(huì)是個(gè)環(huán)保問(wèn)題。全球各國(guó)投入資金發(fā)展燃料電池技術(shù)2008年歐洲議會(huì)通過(guò)“氫能源和燃料電池聯(lián)合技術(shù)發(fā)展計(jì)劃”，提供10億歐元科研經(jīng)費(fèi)，用于加速推進(jìn)燃料電池的研發(fā)規(guī)模。 實(shí)際的市場(chǎng)上，以氫能為主的燃料電池汽車(chē)已經(jīng)開(kāi)始銷(xiāo)售。2008年10月，美國(guó)通用汽車(chē)也開(kāi)始銷(xiāo)售氫燃料電池汽車(chē)。中日美韓競(jìng)爭(zhēng)專(zhuān)利技術(shù)新能源產(chǎn)業(yè)鏈核心主要是燃料電池技術(shù)。世界化學(xué)品生產(chǎn)制造商塞拉尼斯、杜邦、巴斯夫、Methanex,燃料電池開(kāi)發(fā)商Ballard 動(dòng)力系統(tǒng)、國(guó)際燃料電池及汽車(chē)生產(chǎn)商Mercedes—Benz、福特汽車(chē)、現(xiàn)代汽車(chē)、福斯汽車(chē)等都紛紛聯(lián)手開(kāi)發(fā)燃料電池和燃料電池汽車(chē)。 燃料電池油電混合車(chē) 燃料電池（Fuel Cell）是由燃料與電池組合而成，包含甲醇、乙醇、天然氣、以及汽油等，均可分解出氫作為電池燃料，其以特殊催化劑使燃料與氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，只排放二氧化碳和水，無(wú)排放廢氣的污染。日本豐田之燃料電池油電混合車(chē)為全球首輛商業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)之燃料電池復(fù)合動(dòng)力車(chē)，其利用氫吸藏合金箱作高壓氫氧罐，提供燃料電池之氫氧來(lái)源，充填一次2公斤的氫氧可行駛250公里，且只排放水，是為清潔動(dòng)力。 許多國(guó)家致力于降低都會(huì)區(qū)之汽車(chē)排放污染，因此有眾多使用燃料電池之油電混合車(chē)巴士正在歐、美、日市區(qū)進(jìn)行示范運(yùn)行，累積測(cè)試資料，以作為未來(lái)產(chǎn)量之依據(jù)。預(yù)估至2015年以后，燃料電池車(chē)的市占率才會(huì)有明顯的增加。傳統(tǒng)車(chē)輛的動(dòng)力來(lái)源是汽油或柴油引擎，除引擎本體外，還需要有油箱、油泵、濾油器、空氣濾清器、化油器、噴嘴與點(diǎn)火裝置等組件，同事排氣管裝有消音器與觸媒轉(zhuǎn)化器，而且水冷式引擎還需要冷卻水系統(tǒng)。目前市面上常見(jiàn)的電動(dòng)車(chē)，其動(dòng)力系統(tǒng)分為兩種，一種是采用鉛酸電池、鎳氫電池、或鋰電池等蓄電池系統(tǒng)的電動(dòng)車(chē)、主要的動(dòng)力組件是電池組、充電器、電力控制器與馬達(dá)等，因此動(dòng)力系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單。蓄電電池系統(tǒng)蓄電池系統(tǒng)的電動(dòng)車(chē)較為簡(jiǎn)單，雖然電池材料有許多種，目前常見(jiàn)的就有鋰電池、鉛酸、和鎳氫等多種，由于汽車(chē)需要大電流來(lái)帶動(dòng)，所以鋰電池的特性較為適合，不過(guò)由于鋰電池在安全性上的考慮，如果制程有瑕疵會(huì)有預(yù)熱起火等問(wèn)題，所以現(xiàn)在也有許多新產(chǎn)品如磷酸鐵鋰電池或是東芝開(kāi)發(fā)的SCiB電池等，就是希望從安全上與鋰電池競(jìng)爭(zhēng)。燃料電池系統(tǒng)燃料電池雖然號(hào)稱(chēng)電池，但其實(shí)是一種發(fā)電機(jī)。這種系統(tǒng)可分為水冷式與氣冷式兩種，水冷式動(dòng)力系統(tǒng)能源效率較高，但較為復(fù)雜，適合應(yīng)用于較大型的汽、機(jī)車(chē)中。由于燃料電池組的反應(yīng)物需要由外界供應(yīng)，所以要有提供氫氧與空氣的系統(tǒng)，同時(shí)要裝設(shè)電池組冷卻系統(tǒng)，因此燃料電池電動(dòng)車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)比一般電池電動(dòng)車(chē)較為復(fù)雜。在在新有的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)參展商中僅有一家堅(jiān)持交流感應(yīng)系統(tǒng)，認(rèn)為永磁電機(jī)在實(shí)際使用過(guò)程中沒(méi)有交流感應(yīng)電機(jī)穩(wěn)定可靠，幾乎所有的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)商帶來(lái)的產(chǎn)品均為功率不同、轉(zhuǎn)速不同的永磁電機(jī)系統(tǒng)。各電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造商為了滿(mǎn)足整車(chē)制造商，紛紛提高電機(jī)轉(zhuǎn)速，過(guò)去常用的4,000rpm（轉(zhuǎn)數(shù)/分鐘）和6，000rpm，已有比較顯著的成長(zhǎng)，而較新的技術(shù)開(kāi)始往10，000rpm、12,000rpm和14,000rpm發(fā)展。據(jù)了解，這些新型的電機(jī)其綜合的功率較單電機(jī)的要高，成本相當(dāng)，而電機(jī)的冷卻方向往液冷卻裝置發(fā)展。電池組性能直接影響整車(chē)的加速特性、續(xù)航能力以及制動(dòng)能量回收的效率等，電池的成本和使用壽命直接影響車(chē)輛的成本和可靠性，所有影響電池的參數(shù)必須得到優(yōu)化。所以，為了達(dá)到最佳的性能和壽命，需將電池包的溫度控制在一定范圍內(nèi)。由于電池包的設(shè)計(jì)既要，密封、防水、防塵、絕緣等，又要考慮空氣流場(chǎng)分布、均勻散熱。在新型純電動(dòng)車(chē)的研發(fā)中加強(qiáng)電池均衡及熱管理系統(tǒng)研究的力度，采用專(zhuān)用流體分析軟體FLUENT和通用大型有限元分析軟體ANSYS對(duì)電池包內(nèi)流動(dòng)情況進(jìn)行分析，同事進(jìn)行了大量的實(shí)物驗(yàn)證試驗(yàn)，在考慮各種因素的情況下對(duì)電池包的尺寸、電池布置、甚至箱體材料等進(jìn)行優(yōu)化。研究人員在研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，只有在最佳溫度下工作，馬達(dá)才最省油。這個(gè)熱管理技術(shù)主要有兩個(gè)系統(tǒng)組成：一個(gè)是冷卻智能控制模式；第二個(gè)是風(fēng)扇智能控制模式。 除了發(fā)揮最大的效益外，還要精確地控制散熱，給馬達(dá)加裝了風(fēng)扇智慧控制系統(tǒng)，在馬達(dá)散熱的過(guò)程中，決定轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，需要它高速的時(shí)候它就高速，不需要的時(shí)候它就停止。如果能夠合理地控制風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)，就能節(jié)約一部分能源，這個(gè)變頻空調(diào)的理論。電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)推廣的阻礙與挑戰(zhàn) 能源危機(jī)的日益加劇和汽車(chē)保有量的與日俱增，使得傳統(tǒng)引擎汽車(chē)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，特別是經(jīng)濟(jì)正處于高速發(fā)展中的中國(guó)，石油消耗和進(jìn)口量不斷攀升，給油耗大戶(hù)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展造成了前所未有的壓力。電動(dòng)車(chē)的發(fā)展瓶頸 近幾年對(duì)電動(dòng)車(chē)的研發(fā)投入不斷加大，一些技術(shù)難點(diǎn)正逐步克服，但是仍有很多業(yè)內(nèi)專(zhuān)家對(duì)當(dāng)前的電動(dòng)車(chē)技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化前景存有疑慮，歸納起來(lái)電動(dòng)車(chē)的發(fā)展瓶頸主要有以下幾個(gè)方面：一、 電動(dòng)車(chē)電池電動(dòng)車(chē)對(duì)電池的要求極高，必須有高能量密度、高電力密度、快速充電和深度放電的性能，而且要求成本盡量低、使用壽命盡量長(zhǎng)。但是鉛酸電池的特性，并不適合應(yīng)用于車(chē)用電池領(lǐng)域。目前，越來(lái)越多的研究人員考慮采用鋰離子電池作為電動(dòng)車(chē)的車(chē)用電池。在鋰離子電池中，鋰鐵電池較被看好，這種電池雖然能量密度不及鋰鈷電池，但是安全性高，單體電池的循環(huán)次數(shù)達(dá)到2000次，放電穩(wěn)定，價(jià)格相對(duì)便宜（相對(duì)于鋰鈷電池），可能成為未來(lái)電動(dòng)車(chē)動(dòng)力的新選擇。最高時(shí)速130公里，一次充電續(xù)航里程200公里（時(shí)速60公里）來(lái)計(jì)算，所需的鋰鐵電池（76AH、工作電壓320V）將重達(dá)350公斤。二、 其它技術(shù)瓶頸：1電池使用壽命短而更換成本高：現(xiàn)在國(guó)內(nèi)多是鋰電池生產(chǎn)廠家提出免費(fèi)保質(zhì)期限只有1年，如前所述。如果一年或者兩年后消費(fèi)者要自費(fèi)更換電池，其費(fèi)用將是多么巨大。此外，隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，電池的各種性能將逐漸下降，其結(jié)果將造成電動(dòng)車(chē)整車(chē)性能（車(chē)速、加速性、一次充電的續(xù)航里程）不斷下降。為根本解決這一問(wèn)題，唯一的辦法是在社區(qū)、停車(chē)場(chǎng)設(shè)置充電站，類(lèi)似網(wǎng)路的普及不是短期內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)的。一旦誤判導(dǎo)致電量耗盡而拋錨，電動(dòng)車(chē)將比汽車(chē)麻煩的多。 能量回收困難：在考慮行車(chē)安全的前提下，電動(dòng)車(chē)在減速及制動(dòng)時(shí)可以回收的能量有限，目前最多只能回收這部分能量的20%。三、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性 純電動(dòng)車(chē)不使用燃油，不受油價(jià)飛漲的影響，電力相對(duì)燃油較為便宜。為了滿(mǎn)足車(chē)速和續(xù)駛里程的需要，又必須增加電池容量，這樣整臺(tái)車(chē)的重量和成本還要增加。用于電動(dòng)車(chē)（EV）和油電混合車(chē)（HEV）的電池技術(shù)已經(jīng)獲得了顯著進(jìn)步，不但電池能量密度已穩(wěn)步提高，而且電池還能可靠地充電和放電數(shù)千次。一個(gè)電池規(guī)定的容量是指電池從100%充電狀態(tài)到零充電狀態(tài)所能提供的能量。與工作在30~70%的充電（利用40%的容量）狀態(tài)之間相比，工作在10%充電狀態(tài)到90%充電狀態(tài)之間（利用80%的規(guī)定容量）可以將電池的充電循環(huán)總次數(shù)減少到原來(lái)的三分之一或更低。考慮前文提到的利用40%容量與利用80%容量的情況，如果系統(tǒng)將電池限制為僅使用其40%容量，以便使電池壽命延長(zhǎng)到原來(lái)的三倍，那么電池尺寸必須增大一倍以獲得與利用80%容量情況下一樣多的可用容量。汽車(chē)制造商一般要求電池壽命超過(guò)10年，且對(duì)必需的可用電池容量做了規(guī)定。為達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，電池系統(tǒng)必須采用精密的電子電路仔細(xì)控制和監(jiān)視電池。一個(gè)典型的電池組大約有96個(gè)電池，這樣的電池組可產(chǎn)生超過(guò)400V的總電壓。如果電池組中的一個(gè)電池容量稍微低于其它電池，那么經(jīng)過(guò)多個(gè)充電/放電周期后，其充電狀態(tài)將逐漸偏離其它電池。為防止這種情況發(fā)生，每個(gè)電池的電壓都必須監(jiān)視，以確定充電狀態(tài)。電池監(jiān)視系統(tǒng) 對(duì)于電池