按动力来源的不同，目前能够为2008年北京奥运会服务的电动汽车共有3种类型，上期本报已对燃料电池汽车进行了详细的撰述，本期将对电动汽车大家族的过去、现在和未来进行全景描述———

　　坐上北京的121路公交车，你首先会觉得很舒适，车里听不见发动机的噪声，如果是在夏天，还会感觉明显要比其他公交车凉快许多。下车再一看，还能发现这车没有尾气。这，就是传说中的“纯电动汽车”。

　　参与研制该车的北京理工大学电动车辆工程技术中心老师王震坡告诉记者，这种纯电动客车长10米，为我国自主研发，最高车速可达每小时80公里，完全充电后可连续行驶100至300公里，主要技术指标已达到国际同类车辆的先进水平。据初步测算，电动公交车每百公里耗电66度，电池使用寿命至少在一年之上。

　　电动汽车这个概念，最早应该是出现在150年前著名科幻作家凡尔纳的小说里。但在今天却已由科幻变成了现实，并且发展的花样繁复。“十五”期间，我国投入8.8亿人民币由科技部组织实施了“电动汽车重大科技专项”，是迄今为止国家最大的科技项目之一。经过四年实施，该专项完成了发达国家近10年的技术进步指标，主要研制出三种不同动力的电动汽车：纯电动汽车、油电混合动力汽车和燃料电池汽车。

　　最有可能亮相奥运的电动车

　　纯电动汽车是电动汽车家族中的老大哥，但看官注意了，这并不是夸它有多厉害，而只是因为它的资格最老。整个电动汽车的研究是从单独依靠蓄电池供电的纯电动汽车开始的。

　　身为老大，自然是占据了一些优势。在2008年北京奥运会上，最有可能一展风采正是纯电动汽车。虽然它并不适合长距离行驶，但用来作奥林匹克中心区各场馆之间的往返运输，还是绰绰有余的。

　　目前，我国已有的自主开发的纯电动轿车和客车，均已通过国家质检机构认证，各项指标均满足国家有关标准。其中由北京科凌公司开发出4种型号的纯电动客车，百公里耗电约70度，动力性、经济性均达到国际先进水平。天津清源公司在2005年完成了搭载锂离子动力电池的纯电动轿车正面碰撞试验，成为我国电动汽车的“第一碰”。

　　相比电动汽车家族的其他成员，纯电动汽车的结构最简单，但由于到目前为止，纯电动汽车的电池性能和价格还没有取得重大突破，因此这位老大哥的发展并不尽如人意。121路电动公交车使用的是铅酸电池，目前表现出来的主要问题是行驶速度缓慢，究其原因就是电池的问题。

　　风头最劲的电动车

　　说起混合动力电动汽车，就需多费些笔墨，因为它是当前电动车市场的主角。混合电动汽车是将现有的内燃机与一定容量的储能器件(通常是高性能电池或超级电容器)，通过先进的控制系统组合在一起。复杂的动力结构决定了复杂的工作状况：混合动力汽车在高速行驶时，依靠燃油引擎驱动，这时它和普通汽车并无两样。而当汽车起步或低速行驶时，则依靠电力引擎驱动，这时又与纯电动车相似。但巧妙并不在于此，而在于电池的充电方式：它是通过将行车时的惯性及引擎多余的扭力转化为电力加以储存来实现的。

　　混合动力电动车按照能量合成的形式，主要分为串联式和并联式两种。串联结构比较简单，由发动机带动发电机，再带动电动机驱动汽车。当电动车处于启动、加速、爬坡的工况时，发动机—电动机组和电池组共同向电动机提供电能，当电动车处于低速、滑行、怠速的工况时，则由电池组驱动电动机，由发动机—发电机组向电池组充电。也就是说，不管在什么工况下，最终都要由电动机来驱动车轮。串联系统布置容易，连接方便，工作过程中发动机经常走走停停，一般应用于市区交通。其缺点是整个动力系统功率储备大———既有发动机，又有电动机和发电机，效率受到影响。

　　并联式电动车是以机械能叠加的方式来驱动汽车，发动机与电动机分属两套系统，根据不同的路况，可单独驱动也可以共同驱动。电动机可以作发电机使用，又称为电动———发电机组。由于没有单独的发电机，发动机直接通过传动机构驱动车轮，因此该装置更接近传统的汽车驱动系统，得到比较广泛的应用。并联系统的结构比较复杂，两套动力系统的连接困难，但效率较高，一般应用在城市间较长路途的运输上。

　　与普通汽车相比，混合动力汽车可节省约40%%的耗油量，减少污染物排放，投资少、选择余地大、易于满足未来排放标准和节能目标，从而成为深受市场欢迎的主流环保车型。

　　目前世界上几大汽车生产厂商对这一领域正在进行争先恐后的开发，领跑市场的是日本，只有丰田和本田能够批量生产和销售混合动力汽车。而在“电动汽车重大科技专项”的催生下，我国国内几大汽车集团———东风、长安、奇瑞等都纷纷研发出了自己的混合动力汽车车型。

　　尽管混合动力汽车在电动车家族里一时间独领风骚，但在本质上，它只是燃油汽车时代向电动车时代的一个过渡。电动车家族里真正最有前途的，是目前发展还很“弱小”的燃料电池汽车。

　　最具潜质的电动车

　　顾名思义，燃料电池汽车的动力来源便是燃料电池。这种电池从外表上看有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”，能够将燃料中的化学能直接转化为电能的能量。燃料电池有多种类型，目前用的最多的是采用氢做原料的质子膜交换电池。

　　与前面两个大哥相比，燃料汽车的电池工作原理是最为科学的，是目前电动汽车研究的最高阶段，代表了未来的发展方向。但现在的问题是成本很高，生产一辆燃料电池汽车的费用是普通燃油车成本的100倍。而高额的成本，还是归结于技术的制约。

　　由于国家项目的强大助推，国内对于燃料电池汽车的研究取得了突破式的进展。上汽和同济大学共同开发出了燃料电池轿车动力系统平台和示范样车，驾驶性能良好。而在2005年北京国际马拉松赛上为参赛选手提供服务用车的燃料电池城市客车，其技术指标接近国际先进水平。

　　电动车的家族软肋

　　无论是在研究纯电动汽车的北理工，还是在开发混合动力汽车的武汉东风，无论是研制镍氢电池的，还是搞锂电池的，记者采访所到之处，都听到相同的一个声音：制约电动汽车发展的关键技术因素在于蓄电池!

　　无论是哪种动力来源，电动汽车最终都要依靠蓄电池。在国家“电动汽车重大科技专项”里，纯动力汽车用的是铅酸电池和锂电池，混合动力则用的是镍氢电池，燃料电池汽车用的是氢—空电池。它们各有优劣。

　　电池的主要性能指标是比能量、比功率和使用寿命。比功率指的是电池单位质量输出的电能，它决定汽车的瞬间最大速度。比能量是电池的功率与电池质量之比，它决定汽车行驶的时间长短。而使用寿命不言而喻，自然是越长越好。要想使电动汽车完全替代燃油汽车，关键是要开发出比能量高、比功率大、使用寿命长、成本低的蓄电池。

　　铅酸电池是目前唯一进行大批量生产的电池。它在汽车上的使用已有100多年的历史，可靠性好、原材料易得，比功率也基本能满足电动汽车的动力性要求。但它存在无法解决的问题———由于铅酸电池的比能量低，所占的质量和体积就很大，这就自然加重了汽车重量从而导致行驶速度降低。此外，它的一次充电行驶里程短，使用寿命短，成本高，一辆铅酸电池汽车的价值便在80万元左右。

　　镍氢电池，是一个未知的问号。由于混合动力汽车的电池连续工作时间短，对电池容量要求不高，更重要的是功率要大。另外，电池每次使用后要求留有足够的余量(即剩余电量SOC)，才能保证车辆制动时可以充分吸收能量，并不致使电池过充后降低寿命，甚至破坏电池。SOC的大小，与电池内阻有很大关系。

　　作为第二代碱性蓄电池之一的镍氢电池，可实现快速充电，比能量和比功率都较高，无污染。为了增大它的SOC，北理工大学环境与科学实验室的陈时老师对镍氢电池进行了改善，从两个方面减小它的内阻。首先是减少电池内部不导电的合金，其次对于由化学反应速度不同造成的电化学内阻，以增加添加剂的办法改进电池内部的化学反应。

　　但是镍氢电池还存在着陈时他们尚未克服的问题：自放电高、成本较高、高温性能差。此外，当数个镍氢电池串联组成电池组时，其一致性也较差，从而影响效率。

　　锂电池可分为锂离子电池和锂分子(高聚合物)电池两种。锂电池具有体积小、质量比能量和质量比功率高、电压高、安全性高、无污染、环保性好等优点。同时它的自放电低，相对稳定。但锂电池不能快速充电，可靠性、一致性、安全性差，成本高，技术不成熟，高温性能差。尤其是锂分子电池比功率差，快速充电性能差，现仍处在实验室阶段。

　　第三代电池便是燃料电池，主要指的是质子膜交换电池。它的能量转换效率高，比能量和比功率都高，并且可以控制反应过程，能量转化过程可以连续进行，因此是理想的车用电池，但关键技术还有待突破———电池的消耗过快和耐久性的问题。一般燃料电池汽车的平均寿命达2000小时，如果按一小时行驶20公里来计算，就意味着只能行驶4万公里就要更换发动机，而一辆普通国产经济型轿车的行驶历程则是30万公里。相比之下，差距显而易见。燃料电池汽车要想能与燃油车在市场上一争高下，还有很长一段路要走。

　　此外，燃料电池的原料———氢，其在汽车中的存储也是一个令人头痛的问题。首先，汽车行驶的环境差别大，海拔几千米的氧气和平原地带的氧气状况不一样，行驶的稳定性存在着很大的差异。其次，储氢罐过大，承载着巨大的储氢罐行驶的速度和安全性都成问题。此外，加氢站的建设也是燃料电池汽车商业化进程中的大难题。

　　电动车的其他问题

　　除了电池这个最为关键的问题之外，电动车作为一个新兴的产业，在各个环节还存在着这样那样的问题。

　　首先是在电子控制系统技术的使用上，我国与国外还有一定的差距。国外电动车续驶里程长，样机一次充电可行驶200多千米，而我国只能持100多千米，在车速上也赶不上国外车的速度。

　　其次是电动汽车的价格和使用成本要比传统汽车高，如能够真正实现“零排放”的燃料电池汽车，光是一台发动机的价格就是几百美元。在美日等国，政府通过制定减免税收，分时段计算电费等优惠政策来鼓励消费者购买和使用电动汽车，从而迅速地形成了一定的电动汽车市场。目前虽然我国已经开始出现商品化的电动车产品，但价格是同档次普通汽车的两倍以上，很难形成市场。

　　再次，电动汽车标准亟待制定。我国虽制定了部分电动汽车标准，但是与国外完善的电动汽车标准相比，仍存在不足，尤其是电池这一块的技术标准做的比较少，在很大程度上也制约了电动汽车行业的发展。

　　面朝未来，春暖花开

　　我国城市的大气污染已不容忽视，目前已有10个城市被列入全球大气污染最严重的20个城市之中，北京也是其中之一。这对于正在加紧筹备2008年奥运会的北京来说，不是一个好的消息。而造成大气污染的祸首之一，便是汽车的尾气排放。同时燃油车的使用，也使我国面临着能源危机的威胁。现在我国平均每100人就拥有10辆汽车，但石油资源不足，每年需进口几千万吨石油。随着经济的发展，如果我国人均汽车持有量达到现在全球水平———每1000人拥有110辆汽车，这么多的石油从何而来就成了大问题。因此发展电动汽车，对于我国来说，是意义重大而深远的战略考虑。

　　纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车虽同为清洁燃料汽车，但发展前景却不一样。纯电动汽车在行驶过程中虽然不会产生二氧化碳的排放污染，但废旧电池的问题和消耗电能依然是一种间接污染。

　　混合动力汽车使用油电两种驱动方式，虽减少了能源的使用和废气的排放，但依然还要使用一部分燃油作为动力。而燃料电池汽车是使用质子膜燃料电池技术，以电化学反应的方式来产生电能。与它的两个大哥相比，燃料电池汽车的环保优势显而易见。

　　据有关专家预测，2007年全球燃料电池汽车的产量只有300辆，市场规模还没有形成。燃料电池汽车还要等20年才能初见规模，当前还是混合动力汽车的天下。尽管电动汽车在21世纪前就已经存在，但现在的电动汽车不仅是以电动机、控制器和电源组成的以电驱动系统为主的车辆，而且是清洁、高效、智能的一个新的道路运输系统，是和现代交通网络结合的智能系统。电动汽车的研发关系到众多产业的兴衰，必将成为未来新的经济增长点。无论从环保意义上还是从能源层面上来看，电动汽车势必迎来一个春暖花开的未来。

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