摘要 ：本文對(duì)電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和前景作了概略介紹，并從技術(shù)—經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)、燃料電池汽車(chē)以及動(dòng)力電池、電機(jī)等關(guān)鍵零部件技術(shù)，作了綜合評(píng)述，展望青石制砂機(jī)了電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的未來(lái)發(fā)展前景。

1 引言輸送網(wǎng)帶

上世紀(jì)70年代全球三次石油危機(jī)爆發(fā)后，各跨國(guó)汽車(chē)公司先后開(kāi)始研發(fā)各種類型的電動(dòng)汽車(chē)。我國(guó)經(jīng)過(guò)“八五”、“九五”、“十五”三個(gè)五年計(jì)劃，在研發(fā)電動(dòng)汽車(chē)的專項(xiàng)上投入了大量的人力、物力和財(cái)力，并取得了一系列科研成果，但是,迄今為止，這些科研成果真正能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的項(xiàng)目并不多。國(guó)外大汽車(chē)公司投入遠(yuǎn)比我國(guó)更多的資金和人力，已投入批量生產(chǎn)的電動(dòng)下料機(jī)汽車(chē)產(chǎn)品也寥寥無(wú)幾。隨著全球能源危機(jī)的不斷加深，石油資源的日趨枯竭以及大氣污染、全球氣溫上升的危害加劇，各國(guó)政府及汽車(chē)企業(yè)普遍認(rèn)識(shí)到節(jié)能和減排是未來(lái)汽車(chē)技術(shù)發(fā)展的主攻方向，發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)將是解決這二個(gè)技術(shù)難點(diǎn)的最佳途徑。

現(xiàn)代電動(dòng)汽車(chē)一般可分為三類：純電動(dòng)汽車(chē)（PEV）、混合動(dòng)力汽車(chē)（HEV）、燃料電池電動(dòng)汽車(chē)（FCEV）。但是近幾年在傳統(tǒng)混合動(dòng)力汽車(chē)的基礎(chǔ)上，又派生出一種外接充電式（Plug-In）混合動(dòng)力汽車(chē)，簡(jiǎn)稱PHEV。本文將電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)研發(fā)的若顎式破碎機(jī)設(shè)計(jì)干問(wèn)題和趨勢(shì)，作簡(jiǎn)要的介紹和評(píng)述。

2 純電動(dòng)汽車(chē)（PE提升機(jī)V）

純電動(dòng)汽車(chē)是指完全由動(dòng)力蓄電池提供電力驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車(chē)，雖然它已有134年的悠久歷史，但一直僅限于某些特定范圍內(nèi)應(yīng)用，市場(chǎng)較小。主要原因板鏈輸送線是由于各種類別的蓄電池，普遍存在價(jià)格高、壽命短、外形尺寸和重量大、充電時(shí)間長(zhǎng)等嚴(yán)重缺點(diǎn)。目前采用的鉛酸電池、鎳氫電池和鋰離子電池，它們已達(dá)到的實(shí)際性能指標(biāo)和市場(chǎng)平均價(jià)格，如表1所示。根據(jù)實(shí)際裝車(chē)時(shí)的循環(huán)壽命和市場(chǎng)價(jià)格，可估算出電動(dòng)汽車(chē)從各種動(dòng)力電池上每取出1kWh電能所必須付出的費(fèi)用。計(jì)算時(shí)，假設(shè)電池最高可充電荷電狀態(tài)（SOC）為0.9，放電SOC為0.2，即實(shí)際可用的電池容量?jī)H占總?cè)萘康?0%;由電網(wǎng)供電價(jià)為0.5元/kWh，電池的平均充放電效率為0.75。

從表1的粗略計(jì)算中可知，雖然從電網(wǎng)取電僅需0.5元/kWh，但充入電池，再?gòu)碾姵厝〕觯U酸電池每提供1kWh電能DJ大傾角皮帶輸送帶，價(jià)格為3.05元左右，其中2.38元為電池折舊費(fèi)，0.67元為電網(wǎng)供電費(fèi)，而從鎳氫電池中每提供1kWh電能，費(fèi)用為9.6元，鋰離子電池為10.2元，即后二種先進(jìn)電池供電成本是鉛酸電池的三倍多。

目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上用柴油機(jī)發(fā)電，價(jià)格大致為3元/kWh，若用汽油機(jī)發(fā)電，供電價(jià)格估計(jì)為4元/kWh，即從鉛酸電機(jī)提供電能的價(jià)格大致和柴油機(jī)發(fā)電價(jià)格相等，僅僅從取得能量的成本來(lái)考慮，采用鉛酸電池比汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)有一定價(jià)格優(yōu)勢(shì)，但是由于它太過(guò)笨重，充電時(shí)間又長(zhǎng)，因此振動(dòng)機(jī)械只被廣泛用于車(chē)速小于50km/h的各種場(chǎng)地車(chē)、高爾夫球車(chē)、垃圾車(chē)、叉車(chē)以及電動(dòng)自行車(chē)上。實(shí)踐證實(shí)鉛酸電池在這一低端產(chǎn)品市場(chǎng)上有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力和實(shí)用性。
鎳氫電池的主要優(yōu)點(diǎn)是相對(duì)壽命較長(zhǎng)，但是由于鎳金屬占其成本的60％，導(dǎo)致鎳氫電池價(jià)格居高不下。鋰離子電池技術(shù)發(fā)展很快，近10年來(lái)，其比能量由100Wh/kg增加到180W篩分給料機(jī)h/kg，比功率可達(dá)2000W/kg，循環(huán)壽命達(dá)1000次以上，工作溫度范圍達(dá)-40～55℃。美國(guó)USABC在2002年制定的鋰離子電池技術(shù)發(fā)展目標(biāo)如表2所示。

近年由于磷酸鐵鋰離子電池的研發(fā)有重大突垂直輸送機(jī)破，又大大提高了電池的安全性。目前已有許多發(fā)達(dá)國(guó)家將鋰離子電池作為電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力電池的主攻方向。我國(guó)擁有鋰資源優(yōu)勢(shì)，鋰電池產(chǎn)量到2004年已占全球市場(chǎng)的37.1％，預(yù)計(jì)到201 5年以后，鋰離子電池的性/價(jià)比有望達(dá)到可以和鉛酸電池競(jìng)爭(zhēng)的水平，而成為未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)的主要?jiǎng)恿﹄姵亍?

圖1示出了國(guó)內(nèi)外各種純電動(dòng)車(chē)輛數(shù)量/性能和價(jià)格/性能曲線，以電動(dòng)自行車(chē)為代表的低性能車(chē)輛，由于其成本低廉，僅我國(guó)在2006年已達(dá)到年產(chǎn)2000萬(wàn)輛，美國(guó)通用汽車(chē)公司生產(chǎn)的沖擊1號(hào)電動(dòng)跑車(chē)，雖然已達(dá)到了很高的動(dòng)力性，但是由于售價(jià)高昂，僅生產(chǎn)了區(qū)區(qū)50輛，由于沒(méi)有市場(chǎng)而不得不停產(chǎn)。性能較低的場(chǎng)地車(chē)，在我國(guó)年產(chǎn)達(dá)7000～8000輛左右；天津清源電動(dòng)車(chē)公司生產(chǎn)的微型電動(dòng)車(chē)，最高車(chē)速僅50km/h，年產(chǎn)也可以達(dá)千輛以上，這可能是FQ系列不銹鋼輸送機(jī)目前市場(chǎng)所能接受的純電動(dòng)車(chē)輛性能的上限。上述所有電動(dòng)車(chē)輛均采用鉛酸電池為動(dòng)力。隨著高性能鋰離子電池的性/價(jià)比不斷提升，未來(lái)5～10年內(nèi)，市場(chǎng)上可能會(huì)出現(xiàn)最高車(chē)速≥100km/h，續(xù)駛里程≥250km的高性能純電動(dòng)汽車(chē)。


3 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)（HEV）煤礦輸送機(jī)

由于完全由動(dòng)力蓄電池驅(qū)動(dòng)的純電動(dòng)汽車(chē)，其性能/價(jià)格比長(zhǎng)期以來(lái)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)，難于與傳統(tǒng)汽車(chē)相競(jìng)爭(zhēng)，上個(gè)世紀(jì)90年代以來(lái)各大汽車(chē)公司都著手開(kāi)發(fā)混合動(dòng)力汽車(chē)。日本豐田公司在1997年率先向市場(chǎng)推出“先驅(qū)者”（Prius）混合動(dòng)力汽車(chē)，并在日本、美國(guó)和歐洲各國(guó)市場(chǎng)上均獲得較大成功，累計(jì)產(chǎn)銷量已超過(guò)60萬(wàn)輛。隨后日本本田、美國(guó)福特、通用和歐洲一些大公司，也紛紛振動(dòng)篩向市場(chǎng)推出各種類型的混合動(dòng)力汽車(chē)。

3.1 研制螺旋提升機(jī)全混合電動(dòng)汽車(chē)的必要性

混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)是指具備兩個(gè)以上動(dòng)力源、而其中有一個(gè)可以釋放電能的汽車(chē)?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)按混合方式不同，可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式三種；按混合度（電機(jī)功率與內(nèi)燃機(jī)功率之比）的不同，又可分為微混合、輕度混合和全混合三種。其中外掛式皮帶驅(qū)動(dòng)起動(dòng)/發(fā)電雙層振動(dòng)篩（BSG）式是微混合動(dòng)力汽車(chē)的典型結(jié)構(gòu)，其電機(jī)功率一般僅2～3kW，依賴發(fā)動(dòng)機(jī)的停車(chē)斷油功能，可節(jié)燃油5～7％;在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸后端加裝一個(gè)電動(dòng)/發(fā)電型盤(pán)式電機(jī)（ISG）是輕度混合動(dòng)力汽車(chē)的典型結(jié)構(gòu)；具有純電力驅(qū)動(dòng)功能的可作為全混合或混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)的典型。豐田公司的Prius轎車(chē)即屬于這類全混合汽車(chē)。目前我國(guó)若干汽車(chē)企業(yè)研制的混合動(dòng)力汽車(chē)，大多采用ISG輕度混合或BSG微混合方案，主要是考慮這二種方案的技術(shù)難度較小，生產(chǎn)成本也較低。但是根據(jù)研究表明，混合動(dòng)力汽車(chē)的節(jié)油率幾乎與汽車(chē)功率的混合度和汽車(chē)的生產(chǎn)成正比上升（如圖2）。因此，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，研制全混合電動(dòng)汽車(chē)是一種必然趨勢(shì)。
3.2 研發(fā)及市場(chǎng)情況

下面分別介紹混合動(dòng)力乘用車(chē)和混合動(dòng)力公交車(chē)的研發(fā)及市場(chǎng)情況。

以節(jié)油率最佳的豐田Prius汽車(chē)為例，在我國(guó)實(shí)測(cè)它與豐田花冠（Corrolla）油耗在不同工況下的對(duì)比數(shù)據(jù)如表3所示。各種工況下的平均節(jié)油率為39.6％，平均百公里可節(jié)油3.07L。以97號(hào)汽油價(jià)格為5元/L計(jì)算，每百公里可節(jié)省油費(fèi)15.35元，行駛20萬(wàn)km也僅省油費(fèi)3.07萬(wàn)元，顯然還不足以抵消購(gòu)置混合動(dòng)力汽車(chē)所增加的費(fèi)用。據(jù)中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2006年一汽豐田普銳斯（Prius）銷量?jī)H為2152輛，占全國(guó)乘用車(chē)總銷量的0.04％。考慮到我國(guó)用戶對(duì)汽車(chē)售價(jià)的敏感性，這一銷售業(yè)績(jī)并不令人驚奇，可以認(rèn)為在近期，如果沒(méi)有政府的大力支持，混合動(dòng)力乘用車(chē)在我國(guó)不會(huì)有很大的市場(chǎng)。

3.3 城市公交車(chē)的使用特點(diǎn)

在我國(guó)，城市公交車(chē)與私人乘用車(chē)的情況有很大的不同，具體歸納為以下三點(diǎn):

（1）據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)城鎮(zhèn)居民日常出門(mén)有70％是首選乘坐公交車(chē)，我國(guó)大部分城市政府都奉行公交車(chē)優(yōu)先的交通政策，我國(guó)公交車(chē)的年產(chǎn)量和保有量都居世界第一；

（2）我國(guó)城市公交車(chē)大多由市政府補(bǔ)助公交企業(yè)采購(gòu)，公交車(chē)是否符合節(jié)油減排要求，將是政府需要考慮的一個(gè)重要采購(gòu)原則；

（3）從技術(shù)角度來(lái)分析，在城市工況下，公交車(chē)頻繁起步、加速、制動(dòng)和停車(chē)，要額外消耗許多燃油。表4列出了在國(guó)外四種典型城市工況下，汽車(chē)制動(dòng)消耗能量（油耗）所占比例，其算數(shù)平均值達(dá)47.1％。即有近一半的燃油是被汽車(chē)頻繁制動(dòng)所消耗的，這就為混合動(dòng)力公交車(chē)的節(jié)油減排留下了相當(dāng)大的空間。 正是考慮到以上幾個(gè)特點(diǎn)，我國(guó)至少有7～8家汽車(chē)企業(yè)將研發(fā)、生產(chǎn)混合動(dòng)力公交車(chē)作為研發(fā)工作的重點(diǎn)。經(jīng)過(guò)近幾年的開(kāi)發(fā)，雖然已取得了一系列重大成果，但公交車(chē)的節(jié)油率并未達(dá)到預(yù)計(jì)的要求，一輛總重15.5t，長(zhǎng)11m的混合動(dòng)力公交車(chē)，實(shí)際油耗大多為33～35L，平均34L/100km，若傳統(tǒng)11m公交車(chē)的平均油耗為40L/100km，則節(jié)油率僅15％。

3.4 節(jié)油率難以進(jìn)一步提高的原因

分析節(jié)油率難以進(jìn)一步提高的原因主要有二個(gè)：

（1）汽車(chē)的制動(dòng)過(guò)程十分短暫，一半不超過(guò)10s，在短短的幾秒內(nèi)，電機(jī)要求發(fā)出很大的電流，才能有效回收制動(dòng)能量，但是電池的充電倍率只有放電倍率的一半，因此電池不能接受大電流充電。理論上汽車(chē)有50～60％的制動(dòng)能量可回收，實(shí)際回收的制動(dòng)能量<20％，最簡(jiǎn)單的改進(jìn)辦法是加大動(dòng)力電池容量，例如至少加大容量一倍，回收的制動(dòng)能量可由20％增加到40％。但這將大大增加整車(chē)成本和汽車(chē)自重，經(jīng)濟(jì)上可能是得不償失。
（2）混合動(dòng)力公交車(chē)若采用停車(chē)斷油，甚至滑行時(shí)即斷油，可節(jié)油10％左右（4L/100km），實(shí)際上國(guó)產(chǎn)柴油機(jī)沒(méi)有專門(mén)為混合動(dòng)力汽車(chē)設(shè)計(jì)，一般不允許頻繁的停車(chē)斷油，否則供油系和廢氣增壓器都可能損壞，嚴(yán)重影響柴油機(jī)壽命。其次，停車(chē)斷油就必須裝有電動(dòng)轉(zhuǎn)向油泵、電動(dòng)空壓機(jī)和電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)，這又會(huì)大大增加整車(chē)成本和重量，二相權(quán)衡，不一定合算，所以近期大多未實(shí)現(xiàn)停車(chē)斷油功能。因此，目前HEV的開(kāi)發(fā)重點(diǎn)集中在節(jié)油降耗的工作上，針對(duì)以上問(wèn)題，科研工作者提出了不同的解決方案，如利用超級(jí)電容器的功率密度達(dá)鉛酸電池的10倍，具有快速吸收大電流充電的優(yōu)異特性，在混合動(dòng)力汽車(chē)制動(dòng)時(shí)可以快速吸收能量，大大提高制動(dòng)能量的回收率，此外它還具有循環(huán)壽命長(zhǎng)、充放電效率高、耐低溫特好以及免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。這種方案由于受到超級(jí)電容價(jià)格昂貴的影響，限制了它在混合動(dòng)力汽車(chē)上的廣泛應(yīng)用。在進(jìn)一步降低成本，提高能量密度后，超級(jí)電容器最有可能首先在混合動(dòng)力公交車(chē)上得到應(yīng)用。

4 外接充電式混合動(dòng)力汽車(chē)

外接充電式混合動(dòng)力汽車(chē)是最新的一代混合動(dòng)力汽車(chē)類型，近年來(lái)受到各國(guó)政府、汽車(chē)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)的普遍關(guān)注，國(guó)內(nèi)外專家認(rèn)為，PHEV有望在幾年后得到廣泛的推廣使用。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，法國(guó)城鎮(zhèn)居民80％以上日均駕車(chē)?yán)锍躺儆?0km，在美國(guó)，汽車(chē)駕駛者也有60％以上日均行駛里程少于50km，80％以上日均行駛里程少于90km。PHEV特別適合于一周有5天僅駕車(chē)用于上下班，行駛里程50～90km之間的工薪族使用。PHEV是在混合動(dòng)力汽車(chē)上增加了純電動(dòng)行駛工況，并且加大了動(dòng)力電池容量，使PHEV采用純電動(dòng)工況可行駛50～90km，超過(guò)這一里程，即必須起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)，采用混合驅(qū)動(dòng)模式。所以PHEV的電池容量一般達(dá)5～10kW·h，約是純電動(dòng)汽車(chē)電池容量的30～50％，是一般混合動(dòng)力汽車(chē)電池容量的3～5倍，可以說(shuō)它是介于混合動(dòng)力汽車(chē)與純電動(dòng)汽車(chē)之間的一種過(guò)渡性產(chǎn)品。與傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)和一般混合動(dòng)力汽車(chē)（HEV）對(duì)比（見(jiàn)表5），PHEV由于更多的依賴動(dòng)力電池驅(qū)動(dòng)汽車(chē)，因此它的燃油經(jīng)濟(jì)性進(jìn)一步提高，二氧化碳和氮氧化物排放更少。由于動(dòng)力電池容量的加大，每輛車(chē)的售價(jià)至少比一般HEV高2000美元。

圖3示出了四種不同類型乘用車(chē)，它們的蓄電池容量與汽車(chē)價(jià)格、燃油消耗及尾氣排放的對(duì)比關(guān)系。可見(jiàn)隨著蓄電池容量的加大，汽車(chē)價(jià)格將上升，但是燃油消耗和尾氣排放則下降。因此可以認(rèn)為，電動(dòng)汽車(chē)是以使用和損耗蓄電池為代價(jià)來(lái)?yè)Q取節(jié)油、減排的效果，動(dòng)力電池性/價(jià)比的大幅提升將是電動(dòng)汽車(chē)能否迅速推廣使用的關(guān)鍵所在。
一般HEV動(dòng)力電池SOC僅在較小范圍內(nèi)波動(dòng)（例如±2％～3％）因此循環(huán)壽命次數(shù)很長(zhǎng)，而PHEV的動(dòng)力電池SOC必須在很大的范圍內(nèi)波動(dòng)（例如±40％），屬于深充深放，因此循環(huán)工作壽命短得多，和純電動(dòng)汽車(chē)（PEV）相似。目前在PHEV上都采用先進(jìn)的鋰離子電池，由表1可知，鋰離子電池每放出1kWh電能，能耗費(fèi)為10.2元，相當(dāng)于內(nèi)燃每kWh能耗費(fèi)用的3倍。隨著全球石油價(jià)格不斷上升，燃油內(nèi)燃機(jī)的能耗費(fèi)用也將不斷上升，而鋰離子電池隨著技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)量的擴(kuò)大，其能耗費(fèi)用將不斷下降（如圖4所示），二者可能在2015至2020年內(nèi)達(dá)到平衡點(diǎn)。因此PHEV有望在10年內(nèi)得到大面積推廣使用。

5 燃料電池電動(dòng)汽車(chē)

早在1839年，英國(guó)人格羅孚就提出了氫和氧反應(yīng)發(fā)電的原理。20世紀(jì)60年代，研發(fā)出了液氫和液氧發(fā)電的燃料電池，由美國(guó)UTC公司首先用于航天和軍事用途。近20年來(lái)，由于石油危機(jī)和大氣污染日趨嚴(yán)重，以質(zhì)子交換膜式為代表的燃料電池技術(shù)，受到世界各國(guó)普遍重視。各大跨國(guó)汽車(chē)公司紛紛投入巨資，研發(fā)出了各種類型的燃料電池電動(dòng)汽車(chē)(FCEV)。

5.1 質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）主要優(yōu)點(diǎn)

（1）其排放生成物是水及水蒸汽，為零污染；
（2）能量轉(zhuǎn)換效率可高達(dá)60～70％;
（3）無(wú)機(jī)械振動(dòng)、低噪聲、低熱輻射;
（4）宇宙質(zhì)量中有75％是氫，地球上氫也幾乎是無(wú)處不在。氫還是化學(xué)元素中質(zhì)量最輕、導(dǎo)熱性和燃燒性最好的元素;
（5）氫的熱值很高，1kg氫和3.8L汽油的熱值相當(dāng)。

5.2 燃料電池電動(dòng)汽車(chē)存在的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)問(wèn)題

在我國(guó)，國(guó)家科技部將研發(fā)燃料電池客車(chē)和燃料電池轎車(chē)列為“十五”和“十一五”計(jì)劃“863”重大科技項(xiàng)目。并已取得一系列重大科技成果，但是在多年科研實(shí)踐中，也暴露出一些技術(shù)、經(jīng)濟(jì)問(wèn)題:

（1）燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的耐久性壽命短

一般僅1000～1200小時(shí)（國(guó)外達(dá)2200小時(shí)），燃料電池汽車(chē)行駛4～5萬(wàn)km，功率即下降～40％，和傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)可普遍行駛50萬(wàn)km以上相比，差距很大；

（2）燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的制造成本居高不下

一般估計(jì)3萬(wàn)元/kW（國(guó)外成本約3000美元/kW），與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)僅200～350元/kW相比，差距巨大。由于其中如質(zhì)子交換膜、炭紙、鉑金屬催化劑、高純度石墨粉、氫回收泵、增壓空氣泵等關(guān)鍵部件均依靠進(jìn)口，所以與國(guó)外相比，并沒(méi)有成本優(yōu)勢(shì)；

（3）燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)工作環(huán)境的適應(yīng)性很差
國(guó)產(chǎn)可在0～40℃氣溫下工作，低于0℃有結(jié)冰問(wèn)題，高于40℃過(guò)熱不能正常工作；此外對(duì)空氣中的粉塵、一氧化碳、硫化物等都十分敏感，鉑催化劑極易污染中毒失效；

（4）燃料電池汽車(chē)的使用成本過(guò)于高昂

例如高純度(99.999％)高壓氫(>200大巴)售價(jià)約80～100元/kg。按1kg氫可發(fā)10kW·h電能計(jì)算，僅燃料費(fèi)即約為10元/kW·h，按燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)工作壽命1000小時(shí)計(jì)算，折舊費(fèi)為30元/kWh。所以總的動(dòng)力成本達(dá)40元/kW·h 。與表1對(duì)照可知，至少在目前，由燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)提供1kWh電能的成本遠(yuǎn)高于各種動(dòng)力電池，這從一個(gè)側(cè)面反映了作為汽車(chē)動(dòng)力源，燃料電池汽車(chē)還有相當(dāng)?shù)木嚯x。

5.3 目前燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的研究課題

盡管存在如此多的問(wèn)題，但是燃料電池仍然是人類迄今為止，發(fā)明的最清潔、安靜又可無(wú)限再生的能源，值得我們?yōu)閷?shí)現(xiàn)燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的產(chǎn)業(yè)化，付出更大的努力。

為此建議從以下幾個(gè)方面進(jìn)行工作:

（1） 以更為創(chuàng)新的思維，對(duì)燃料電池的基本理論和基礎(chǔ)材料進(jìn)行深入研究，例如努力探尋非鉑金屬催化劑;努力研制抗電腐蝕金屬雙極板和耐高溫(>110℃)高機(jī)械強(qiáng)度質(zhì)子交換膜等;

（2） 努力實(shí)現(xiàn)如炭紙、增壓空氣泵等關(guān)鍵零部件的國(guó)產(chǎn)化，以降低整機(jī)成本;

（3） 進(jìn)一步提高整機(jī)的優(yōu)化集成技術(shù)，著力提高整機(jī)的耐候性（高、低氣溫變化）、抗大氣污染能力和耐電負(fù)荷急劇變化能力等。


6 電機(jī)及電動(dòng)車(chē)輪

電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)是所有電動(dòng)汽車(chē)必不可少的關(guān)鍵部件。目前使用較多的有直流有刷、永磁無(wú)刷、交流感應(yīng)和開(kāi)關(guān)磁阻等四種電機(jī)。美國(guó)和德國(guó)開(kāi)發(fā)的電動(dòng)汽車(chē)大多采用交流感應(yīng)電機(jī)，主要優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格較低、效率高、重量輕，但啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小。日本研制的電動(dòng)汽車(chē)幾乎全部使用永磁無(wú)刷電機(jī)，其主要優(yōu)點(diǎn)是效率可以比交流感應(yīng)電機(jī)高6個(gè)百分點(diǎn)，但價(jià)格較貴，永磁材料一般僅耐熱120℃以下。開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)較新，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、成本較低、起動(dòng)性能好，沒(méi)有大的沖擊電流，它兼有交流感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速和直流電機(jī)調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是噪聲較大，但仍有一定改進(jìn)余地。表6列出四類電機(jī)比較。

顯然表6中四種電機(jī)各有優(yōu)缺點(diǎn)，但是對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)而言，由于電能是由各類電池提供，價(jià)格昂貴而彌足珍貴，所以使用相對(duì)效率最高的永磁無(wú)刷電機(jī)是較為合理的，它已被廣泛用于功率小于100kW的現(xiàn)代電動(dòng)汽車(chē)上。
此外，在國(guó)外已有越來(lái)越多的電動(dòng)汽車(chē)采用性能先進(jìn)的電動(dòng)輪（又稱輪轂電機(jī)），它用電機(jī)（多為永磁無(wú)刷式）直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輪，因此無(wú)傳統(tǒng)汽車(chē)的變速箱、傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)橋等復(fù)雜的機(jī)械傳動(dòng)部件，汽車(chē)結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化。但是它要求電機(jī)在低轉(zhuǎn)速下有很大的扭矩，特別是對(duì)于軍用越野車(chē)，要求電機(jī)基點(diǎn)轉(zhuǎn)速∶最高轉(zhuǎn)速=1∶10（見(jiàn)圖5）。近幾年，美、英、法、德等國(guó)紛紛將電動(dòng)輪技術(shù)應(yīng)用于軍用越野車(chē)和輕型坦克上，并取得了重大成果。例如美海軍陸戰(zhàn)隊(duì)在“悍馬”基礎(chǔ)上研制出串聯(lián)式“影子”新型混合動(dòng)力越野車(chē)，采用了電動(dòng)輪技術(shù)，其結(jié)構(gòu)及主要技術(shù)參數(shù)如表7所示。與傳統(tǒng)“悍馬”車(chē)對(duì)比試驗(yàn)，在同樣偵察試驗(yàn)條件下，“悍馬”耗油472kg，而“影子”僅耗油200kg；同一越野路段，“悍馬”耗時(shí)32分鐘跑完，而“影子”僅耗時(shí)13分50秒，此外它還具有在純電動(dòng)模式下，汽車(chē)靜音、無(wú)“熱痕跡”等優(yōu)點(diǎn)。如此優(yōu)異的性能，據(jù)聞美軍已決定停產(chǎn)傳統(tǒng)“悍馬”車(chē)，全部改產(chǎn)新型混合動(dòng)力電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)的“影子”型軍車(chē)。這一重要發(fā)展趨勢(shì)，應(yīng)引起高度關(guān)注。

7 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，可以從技術(shù)/經(jīng)濟(jì)分析出發(fā)，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的現(xiàn)狀和未來(lái)作如下結(jié)論：

（1）在目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)價(jià)格的基礎(chǔ)上，可粗略計(jì)算出各種提供電能技術(shù)的價(jià)格比。即電網(wǎng)供電∶柴油機(jī)供電∶鉛酸電池供電∶鎳氫電池供電∶鋰離子電池供電∶燃料電池供電=1∶6∶6∶19.2∶20.4∶80。這從一個(gè)側(cè)面反映了各種供電方式距離電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)的遠(yuǎn)近。當(dāng)然，隨著石油價(jià)格的上升、電池技術(shù)的進(jìn)步，這些比例關(guān)系將發(fā)生很大的變化；

（2）由于鉛酸電池的供電成本大體和柴油機(jī)供電相等，因此它仍然是低端電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)的主要?jiǎng)恿﹄姵?。磷酸鋰離子電池技術(shù)進(jìn)步較快，它最有可能成為鉛酸電池的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，率先成為高端電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)的主要?jiǎng)恿﹄姵兀?（3）由于混合動(dòng)力汽車(chē)僅需裝用純電動(dòng)汽車(chē)1/10的動(dòng)力電池容量，整車(chē)有較為接近市場(chǎng)的性/價(jià)比，因此它仍將是近期實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的主要電動(dòng)汽車(chē)種類?？紤]到我國(guó)國(guó)情，目前仍應(yīng)大力推廣使用混合動(dòng)力大客車(chē)，進(jìn)一步降低制造成本，減少油耗和排放；

（4）在鋰離子電池性/價(jià)比進(jìn)一步提升后，外接充電式混合動(dòng)力汽車(chē)（PHEV）有望成為理想的上班族乘用車(chē)，它可大幅度減少油耗和降低排放，但是由于較高的價(jià)格，它可能首先在發(fā)達(dá)國(guó)家得到推廣應(yīng)用；

（5）燃料電池雖然是理想的清潔能源，但是目前它的性/價(jià)比太低，要達(dá)到可以進(jìn)入市場(chǎng)的性/價(jià)比，可說(shuō)是任重而道遠(yuǎn)，必須從基礎(chǔ)材料和基本理論上有重大突破，才可能進(jìn)入汽車(chē)市場(chǎng)；
（6）電動(dòng)輪已成為國(guó)外電力驅(qū)動(dòng)技術(shù)的重要發(fā)展趨勢(shì)，并已在軍用越野車(chē)上得到實(shí)際應(yīng)用，證實(shí)它在技術(shù)/經(jīng)濟(jì)上的重要優(yōu)勢(shì)，我國(guó)雖也有不少單位研發(fā)，但始終未進(jìn)入“863”計(jì)劃，技術(shù)進(jìn)步緩慢，因此有必要奮起直追，盡快掌握這一先進(jìn)的電驅(qū)動(dòng)技術(shù)。