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摘 要 随着我国科学技术的发展，经济水平的提高，人们对生活质量的要求不断提升，汽车作为代步和运输工具已经越来越普遍，私家车数量逐年增多。传统汽车采用化石能源提供能量，化石能源不仅储量有限，且燃烧后会产生部分污染性物质，加剧环境的恶化。电动汽车包括纯电动、混合动力、燃料电池电动、三大类。采用电池供电，不会产生污染气体，故电动汽车的推广使用是实现我国传统汽车工业转型的主要手段。本文介绍了电动汽车技术国内外研究现状，并针对关键技术进行分析探讨，从企业和高校两方面对电动汽车技术新进展进行讨论。
关键词 电动汽车；关键技术；新进展
中图分类号：U469 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2015）02-0003-02
汽车作为一种常用现代交通工具，其广泛使用让人类的生活水平有了极大的提高，改变了人们的生活方式，缩短了空间上的距离。但传统汽车使用化石能源，如油气资源，燃烧石油天然气等化石能源不仅面临能源紧缺的困境还会产生大量废气，对环境造成巨大污染。2014年前10个月原油进口总量比去年同期大幅增长18%，达到2.526亿吨，这是一笔极大的经济开销。有观点认为，在未来一段时间内汽车尾气的排放将是空气污染的主要来源。无论是能源危机的影响还是环境保护的要求，电动汽车行业逐渐受到各国领导集体的重视，电动汽车的相关研究也越来越多，各大汽车企业也均投入资金进行电动汽车的研发，至今也有许多电动汽车已上路正常运行着。
1 电动汽车技术发展现状
电动汽车是将电气化技术融入汽车技术的产物，早在20世纪初期就有科学家进行了相关研究，但由于当时技术水平较低和电动汽车零部件性能太差，研制出的电动汽车性能远不如燃油车，故并没有受世人重视。直到20世纪七八十年代，能源危机以及各国开始对环境保护逐渐重视，电动汽车的研究才进入了高速发展阶段。二十世纪九十年代，世界各大汽车公司都在电动汽车的研制上投入了较大资金，各国也投入巨额科研经费进行关键技术的攻坚克难，一系列电动汽车概念车已研制成功，如福特的Think city，通用的EV1，本田的EV Plus等等。
电动汽车根据动力源种类可以分为三类：仅电池供电的纯电动汽车、采用电池和油气能源供电的混合动力电动汽车和采用燃料电池供电的燃料电池电动汽车。纯电动汽车可以实现零污染，且控制简单，但马力小，续航里程短，只适用于低速短距离行驶情况；混合动力电动汽车采用电池和石油产品共同提供能量，可以达到燃油车的性能并实现低排放低能耗，但使用双动力源导致造价成本较高，控制复杂；燃料电池电动汽车可以將燃料的化学能直接转换为电能，缩减了转换步骤，提高了转换效率，但目前对于燃料的存储仍存在一些困难。
美国已经启动了在某些试点电动汽车基础设施的建设项目，如在加州北部的旧金山、奥克兰等地的居民区、停车场、商厦等地都安设充电桩，方便电动汽车车主随时充电；日本东京电力公司也积极进行电动汽车基础设施建设，在东京市区建立大量充电桩，并做出承诺建造千余充电站为电动汽车车主提供便利。我国电动汽车的研发始于99年国家启动的“清洁汽车”行动，在研发与生产方面，我国已有一部分汽车企业和高校能进行电动汽车整车或者零件的研发与生产；在电动汽车产业化方面，相关产业链也已有雏形；在试点示范运行方面，北京、武汉等地作为电动汽车试验运行城市，已有大量运行公交车属于电动汽车。
2 电动汽车关键技术
车身、底盘、电池、电机以及控制技术是电动汽车的5大关键技术，常规汽车制造时也要考虑车身和底盘的性能忧缺，而电动汽车中电池技术和电机控制技术是独有的，电池性能的好坏和控制技术的稳定一直是影响电动汽车性能的主要因素。
1）电池技术。
电池是电动汽车电动机的主要动力源之一，电池技术的发展直接影响到电动汽车的发展，电池要能成为电动汽车合格的动力源必须具有以下特点：比能量高，电池能量密度大，相同体积的电池可以存储更多的电能；电池输出功率足够，在汽车负荷较重时，需要提供足够的马力来正常运行；电池充电效率高，使用次数多，高效的充电效率可以减少充电时间，节约车主时间，电池使用次数越多，相应的成本也就月底；电池制造材料成本低，价格更低廉有利于电动汽车整体成本降低，市民更容易接受；电池的安全性能要好，不能出现自燃自爆，电解液泄露等事故。到目前为止电动汽车用电池已经有3代的发展，分别是铅酸电池、碱性电池、燃料电池。其中铅酸电池的成本低、比能量较高，满足大批量生产的条件，已进入大批量生产阶段；碱性电池具有更高的比能量，但其价格成本较高，使用碱性电池会导致电动汽车成本增加；燃料电池的转换效率很高，是理想的电动汽车用电池，但目前实现起来仍有一定的技术困难，仅处于研制阶段。
2）电机及控制技术。
电机是电动汽车驱动系统的重要设备，将电能转换为机械能的工具，其性能的优劣直接影响了电动汽车性能，电动汽车用电机应具有调速范围广、转速高、启动转矩大、效率高等特点，且在特殊工况时能实现能量的回馈，将机械能转换成电能存储于电池中。电机控制方式中比较成熟的技术有矢量控制和直接转矩控制，目前也有一些先进的非线性控制技术应用于电动汽车领域，如鲁棒控制、模糊控制、自适应控制技术等等，这使得电动汽车更加智能化。
3 电动汽车技术新进展
3.1 企业项目进展
1）一汽集团已经研制成混合动力城市客车和混合动力轿车，其中混合动力城市客车采用纯电机驱动、发电机单独驱动和联合驱动等驱动方式，并使用专用小电机来保证发电机的可靠启动。同时当汽车运行于下坡等情况时，电机可运行于发电状态，将能量回馈存储在电池中，做到能量的充分利用。天津一汽公司研制的夏利纯电动轿车也已获得相关部分检验认可，具备能量回馈的功能，车速最高可达120 km/h，续航里程大于230 km。 2）东风汽车集团研制出的电动汽车包括神龙富康纯电动轿车、EQ系列混合动力客车以及混合动力轿车，目前混合动力客车已在武汉市公交系统中有所使用。神龙系列电动汽车使用交流感应电机作为动力源和镍氢电池作为供能机构，车速最高可达85 km/h，加速度较大，可以在较短的时间内提升速度，续航里程约为150 km。EQ系列客车已作为公交车载客使用，其动力源采用柴油机和开关磁阻电机共同组成，车速最高可达
80 km/h，续航里程达500 km，无论是废气排放量还是油耗均比同类型燃油车低三成以上，整车排放水平已达欧洲Ⅲ号标准。
3）上海汽车集团已经研制出两种燃料电池轿车，名为“凤凰”的燃料电池电动汽车载客人数设计为8人，燃料电池输出功率可达30 kW，汽车功率可达100 kW，车速最高可达120 km/h，加速度很大，可以在很短时间内将车速提高到100 km/h以上；奇瑞公司也开发了部分类型的电动汽车，其混合动力汽车采用的发电机的排量为1.0L，但电动汽车整车性能和排量为1.6L的燃油车相当，车速最高能达到160 km/h，排放水平也能达到欧洲Ⅲ号标准。
4）比亚迪汽车公司研制的电动汽车成本大约在10万元附近，用户比较容易接受，已在深圳、北京、上海、广州等地陆续销售，同时比亚迪公司自主研制新型锂铁电池，比常用锂电池具有更优越的性能。车速最高能达到100 km/h，续航里程约为120 km。
3.2 高校项目进展
1）香港大学于93年就已研制出U2001系列电动汽车，该电动汽车使用永磁直流无刷电机作为驱动电机，采用镍氢电池提供电能。并通过对无刷电机的特殊设计，使其在转速变化剧烈的情况下也能高效率工作。同时U2001系列电动汽车采用声频导航系统，时刻提醒驾驶员周边路况，不仅方便用户选择合适路线，同时能提醒司机谨慎驾驶，提高汽车行驶的安全性。该纯电动汽车采用智能能量管理系统，通过控制器逻辑判断，来控制功率的传输方向，使得能量的转化和传递效率最高。该轿车最高速度可达110 km/h，加速时间较短，续航里程约
170 km。
2）清华大学承担了国家“燃料电池城市客车整车技术”的研发计划项目，目前已经研制出一系列样机，并投入运行。采用氢氧燃料电池，使用质子交换膜控制燃料电池输出功率，其额定功率为18 kW，汽车驱动电机的功率为35 kW，可短时运行于2倍以上额定功率，并采用无极调速装置，可使车速平滑改变，最高速度可达90 km/h，续航里程约为150 km。
3）同济大学已试制成燃料电池微型电动汽车和混合动力电动汽车，其中燃料电池微型电动汽车采用锂离子蓄电池和氢氧燃料电池两种混合供电，续航里程约为150 km。混合动力电动汽车也已通过国家验收，最高时速为120 km/h，续航里程約为200 km。由于电动汽车采用的动力源比较复杂，控制系统能实现的功能也较多，可以根据不同的交通状况控制能量源的输出功率，来保证汽车的高效运行。
4）西安交通大学将鲁棒控制技术应用于电动汽车能量回馈方面，不仅可以考虑输入电压的改变，还能根据负载的变化和其他一些扰动来进行补偿，对电动汽车续航里程的提高起了很大作用。西安交通大学研制出的铅酸电池为能源的纯电动汽车续航能力有了明显提高，早在05年西安交大就完成了8天7夜的拉力试验，证实了优异的控制技术有利于能量的利用效率的提高。
4 总结
化石能源的短缺以及环境保护的重视已迫切要求电动汽车要迅速发展，本文通过对我国各汽车企业以及各高校有关电动汽车的研究进展进行分析讨论，探讨分析了我国电动汽车的研发和产业化工作取得的一定成果，并认识到只有解决相应的关键技术，切实降低制造成本，才可能使电动汽车市场更为广阔。
参考文献
[1]曹秉刚.中国电动汽车技术新进展[J].西安交通大学学报，2007（01）：114-118.
[2]周嫣，赵海峰.浅谈电动汽车技术原理与发展趋势[J].无锡南洋职业技术学院论丛，2011（01）：34-37.
[3]黄志峰.新能源汽车技术原理及相关技术[J].电力与能源，2014（04）：505-508+512.
[4]卢松诚.汽车的技术更新和发展趋势[J].大众科技，2014（06）：111-114.
[5]张志森.电动汽车最优自动变速及能量回馈的控制技术研究[D].广东工业大学，2013.
作者简介
徐福金（1973-），山东寿光万龙实业有限公司车业事业部工程师，生产副总。
关键词 电动汽车；关键技术；新进展
中图分类号：U469 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2015）02-0003-02
汽车作为一种常用现代交通工具，其广泛使用让人类的生活水平有了极大的提高，改变了人们的生活方式，缩短了空间上的距离。但传统汽车使用化石能源，如油气资源，燃烧石油天然气等化石能源不仅面临能源紧缺的困境还会产生大量废气，对环境造成巨大污染。2014年前10个月原油进口总量比去年同期大幅增长18%，达到2.526亿吨，这是一笔极大的经济开销。有观点认为，在未来一段时间内汽车尾气的排放将是空气污染的主要来源。无论是能源危机的影响还是环境保护的要求，电动汽车行业逐渐受到各国领导集体的重视，电动汽车的相关研究也越来越多，各大汽车企业也均投入资金进行电动汽车的研发，至今也有许多电动汽车已上路正常运行着。
1 电动汽车技术发展现状
电动汽车是将电气化技术融入汽车技术的产物，早在20世纪初期就有科学家进行了相关研究，但由于当时技术水平较低和电动汽车零部件性能太差，研制出的电动汽车性能远不如燃油车，故并没有受世人重视。直到20世纪七八十年代，能源危机以及各国开始对环境保护逐渐重视，电动汽车的研究才进入了高速发展阶段。二十世纪九十年代，世界各大汽车公司都在电动汽车的研制上投入了较大资金，各国也投入巨额科研经费进行关键技术的攻坚克难，一系列电动汽车概念车已研制成功，如福特的Think city，通用的EV1，本田的EV Plus等等。
电动汽车根据动力源种类可以分为三类：仅电池供电的纯电动汽车、采用电池和油气能源供电的混合动力电动汽车和采用燃料电池供电的燃料电池电动汽车。纯电动汽车可以实现零污染，且控制简单，但马力小，续航里程短，只适用于低速短距离行驶情况；混合动力电动汽车采用电池和石油产品共同提供能量，可以达到燃油车的性能并实现低排放低能耗，但使用双动力源导致造价成本较高，控制复杂；燃料电池电动汽车可以將燃料的化学能直接转换为电能，缩减了转换步骤，提高了转换效率，但目前对于燃料的存储仍存在一些困难。
美国已经启动了在某些试点电动汽车基础设施的建设项目，如在加州北部的旧金山、奥克兰等地的居民区、停车场、商厦等地都安设充电桩，方便电动汽车车主随时充电；日本东京电力公司也积极进行电动汽车基础设施建设，在东京市区建立大量充电桩，并做出承诺建造千余充电站为电动汽车车主提供便利。我国电动汽车的研发始于99年国家启动的“清洁汽车”行动，在研发与生产方面，我国已有一部分汽车企业和高校能进行电动汽车整车或者零件的研发与生产；在电动汽车产业化方面，相关产业链也已有雏形；在试点示范运行方面，北京、武汉等地作为电动汽车试验运行城市，已有大量运行公交车属于电动汽车。
2 电动汽车关键技术
车身、底盘、电池、电机以及控制技术是电动汽车的5大关键技术，常规汽车制造时也要考虑车身和底盘的性能忧缺，而电动汽车中电池技术和电机控制技术是独有的，电池性能的好坏和控制技术的稳定一直是影响电动汽车性能的主要因素。
1）电池技术。
电池是电动汽车电动机的主要动力源之一，电池技术的发展直接影响到电动汽车的发展，电池要能成为电动汽车合格的动力源必须具有以下特点：比能量高，电池能量密度大，相同体积的电池可以存储更多的电能；电池输出功率足够，在汽车负荷较重时，需要提供足够的马力来正常运行；电池充电效率高，使用次数多，高效的充电效率可以减少充电时间，节约车主时间，电池使用次数越多，相应的成本也就月底；电池制造材料成本低，价格更低廉有利于电动汽车整体成本降低，市民更容易接受；电池的安全性能要好，不能出现自燃自爆，电解液泄露等事故。到目前为止电动汽车用电池已经有3代的发展，分别是铅酸电池、碱性电池、燃料电池。其中铅酸电池的成本低、比能量较高，满足大批量生产的条件，已进入大批量生产阶段；碱性电池具有更高的比能量，但其价格成本较高，使用碱性电池会导致电动汽车成本增加；燃料电池的转换效率很高，是理想的电动汽车用电池，但目前实现起来仍有一定的技术困难，仅处于研制阶段。
2）电机及控制技术。
电机是电动汽车驱动系统的重要设备，将电能转换为机械能的工具，其性能的优劣直接影响了电动汽车性能，电动汽车用电机应具有调速范围广、转速高、启动转矩大、效率高等特点，且在特殊工况时能实现能量的回馈，将机械能转换成电能存储于电池中。电机控制方式中比较成熟的技术有矢量控制和直接转矩控制，目前也有一些先进的非线性控制技术应用于电动汽车领域，如鲁棒控制、模糊控制、自适应控制技术等等，这使得电动汽车更加智能化。
3 电动汽车技术新进展
3.1 企业项目进展
1）一汽集团已经研制成混合动力城市客车和混合动力轿车，其中混合动力城市客车采用纯电机驱动、发电机单独驱动和联合驱动等驱动方式，并使用专用小电机来保证发电机的可靠启动。同时当汽车运行于下坡等情况时，电机可运行于发电状态，将能量回馈存储在电池中，做到能量的充分利用。天津一汽公司研制的夏利纯电动轿车也已获得相关部分检验认可，具备能量回馈的功能，车速最高可达120 km/h，续航里程大于230 km。 2）东风汽车集团研制出的电动汽车包括神龙富康纯电动轿车、EQ系列混合动力客车以及混合动力轿车，目前混合动力客车已在武汉市公交系统中有所使用。神龙系列电动汽车使用交流感应电机作为动力源和镍氢电池作为供能机构，车速最高可达85 km/h，加速度较大，可以在较短的时间内提升速度，续航里程约为150 km。EQ系列客车已作为公交车载客使用，其动力源采用柴油机和开关磁阻电机共同组成，车速最高可达
80 km/h，续航里程达500 km，无论是废气排放量还是油耗均比同类型燃油车低三成以上，整车排放水平已达欧洲Ⅲ号标准。
3）上海汽车集团已经研制出两种燃料电池轿车，名为“凤凰”的燃料电池电动汽车载客人数设计为8人，燃料电池输出功率可达30 kW，汽车功率可达100 kW，车速最高可达120 km/h，加速度很大，可以在很短时间内将车速提高到100 km/h以上；奇瑞公司也开发了部分类型的电动汽车，其混合动力汽车采用的发电机的排量为1.0L，但电动汽车整车性能和排量为1.6L的燃油车相当，车速最高能达到160 km/h，排放水平也能达到欧洲Ⅲ号标准。
4）比亚迪汽车公司研制的电动汽车成本大约在10万元附近，用户比较容易接受，已在深圳、北京、上海、广州等地陆续销售，同时比亚迪公司自主研制新型锂铁电池，比常用锂电池具有更优越的性能。车速最高能达到100 km/h，续航里程约为120 km。
3.2 高校项目进展
1）香港大学于93年就已研制出U2001系列电动汽车，该电动汽车使用永磁直流无刷电机作为驱动电机，采用镍氢电池提供电能。并通过对无刷电机的特殊设计，使其在转速变化剧烈的情况下也能高效率工作。同时U2001系列电动汽车采用声频导航系统，时刻提醒驾驶员周边路况，不仅方便用户选择合适路线，同时能提醒司机谨慎驾驶，提高汽车行驶的安全性。该纯电动汽车采用智能能量管理系统，通过控制器逻辑判断，来控制功率的传输方向，使得能量的转化和传递效率最高。该轿车最高速度可达110 km/h，加速时间较短，续航里程约
170 km。
2）清华大学承担了国家“燃料电池城市客车整车技术”的研发计划项目，目前已经研制出一系列样机，并投入运行。采用氢氧燃料电池，使用质子交换膜控制燃料电池输出功率，其额定功率为18 kW，汽车驱动电机的功率为35 kW，可短时运行于2倍以上额定功率，并采用无极调速装置，可使车速平滑改变，最高速度可达90 km/h，续航里程约为150 km。
3）同济大学已试制成燃料电池微型电动汽车和混合动力电动汽车，其中燃料电池微型电动汽车采用锂离子蓄电池和氢氧燃料电池两种混合供电，续航里程约为150 km。混合动力电动汽车也已通过国家验收，最高时速为120 km/h，续航里程約为200 km。由于电动汽车采用的动力源比较复杂，控制系统能实现的功能也较多，可以根据不同的交通状况控制能量源的输出功率，来保证汽车的高效运行。
4）西安交通大学将鲁棒控制技术应用于电动汽车能量回馈方面，不仅可以考虑输入电压的改变，还能根据负载的变化和其他一些扰动来进行补偿，对电动汽车续航里程的提高起了很大作用。西安交通大学研制出的铅酸电池为能源的纯电动汽车续航能力有了明显提高，早在05年西安交大就完成了8天7夜的拉力试验，证实了优异的控制技术有利于能量的利用效率的提高。
4 总结
化石能源的短缺以及环境保护的重视已迫切要求电动汽车要迅速发展，本文通过对我国各汽车企业以及各高校有关电动汽车的研究进展进行分析讨论，探讨分析了我国电动汽车的研发和产业化工作取得的一定成果，并认识到只有解决相应的关键技术，切实降低制造成本，才可能使电动汽车市场更为广阔。
参考文献
[1]曹秉刚.中国电动汽车技术新进展[J].西安交通大学学报，2007（01）：114-118.
[2]周嫣，赵海峰.浅谈电动汽车技术原理与发展趋势[J].无锡南洋职业技术学院论丛，2011（01）：34-37.
[3]黄志峰.新能源汽车技术原理及相关技术[J].电力与能源，2014（04）：505-508+512.
[4]卢松诚.汽车的技术更新和发展趋势[J].大众科技，2014（06）：111-114.
[5]张志森.电动汽车最优自动变速及能量回馈的控制技术研究[D].广东工业大学，2013.
作者简介
徐福金（1973-），山东寿光万龙实业有限公司车业事业部工程师，生产副总。