电动汽车技术革命

1、氢元素：新能源技术革命的希望？

氢，原子序数1，宇宙中最丰富的元素。氢有7种同位素，最常见的同位素不携带中子，只有一个质子。氢是结构上最简单的原子，大部分量子力学的教科书中都有关于氢原子的介绍，因为它的薛定谔方程可以严格求解。

碳水化合物含有氢，所以氢在我们的日常生活中无处不在。氢与氧、氮等元素可以形成氢键，它与离子性结合和共价键不同。离子性结合形成的离子晶体中，结合的单位为失去电子或者获得电子的原子（正、负离子）而不是原子本身；正负离子相间排列，靠库伦作用构成固体。共价键中，两个原子共享一个电子，这两个电子的波函数交叠。而氢键中，既有库伦作用力，又有部分共价键的作用。氢键不仅能在分子内形成，还能在分子间形成。例如，水分子间的主要结合力就是氢键。氢键的结构灵活，键长键角都是可以变化的，如果具备氢键形成的条件，固液气中都会尽可能多地形成氢键。尽管氢原子本身量子力学可解、氢键的概念已被提出了超过100年，如今关于理解氢键的科研工作还在继续。

两个氢可以组成双原子分子H2，它室温下以气态形式存在，因此称为氢气。氢分子由共价键组成，共价键的现代理论开始于对氢分子的量子力学研究。氢气是一种清洁能源，它与氧气结合可以放出大量热量。同等质量下，氢气燃烧放出的热量是煤炭的四倍以上，并且它的反应产物是水，对环境无害。氢气可以来自天然气的裂解或者直接由水的电解产生。如何高效利用太阳能和催化剂将水分解为氢气和氧气是一个重要的前沿研究课题。同等质量的氢比煤炭燃烧时放出的能量多，可是常温时氢是气体，同等体积下的氢气存储能量的能力远低于碳，另外，氢气在空气中可能爆炸，所以如何安全高效地存储氢气也是一个重要的问题。高效存储的方法之一是利用能吸附氢气的材料，称为储氢材料。早期的储氢材料能存氢到大气中氢气密度的千倍，现在储氢材料的种类越来越多，实用存储效率也越来越高。美国能源部关于储氢电池的一个目标是，在空间、价格、安全等方面能与现有市场竞争的情况下，单次存储能量满足500公里以上的汽车行驶需要。

存储氢气的另一个有效方法是低温环境。液体H2称为液氢，它的沸点离绝对零度只有20开尔文；H2固体的熔点离绝对零度只有14开尔文，是常压条件下熔点最低的固体。比氢气还难固化的物质是氦，它只有在远高于大气压和更低的温度下才能成为固体。考虑到液体和气体之间的密度差别，单位体积的液氢储能能力远高于单位体积的氢气储能能力。对液体加压可以进一步增加密度，以增加储能能力。液氢加上液氧可以作为火箭的燃料。当作为火箭燃料时，除了考虑单位体积下的储能能力之外，更重要的是单位质量下的储能能力。储氢材料中一定存在非氢元素，它们无法转换为能量，因此，液氢比储氢材料更适合火箭。因为液氢温度下只有氦气能维持气态，高压氦气是一个合适的压力源以挤压液氢到需要的位置。液氢的存储比常规液体复杂得多。当两个氢原子结合成氢分子时，如果考虑上自旋，有两种可能的量子态，称为正氢和仲氢。常温下，这两种量子态都是允许的，而极低温时，液氢会尽量转化为能量较低的一种量子态。量子态间转化会发出热量，因此液氢会吸收热量而气化。如果未让氢分子充分转化为低能量子态便直接降温到液氢温度，常压条件下将液氢搁置一段时间后，这个转化产生的热量足以让一半的液氢又重新变为氢气。

从能源角度，核聚变才是氢最重要的舞台。所谓核聚变，指的是两个较轻的核结合为较重的核，这个过程可能产生其他粒子和大量的能量，也称为轻核聚变。地球上的能量大部分来自太阳，而太阳的能量主要来自氢的核聚变。如果在比太阳温度高一倍的恒星中，参与核聚变的元素更可能是碳和氮。地球上的核聚变其实也已经实现了，它就是氢弹（与轻核聚变对应的名词是重核裂变，它对应的军事应用是原子弹）。携带1个中子的氢同位素称为氘，它在自然界中也稳定存在。氘可以参与聚变，两个氘聚变可以产生一个氦3（3He，氦的一种稳定同位素）和一个中子；也可以产生一个氚（氢的另一种同位素，携带两个中子，不稳定，半衰期12.4年）和一个质子。氢弹的“燃料”并不直接是氘，而是氘化锂。氘化锂是固体，比气体的氘运输和存储更方便，当氢弹的“引信”原子弹爆炸时会产生大量中子，中子、氘、氚和锂之间有多种聚变方式，可以产生大量能量。氢弹的外壳还可以采用铀，让聚变产生的中子进一步产生重核裂变。

和平利用可控裂变的核电站已经出现很久了，而可控核聚变的技术却一直未能实现。在较容易出现的聚变反应中，主要的参与者有氘、氚、3He，6Li和中子。其中的氚和中子难以存储，3He难以获得；相比而言，氘很容易得到，大约每8,000个氢原子中有一个氘原子。氢原子大量存在于海水中，因此，通过氘的可控核聚变提供能源几乎不存在原料供应问题，以现在人类消耗能源的速度几乎可以算是取之不尽的。相比起来，人类现有的各种能源来源均有不足之处：煤和石油等化学燃料总量有限，基于核裂变的核能也受限于原料总量，而水电、风电和太阳能等可再生能源在单位时间内能提供的能量有限。如果能源不是问题，人类社会的很多生活习惯将可以轻松地被改变。例如，耗能大的个人飞行器将能普及，城市内交通不再局限于路面，而是可以实现多层次的立体交通；可以调节整个城市的温度，减少严寒和酷热天气。如果能源不是问题，从技术层面，一个全新的能源技术革命马上就会到来；从物理层面，人类也将能开展更高能量尺度的实验，探索更深层次的粒子物理。

从氢弹到利用核聚变获得民用能源，中间的瓶颈就在“可控”二字。一个显而易见的难度就在于聚变发生时的温度，如果你还意识到太阳的能量来自聚变的话。氘氘聚变的临界温度在1亿开尔文的数量级，在这个温度下，不再有固体、液体、气体，物质都以等离子体形式存在，此时的电子与正离子并存。换句话说，任何常规意义上的容器都无法容纳这个温度下的核聚变反应。另外，等离子体还需要有足够高的密度，否则如果核聚变产生的能量小于维持等离子体存在的能量，聚变将无法输出能量。太阳之所以可以发生核聚变，是因为它巨大质量所产生的引力约束了等离子体，这样的约束称为惯性约束。可控核聚变的方案中，有的方案用激光惯性约束：利用激光提供能量让小尺度（比如10微米量级）的聚变材料局域在小空间内加压加温。也有的方案用强磁场约束等离子体：带电离子在磁场下可以做闭合回路运动，从而实现空间局域，这套方案有时也称为托卡马克。人们还在寻找各种不需要高温的聚变方式，这些方案称为冷核聚变。不管哪一套方案，实现它们所需要的技术难度都异常巨大。虽然人们期盼可控核聚变多年，虽然许多国家持续斥巨资开展相关研究，目前世界上还没有可民用的核聚变技术。

氢，原子序数1，它是人类社会的能源基础，它承载了新能源技术革命的希望。

（作者：锁相）

2、印度汽车电动化革命要比中国快和猛吗

应该没中国好吧。1、印度的路桥基础设施没中国好；2、中国的工业基础和行动力比印度高；3、印度的铁路与火车是现在的样子，汽车与公路又能有多大作为。

3、纯电动汽车的历史是什么？

电动车的历史可追溯到一般34年，托马斯达尔文特制造了一辆电动三轮车，她有一组不可触电的干电池驱动，只能行驶一小段距离

4、深度：2020年动力电池技术进化引发新能源市场变革

随着电动汽车动力电池技术的快速发展，动力电池系统能量密度从最初的不到100wh/kg已经发展到目前的180wh/kg。而据动力电池业内人士表示，2020年动力电池单体能量密度超过300wh/kg，系统能量密度达到240wh/kg已无悬念。如果对240wh/kg这个数字没有什么概念的话，那如果说一台紧凑级纯电动汽车充满一次电能够行驶超过800km，就能够清楚的知道这个系统能量密度240wh/kg是什么意思了。

电动汽车可以跑的更远的同时，一个重要问题出来了：

充电效率跟续航里程一样，制约着电动汽车的发展和普及。随着三电系统电压的提升，原本400伏电压平台将逐渐的被摒弃，而以保时捷Taycan为代表车型的800伏电压平台，以及比亚迪为代表的600伏电压平台，将逐渐取代老旧的400伏电压平台。

除了系统成本降低、效率提升之外，高电压系统最大的好处就是让电动汽车的充电效率大幅提升。以保时捷taycan为例，保时捷taycan的充电功率最高达到了250千瓦，充电5分钟可行驶100公里。而目前市场上销售的绝大部分车型的最高充电功率仅仅维持在60-80千瓦左右。而以国家电网为主导的360千瓦快充标准及整车应用，也将合适时机与北汽新能源联合推出。

可以想象，2020年及以后的2年内，电动汽车单次续航里程以及充电效率将基本上解决。一台单次充电续航800公里、充电时间只有20分钟左右的电动汽车，已经基本上具备了颠覆传统燃油汽车的能力。

冬季电动汽车续航里程缩水，又一个重要问题出来了：

在气温低至-20℃的冬季室外使用手机，续航能力将大大降低，基本上10分钟左右手机就会直接关机。这是锂离子电池的特性，低温环境下电池活性会迅速降低导致。

同理，一台电动汽车在冬季的低温环境下正负极之间的离子移动将变得困难，对应的电池的活性也将大大的降低。所以，很多电动汽车车主在冬季使用车辆的时候发现，续航里程往往只能达到其他季节的一半左右的表现，同时充电的效率也大大的降低，甚至于在较为极端的环境下根本充不进去电。

似乎动力电池热管理已经成为业内的最大难题。如果没有好的解决方案，电动汽车在高纬度地区的普及将大大受阻。这个问题如何解决似乎已经成为业内的最大痛点。

如何解决动力电池极端气候充放电效率不足，另一个重要问题出来了：

现在，已经有很多的车厂或动力电池厂商，通过物理保温的方式给电池系统加上隔热性能较好的保温材料。这样一来，动力电池总成在冬季低温环境下的确可以获得较好的保温效果。通过物理隔热可以缓解冬季低温环境动力电池活性降低、续航里程严重缩水的问题。但是夏季高温环境下，动力电池散热弊端又显现出来。

目前三元动力电池普遍都有热稳定性差，动力电池温度超过200℃就会造成热失控，并导致电池起火甚至爆炸的危险。相交于冬季续航里程严重缩水，夏季动力电池热失控起火爆炸的危害似乎更甚。所以最近两年采用物理隔热的方式的还较少。没有办法彻底解决高温环境下的热失控的问题，冬季低温环境的保温或者加热的需求似乎需要靠边站。而目前我们在市场上能够买到的电动汽车，更多的在高温热失控方面做足了功课，汽车厂商宁肯冒着冬季被广大的用户诅咒和谩骂，也不愿意冒着高温热失控导致车辆起火爆炸的风险，去解决冬季低温环境的续航严重缩水的问题。

难道真的就没有解决的办法了吗？

其实从今年开始，国内的部分动力电池厂及整车制造商，已经开始在这方面持续的探索、测试并取得了一定的成绩（装车验证）。

首先，在动力电池包结构方面，明后两年原本异形结构的动力电池技术将逐渐的变成平板动力电池技术。原本在后座椅下面凸起或者做成“土”字形的动力电池总成将被逐渐淘汰。而纯平面的超薄方形电池技术和成品将逐渐普及并装车全面应用。

其次，动力电池总成的厚度也将控制在10-15mm左右，而容纳电芯的模组结构也将取消，取而代之的是电芯单体直接成组的结构（也就是宁德时代所宣传单CTP cell to pack结构）。随着动力电池总成结构的改变，热管理系统技术和控制策略也将发生根本的改变。

动力电池总成内部的电芯（单体）被侧向设定，电极一面将布置在电池总成的外侧并放置导热槽结构，确保一旦发生热失控的时候，能量流将通过导热槽的预设渠道释放至动力电池总成外部。同时，在电池单体之间通过气凝胶隔热（保温），避免或减缓电芯热失控后对旁边电芯影响，延长电池总成能量释放的时间，给乘员提供更长的逃生时间。

在高温热管理方面，除通过BMS（电池管理系统）多点监控电池温度的变化之外，平板式的“口琴管”结构将铺满整个动力电池总成上下表面，“口琴管”结构中间流通的冷却液通过主动式循环将多余的“热量”迅速的循环并由水冷板模组接入电动压缩机带来的“冷量”进行交换式主动冷却降温。

在低温热管理方面，除通过PTC模组加热冷却液（不超过35℃）让电池迅速升温之外，在热循环结构之上也同时采用了隔热性能良好的保温材料进行包覆。确保在极端低温环境之下尽量保持动力电池内部电芯的温度处于15摄氏度以上。而保温材料下层的“口尽管”结构也能够在夏季高温工况拥有迅速释放“热量”的能力，避免热失控的发生。

笔者有话说：

新能源情报分析网早在2006年开始追踪新能源技术军用化和民用化发展。由于在2014年之前，中国新能源未能形成完整、成熟且低成本的全产业链，以至于制约新能源车发展的动力电池技术不能很好地“通过市场手段”推广。2014年之后，中国开启新能源核心技术、整车应用及全产业链作为重要政策全速发展的新时期。

今天，通过各大动力电池厂及少数整车制造商的持续努力，在未来的两年之中，电动汽车不论是在续航里程还是在充电效率、亦或是冬季低温环境下性能保持等方面，将有发生非常巨大的变化。而在这些性能短板全部补齐之后，电动汽车与燃油汽车全面竞争的时代也将正式的拉开序幕。

至此，电动汽车目前的售价远比同级别的燃油汽车价格贵很多，凭什么跟燃油汽车直接竞争？关于这一点，笔者想说的是，全面竞争的开始一定是从高品牌附加值（比如说保时捷Taycan、特斯拉、奔驰、宝马、奥迪等等高溢价产品开始）开始与燃油汽车直接竞争，至于低价格的普及型产品要么集中在营运性质车型上，要么需要等到新能源汽车产业规模足够大，整体成本能够与燃油汽车抗衡的时候才会出现大面积替代的发生。

文/新能源情报网

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

5、院士陈清泉为何说中国电动汽车要抓核心技术？

2018年8月17日报道，被媒体誉为“亚洲电动车之父”的中国工程院院士、香港大学荣誉教授陈清泉，当地时间8月16日在加拿大多伦多表示，中国在发展电动汽车的过程中“一定要抓核心技术”。

陈清泉当天出席以他的名字命名的加拿大院士科创中心揭牌仪式并作主旨演讲。他对记者表示，汽车改变了世界，但今天汽车革命已到来。中国政府从第十个“五年计划”开始就把电动汽车的发展列入重大专项，所以在电动汽车领域，“虽然现在中国的技术不是最好的，但是进步速度最快”。

他也相信，中国拥有最大的电动汽车市场。中国要从汽车大国变成汽车强国，发展新能源汽车是必由之路。

中国电动汽车产业面临的主要挑战何在？陈清泉认为，其一是技术，尤其是核心技术。他举例说，中国电动汽车能耗相对较大，原因在于轻量化不足、流线性不足、动力总成的集成能力不足。他直言：“轻量化技术、轻量化材料，中国都需要攻破。”

其二，要让市场有更多的发言权。作为世界电动车协会创始人的陈清泉主张，发展电动汽车，要做到政策和市场“两轮驱动”，还要做到产品、基础设施、商业模式“三好”，让大家买得起、用得起、用得方便、用得放心。他说，要用更加开放的思想让市场选择技术路线。

81岁的陈清泉说，他和他的团队仍在从事一些电动汽车相关技术的研究及推动工作，譬如，锂硫电池的产业化，材料研究，退役电池利用等。他期待，陈清泉院士科创中心(加拿大)今后可助推信息、项目等的互通，促进中加合作，加速创新。该中心负责人曲涛表示，科创中心将致力于两国在新能源等领域相关科技研发和市场资源的有效交流与分享。

陈清泉留意到，一些中国的电动汽车品牌正进军高端车市场。他建议，中国需要发展不同类型、不同档次的电动汽车，以满足潜力不小的市场需求。

“我相信电动汽车产业一定会渐入佳境，”陈清泉说，“最关键是要有自己的核心技术。不能够浮在表面，不能够投机取巧，一定要扎扎实实地从基础设施、基础技术做起。”

6、目前电动汽车的发展趋势是什么我想了接一下电动汽车

说电动车真是趋势的，我觉得咱目前的这个基础条件上，绝对短期内还不可能是主流。至少在电池技术上还没有根本性的技术革命，现在的电动汽车，说是新能源其实他并不环抱，因为充电它是需要消耗火力发电能源的，只不过不通过化石能源而已。归根到底，燃烧煤炭它的污染其实造成的更大，还不如使用化石能源更加清洁呢。

7、新能源汽车的技术创新？

不久前，汽车评价记者有幸参加了中国电动汽车百人会举办的夏季论坛。此次论坛的主题是“安全保障与创新引领”，与会专家发表了热情洋溢和颇有建树的演讲。汽车评价会适时做陆续报道，下面是科学技术部副部长阴和俊的讲话摘录。

新能源汽车正成为新一轮科技革命的重要载体。

低碳化、信息化、智能化是未来发展的方向，新能源汽车成为低碳化、信息化和智能化的最佳平台。

以电动汽车作为分布式储能的终端，根据车辆使用情况进行电能反馈，提高电网的稳定性，推动风电、太阳能发电大规模接入电网，有利于实现电动汽车智能电网与可再生能源的融合发展。

面对新能源汽车带来的重大发展机遇，各国市场均应从对能源结构调整、环境保护、培育面向未来的科技竞争优势的高度，大力推动新能源汽车的发展。全球范围内，自2010年以来，新能源汽车迎来快速发展的步伐，2011年—2015年全球新能源汽车年销量增长迅猛，从5万多辆增长到50万辆，总保有量达到130万辆的规模。2016年上半年，全球新能源汽车产销持续保持快速的增长趋势。

我国新能源汽车技术研发和产业化取得重大进展，技术创新取得显著进步，产业化进程处于引领地位。

在国内企业、科研院所、高等院校等共同的努力下，我国新能源汽车技术研发取得重大进步，与国外先进水平的差距在不断的缩小。

插电式混合动力乘用车技术取得明显进展，部分产品性能指标处于国际领先水平，国内企业、比亚迪、上汽、广汽等纷纷发力插电式、增程式混合动力汽车。客车电动化主要集中在城市应用领域及公交的电动化，无论是技术发展还是应用规模，均处于世界的领先水平。

关键零部件技术取得较大突破。磷酸铁锂动力电池单体的能量密度从2007年每公斤90瓦时，提高到接近每公斤140瓦时。三元材料动力电池单体的能量密度达到每公斤200瓦时，与国际水平基本同步。

大力推进新能源汽车技术创新发展。

从2015年下半年开始，科技部联合财政部、工信部、发改委、国家标准委等部门，共同组织实施“十三五”国家重点研发计划新能源汽车试点专项，深化充电驱动技术转型战略，加强“三纵三横”技术研发的部署，从基础科学问题、共性核心关键、动力系统技术、集成开发与示范四个层次，结合新能源汽车发展的趋势，以及我国推广应用的实际需求，重点对动力电池与电池的管理系统、电机驱动与电力电池总成、电动汽车智能化、燃料电池动力系统、插电增程式混合动力系统、纯电动系统等六个方向进行研发部署，完善我国新能源汽车研发体系，升级新能源汽车技术平台，抓住新能源、新材料信息化科技带来的新能源汽车新一轮技术变革的机遇，超前研发下一代技术。

8、新能源汽车对于传统汽车来说，是革命还是创新？

对于传统的耗油汽车带来的环境污染以及对不可再生能源的消耗，新能源汽车应运而生，是革命也是创新吧

9、新能源汽车的发展历程是什么？

1、第一阶段：19世纪中期，1881年，第一辆使用铅酸电池的电动汽车出现：

燃油汽车出现之前，纯电动汽车早就开始应用。1900年，欧美出售的4200辆汽车中，40%是蒸汽机车，38%是电动汽车，剩下的22%才是燃油汽车。当时燃油车还在用外燃机技术，开起来噪音大，而且冒着黑烟，对于欧洲上层消费者来讲并不是首选。原来燃油车也有黑历史！

2、第二阶段：20世纪初期，内燃机的发展，让纯电动汽车退出市场：

随着发动机技术发展，启动机的发明以及生产技术的提高，燃油车在这一阶段形成了绝对的优势。再对比电动汽车的充电的不便性，这一阶段纯电汽车退出了汽车市场。

3、第三阶段：20世纪60年代，石油危机使人们又重新重视纯电动汽车：

此时欧洲已经进入工业化中期，由于石油危机的出现，人们开始反思日益严重的环境问题，使人们重新审视纯电动汽车。受到资本的推动，在那十几年里，电动汽车的驱动技术有了较大的发展，纯电动汽车受到了越来越多的关注，小型电动汽车开始占据固定的市场，如高尔夫球场代步车。

4、第四阶段：20世纪90年代，电池技术的滞后，使用电动汽车制造商改变发展方向：

这一阶段由于电池技术发展滞后，没有重大的突破，使电动汽车制造商面临巨大的挑战。汽车制造商在市场压力下，开始研发混合动力汽车，以克服电池和续航里程短的问题。

5、第五阶段：21世纪初期，电池技术有所突破，各国开始大规模应用电动汽车：

这一阶段电池密度提升，电动汽车的续航水平也以每年50公里的速度提升，电机的动力表现已经不弱于一些低排量的燃油车。我国更是大力推进新能源汽车的技术发展和产品落地，截至目前我国已经成为全球新能源汽车保有量、产量最高的国家。

(9)电动汽车技术革命扩展资料：

关于新能源汽车，欧美各国在十九世纪中期就已经开始关注，并进行了相关探索，在氢燃料、生物燃料等技术方面也已经有产品推出。金融危机肆虐之下，节能环保新能源成为各个国家的战略选择。市场推广方面，新能源汽车的产销步入了快速发展的新阶段。

政策规划上，近年来，美、日、德等汽车工业强国先后发布了关于推动包括混合动力汽车在内的新能源汽车产业发展的国家计划。

美国奥巴马政府实施绿色新政，计划到2015年普及100万辆插电式混合动力电动汽车。日本把发展新能源汽车作为“低碳革命”的核心内容，并计划到 2020年普及包括混合动力汽车在内的“下一代汽车”达到1350万。

德国政府在2008年11月提出未来10年普及100万辆插电式混合动力汽车和纯电动汽车，并宣称该计划的实施，标志德国将进入新能源汽车时代。显然，作为新能源汽车技术发展最早、最先进的美日欧国家成了新能源汽车产业发展的风向标，因此通过美日欧来了解新能源汽车产业发展现状是必然选择。