纯电动汽车当前存在的主要问题与难点，归根结底，在于动力电池关键技术一直未取得实质性的重大突破与进展。纵观世界业界，虽然蓄电池的技术性能也不断提高，但仍然难以满足人们对车辆正常使用的要求（若使用者情不自禁地与传统汽柴油汽车相比较，问题会显得更突出），如：比能量低、存储的能量有限（由此也就限制了车辆的续驶里程）、电池性能不稳定、可靠性差、使用寿命不够长、安全隐患大、充电时间较长等机理性缺陷以及成本高等。这些都不同程度地影响了纯电动汽车的实际应用和真正的商业化。诚然，充电基础设施不健全也是妨碍纯电动汽车推广的一个不容忽视的因素，但不是决定性的，如果电池技术获得重大突破，则充电设施的问题也可能会迎刃而解。直到现在，学界和业界，无论是谁，不管名声有多大，职位有多高，都很难准确预测从根本上解决上述一系列问题的具体时间，只有靠实践才能给出答案。一向对汽车行业新生事物给予热情支持的中国汽车报社主要负责人最近也指出，现在电动汽车发展的瓶颈是电池技术没有达到很高的水平，如果电池技术不发生革命性变化，就无法解决电动汽车的大规模推广问题（见2015年8月10日《中国汽车报》）。以下对纯电动汽车存在的若干根本性（或者说致命性）问题略加分析。

（1）关于续驶里程短的问题

尽管国内外市场上一些厂家也宣称，其纯电动汽车产品一次充电可连续行驶数百千米，与传统汽车相差并不大，但在实际使用中却难以通过重复验证而得到真正的确认。厂家所称的数据，往往是设计的理论值，而在实际使用中电池的能量衰减是很明显的，因此，真实的续驶里程达不到设计所期望的里程数。现今，纯电动汽车通常的续驶里程依然局限于200km以内，大致100多km。纯电动汽车的续驶里程主要由蓄电池存储能量的多少来决定，由于电池的效能即比能量低，其存储的能量就有限。而要获得更多的能量，迄今可采取的主要措施有两个：一是增加构成电池组的单个电池数量，把电池组做得更大（相应的扩大了存储能量的容量）；二是提高电池的比能量（就是要使单个电池存储更多能量）。但采取这两项措施也只能适可而止，否则其负面作用就很大。因为：其一，电池组越大，重量也越大，不仅增加了成本，抬高了车辆的售价，而且运动着的车辆要消耗更多的电能，既缩短了续驶里程，又削弱了电动汽车经济性的优势；其二，如果电池的比能量提高过多，其安全性就随之降低，二者难以兼顾，很容易陷入恶性循环。在笔者看来，这是蓄电池存在的一个根本性、机理性（或者称原理性）缺陷，以目前这种原理工作的蓄电池，只要其机理上没有发生重大改变，此种缺陷也就难以根除。我国多个地区（城市）对纯电动汽车已进行了多年的示范运行，人们对此有深刻的认识和体会，很值得广大科研人员和制定政策的国家管理人员对此进行总结与深思。

国家能源局原局长张国宝说，发展（纯）电动汽车首先要突破电池技术，但这么多年一直没有获得大的突破；电池在整个车辆重量中占的比重很大，至少占汽车整个重量的三分之一，普通的车，电池组重量达到约600kg（见2013年8月15日《汽车商报》）。

从事电动汽车研究多年的全国知名专家王秉刚指出，人们经过分析认为，电动公交车成本高的主要症结在于数量庞大的电池。粗略统计，一辆12m长的电动公交车，每行驶1km大约耗电1kW·h。按目前磷酸铁锂电池组的状况考虑，比能量约为80W·h/kg，比价格约为4元（人民币）/W·h，一辆名义续驶里程200km（实际约160km）的电动公交车，需要安装约200kW·h容量的电池组，约为2.5t的重量，当然也太重了，仅80万元的电池组价格就比普通的一辆12m长燃油公交车还要贵许多（见2013年5月2日《汽车商报》）。

清华大学汽车系一位教授在接受《经济参考报》记者采访时称，国内（纯）电动汽车技术难有大的突破，电池续驶里程是其推广中遭遇的最大阻碍之一。例如，对于一辆纯电动汽车而言，按照1kW·h需要10kg电池来计算，150kW·h电就需要500kg电池，而续驶里程（最多）也就是200多km（见2014年5月27日《经济参考报》）。

《科技日报》2014年6月22日载文称，美国特斯拉的电动车电池组重量约为800kg，比亚迪e6纯电动汽车配备的电池组重600kg。“大量电能都用于运载电池了”，北京交通大学教授徐征如是说。有专家进一步指出，这不仅浪费了很多能源，而且，如果纯电动汽车使用的是煤电，则也加重了环境污染。例如比亚迪e6，百千米耗电量约为19.5kW·h，特斯拉为15～18kW·h，这两款车百千米电耗相当于标准煤5.5～6.5kg，排放的二氧化碳相当于燃用7.5～9L油的排放。如此一来，纯电动汽车的环保性大打折扣。

中国工程院杨裕生院士认为，新能源汽车（其实，他所指的只是纯电动汽车——笔者注）发展的核心瓶颈是电池，存储的能量欠高，例如，锂离子电池能量提高也有一定限度，能量越高，安全性问题就越突出。如果要求续驶能力高，电池常常要满充全放，这样的话，电池性能衰退很快，电池与车辆不能齐寿（见2014年6月22日《科技日报》）。

清华大学国家重点实验室主任、全国新能源汽车知名专家欧阳明高教授认为，对（纯）电动汽车不要过分追求续驶里程，不能无限扩大电池的比能量，比能量在180W·h/kg以上的电池一定要慎用（见2013年11月18日《中国汽车报》）。按照这位国内电动汽车权威专家的看法，国内再将动力电池能量密度进一步提高的潜力已经不大，因为目前已普遍达到或超过100W·h/kg。正是基于这一理论认识，这位专家才一直不断呼吁我国要发展小型轻型的、主要在市区使用的纯电动汽车。

中科院电工研究所专门从事电池研究的有关专家称，在我国纯电动汽车发展过程中，电池能量衰竭是不可回避的问题，电池的使用寿命还有待时间的检验（见2014年6月12日《长江商报》）。

据调查，成都市的纯电动公交车在白天排队补电已成常态，导致此现象的一个重要原因，是电池衰减较为严重。同样，其他许多地方（如山东临沂等地）也是如此（见2013年4月19日《中国工业报》）。深圳市巴士集团的一位负责人告诉记者，目前，国内纯电动公交车都存在一定程度的电池衰减问题，这种情况很可能会影响到公交车的正常运营，甚至影响车辆的使用寿命（见2013年8月26日《中国汽车报》）。

如果把眼界再扩大一些，电动汽车的蓄电池能量衰减问题也是世界普遍现象。应该说，日产聆风是目前世界上最先进的纯电动汽车之一，但也存在蓄电池过快老化问题。据《美国汽车新闻》报道，尽管日产曾宣称在使用五年后，其蓄电池能力才下降至初始蓄电能力的80%，然而，Phoenix城的部分聆风车主购买使用仅两年时间，蓄电池的蓄电能力就明显减弱（见《汽车与配件》2012年No.41）。(www.daowen.com)

（2）关于存在安全性隐患问题

纵观国内外纯电动汽车的运行使用情况，所暴露出的安全隐患是客观存在的，具有普遍性和根本性，必须引起业界的足够重视，不可抱任何侥幸心理。毕竟，人命关天，不论在什么情况下，汽车使用者的人身安全是第一位的，其他则居其次。社会上一些人，可能出于对电动汽车这个新生事物倍加呵护的善意，认为中国之大、世界之大，一年之内发生几起电动汽车起火事故并不值得大惊小怪，传统汽车不也照样会发生这类事故嘛。但在笔者看来，把这两类性质完全不同的问题混为一谈是不科学的，也是站不住脚的。传统汽车经过100多年大规模的实际使用检验，证明其安全性技术已非常成熟，即使发生一些与电动汽车相类似的事故，人们也不会怀疑它在安全技术上有根本（或本质）性的缺陷（或不足）。而（纯）电动汽车就不一样了，因为还没有经过长时间和大规模的实际应用实践检验。从近年国内外发生的电动汽车起火事故来看（见表1-1），多数均与电，也就是说与电池有关。换言之，（纯）电动汽车的安全隐患在于电池安全技术性能存在机理（或者说原理）性短板。以锂离子电池为例：当能量密度比较高时，若发生热失控反应，则会释放很高的热量而引发火灾；电池内的电解液是有机溶剂，为易燃物，且在4.6V上下的电压情况下，很容易发生氧化反应，一旦泄漏就会着火，甚至引起爆炸。据有关专家分析，美国特斯拉Model S型电动汽车曾在不到一年的时间里就六次起火，这绝非偶然，与电池自身技术特性和特点有关。其中有三次事故，最终原因被确认为电池热失控。这是电池故障的一种整体性表现，发生在电池内部的可能是在被挤压、穿刺或过度充电后而引起了短路。此外，电解液膜的耐热性也有一定局限，温度过高而超过临界点时，即可能起火。对此，有人说为了防止电池热失控，可对电池组进行严密监测控制。这说起来容易做起来难，实际上很容易失控，因为一辆电动汽车的电池组由许多小的单个电池构成，要实施控制，整个系统极为复杂，其中的任何一个环节出了问题，整个系统都会失效，或许这个热控制系统本身也成了引发事故的原因之一。例如，特斯拉Model S型电动汽车，其电池组由7000块小电池组成，要进行热控制，就需要7000个控制器，将之连接起来，连接点相当于有1万个电阻。而如此多的电阻的性能一致性就很难控制，显然，有些电阻小，使用频率就会增大，易于损坏；电阻大的，则需要通过发热来转化能量，从而增加了热失控隐患。

表1-1 2010～2012年国内外发生的锂离子电池安全事故统计

（续）

据有关人士实地调查，我国许多地方示范运营的纯电动公交车，也经常发生电池温度过高的现象，存在的安全隐患也是显而易见的。为监控此种隐患，诸如广州市801路纯电动公交车上，就安装了温度过高报警器，但由于温度过高成了常态，车辆就一直在“嘟嘟”的报警声中照常开动运营，从而引起乘客的焦虑不安和不满。据开车的司机讲，电池温度过高不仅有安全隐患，而且还使电池组输出的能量减少，影响车辆运行速度等（见2013年4月14日《中国工业报》）。这表明这种电池温度过高的公交车是“带病”运行，很不安全。

纯电动汽车不但在运行中存在如上所述的安全隐患，而且在电池充电过程中也同样存在。使用手机的人可能都有过这样的切身体验，就是在给手机充电（尤其在大热天）时，若充电器插头与插孔适配不好（两者贴合的状况未达到最佳化），则充电器和手机电池的温度就可能高或很高，极易出现不测事件，与此有关的新闻报道也不断传到人们的耳中。电动汽车的电池组，充电负载更大，其充电器接口可能会因反复拔插而导致在充电过程中出现过热现象，存在引发火灾的可能性。现今，电动汽车的保有量还很小，使用并不普遍，而一旦普及，充电设施甚至遍布居民社区，则这种安全隐患就显得更为突出和严重。2014年8月28日的《参考消息》转载8月27日澳大利亚《悉尼先驱晨报》的一篇文章称，中国大力发展纯电动汽车遇到的一个很大问题，是电池的安全性隐患较大，中国每年都有不少建筑物因电动自行车车主在家用老旧线路给电池充电而引发火灾，这一问题可能会因电动汽车的普及使用而进一步加剧。当下，一些人觉得使用电动汽车不方便，嫌充电需要好几个小时太慢。这样，有人就推出了“快充”的技术解决方案。然而，按照目前电池本身和“快充”方案的技术水平，“快充”的负面结果不容忽视：一是不可避免地会影响电池的使用寿命；二是易出现如上所述的过热现象（尤其在高温天气时），从而构成安全隐患。表面看，“快充”“慢充”是两种技术方案的优、劣之争，但实际上，它暴露了表现在蓄电池技术特征上的一个矛盾现象，即人们都需要、都想获得的两个技术特性相互矛盾，不可兼顾（或兼备）。这也是纯电动汽车蓄电池存在的一个机理（或原理）性缺陷。

基于当前蓄电池并非完美的技术特性，在充电时存在的另外一种安全隐患至今尚未引起人们的高度警觉，就是在高寒地区（或天气比较寒冷的季节）给电动汽车充电时，电池中的材料一旦有电流刺激，会形成金属元素，由此导致电池发生短路现象，严重时还可能爆炸而酿成灾难（见2014年8月21日《汽车商报》）。

鉴于近年出现的一系列电动汽车蓄电池安全事故，国家工信部2015年8月6日发出排查新能源汽车电池安全隐患的通知。该文件的发布可以说十分及时，同时，也在一定程度上反映了电动汽车电池存在安全隐患的严重性。湖北省科技厅专家、华中科技大学材料学院院长黄云辉认为，电池的安全性是电动汽车发展的关键问题之一。单体电池符合安全和性能标准，并不意味着成组后的性能和安全性就有保证。电池成组绝不是单体电池的简单叠加，涉及很多复杂技术。目前，电池成组后模组差异较大，而且各个厂家电池组产品之间的差异更是不小。在电动汽车运营过程中，因电池温度升高、过度充电、过度放电引发的安全问题仍然存在，只是如何尽量控制到最小的问题（见2015年7月14日《湖北日报》）。中国北方车辆研究所动力电池试验室主任王学冬在2015年8月举行的一次研讨会上表示，我国电动汽车的安全性让人担忧（见2015年8月9日《上海汽车报》）。他认为，在电池打包成组技术上，中国还需要大幅提升；目前，单体、小模块电池测试结果和成组后的结果差异很大，单体电池符合安全和性能标准，并不意味着成组后的性能和安全性就有保证。在安全、寿命、放电能力等方面，单体电池可以充放电2000次，成组后可能减半。有关专家提醒，在行业快速发展的情况下，要格外重视排除电池的安全隐患。

（3）关于对环境的污染问题

（纯）电动汽车在使用过程，尤其当发生交通事故等不测事件时，会因电池损坏而对土壤、地下水等产生程度不同的重金属污染。在此方面，不仅铅酸、镍镉电池的危害是人所共知的，而且其他所谓比较先进的电池如镍氢电池、锂电池等，因对事故处置不当，也同样存在对环境造成污染的风险。以锂电池为例，其正负极材料、电解质溶液等物质，如有泄漏或处置不当，会对环境及人体健康造成很大的负面影响。其中，正极材料中含有的重金属元素能够使环境的pH值升高，电解质溶液具有较强的腐蚀性，处理不当将产生有毒气体而污染空气。关于锂离子电池各种组分对环境及人类的负面影响，请参见表1-2。此种隐患在（纯）电动汽车大规模应用时，将会变得更突出。

表1-2 锂离子电池各种组分对环境和人类的负面影响