石油危機和城市大氣污染危機迫使傳統(tǒng)的燃油汽車難以為繼的動力源進行一場革命，革命成敗關鍵在于新的綠色動力源。汽車需求的動力源是多元化的，剖析并順應之，方能巧解電動汽車當前難題。以下，就從能量源和功率源兩方面剖析汽車動力源的多元化需求入手，探討其當前難關及其應對方案。
中國科學院院士田昭武
一、以“能量源多元化”應對“續(xù)駛里程多元化”
據統(tǒng)計，80%私家車每日經常行駛里程不超過80公里(用戶每日經常行駛值)，偶爾可能高達300至500 公里(非經常性需求值)，相差可達6倍。前者(80公里)只需當前水平的蓄電池和夜間民用電網慢充電5至7小時就可以滿足。后者(300-500公里)若只依賴近期蓄電池能量，很難通過下述技術關和經濟關：
a) 為續(xù)駛里程而多裝載電池，必然增加車重、增加每公里能耗，電池成本和購車成本劇增，而且安全性更差。
b) 快充電對蓄電池壽命損害極大，導致其壽命劇減而成本劇增。且快充電站和輸電設備投資巨大，建設周期長，與電動汽車產量增長很難同步。
c) 換電站 (機械更換蓄電池)只適合于公交車，而不適合于私家車。因為蓄電池質量無法快速測定，很難保證換電站與汽車用戶之間的公平更換。
d) 采取折中續(xù)駛里程(120-200公里)而多載蓄電池，既增加成本又不能滿足用戶非經常性里程(300-500公里)需求，難以打開市場。
最佳解決方案是采取能量源多元化應對續(xù)駛里程多元化。鑒于蓄電池能量密度遠不如燃油，增程式電動汽車采取了合理的能量源多元化措施：由車載的增程式發(fā)電機為延長續(xù)駛里程發(fā)電，既可顯著減少車載蓄電池重量以減輕成本并提高能效，又可免除用戶“對于續(xù)駛里程短和充電難的擔心”。增程式汽車節(jié)油效果顯著：市內經常性里程用零油耗零排放的蓄電池，非經常性里程則靠恒定小功率的增程式燃油發(fā)電機(比傳統(tǒng)燃油汽車省油50%)，所以每年平均用油節(jié)約90%(經常性零油耗與非經常性低油耗按權重平均)。就重量和成本而言，增程式發(fā)電機只相當于多續(xù)駛40公里的鋰離子電池，卻能提供延長里程數百公里的動力。
二、以“功率源多元化”應對“動力需求多元化”
按汽車運行工況，對功率源主要有4種需求：
1. 巡航行駛功率較小，
2. 怠速功率為零，
3. 起步加速或爬坡功率提高5 至10倍，
4. 制動剎車則為可回收能量的負功率強脈沖。
傳統(tǒng)燃油汽車一貫采用燃油發(fā)動機為一元化動力源，不適用于第2、4 兩種需求;又為滿足第3種需求而不得不加大發(fā)動機排量，導致巡航行駛時 “大馬拉小車” 的低效率，嚴重耗油且污染大氣。近年已轉向動力多元化的混合動力汽車，以超級電容器或高功率蓄電池為功率源以適應第2、3、4種需求，但節(jié)油效果遠遠不如電動汽車。在電動汽車產量增長期內，仍應鼓勵混合動力汽車節(jié)油。
人們習慣性地延續(xù)燃油汽車一元化動力源的傳統(tǒng)觀念，設計電動汽車時錯誤地采用蓄電池為一元化動力源。但是這種純蓄電池的電動汽車同樣很難適應第3、4種需求。因此只好把蓄電池提高到“強比功率型”，設計非常薄的電極極板和非常細的活性顆粒以減少內阻并保證活性材料利用率，當前工藝上更不成熟。而且電池內非活性材料(隔膜、集流體、電解質溶液等)所占的百分比必然更高，活性材料所占百分比則相對較低，導致高功率型蓄電池的比能量更小。這種強比功率型蓄電池以嚴重犧牲比能量和壽命的高昂代價換取更高的比功率，比能量降到能量型蓄電池的一半左右，而其制作成本更高且車載蓄電池更多更重。在承受強功率充電放電任務下，電池壽命更短，使用成本更高，安全性更差。
解決途徑何在?唯有突破傳統(tǒng)觀念，走功率源多元化的新路。巡航行駛時由技術較成熟且比能量較高的能量型蓄電池提供能量源，而把強功率的任務交給具有強功率特性的超級電容器。超級電容器是高循環(huán)壽命(可達10萬次至20萬次，比蓄電池高出兩個數量級)、高功率而能量不高的功率源，能夠承受強功率充電以回收汽車制動能量，降低每公里能耗20%以上，并提高汽車起步、加速和爬坡性能。而且蓄電池由于避開高功率充電放電的沖擊而延長壽命，降低蓄電池折舊率和運行成本。尤其重要的是：配上超級電容器，就可以采用能量型蓄電池替代強功率型蓄電池。相對于強功率型蓄電池而言，能量型蓄電池壽命提高且能量密度提高一倍左右，因而同等里程可少用蓄電池，大大降低蓄電池重量和購置及使用成本，為超級電容器留下的足夠的重量和購置成本的空間，綽綽有余。
總之，在電動汽車中以增程式發(fā)電機應對充電難題和非經常性的續(xù)駛里程，以超級電容器應對高功率難題，以能量型蓄電池擔負零油耗零排放的能量型角色。這樣的動力源三結合便可以顯著緩解當前電動汽車技術性和經濟性的難題。
必須指出，當前已有個別企業(yè)(如奇瑞，雪佛蘭，雷博，科凌等)采用增程式發(fā)電機或超級電容器，取得明顯效果和經驗，可惜尚缺論證而遠未引起政府部門和大企業(yè)的足夠重視。本文目的在于較詳盡地剖析電動汽車多元化動力源，通過論證，闡明動力源三結合的優(yōu)勢可使電動汽車近期產業(yè)化立足于當前蓄電池水平并快速發(fā)展，支持十二五戰(zhàn)略性新興產業(yè)，解決國家急迫的石油危機、城市大氣污染危機和傳統(tǒng)產業(yè)結構性轉型的需求，吁請各方重視。
搶占汽車革命先機必須觀念創(chuàng)新，切切不可再落后于虎視眈眈的外國企業(yè)！
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