電動汽車的關鍵技術為動力蓄電池、驅動電機和電子控制技術。在鋰離子電池技術、超級電容技術相結合的基礎上，許多公司進行技術改造與集成，研發了雙電源電動汽車、多能源電動汽車等，或者進行換電站系統建設試驗，開發超快充電技術，其目的都是為了克服純電動汽車補充電能困難與續行里程短的缺陷。

一、鋰離子電池技術

在蓄電池技術領域，具有重量輕、儲能大、功率大、無污染（也無二次污染）、壽命長、自放電系數小、溫度適應范圍寬泛等優點的鋰離子電池技術逐漸取代鉛和鎳氫電池，成為純電動汽車中的核心技術之一。截至2006年十月為止，全球重要國家已有20余家車廠進行鋰離子電池研發，如富士重工、NEC、東芝、JohnsonControls、DegussaAG/Enax、Sanyo電機、panasonicEVEnergy等。我國在鋰離子電池方面的研究水平，有多項指標超過了USABC提出的2010年長期指標所規定的目標。目前，專家認為鋰離子電池技術還需進一步發展。一方面，各公司所公布的大部分純電動汽車蓄電池實驗室測試數據，如加速性能、充電時間、持續里程數等，還須在復雜的外部環境實際運行下，進一步驗證其可靠性，以及生產批量化質量控制。另一方面，我國鋰離子電池所需隔膜材料依賴進口，成本尚待降低。此外，有專家認為，蓄電池使用壽命還不長，造成高額使用成本，成為其商業化的一大瓶頸。

二、超快充電技術

采用傳統的慢速充電法，純電動汽車充滿一次電要好幾個小時。這雖然能夠保證相對較長的續駛里程，但由于要安裝許多電池，新增了車輛的重量和成本，對電池一致性的要求也較高。現在，快速充電電池技術出現，具有壽命長（可充電2000次以上）、沒有記憶性、可以大容量充電及放電等特點，在幾分鐘內就可充70%～80%的電。前面所述的東芝可急速充電鋰離子技術，即是快速充電技術的其中之一，這為純電動汽車的商業化供應了技術支持。但是也有學者關于蓄電池的快速充電提出疑問，認為快速充電時的過充電和過放電有可能會惡化各電池在電池組內協同工作的環境，造成電池組整體的瓦解崩潰。現在許多公司在這方面積極進行研發，也有所進展。2005年《參考消息》報導內華達州有公司研制出納米電池，只需6分鐘就能充滿電，每次充電后的使用時間能達到目前充電電池的10倍，使電池充電次數量高達到2萬次，所供應的電流強度最大能到現在的3倍。這也成為目前純電動汽車電池技術的發展動向之一。

三、電池與電容相結合技術

超級電容具有充電快、無記憶充放電、充放電循環次數高、無二次污染等優異特性，但有放電快的缺點；鋰離子電池具有儲電量大、儲存時間長的優點，但充電時間比較長。取兩者之長，結合起來使用在電動汽車上，除了可以具有傳統純電動汽車的“電代油”和“零排放”重要優點外，還具有一次充電行駛距離長（可達300公里）、速度快（可達100公里/小時）、行使過程中能量回收效率高等優點，代表了純電動汽車的最新發展方向之一。目前已有富士重工和NEC聯合開發“鋰離子電容器”，能量密度達30瓦時/千克，為先前電容器的4倍，達到了用于電動汽車的實用水平。我國有上海瑞華集團研制環保型混合電能超級電容電動汽車，還有國家電網公司在這方面已經完成了3種電池-電容混合型電力工程車輛的改裝和性能測試，并將開展示范應用。

四、CTC電車蓄電池和360°聚光太陽能電池車載充電技術

CTC電車蓄電池和360°聚光太陽能充電技術通過在換電站快速更換大容量蓄電池的技術手段獲取足夠的電能，并通過360°聚光太陽能電池車載充電技術進行能源補充。這種技術手段簡單實用，克服了純電動汽車補充電能困難與續行里程短的缺陷，可使續行里程提高至400KM，并能延長蓄電池的使用壽命。不過這種技術尚在試驗過程之中。

五、電動輪技術

電動輪亦稱輪內電動機（In-WheelMotor）。目前大部分重型礦用自卸汽車所采用的電動輪是直流電動機，而第二代純電動汽車所采用的是交流傳動系統。其工作原理如下：交流傳動系統中的永磁式三相同步伺服交流電動機緊湊地收藏于車輪內，電動機的轉子通過轉子托架與車輪輪轂相聯，而輪轂支撐于轉向節上，輪胎隨同電動機的轉子一同旋轉；而電動機的定子則通過定子托板、輪轂、轉向節連接于車身上。該電動機的轉子為永久磁鐵，當向電動機的定子線圈中通以交流電流時，定子便會出現旋轉磁場，使永磁式轉子連同輪胎一起旋轉，即整個車輪旋轉起來。目前已有三菱公司與東洋公司合作開發了用于藍瑟（Lancer）四輪驅動純電動轎車的電動輪。每個電動輪的最大功率為50千瓦，最大扭矩為518牛·米，最高轉速為1500轉/分，一次充電的行駛里程可達250公里，最高車速可達到150公里/小時。