電動汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)及推廣

董振斌，張崇超，林育明

（1.國家電網(wǎng)公司 電力需求側(cè)管理指導(dǎo)中心，南京　210024；2.南方電網(wǎng)綜合能源有限公司，廣州　510075）

◆營銷與服務(wù)◆

電動汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)及推廣

董振斌1，張崇超2，林育明2

（1.國家電網(wǎng)公司 電力需求側(cè)管理指導(dǎo)中心，南京210024；2.南方電網(wǎng)綜合能源有限公司，廣州510075）

電動汽車是以車載電源提供全部或部分動力，由電機驅(qū)動車輪行駛，符合道路交通法規(guī)的車輛。本文論述的電動汽車包括純電動汽車（BEV）、插電式混合動力汽車（HEV）及燃料電池汽車（FCEV）。

純電動汽車的驅(qū)動電能全部來源于車載電源。插電式混合動力汽車是介于傳統(tǒng)汽車與純電動汽車之間的過渡車型。燃料電池汽車以燃料電池提供電源，目前仍待技術(shù)突破。

本文將以純電動汽車為主，通過相關(guān)技術(shù)的介紹與分析，并結(jié)合電動汽車推廣現(xiàn)狀，對我國電動汽車的推廣提出積極建議。

1　電動汽車關(guān)鍵技術(shù)及行業(yè)標(biāo)準

電動汽車由“三大電”（電池、電機、電控）、“三小電”（電空調(diào)、電制動、電轉(zhuǎn)向）、充電設(shè)備及整車制造等構(gòu)成其產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)。其中，電池技術(shù)是關(guān)鍵。

1.1動力電池技術(shù)

按材料的不同一般將鋰離子電池分為磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池、三元電池及鈦酸鋰電池［1—4］等。不同動力電池與燃料電池性能參數(shù)如表1所示［5］。

當(dāng)前，就全球鋰離子電池布局來說，日本、韓國和中國占據(jù)主導(dǎo)地位。我國也逐步形成了以珠江三角洲、長江三角洲、北京-天津地區(qū)和中原地區(qū)為主的四大動力電池產(chǎn)業(yè)化聚集區(qū)域［6］。在動力電池生產(chǎn)制造及工程化技術(shù)領(lǐng)域，日本企業(yè)仍居于領(lǐng)先地位，韓國、中國的高端裝備與技術(shù)主要從日本引入?？傮w而言，我國的動力電池生產(chǎn)技術(shù)與發(fā)達國家相比有一定差距，電池產(chǎn)品的某些重要性能指標(biāo)仍落后于國際先進水平［7］。

就車用動力電池的類型方面，日韓企業(yè)目前以錳酸鋰、三元電池（鎳鈷錳、鎳鈷鋁及其混合材料）為主；中國當(dāng)前主要以磷酸鐵鋰為主，并逐步轉(zhuǎn)向三元電池；美國則是二者兼有。

由于動力電池的性能決定了電動汽車的基本性能，其成本約占整車成本的一半，動力電池的技術(shù)突破日益迫切。目前，動力電池的研發(fā)方向主要包括高容量、高輸出功率、長壽命、高安全性及低成本等，同時兼顧充電時長、低溫下的充電性能與高溫下的循環(huán)特性等［8］。

表1　不同動力電池與燃料電池性能參數(shù)表

我國的動力電池產(chǎn)業(yè)除了要解決高質(zhì)量的原材料（如：隔膜等）的自主生產(chǎn)、加快電池管理系統(tǒng)的研發(fā)，還需提高產(chǎn)品生產(chǎn)線的自動化程度，改進生產(chǎn)工藝，并降低生產(chǎn)成本，從而解決電池組的一致性較差、壽命短及成本高等問題。

1.2充電設(shè)施相關(guān)技術(shù)

（1）充電方式

鋰電池充電方式的劃分尚無統(tǒng)一標(biāo)準，在實際運營中，交流慢充與直流快充最常見。不同充電方式由于充電過程中的電壓、電流及溫度等不同，將影響單體電池的性能，進而決定了電池組的性能、使用壽命等。

交流慢充：一般充電功率小（10 kW左右）；充電時間長（約5～10 h）；充電效率高，對電池影響?。辉O(shè)備簡單，成本低；但難以滿足車輛緊急運行需求。

直流快充：充電功率較大（100 kW左右）；充電時間短（15 min～2 h）；設(shè)備利用率高，可不配備大面積停車場，但充電效率低，對電池危害大。

而根據(jù)電池組的技術(shù)與使用方式，電動汽車的充電方式主要有交流慢充、直流快充、電池組快換、無線充電和移動式充電（MAC）等形式。其中，交流慢充、直流快充及電池組快換比較常見。

（2）充電設(shè)施

根據(jù)使用場合的不同，電動汽車的充電設(shè)施可分為充電樁、充電站、換電站三種類型。

充電站一般包括配電、充電、電池調(diào)度和充電站監(jiān)控4個子系統(tǒng)模塊，配置多個充電機、充電樁等可提供快充、慢充等服務(wù)。除了以上4個模塊，換電站的主要設(shè)備是電池拆卸、安裝設(shè)備。換電站的操作專業(yè)性強，可滿足快速更換電池和電池維護等服務(wù)。

1.3產(chǎn)業(yè)技術(shù)標(biāo)準

國際上開展電動汽車標(biāo)準化工作的組織機構(gòu)主要有國際標(biāo)準化組織（ISO）、國際電工委員會、聯(lián)合國世界車輛法規(guī)協(xié)調(diào)論壇（WP29）等［9］。

當(dāng)前，全球電動汽車標(biāo)準化工作主要特點如下：①標(biāo)準化工作相對滯后，部分產(chǎn)品或技術(shù)缺乏適用標(biāo)準；②各國之間技術(shù)標(biāo)準規(guī)范缺乏統(tǒng)一，限制了市場全球化的發(fā)展；③充電設(shè)施標(biāo)準缺口相對較大，且充電接口互換性標(biāo)準尚未統(tǒng)一。

2　電動汽車推廣分析

為推廣電動汽車，全球主要國家出臺了一系列扶持政策，電動汽車推廣進程不斷加快。

2.1發(fā)展規(guī)劃情況

全球主要國家高度重視電動汽車，但發(fā)展的重點各有側(cè)重。相關(guān)規(guī)劃如表2所示。

各國的規(guī)劃引導(dǎo)著自身車企發(fā)展電動汽車的技術(shù)路線：日本車企方面，本田、豐田以HEV為主，兼顧FCEV；而日產(chǎn)堅持PEV；美國的特斯拉堅持PEV，通用、福特則兼顧PEV、PHEV；德國的大眾以PHEV為主，奔馳、寶馬兼顧PEV、PHEV，寶馬還兼及FCEV；我國的車企大多同時發(fā)展PEV、PHEV；法國雷諾堅持PEV。

表2　全球主要國家新能源汽車發(fā)展目標(biāo)［10］

2.2市場推廣現(xiàn)狀

（1）全球電動汽車市場

當(dāng)前，全球電動汽車的推廣進程持續(xù)加快。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，2014年，美國仍是全球最重要的新能源汽車市場，中國已超過日本成為全球第二大新能源汽車市場。

在品牌方面，截至2014年4月底，日產(chǎn)聆風(fēng)（Nissan Leaf）是全球最暢銷的電動汽車，已累計突破11萬輛；雪弗蘭、三菱、豐田、雷諾、特斯拉、福特、奇瑞、沃爾沃及奔馳smart分列2～10位。截至2014年底，全球銷量排名前20的電動汽車品牌總銷量超過31萬輛。

在地區(qū)的車型選擇方面，美國、日本當(dāng)前PEV與PHEV銷量差不多，但日本開始大量推廣FCEV，而美國更偏重PEV；在歐洲，挪威、荷蘭的電動汽車滲透率全球最高，目前挪威、法國的PEV銷量更好，德國、英國的PHEV銷售更好；我國的PEV銷量更好，但PHEV的銷量快速增長。

（2）我國的電動汽車推廣

據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2014年，我國新能源汽車產(chǎn)量共78 499輛，銷售74 763輛，其中，PEV產(chǎn)銷分別為48605輛和45048輛；插電式混合動力汽車產(chǎn)銷分別完成29 894輛和29 715輛。

在新能源乘用車領(lǐng)域，2014年，我國八大自主新能源汽車品牌依次為比亞迪、奇瑞、吉利、眾泰、北汽、榮威、江淮及廣汽傳祺，合計銷量總占比75%。據(jù)中國客車網(wǎng)信息，在新能源客車領(lǐng)域，2014年，中國新能源客車產(chǎn)量為26 217輛。純電動客車產(chǎn)量大幅增加，占49.22%，三龍、比亞迪、南京金龍、宇通等居前列；插電式混合動力客車占50.78%，鄭州宇通獨占鰲頭。

在充電設(shè)施情況方面，據(jù)工信部統(tǒng)計，截至2014年底，為了推動新能源汽車的發(fā)展，我國已經(jīng)建成723座充電站，28 000個充電樁。其中，國家電網(wǎng)、中國普天、南方電網(wǎng)及中石化等，投資建設(shè)了其中的絕大多數(shù)，社會資本也正在積極參與。

總體來看，我國電動汽車推廣的熱情很高，出臺了大量扶持政策，但市場認可程度仍較低。而我國電動汽車的車型無論動力性能還是品牌影響力等都還很難超越日本、歐美。

2.3商業(yè)模式介紹

電動汽車推廣的商業(yè)模式主要涉及電動汽車的購置、配套電源建設(shè)、充電設(shè)施的建設(shè)，以及相關(guān)資產(chǎn)的運營、維護等。在示范推廣階段，商業(yè)模式創(chuàng)新至關(guān)重要。

當(dāng)前，我國的電動汽車推廣主要有深圳普天模式、杭州租賃與換電模式、合肥定向購買模式等3種，但目前仍難言成熟。深圳普天模式目前主要應(yīng)用于電動公交車領(lǐng)域，可歸納為“車電分離、融資租賃、實時監(jiān)控”。杭州模式全部采用純電動汽車和可充電式立體車庫，租車站分布在城市的機場、車站、商業(yè)中心、居民小區(qū)等需建站區(qū)域，為用戶提供一種在運營區(qū)域內(nèi)租車自駕的出行方式。合肥定向購買模式針對特定消賈者銷售電動汽車，一定程度上解決了電動汽車目前的性能不足以及充電困難等問題。

隨著市場認可度不斷提高以及私人市場的打開，新的商業(yè)模式層出。其中，電池的融資租賃模式、整車的分時租賃模式等接近成熟，甚至出現(xiàn)以互聯(lián)網(wǎng)思維建設(shè)、管理和運營充電樁等模式。

2.4現(xiàn)狀分析

當(dāng)前，電動汽車的大規(guī)模推廣應(yīng)用還有很長的路要走。據(jù)普華永道數(shù)據(jù)，2014年全球汽車銷量為8 600萬輛，電動汽車的銷量占比不到0.4%。即便全球新能源汽車滲透率最高的瑞典，2013年新能源汽車的市場滲透率也不過6.1%。而據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2014年我國汽車產(chǎn)銷分別完成2 372.29萬輛和2 349.19萬輛，新能源汽車的產(chǎn)銷分別約占總量的0.3%。

當(dāng)前，阻礙電動汽車推廣的問題主要表現(xiàn)：

（1）價格偏高。即便享受大量財政補貼后，電動汽車的整體使用成本依然偏高，性價比低。

（2）核心技術(shù)待突破，便利性不足。動力電池在能量密度、循環(huán)壽命等方面尚未突破，續(xù)駛里程短，充電不方便，電動汽車的便利性大打折扣。

（3）技術(shù)標(biāo)準不完善。電動汽車產(chǎn)業(yè)相關(guān)標(biāo)準尚未完全統(tǒng)一，不利于形成兼容互通網(wǎng)絡(luò)，難以共享基礎(chǔ)設(shè)施。

（4）配套充電網(wǎng)絡(luò)滯后。規(guī)?；墓贸潆娋W(wǎng)絡(luò)與目的地充電相結(jié)合，是行業(yè)長遠發(fā)展的基礎(chǔ)。目前，困擾我國公用充電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的關(guān)鍵問題在于：①充電設(shè)施用地，尤其大城市更難以解決；②尚未建立充電設(shè)施投資回報機制。

2.5未來展望

基于前述介紹及分析，筆者研判，隨著一系列扶持政策的不斷發(fā)布，以及大批資本的進入，我國的電動汽車產(chǎn)業(yè)已具備類似風(fēng)電、光伏等產(chǎn)業(yè)爆發(fā)前的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)與市場環(huán)境，新的發(fā)展高潮可能即將到來，應(yīng)提早開展相關(guān)布局。

3　我國電動汽車推廣建議

綜上可知，當(dāng)前我國的電動汽車產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)及零部件制造等，與日歐美等仍有一定差距；電動汽車商業(yè)推廣進展明顯，但市場規(guī)模仍偏??；電動汽車的市場認可度亟待提高，私人市場亟待突破；新的商業(yè)模式正在快速形成。

在此基礎(chǔ)上，本文對我國的電動汽車推廣提出建議如下：

（1）完善產(chǎn)業(yè)扶持政策體系。

通過稅收減免、貼息等大力扶持關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，帶動整車成本下降；加速整車補貼退出機制；加強與現(xiàn)有節(jié)能減排政策的互動，促進扶持政策的系統(tǒng)化、高效化。

（2）加強對小型化、專業(yè)化電動汽車市場的引導(dǎo)與培育，盡快給予低速電動車正常市場地位。

（3）通過用地優(yōu)惠、建站補貼等，鼓勵商業(yè)模式創(chuàng)新，引導(dǎo)社會資本參與充電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及電動汽車推廣。

（4）進一步破除地方保護。

總體而言，業(yè)界普遍認為，電動汽車代表了汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。從國家戰(zhàn)略的高度審視，發(fā)展電動汽車有助于緩解環(huán)境與能源危機，降低原油對外依存度，促進汽車產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級并提高產(chǎn)業(yè)國際競爭力，大力發(fā)展電動汽車產(chǎn)業(yè)刻不容緩。對于我國來說，電動汽車產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，其健康可持續(xù)發(fā)展離不開政府與各利益相關(guān)方的共同參與、持續(xù)推動。D

［1］郭自強.電動車電池的發(fā)展現(xiàn)狀［J］.電池工業(yè)，2008，13（1）：55-59.

［2］宋永華，陽岳希，胡澤春.電動汽車電池的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2011，35（4）：1-7.

［3］崔俊博，張勇，王晶星.電動汽車用動力電池的研究［J］.新技術(shù)新工藝，2010（9）：81-84.

［4］謝先宇，王潘，安浩，等.汽車用動力鋰離子電池發(fā)展現(xiàn)狀［J］.上海汽車，2010（1）：21-25.

［5］張磊.燃料電池電動汽車關(guān)鍵技術(shù)探究［J］.電氣制造，2014（6）：49-52.

［6］中國汽車技術(shù)研究中心.新能源汽車藍皮書［M］.北京：社會科學(xué)出版社，2014.

［7］盧強.電動汽車動力電池全生命周期分析與評價［D］.長春：吉林大學(xué)，2014.

［8］祝毓.全球電動汽車市場及最新技術(shù)進展［J］.電力與能源，2013，34（4）：376-380.

［9］我國電動汽車標(biāo)準化工作情況解讀［J］.機械工業(yè)標(biāo)準化與質(zhì)量，2014（10）：7-11.

［10］許艷華.世界主要國家新能源汽車發(fā)展目標(biāo)［R］.中國電動汽車百人，2014.

The technologies of electric vehicle industry and its development

DONG Zhen-bin1，ZHANG Chong-chao2，LIN Yu-ming2
（1.State Grid Corporation DSM Instruction Center，Nanjing 210024，China；2.China Southern Power Grid Synthesis Energy Co.，Ltd.，Guangzhou 510075，China）

加快培育和發(fā)展電動汽車產(chǎn)業(yè)意義重大。電動汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)包括整車制造、“三大電”、“三小電”及配套充電設(shè)施等，其關(guān)鍵是電池技術(shù)。電動汽車的推廣作為一項系統(tǒng)工程，成功的關(guān)鍵在于商業(yè)模式創(chuàng)新?；谖覈妱悠嚰夹g(shù)的介紹與分析，結(jié)合電動汽車推廣現(xiàn)狀，提出我國電動汽車推廣工作相關(guān)建議。

電動汽車；關(guān)鍵技術(shù)；產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀；推廣建議

It is significant to speed up the cultivation and development of electric vehicle industry.The technologies of electric vehicle industry include vehicle manufacturing，the battery，motor，electric control，electric air conditioning，electric braking，electric turning and charging equipment etc.The key technology is about battery.The promotion of electric vehicles is a systematic project，the key to success is business model innovation.Based on the introductions and analysis of the electric vehicle industry technologies in China，combined with the current situation in promoting electric vehicles，this paper finally puts forward some positive advice about the promotion of electric vehicles.

electric vehicle；key technologies；industry status；development advice

F407.61；U469.72

B

2015-01-02；

2015-02-10

董振斌（1967），男，江蘇淮陰人，高級工程師，主要研究方向為電動汽車、電力系統(tǒng)優(yōu)化運行、高電壓技術(shù)和電力需求側(cè)管理等；張崇超（1982），男，山東日照人，碩士，研究方向為電動汽車推廣、節(jié)能與新能源產(chǎn)業(yè)政策、商業(yè)模式創(chuàng)新等；林育明（1972），男，廣東汕頭人，高級工程師，研究方向為節(jié)能與新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)、商業(yè)模式創(chuàng)新等。