电动汽车产业技术及推广

董振斌，张崇超，林育明

（1.国家电网公司 电力需求侧管理指导中心，南京　210024；2.南方电网综合能源有限公司，广州　510075）

◆营销与服务◆

电动汽车产业技术及推广

董振斌1，张崇超2，林育明2

（1.国家电网公司 电力需求侧管理指导中心，南京210024；2.南方电网综合能源有限公司，广州510075）

电动汽车是以车载电源提供全部或部分动力，由电机驱动车轮行驶，符合道路交通法规的车辆。本文论述的电动汽车包括纯电动汽车（BEV）、插电式混合动力汽车（HEV）及燃料电池汽车（FCEV）。

纯电动汽车的驱动电能全部来源于车载电源。插电式混合动力汽车是介于传统汽车与纯电动汽车之间的过渡车型。燃料电池汽车以燃料电池提供电源，目前仍待技术突破。

本文将以纯电动汽车为主，通过相关技术的介绍与分析，并结合电动汽车推广现状，对我国电动汽车的推广提出积极建议。

1　电动汽车关键技术及行业标准

电动汽车由“三大电”（电池、电机、电控）、“三小电”（电空调、电制动、电转向）、充电设备及整车制造等构成其产业技术基础。其中，电池技术是关键。

1.1动力电池技术

按材料的不同一般将锂离子电池分为磷酸铁锂电池、锰酸锂电池、三元电池及钛酸锂电池［1—4］等。不同动力电池与燃料电池性能参数如表1所示［5］。

当前，就全球锂离子电池布局来说，日本、韩国和中国占据主导地位。我国也逐步形成了以珠江三角洲、长江三角洲、北京-天津地区和中原地区为主的四大动力电池产业化聚集区域［6］。在动力电池生产制造及工程化技术领域，日本企业仍居于领先地位，韩国、中国的高端装备与技术主要从日本引入。总体而言，我国的动力电池生产技术与发达国家相比有一定差距，电池产品的某些重要性能指标仍落后于国际先进水平［7］。

就车用动力电池的类型方面，日韩企业目前以锰酸锂、三元电池（镍钴锰、镍钴铝及其混合材料）为主；中国当前主要以磷酸铁锂为主，并逐步转向三元电池；美国则是二者兼有。

由于动力电池的性能决定了电动汽车的基本性能，其成本约占整车成本的一半，动力电池的技术突破日益迫切。目前，动力电池的研发方向主要包括高容量、高输出功率、长寿命、高安全性及低成本等，同时兼顾充电时长、低温下的充电性能与高温下的循环特性等［8］。

表1　不同动力电池与燃料电池性能参数表

我国的动力电池产业除了要解决高质量的原材料（如：隔膜等）的自主生产、加快电池管理系统的研发，还需提高产品生产线的自动化程度，改进生产工艺，并降低生产成本，从而解决电池组的一致性较差、寿命短及成本高等问题。

1.2充电设施相关技术

（1）充电方式

锂电池充电方式的划分尚无统一标准，在实际运营中，交流慢充与直流快充最常见。不同充电方式由于充电过程中的电压、电流及温度等不同，将影响单体电池的性能，进而决定了电池组的性能、使用寿命等。

交流慢充：一般充电功率小（10 kW左右）；充电时间长（约5～10 h）；充电效率高，对电池影响小；设备简单，成本低；但难以满足车辆紧急运行需求。

直流快充：充电功率较大（100 kW左右）；充电时间短（15 min～2 h）；设备利用率高，可不配备大面积停车场，但充电效率低，对电池危害大。

而根据电池组的技术与使用方式，电动汽车的充电方式主要有交流慢充、直流快充、电池组快换、无线充电和移动式充电（MAC）等形式。其中，交流慢充、直流快充及电池组快换比较常见。

（2）充电设施

根据使用场合的不同，电动汽车的充电设施可分为充电桩、充电站、换电站三种类型。

充电站一般包括配电、充电、电池调度和充电站监控4个子系统模块，配置多个充电机、充电桩等可提供快充、慢充等服务。除了以上4个模块，换电站的主要设备是电池拆卸、安装设备。换电站的操作专业性强，可满足快速更换电池和电池维护等服务。

1.3产业技术标准

国际上开展电动汽车标准化工作的组织机构主要有国际标准化组织（ISO）、国际电工委员会、联合国世界车辆法规协调论坛（WP29）等［9］。

当前，全球电动汽车标准化工作主要特点如下：①标准化工作相对滞后，部分产品或技术缺乏适用标准；②各国之间技术标准规范缺乏统一，限制了市场全球化的发展；③充电设施标准缺口相对较大，且充电接口互换性标准尚未统一。

2　电动汽车推广分析

为推广电动汽车，全球主要国家出台了一系列扶持政策，电动汽车推广进程不断加快。

2.1发展规划情况

全球主要国家高度重视电动汽车，但发展的重点各有侧重。相关规划如表2所示。

各国的规划引导着自身车企发展电动汽车的技术路线：日本车企方面，本田、丰田以HEV为主，兼顾FCEV；而日产坚持PEV；美国的特斯拉坚持PEV，通用、福特则兼顾PEV、PHEV；德国的大众以PHEV为主，奔驰、宝马兼顾PEV、PHEV，宝马还兼及FCEV；我国的车企大多同时发展PEV、PHEV；法国雷诺坚持PEV。

表2　全球主要国家新能源汽车发展目标［10］

2.2市场推广现状

（1）全球电动汽车市场

当前，全球电动汽车的推广进程持续加快。据中国汽车工业协会数据，2014年，美国仍是全球最重要的新能源汽车市场，中国已超过日本成为全球第二大新能源汽车市场。

在品牌方面，截至2014年4月底，日产聆风（Nissan Leaf）是全球最畅销的电动汽车，已累计突破11万辆；雪弗兰、三菱、丰田、雷诺、特斯拉、福特、奇瑞、沃尔沃及奔驰smart分列2～10位。截至2014年底，全球销量排名前20的电动汽车品牌总销量超过31万辆。

在地区的车型选择方面，美国、日本当前PEV与PHEV销量差不多，但日本开始大量推广FCEV，而美国更偏重PEV；在欧洲，挪威、荷兰的电动汽车渗透率全球最高，目前挪威、法国的PEV销量更好，德国、英国的PHEV销售更好；我国的PEV销量更好，但PHEV的销量快速增长。

（2）我国的电动汽车推广

据中国汽车工业协会统计，2014年，我国新能源汽车产量共78 499辆，销售74 763辆，其中，PEV产销分别为48605辆和45048辆；插电式混合动力汽车产销分别完成29 894辆和29 715辆。

在新能源乘用车领域，2014年，我国八大自主新能源汽车品牌依次为比亚迪、奇瑞、吉利、众泰、北汽、荣威、江淮及广汽传祺，合计销量总占比75%。据中国客车网信息，在新能源客车领域，2014年，中国新能源客车产量为26 217辆。纯电动客车产量大幅增加，占49.22%，三龙、比亚迪、南京金龙、宇通等居前列；插电式混合动力客车占50.78%，郑州宇通独占鳌头。

在充电设施情况方面，据工信部统计，截至2014年底，为了推动新能源汽车的发展，我国已经建成723座充电站，28 000个充电桩。其中，国家电网、中国普天、南方电网及中石化等，投资建设了其中的绝大多数，社会资本也正在积极参与。

总体来看，我国电动汽车推广的热情很高，出台了大量扶持政策，但市场认可程度仍较低。而我国电动汽车的车型无论动力性能还是品牌影响力等都还很难超越日本、欧美。

2.3商业模式介绍

电动汽车推广的商业模式主要涉及电动汽车的购置、配套电源建设、充电设施的建设，以及相关资产的运营、维护等。在示范推广阶段，商业模式创新至关重要。

当前，我国的电动汽车推广主要有深圳普天模式、杭州租赁与换电模式、合肥定向购买模式等3种，但目前仍难言成熟。深圳普天模式目前主要应用于电动公交车领域，可归纳为“车电分离、融资租赁、实时监控”。杭州模式全部采用纯电动汽车和可充电式立体车库，租车站分布在城市的机场、车站、商业中心、居民小区等需建站区域，为用户提供一种在运营区域内租车自驾的出行方式。合肥定向购买模式针对特定消贾者销售电动汽车，一定程度上解决了电动汽车目前的性能不足以及充电困难等问题。

随着市场认可度不断提高以及私人市场的打开，新的商业模式层出。其中，电池的融资租赁模式、整车的分时租赁模式等接近成熟，甚至出现以互联网思维建设、管理和运营充电桩等模式。

2.4现状分析

当前，电动汽车的大规模推广应用还有很长的路要走。据普华永道数据，2014年全球汽车销量为8 600万辆，电动汽车的销量占比不到0.4%。即便全球新能源汽车渗透率最高的瑞典，2013年新能源汽车的市场渗透率也不过6.1%。而据中国汽车工业协会统计，2014年我国汽车产销分别完成2 372.29万辆和2 349.19万辆，新能源汽车的产销分别约占总量的0.3%。

当前，阻碍电动汽车推广的问题主要表现：

（1）价格偏高。即便享受大量财政补贴后，电动汽车的整体使用成本依然偏高，性价比低。

（2）核心技术待突破，便利性不足。动力电池在能量密度、循环寿命等方面尚未突破，续驶里程短，充电不方便，电动汽车的便利性大打折扣。

（3）技术标准不完善。电动汽车产业相关标准尚未完全统一，不利于形成兼容互通网络，难以共享基础设施。

（4）配套充电网络滞后。规模化的公用充电网络与目的地充电相结合，是行业长远发展的基础。目前，困扰我国公用充电网络建设的关键问题在于：①充电设施用地，尤其大城市更难以解决；②尚未建立充电设施投资回报机制。

2.5未来展望

基于前述介绍及分析，笔者研判，随着一系列扶持政策的不断发布，以及大批资本的进入，我国的电动汽车产业已具备类似风电、光伏等产业爆发前的产业基础与市场环境，新的发展高潮可能即将到来，应提早开展相关布局。

3　我国电动汽车推广建议

综上可知，当前我国的电动汽车产业关键技术及零部件制造等，与日欧美等仍有一定差距；电动汽车商业推广进展明显，但市场规模仍偏小；电动汽车的市场认可度亟待提高，私人市场亟待突破；新的商业模式正在快速形成。

在此基础上，本文对我国的电动汽车推广提出建议如下：

（1）完善产业扶持政策体系。

通过税收减免、贴息等大力扶持关键技术的研发及产业化，带动整车成本下降；加速整车补贴退出机制；加强与现有节能减排政策的互动，促进扶持政策的系统化、高效化。

（2）加强对小型化、专业化电动汽车市场的引导与培育，尽快给予低速电动车正常市场地位。

（3）通过用地优惠、建站补贴等，鼓励商业模式创新，引导社会资本参与充电服务网络建设及电动汽车推广。

（4）进一步破除地方保护。

总体而言，业界普遍认为，电动汽车代表了汽车产业的发展方向。从国家战略的高度审视，发展电动汽车有助于缓解环境与能源危机，降低原油对外依存度，促进汽车产业的转型升级并提高产业国际竞争力，大力发展电动汽车产业刻不容缓。对于我国来说，电动汽车产业作为战略性新兴产业，其健康可持续发展离不开政府与各利益相关方的共同参与、持续推动。D

［1］郭自强.电动车电池的发展现状［J］.电池工业，2008，13（1）：55-59.

［2］宋永华，阳岳希，胡泽春.电动汽车电池的现状及发展趋势［J］.电网技术，2011，35（4）：1-7.

［3］崔俊博，张勇，王晶星.电动汽车用动力电池的研究［J］.新技术新工艺，2010（9）：81-84.

［4］谢先宇，王潘，安浩，等.汽车用动力锂离子电池发展现状［J］.上海汽车，2010（1）：21-25.

［5］张磊.燃料电池电动汽车关键技术探究［J］.电气制造，2014（6）：49-52.

［6］中国汽车技术研究中心.新能源汽车蓝皮书［M］.北京：社会科学出版社，2014.

［7］卢强.电动汽车动力电池全生命周期分析与评价［D］.长春：吉林大学，2014.

［8］祝毓.全球电动汽车市场及最新技术进展［J］.电力与能源，2013，34（4）：376-380.

［9］我国电动汽车标准化工作情况解读［J］.机械工业标准化与质量，2014（10）：7-11.

［10］许艳华.世界主要国家新能源汽车发展目标［R］.中国电动汽车百人，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）

加快培育和发展电动汽车产业意义重大。电动汽车产业技术包括整车制造、“三大电”、“三小电”及配套充电设施等，其关键是电池技术。电动汽车的推广作为一项系统工程，成功的关键在于商业模式创新。基于我国电动汽车技术的介绍与分析，结合电动汽车推广现状，提出我国电动汽车推广工作相关建议。

电动汽车；关键技术；产业现状；推广建议

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，江苏淮阴人，高级工程师，主要研究方向为电动汽车、电力系统优化运行、高电压技术和电力需求侧管理等；张崇超（1982），男，山东日照人，硕士，研究方向为电动汽车推广、节能与新能源产业政策、商业模式创新等；林育明（1972），男，广东汕头人，高级工程师，研究方向为节能与新能源产业技术、商业模式创新等。