| 标题 | 我国电动汽车发展战略研究 |
| 范文 | 杨逸 石一辉 张海宽 涂国栋 李蔚 汤胜 徐琴 摘要：纯电力驱动汽车逐渐成为世界汽车工业转型升级的发展战略。近年来，我国电动汽车产业也受到了高度关注，本文从电动汽车发展机遇、面临挑战和技术路线三方面总结了我国电动汽车产业发展的主要特征，并阐述了产业发展的基本方向，为我国汽车产业升级提供了支撑。 关键词：电动汽车技术创新市场发展电池技术 1 概述 为应对气候变化、发展“低碳”经济，世界各国政府高度重视电动汽车产业的发展，并出台相应激励政策，努力促进市场发展，实现电动汽车产业升级。我国电动汽车市场前景广阔，其发展过程也日益受到政府及产业各方面的关注。为此，本文在系统梳理国内电动汽车发展机遇的基础上，分析了我国电动汽车发展在技术创新和市场发展两方面的挑战，并从电动汽车充换电设施和电池技术的角度阐述了我国电动汽车发展路线。 2 我国电动汽车发展的机遇 2.1 电动汽车上升成为国家战略 我国已将电动汽车发展提升至国家战略层面，一系列相关规划和政策的出台为电动产业发展提供了有力的政策支持。2009年3月，胡锦涛总书记在听取政协专家代表关于我国汽车动力系统转型和产业发展的战略建议后指出发展新能源汽车代表了汽车工业的发展方向；同年的8月和9月，李克强、温家宝等中央领导同志先后指出要把电动汽车产业发展作为一项系统工程进行推进，将电动汽车确立为我国新兴战略性产业之一；汽车行业“十二五”规划中，首次将新能源汽车列为中国汽车行业发展的重中之重，并提出到2015年，中国国内新能源汽车的年销量达到百万辆的目标。 2.2 电动汽车是产业发展的必然选择 从低碳经济和节能减排的趋势来看，绿色能源汽车将是未来汽车发展的必然选择。目前中国是全球最大的汽车生产和消费国之一，而城市大气污染物的三分之一又来自汽车尾气，因此我国汽车产业的发展面临节能减排的重大压力，发展电动汽车是产业升级的必然选择。 从能源战略来看，我国自2000年进入汽车产销快速发展期后，对石油的进口依存度超过了55%，如果不能有效解决国内汽车燃油需求存在的巨大缺口，能源安全将面临严峻的考验，因此，发展电动汽车是我国降低石油依赖、保障国家能源安全的战略措施。 从我国国情和特色优势来看，发展电动汽车是我国汽车工业技术转型和培育新兴战略产业的历史机遇。新能源汽车的发展将形成一条崭新的产业链条，涉及上下游众多领域，将带动材料、电池、电机、控制系统、充电设备等产业的共同发展，而根据我国的资源状况、市场特点和战略性新兴产业培育的现状，我国发展电动汽车在技术、资源、产业、市场等方面具有得天独厚的优势，特别适合推动汽车动力电气化技术转型和发展。 2.3 电动汽车产业发展是我国企业参与国际竞争的宝贵机遇 现阶段各国电动汽车的发展均处于探索、示范阶段，少部分车型发展的较为成熟，但也尚未形成垄断局面。而我国在成本和市场的优势为电动汽车的发展提供了良好的外部竞争环境，具备在世界上形成领导地位的潜力。麦肯锡中国的研究报告指出：“虽然中国迅速发展大规模汽车组装行业，但在动力技术开发方面仍严重落后于其它国家。但是，对于电动汽车，全球还没有一个国家能够脱颖而出、成为业界无可争议的领军者，而中国正面临着重塑全球汽车行业的独特机遇。” 3 我国电动汽车发展面临的挑战 3.1 技术创新挑战 尽管经过“十五”和“十二五”的科研攻关，电动汽车技术已经取得了一定的成果，但电池储能技术、电力驱动及控制技术、电动汽车整车技术和能量管理技术仍与国际先进水平存在差距。 3.1.1 电池储能技术 电池是电动汽车的动力源泉，也是电动汽车发展的最大挑战。电池储能技术的主要性能指标有能量密度、容量、循环寿命和成本等四个方面。要提高电动汽车的竞争力，则必须开发出能量密度高、功率大、使用寿命长的高效电池。从目前车用电池的发展来看，镍氢电池可能是电动汽车动力能源的首选电池，它已经规模化生产，性能稳定，并且镍氢电池的质量比、体积比、最大功率、电池寿命和重复充放电次数等指标均已达到美国先进电池联合会的要求。 3.1.2 电力驱动及其控制技术 电动汽车的驱动电机属于特种电机，是电动汽车的关键部件。要使电动汽车具有良好的调速特性，则要求电动汽车的驱动电机具有较宽的调速范围、较高的转速以及足够大的启动扭矩，并具备较强的动态制动能力和能量回馈性能。 目前，传统电动汽车所采用的直流电动机已基本上被交流电动机、永磁电动机或开关磁阻电动机所取代，这一变化趋势对电动汽车的控制技术提出了更高的要求。主流的电动汽车控制技术包括变结构控制、模糊控制、神经网络、自应控制、专家系统控制和遗传算法等非线性控制技术，但随着电动汽车控制性能在智能化等方面的要求越来越高，电动汽车的控制技术仍有待完善。 3.1.3 电动汽车整车技术 电动汽车是综合性高科技产品，除了电池、电机外，车体本身也包含很多高新技术。如：轻质材料、优质钢材、复合材料应用；通过优化结构，降低汽车自重；高弹滞、高气压子午线轮胎等方面，这些新材料的应用能有效提高电动汽车的整体性能，提升整车的续航能力。 3.2 市场发展的挑战 影响电动汽车市场发展的因素主要包括：价格、续航能力和充电基础设施等方面。在价格方面，电动汽车相对同等配置的传统汽车而言价格过高，难以激发购买欲望；在续航能力方面，电动汽车单次续航能力相对较短抑制了购买的期望；同时，充电基础设施短缺、电动车充电界面通用技术标准的缺乏以及基础设施安全性能的不足将影响电动汽车在中国的发展。 在国际电动汽车产业开始明显加速，国际汽车巨头在电动汽车研发和产业化步伐不断加快的大背景下，中国电动汽车市场发展还将面临国际竞争压力。 4 我国电动汽车技术发展路线 合理的技术路线是电动汽车产业发展面临的一个基础性问题。在政府及产业各方面的共同努力下，我国各界对电动汽车产业发展路线的认识逐渐统一，纯电力驱动汽车将作为我国汽车工业战略转型的方向。 电动汽车实现战略转型需要一个不断创新发展的过程，转型过渡期内如何优选发展路线，抢占市场主动并避免走弯路是当前阶段产业关注和探讨的焦点，也关系着整个产业转型升级的成败。其中，充换电基础设施的建设、运营更是作为电动汽车产业的重要组成部分，其技术路线选择不仅要契合我国培育产业竞争优势的目标，还要立足于整个产业核心战略路线的发展和实现。 同时，根据当前已具备的汽车发展历程和商业模式，我国电动汽车发展技术路线及电能提供方式应综合考虑多方面的要素，包括政策因素、节能减排因素、国情因素以及技术市场因素等。借鉴能源转化路径模型的分析方法可以预见，在以电能为主要车用能源的各类车辆产品发展演进过程中，两个突出问题需要妥善解决：①车辆产品与能源补给环节的协调；②发展过渡期间的战略衔接和一致性。 4.1 电动汽车充换电设施的发展路线 电动汽车的发展与其电能补给服务是不能分割的整体。在技术路线研判过程中必须认识到整车路线与电能补给技术路线的关联关系，单纯讨论“纯电动还是插电式混合动力”以及“充电还是换电”的运营方案都显得片面和不科学。现阶段，不同整车技术路线与动力能源补给服务方式相结合主要有四种主要发展路线： ①混合动力与加油、慢充方式相结合。市场化推广插电式混合动力车型，以油为主、电为辅共同提供车辆能源，其基本思路是依托现有加油站并新建部分慢速充电设施来满足车辆常规使用的需要。这一模式将利用燃油汽车续驶里程长、加油便捷的优势来弥补因动力电池技术经济性不高带来的顾虑和困扰。②电力驱动与快换、慢充方式相结合。纯电力驱动车型，将电能作为车辆的唯一能源，通过构建完善、便捷的充换电设施服务网络来满足用户的使用需求，进而弥补当前动力电池技术带来的瓶颈。这一模式中，电能补给环节采用快速换电与慢速充电结合的方式完成能量的补给为解决当前用户无法长时间等待充电与动力电池快充性能不佳之间的矛盾提供了一条途径。用户在使用过程中，根据车型、使用场景以及需求特点，自行选择快速换电或者慢速充电的配合形式。③电力驱动与快充、慢充方式相结合。这种车型仍然将电能作为唯一的车辆能源。与模式②不同，这一模式的电能补给环节由快速充电和慢速充电相结合的方式构成。电动汽车动力电池技术在实现性能较大突破后，这一方式可以很好的满足用户的使用需求。④纯电力驱动与慢充方式相结合。与模式②③相同，这类电动汽车将电能作为唯一的车辆能源，并全部采用慢速充电方式完成能量的补给。在这一模式下，充电网络建设和运营将更加简单，但由于用户对于充电方式的选择较为单一，在动力电池技术尚未突破阶段，用户很可能因对电动汽车产品性能和使用便捷性持否定意见而选择放弃电动汽车。 4.2 电池技术的发展路线 在经济性方面，纯电动汽车结构相对简单，一旦电池技术取得突破，其全生命周期内的持有成本有望低于燃油汽车和插电式混合动力汽车；在便捷性方面，纯电动汽车可通过停车位慢充与公共快换、快换两种服务方式进行动力能源补给，一旦其续航能力接近传统燃油汽车，其使用便捷性的优势将更加明显。电动汽车动力电池技术突破后，纯电动汽车在经济性和便捷性上将具备不可比拟竞争优势，但电池技术的发展对电动汽车的发展路线有较大影响。 目前，插电式混合动力技术与电池更换技术本质上是绕过当前电池技术瓶颈的两种变通形式的电力驱动方案。插电式混合动力技术是从整车角度出发，通过纯电驱动与内燃机驱动的高效混合提供解决方案，属于改良式方案；快换技术则是从电能补给服务角度出发，通过电池的快速更换提供解决方案，属于变革式方案。电池技术的发展将显著影响插电式混合动力技术的生命周期与电池更换站的功能定位。一旦动力电池取得突破，插电式混合动力技术路线很可能失去市场竞争力；若快充技术成熟，则电池更换站的功能定位更倾向于综合服务站与城市储能、应急电源站等类型转变。 5 结论 目前，电动汽车产业处于快速成长期，其技术、标准、产品、市场等各领域均呈现出快速发展、不确定性大、路线多元化等特点。与此同时，我国纯电力驱动汽车的发展目标逐渐上升国家战略。在这一历史机遇下，我国车企在自身发展过程中应结合行业发展特点，不断提升电池储能、驱动及其控制技术、整车技术的创新能力，通过市场开拓和发展，加强我国电动汽车产品的竞争力。 参考文献： [1]王相勤.当前我国电动汽车发展的瓶颈问题及对策[J].能源技术经济，2011，3:1-4 [2]贾俊国.中美电动汽车产业发展之比较[J].国家电网，2012， 15:69-71. [3]贾俊国.城市公交车电动化的研究与实践[J].城市公共交通， 2012，1:5-7. [4]张义斌.充换电服务网络助跑电动汽车产业[J].国家电网，2011，10：41-42. [5]周梓荣，邓俊彦，苏小欢.电动汽车价值链分析[J].汽车科技，2011(6):1-4. |
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