电动汽车产业现状分析与发展构想.pdf

电动汽车产业：电动汽车产业：电动汽车产业：现状分析与发展构想电动汽车产业：现状分析与发展构想 关于发展电动汽车的三点讨论 一、电动汽车技术路径的讨论 电动汽车技术路径的讨论 自上世纪 90 年代以来，随着能源问题、环境问题的日益突出，电动汽车进入了 加速发展的时期。2008 年爆发的世界金融危机，对全球汽车行业造成了巨大的冲击，加速了汽车产业的结构调整和产品转型。包括我国在内的很多国家相继出台了一系 列的政策，制订了相应的技术计划，力求在新一代汽车发展中抢占先机。由于电动车发展路线是电动汽车产业发展的指挥棒和风向标。在这里，我从几 个方面对电动汽车的发展路线进行一些分析，以求描绘出发展电动汽车的技术路径。（一）主要发达国家电动汽车技术路径 主要发达国家电动汽车技术路径 美国 美国奥巴马政府于 2009 年 8 月发布“下一代电池和电动汽车计划”：总经 费 24 亿美元，要求企业按 1:1 的比例配套 24 亿美元，发展 9 类、48 个科研生产项 目。其中，15 亿美元资助电池，5 亿美元资助电动力系统，4 亿美元用来购买 7 千余 辆全电动汽车和“插电式”电动车。（1、纯电动车最多5500 辆，续航能力为 100 英里（160.9 公里）的尼桑电动车 5000 辆，续航能力为 100 英里的先进电池电动卡 车 400 辆，100 辆电动中型卡车；2、“插电式”混合动力车 1737 辆；3、数百辆增 程式电动车（雪弗莱）；上述计划中没有燃料电动车。）。美国以增程式电动汽车为主攻方向，代表车型是通用公司的雪佛兰 Volt。日本 1 日本经产省 2009 年 6 月发布“创新能源技术计划电动汽车与电池技术”：明确提出 2013 年将开发出插电式电动汽车，2015 年再发展纯电动汽车，这是近年来 锂离子动力电池技术发展到相应水平后的必然趋势。日本以高效混合动力汽车和插电式纯电动汽车为主，代表车型是丰田公司的普锐 斯、雷克萨斯和日产公司的叶子。欧盟 欧盟国家把重点放在燃油发动机的节油减排研究上。1（二）我国电动汽车发展路线 2009 年公布的汽车行业调整和振兴规划中，新能源汽车就被列入其中并订 立下量化、具体的发展目标。原文表述：电动汽车产销形成规模。改造现有生产能 力，形成 50 万辆纯电动、充电式混合动力和普通型混合动力等新能源汽车产能，新 能源汽车销量占乘用车销售总量的 5%左右。主要乘用车生产企业应具有通过认证的 新能源汽车产品。文中未提及燃料电池电动汽车（FCEV）。我的感觉是，充电式混 合动力应该理解为插电式电动汽车，普通型混合动力应该理解为油电混合电动车。2010 年 6 月公布的关于开展私人购买新能源汽车补贴试点的通知中，国家 对于新能源汽车的发展重点在纯电动汽车，普通混合动力车则被归入节能车型，最 高补贴 3000 元。这也是政策首次将混合动力归入“节能”车型，而不是新能源汽车。这一政策表明了政府主管部门的态度，中强度混合动力日本企业像丰田、本田已经 做得很好了，国内企业很难再赶超。纯电动汽车大家都刚刚起步，鼓励政策把侧重 点放在纯电动与插电式混合动力方面。TOP10 TOP10 是由国内十家大型汽车企业联合成立的汽车产业联盟，其成员是国内销售 额位居前 10 名的本土整车企业，包括上汽、一汽、东风、长安、广汽、北汽、华晨、奇瑞、重汽和江淮。不久前，中国汽车行业的最强音 T10 已经正式商定了节能和新能源汽车发展战 略，并发布了新能源汽车发展的“渐进路线图”，即逐步由混合动力过渡到纯电动，甚至提出到 2015 年，纯电动汽车的应用达到 50 万辆以上的发展目标。（科学时报）（三）科研机构和专家观点 中国科学院：纯电动汽车为研发方向。陈清泉（中国工程院院士、世界电动车协会主席）：短途交通适宜发展小型纯 电动汽车，大型的、长距离的比较适合混合动力和增程式汽车，真正要实现大型、远程行驶要等到将来燃料电池汽车成熟以后。（分类发展）杨裕生（中国工程院院士）：以大力发展“纯电驱动”的微小型低速短程乘用车 为突破口，以增程式的大中型公共客车和中高档乘用车为主要过渡车种，向新一代 纯电动车方向跨越式发展，不宜再“合资”搞混合动力，更不该买来组装。陈全世（清华大学汽车研究所所长）：多途径，方案多元化是正确的，原因是不 知道哪条路最后能成功。2 小型、短程是发展纯电动汽车的突破口。小型、短程是发展纯电动汽车的突破口。主要理由：1.微型、小型纯电动汽车 经济上可取，技术上可行，更贴近市场，比较适合我国的国情。如，小型、微型车 使用铅酸电池售价万元，配用锂离子电池以后售价万万元；百公里耗电仅 度左右。与我国目前的消费水平相当，消费者买得起、用得起。支持专家：杨裕生（中国工程院院士）、欧阳明高（清华大学汽车安全与节能 国家重点实验室主任、国家计划节能与新能源汽车重大项目专家组组长）、周鹤良（中国电工技术学会电动车辆专业委员会主任委员）、贾新光（汽车行业资 深专家），等。（四）初步结论 关于新能源汽车路径的选择一直存在争议，可以说是始终难以趋同。但伴随天 然气、乙醇等替代燃料车的推广受挫，氢燃料电池车技术始终难以突破等因素，技 术路线之争逐渐集中到混合动力与纯电动两种路径上。目前较为一致的观点是：技术路线上：技术路线上：在我国，市场需求是多元的，混合动力与纯电动两种技术路线并 不是完全对立的，不是有你没有我，二者可以共同发展。产业化推进战略：大力发展“纯电驱动”的微小型低速短程乘用车为突破口；产业化推进战略 以增程式的大中型公共客车和中档乘用车为主要过渡车种（现在工信部提出的是混 合动力）；向新一代纯电动车方向跨越式发展。短途、市内交通适宜采用小型、微型纯电动汽车；较长距离的适宜采用混合动 力和增程式汽车。共性关键技术：共性关键技术：以动力电池（及其管理系统）、燃料电池发电系统和充电（或 加氢）网络为核心的能源系统；以驱动电机（及其控制器）和传动系为核心的动力 系统；以协调控制各个系统，保证整车安全、高效、舒适为核心的整车控制系统。二、发展中低档纯电动汽车的讨论 前面讲过，关于新能源汽车路径的选择一直存在争议，技术路线之争逐渐集中 到了混合动力与纯电动上。需要指出的是，尽管目前的技术选择上还有一混合动力 车。但是，混合动力技术无论它如何精湛也不能摆脱对稀缺资源石油的依赖，也绝 对做不到运行中零排放，还要考虑保留有足够的航空用油，石油终归有完全枯竭的 一天，最终的主流方向将是纯电动汽车。再回到混合动力与纯电动上，我们再从另外一个角度分析。在目前还有石油的 情况下，将如何选择呢？我们认为，基于以下几个理由，我国还是以纯电动汽车为 3 主攻方向。一是日本企业像丰田、本田具有较大技术优势；二是日本的“普瑞斯”1997 年已批量生产，现已经销售超百万两，国内的尚无真正意义上的批量生产批量 生产；三是国内企业缺少关键技术，即便叫的最响的比亚迪双模车，也是如此。比 亚迪的 F3DM 和 E6 两款主打电动汽车，将正式上市时间从他们宣称的 2004 年一次次 推迟到 2010 年的 3 月 29 日，但直到现在，比亚迪向私人用户成批出售电动汽车仍 然是个传说，即使有售也是局限于个别城市数量很少的示范车辆；四是即便考虑到“补贴”，仍不具备经济实用性，由于时间关系，在这里不仔细算这个帐了。从这 个角度考虑，在现在，纯电动仍是主流方向。从上述两个角度分析，我国应该把电动汽车发展的重点放到纯电动汽车上，国 内的很多专家也支持这个观点。如杨裕生院士今年 3 月份在我省电动汽车产业发展 院士论坛上建议：我国新能源汽车不宜再搞混合动力车。当然，选择混合动力还是 选择纯电动 上，是可以继续争论的。一般来说，混合动力的门槛要高很多，混合动 力车有利于维护现有的市场格局，大型汽车企业和资金实力比较强的企业，特别是 大型客车企业，乐于接受混合动力的观点；纯电动车，特别是完全纯电动车，门槛 要低很多，甚至手工敲打就可以生产出样车来，中、小型汽车企业和新介入这一领 域的科研机构、企业乐于接受纯电动的观点。如中科院，他们的观点很干脆，明白 无误地确定：纯电动汽车为研发方向，绝不走混合动力的弯路！如果我们认可纯电动方向的话，下一步怎么走，还是需要讨论的。根据性能，可以把纯电动汽车分为高档和中低档两个类型！其中，高档纯电动汽车一般采用增 程式纯电动（EREV）技术，设计性能接近传统燃油汽车，并具有空调系统。由于电 池技术很难有大的突破，可以说，纯电动汽车在相当长一段时期内，很难具备高端 产品的商业化条件，现实中全球亦无成功的先例。中低档纯电动汽车一般采用完全纯电动（EV）。其性能大致可以描述如下：1.安全。要具有较高的安全性能，也就是说，安全性能上不能打折扣；2.价格较低；如，使用铅酸电池售价万元，配用锂离子电池以后售价万万元；百公里耗 电仅度左右。3.最高时速在 100 公里左右。4.续航里程在 100 公里左右；5.车 型为微型、小型。其中，安全是最基本要求；价格较低，是与我国目前的消费水平相当，消费者 买得起、用得起；最高时速在 100 公里左右，是因为城市市内车速很少能达到 60 公 里；续航里程在 100 公里左右，是因为大多数城市居民上班距离不超过 20 公里，平 4 均不到 10 公里；选择微型、小型车型，可以节约存放空间，这也是城市轿车文化的 潮流。这里有几张国外知名车企电动汽车的图片，可以参考！中低档纯电动汽车经济上可取，技术上可行，更贴近市场，比较适合我国的国 情。市场和需求的客观存在决定了该产品的客观存在。山东等省份，中低档纯电动 汽车销售情况非常好，已经形成规模。就像电动自行车、电动摩托车一样，虽然饱 受争议，但在争议中快速发展。目前的问题：没有生产准入；现在的现实情况是延用原来的汽车资质来限制电动汽车的生产,直接剥夺了后来者参与的机会，造成了不公平的创新环境！上牌照难；郑州的有一些，是经过市领导特批的！上个拍照，要市主要领导特 批！可见有多难！无相关标准；有关标准针对的是与传统汽车性能接近的纯电动汽车，撇开了低 速、小型化的电动车。没有明确支持，甚至封杀；造成相关产品要么出口海外，要么是作为特殊场合 的专用车。结果形成一种怪象！我国的一些企业的微小型电动汽车能够出口到美国 等发达国家，却无权把车卖到国内。其中的深层次问题，值得我们深思！圈内不想干，圈外不让干。大的车企目前的日子还都不错，不愿意干，这些企 业影响着标准、生产准入的政策，出于维护现有的市场格局的考虑，也不让圈外的 企业干。我和多位专家沟通后认为：我们河南特别适合发展中低档纯电动汽车。主要理 由：1.全省大部分地市，道路平坦，非常适合性能不如传统汽车的电动汽车；2.大 多数相邻城市间距都在 150 公里以下，在电动汽车的续航能力之内；3.河南是电动 摩托车、电动自行车用户最多的省份，老百姓积累了电动交通工具的使用体验，为 电动汽车培育了庞大的潜在市场，电动摩托车、电动自行车升级版的中低档电动车 肯定会受到欢迎！4.中原城市群发展迅猛，轿车需求量巨大，为电动汽车汽车的示 范、销售提供了得天独厚的产业和市场优势。建议：采取“准入条件放宽、产品标准从严”的原则，“市场先行、低端启动、试点先行”的策略，以市场促技术的“贸工技”的产业发展模式，引导、支持相关 企业抢抓发展机遇，积累资金、积累技术、积累市场、积累发展后劲。建议：我们只要政策，不要国家的资金支持，能否向国家申请我省为发展中低 5 档纯电动汽车的试点省！三、“可快速更换电池的电动汽车”的再讨论 可快速更换电池的电动汽车”的再讨论 我们知道，关于制约电动汽车发展的瓶颈有电池技术有待进步、电池管理系统 制约、配套设施不完善、观念问题、商业模式问题等。可以说，前三个都直接与电 池有关，后面两个也与电池有关。因此，电动汽车，特别是纯电动汽车一直难于大 规模商业化的根本原因还是电池问题，或者说是电池瓶颈难题，即：电池的性能、容量、寿命、价格都不能满足电动汽车的要求。十多年前，我们河南电动汽车团队经过深入研究，最早认识到：纯电动汽车的 电池瓶颈难题並不完全在于电池本身，而是更在于电池的正确使用，并把“电池的 使用技术”当成一门“技术”来看待、来研究、来攻关，找到了引发电池瓶颈难题 的祸根蓄电池的成组效应及其发生的机理，提出了削弱“蓄电池的成组效 应”的理论与方法，并提出了快速更换电池包的思路，取得了多项成果（图）。由于 车上的电池包可以快速更换，首先，续驶里程已不再重要，这就可以使用最廉价的 铅酸电池来滿足公交车任何日行程要求；第二，电池包可以离车充电、离车维护、专业管理，只有这样才能有效实施治理电池成组效应的技术操作，从而大大延长电 池的成组使用寿命，这才能使电动车的运营成本大幅度降低。可以说，快速更换电 池包，是在更为实际的操作层面发展电动汽车的技术路径。“可快速更换电池的电动 汽车”的思路提出后，引起了很大的反响，也有非常激烈的争论。现在，10 多年过 去了，电池技术有很大的进步，再讨论这个问题，考察这个思路，我们认为，它仍 是解决电动汽车问题瓶颈的最有效方法。实施这个方法的困难不在于技术层面上，而在于全社会-从政府，到汽车企业、电力企业、电池企业能否统一认识，共同参与。最近，清华大学政治经济学研究中心研究后认为：在 20 到 30 年内，在燃料电池电 动汽车的时代没有到来之前，能够快速更换电池的纯电动汽车、增程式电动汽车和 与之配套的电池租赁、电池维护、充电服务的运营模式，是电动汽车完全实现商业 化的最佳途径这就是电动汽车已经清晰可见的“真神”！这个结论的前提是“燃 料电池电动汽车的时代没有到来之前”，由于燃料电池电动汽车（FCEV FCEV）价格高、系 FCEV 统复杂，维护困难、氢的储运困难、电氢电转换效率低，铂金的资源有限等缺 陷。国外主要国家，基本上放弃了这条技术路线。我国最近的一些引导性政策，如 汽车行业调整和振兴规划、关于开展私人购买新能源汽车补贴试点的通知也 未提及燃料电池电动汽车。照此看来，燃料电池电动汽车的时代会许只是一个梦想，6 永远不会再来，那样的话，能够快速更换电池的纯电动汽车、增程式电动汽车和与 之配套的电池租赁、电池维护、充电服务的运营模式，将真正是电动汽车完全实现 商业化的唯一途径了。该中心的研究结果与我们河南团队提出的思路不是不谋而合，可以说是共谋而 合！因为他们确实多次与我省的刘祖德教授等交流，多次考察我们河南在这个方向 上的思路、技术。站在全球的视角，清华大学政治经济学研究中心得出了这样一个 结论：坚持我国的技术路线，发展可快速更换电池的电动汽车，应该上升为国家战 略！可见，清华大学有关专家、学者对快速更换电池思路的推崇程度！实现电动汽车产业化是一个需要全社会共同参与的庞大的系统工程。采取快速 更换电池思路发展电动汽车产业更是一个全新的系统工程，不仅需要睿智的选择，更需要极富勇气的实践！中间有很多问题需要探讨。但是，这些问题主要限于管理 层面的问题，换电式电动汽车所依赖的基本上都是成熟技术，不存在难以突破的技 术瓶颈，管理层面的问题相对就容易些，只要我们企业间在利益上能够做到合理“取 舍”，总是可以找到解决问题的办法。建议：把握历史机遇，组织相关力量，从关键技术、市场需求和经济效益三个 方面，重点对“快速更换电池”等实际操作层面的技术路线进行论证，形成一个符 合我省实际、可以长期坚持的技术路线，加大研发投入力度，掌握核心关键技术，强力推进产业化进程，以实现我省电动汽车大业的“弯道超车”和“跨越发展”，在低碳经济和后危机时代的经济战略布局中取得先机。