电动汽车产业现状与发展趋势：咨询工程师的思考与实践

电动汽车产业现状与发展趋势

姚捷

一、新能源汽车产业发展现状

进入21世纪，能源问题已成为困扰全球各国经济发展的重大问题，石油这一工业发展黑色血液的逐渐枯竭要求人们不断寻找新的能源，并且逐步改变目前的用能方式及结构。

传统汽车在全球保有量的不断增加使人类面临能源短缺、气候变暖、空气和水质量下降等问题。针对这些问题，各国政府部门与跨国汽车企业从不同技术路线出发，加大新能源汽车技术开发力度。

从20世纪末发展起来的现代电动汽车在新能源汽车的多种技术中脱颖而出，具有低排放甚至零排放、热辐射低、噪声低且环境友好等特点，是节能、环保和可持续发展的新型交通工具，具有广阔的发展前景（表1）。先进的电动汽车包括纯电动（BEV）、混合动力（HEV）与燃料电池汽车（FCEV）等三类。

未来的汽车仍将是以电能驱动为主，这是国际汽车界对新能源汽车发展方向的既定共识。具有高效率、无排放，不依赖汽油的纯电动汽车是将来城市用车的主要发展方向，而目前在市场上销售的纯电动汽车，以微型车为主，随着近年来动力电池技术的巨大发展，纯电动汽车技术已进入了快速发展期。

虽然混合动力不是未来汽车能源问题的终极解决方案，但作为传统汽车与未来纯电动汽车之间的过渡方案，混合动力汽车是目前较为实用的电动汽车技术。

目前大多数汽车制造跨国公司均选择开发混合动力汽车或者是纯电动汽车。

二、全球电动汽车产业发展趋势

从20世纪70年代以来，世界各主要的工业发达国家的政府和各主要汽车制造商都投入巨大的人力物力来研究、测试和试用电动汽车。

1990年1月通用汽车公司发布了第一辆电动概念车Impact。1996年12月，投入了3.5亿美元研发的经过改进的第二代EV-1电动车在美国开始销售。EV-1的最高时速可达128 km/h，0～96 km/h的加速时间为9s，但由于价格昂贵，续驶里程只有80英里，截止到2000年，EV-1仅售出110辆。

表1　2008年各跨国汽车公司、能源企业、电子企业新能源汽车领域技术开发情况

资料来源：上海科学技术情报研究所（ISTIS）。

1991年10月东京电力公司展出其研制的IZA四座电动轿车，最高车速达176 km/h，续驶里程为548 km。1995年9月，标致-雪铁龙(PSA)公司开始生产标致P106和雪铁龙AX(1996年12月改为SAXO型)两种电动轿车。

1996年9月，日本丰田汽车公司和本田汽车公司宣布他们研制的五座轿车RAV-4EV及Plus投入小批量商业化生产和销售。日产汽车公司研制的Altra电动轿车也于1998年投入小批量生产。富士重工近期推出的锂离子电池电动汽车“R1e”，15分钟可充满80%，充电1次可行驶约80 km，最大时速为100 km/h。三菱汽车推出的新一代环保型电动汽车——i-MIEV，采用16 kW·h锂离子电池，约30分钟即可充满80%电量，最大续驶里程可达160 km，最高车速可以达到130 km/h。

目前，全球电动汽车产业的发展有以下特点。

（一）电动汽车进入产业化发展阶段

电动汽车的关键技术在动力电池。显然，铅酸电池和镍氢电池的技术经济特征确实难以满足电动汽车大规模商品化要求。最近几年锂离子动力电池技术获得了突破，电池能量密度、循环次数、安全性、经济性较铅酸电池、镍氢电池等有了根本性的提升，电动汽车产业化最主要的障碍被破除，已经开始装配到插电式混合动力和纯电动汽车上。并且从锂电池技术发展的态势看，这种电池的性能还有大幅度提升的空间，其成本会随生产规模扩大而进一步下降。

虽然插入式或纯电动汽车初始购置成本比较高，但由于电动汽车单位里程所消耗的电力成本远低于燃油成本（只及后者的10%～20%，与电价有关），电动汽车全生命周期内的总成本已经与同档次燃油汽车相当或更低，对消费者开始产生吸引力。即使全球石油价格有所下降，即使近期不对燃油征收污染和温室气体排放税，如果能够尽快实现规模化生产，电动汽车的初始购置成本将下降，购买和使用电动汽车成为一个更经济的选择。

（二）各国政府加大对电动汽车产业的投资

美国提出要加大发展插入式电动汽车，认为这是美国在能源上摆脱过度依赖石油、在全球气候问题上由裹足不前变为全球领导先锋、在制造业上重获领先的一个战略性支点。美国政府及产业界在将锂离子电池研发和制造留在美国本土、推动美国成为电动汽车时代的生产制造基地方面已形成共识，在总统刚签字生效的经济振兴法案中与插入式电动汽车相关的支持费用高达140亿美元。

日本经济产业省也制订了锂离子电池研发和产业化的发展规划和实施方案，2008年度已为此拨款2800亿日元。韩国自2004年起已经连续5年每年投资100亿韩元用于开发高容量电池。欧盟则于2004年制订了“ALISTORE”计划，从2004年开始5年投入500亿欧元支持第二代电池的开发。如表2所示。(www.xing528.com)

表2　各国（地区）在电动汽车领域鼓励政策

（三）全球主要汽车公司加大对电动汽车研发和生产的投资

美国通用、福特汽车已承诺将从政府获得的200多亿美元的援助贷款多数用于研发和生产节能环保汽车。德国奔驰公司2009年将有两款插入式混合动力车投入市场，该公司宣布其中长期计划中除个别品种外，“奔驰”的各车型都将改为混合动力车。日本三菱、日产等公司也将原计划在2010年或之后推出纯电动汽车的时间提前。由于这些大公司在汽车整体设计、品牌等方面有雄厚基础，一旦其下决心投入电动汽车研发和产业化，发展势头可能很快超过那些新兴的电动汽车生产企业。

（四）美日韩等国动力电池企业加速扩张

除日本丰田、德国奔驰等汽车企业拥有自己的电池技术并加快研发外，美、日、韩等国的专业电池厂家这两年也加快发展。

（五）部分国家加快建设充电网络等配套设施

电动汽车要进入家庭必须要有便利的充电网络作支撑，美欧等国在充电网络上已先行一步。美国已经开展美国城市电动汽车使用可行性两年示范项目，建设了ChargePoint网。日本也将神奈川县作为电动车普及示范城市，规划建设充电网络。以色列重要的人口中心都局限在直径约150公里范围内，具有发展电动汽车的理想条件，正在大力推广电动汽车，已经计划建设大量充电站。如表3、表4、表5所示。

表3　国外各大汽车企业在电动车领域的发展计划

表4　国外动力电池企业发展动态

表5　部分国家充电网络等配套设施发展计划

三、我国电动汽车产业特点和政策

（一）我国电动汽车产业特点

我国的电动车研究开发布局较早，已经形成了比较完整的研究开发格局，奠定了进一步发展的基础。我国从“十五”开始制定和实施新能源汽车科技规划，产学研几十家单位参与，对各种主要技术路线都有跟踪研究。国家“863”项目共投入20亿元的研发经费，形成了以纯电动车、油电混合动力汽车、燃料电池车三种车型为“三纵”，以多能源动力总成控制系统、驱动电机及其控制系统、动力蓄电池及其管理系统三种共性技术为“三横”的电动汽车研发格局。目前，关键核心技术已有突破，形成了小批量整车生产能力，开始了区域性商业化示范运行，在2008年北京奥运会期间得到集中展示。

我国在电动车的关键技术动力电池技术方面进入了世界先进行列，具备了产业化基础。我国目前有大小几十家车用动力电池开发与生产企业，多家企业已经开发出了能量密度大、安全、稳定、寿命长的动力电池，并实现了规模化生产。现在中国是世界上最大的车用动力电池供应国。

本土制造商有技术、资源和成本优势，有可能在电动汽车领域走在世界前列。从经济上决定大规模商业化的重要因素是整车的价格，决定电动车竞争力的重要因素是动力电池的性能、质量和成本。我国在电池技术上已有自主知识产权。全球生产动力电池的主要原材料锂和生产永磁电机所必需的稀土主要分布在中国。一些企业采取深度纵向整合的生产组织方式，既保证了产品质量，又使制造成本降到极致，使得铁锂电池技术与日、美相当，而成本不足他们的一半。

我国汽车产业技术转换成本相对较低，转换阻力较小。发达国家汽车企业、石油公司和零部件等领域在燃油汽车方面沉淀了大量的技术、专利、人才以及基础设施等资产，其中很多资产在电动车时代会被搁置或改造，转换成本巨大。我国汽车产业近10年才有大的发展，因而技术上的路径依赖程度相对较弱，技术转换成本相对较低。

目前，我国电动汽车的发展已进入推动产业化的阶段，但是整车技术基本处于样车研制试验阶段，对纯电动微型车开展研发和产业化，均为改装车，缺少自主知识产权，关键零部件离规模化的商品生产还有一定距离。目前电池性能与可靠性是纯电动汽车发展的瓶颈。

（二）国家配套措施

为鼓励新能源汽车发展，我国相关配套措施不断完善，财政补贴政策也相继出台。财政部、科技部日前决定，在北京、上海、重庆等13个城市开展节能与新能源汽车示范推广试点工作，以财政政策鼓励在公交、出租、公务、环卫和邮政等公共服务领域率先推广使用节能与新能源汽车，对推广使用单位购买节能与新能源汽车给予补助。其中，中央财政重点对购置节能与新能源汽车给予一次性定额补助，地方财政重点对相关配套设施建设及维护保养给予补助。

补助标准由公共服务用乘用车和轻型商用车示范推广补助标准、10米以上城市公交客车示范推广补助标准两部分组成。其中，公共服务用乘用车和轻型商用车的补助标准具体为：混合动力车节油率在5%～40%的补助0.4万～4.5万元/辆，节油率在40%以上的补助5万元/辆；纯电动汽车和燃料电池汽车，补助金额分别为6万元/辆和25万元/辆。10米以上城市公交客车的补助标准如下：混合动力客车节油率在10%～20%的补助5万～20万元/辆，节油率在20%～30%的补助7万～30万元/辆，节油率在30%～40%的补助8万～36万元/辆，节油率高于40%的补助35万～42万元/辆；纯电动公交客车每车补助50万元；燃料电池公交客车的补贴标准为60万元/辆。

上述政策对新能源汽车的补贴力度较大，基本覆盖了新能源车与同档次同性能车之间的差价。大力度的补贴体现了国家支持新能源汽车产业发展的决心和力度，也打消了此前地方政府对采购新能源车的疑虑。可以预见，我国电动车产业发展极具潜力。