电动汽车专业方向范文

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中图分类号：F407．61 文献标志码：A 文章编号：1005-2550（2011）06-0001-04

Analysis of Value Chain of Electric vehicle

ZHOU Zi-rong，DENG Jun-yan，SU Xiao-huan

（Lab Center of City College，Dongguan University of Technology，Dongguan 523106，China）

Abstract：The development of electric vehicle is full range of innovation in autombile industry. Electrification will obviously change the automobile industry. Autombile industry chain won’t be derived from fuel engines，but from battery and electronic components. The industry chain of electric vehicle is analyzed in this paper，and power battery and power grid will be beneficiaries. The assembly of electric cars will be simple and the suppliers of fuel and internal combustion engine won’t be optimistic.

Key words：electric vehicle；power battery；industry chain

传统汽车的发展，在改善居民生活的同时也产生了诸如能源、环保等方面的问题。发展汽车新能源、开发汽车新动力，成为世界汽车产业面临十分紧迫的任务，当代融合多种高新技术而兴起的纯电动汽车正在引发世界汽车工业的一场变革，并由此产生了新的产业链。

1 电动汽车价值链的利益相关者

电动汽车价值链的利益相关者包括政府、汽车零配件生产企业、整车生产企业、销售商、消费者、服务商、电网企业，见图1。

1.1 政府

政府将更为积极地参与整个价值链。由于电动汽车是一个新兴行业，电动汽车对未来的交通运输、能源与环境保护政策的影响，是政府首要考虑的问题。政府要制定相关的行业政策，带头参与对充电站等电动车基础设施建设的投资，政府还要通过多方协作、共享信息和管理投资使电动汽车行业健康发展。

美国、日本、德国和中国政府已经在这方面采取行动。中国政府正在出台针对消费者与设备生产商的激励政策，加速电动汽车的开发进程，截至2011年，中国已在13个城市进行大规模的电动汽车实验性试点。

1.2 研发公司

电动汽车的结构更为简单，零件数量将由目前的30 000个左右大大减少。在电动汽车设计方面，汽车制造企业为发动机开发和量产而苦心积累的专业技术将不再那么重要了，随着电动化以及电机产品特有的零部件的单元化发展，有可能省去机械零件所需的整合性设计环节。世界各国已经有许多风险企业进入电动汽车领域，开始销售从低价位到高价位的各种电动汽车，这些风险企业如Telsa、美国Fisker Automotive公司等，大部分开发都进行外包，与现有汽车制造商自己生产制造的情况相比，开发费用得以压缩而且转变为可变费用［1］。今后，这些新增企业混战其中的市场竞争将进一步加速。尤其当动力系统的电动化得到加速发展时，现有汽车制造商不仅无法让积累至今的专业技术发挥作用，现有的发动机开发技术人员等开发动力系统所需的资源也可能成为多余。

1.3 电网企业

电动汽车与电力产业密切相关，大规模使用电动汽车将开辟新的电力市场。研究数据显示，如2020年有5 000万辆电动车，年消耗电能将达2 000亿千瓦时，以0.6元/度计算，2030年新增电能消耗将达1 200亿元。毫无疑问，电网企业将是电动汽车的受益者，而供油企业的汽车市场将萎缩。

1.4 充电设施供应商

充电设施会得到发展，未来电动汽车将被更多集成到电网，为自动化供应商创造一个崭新的商业机会。这一领域的产品包括充电站和所有相关的硬件：面板、显示器、输入输出模块、电力电子、通讯硬件等等。

1.5 电动汽车制造商和部件供应商

有能力设计并生产大型锂电池或其它动力电池及与电动汽车动力传动系统相关的企业能够获得发展。目前，动力电池的成本占电动汽车的一半，电动汽车的发展将促进动力电池产业的大发展。

1.6 内燃机汽车部件供应商

随着传统汽车需求的缩减，为汽车制造商提供变速器及其它发动机部件的企业正在面临巨大风险。传统汽车必需的关键资源及核心技能，例如发动机、精密加工设备和技术，由于电动汽车电气化的大大提高，这方面的需求将大大减少。

1.7 汽车制造企业

建设传统的汽车组装工厂需要以亿美元计算的投资，并且需要在这个工厂中将总计超过3万件的汽车零件高效地组装起来的专业技术。

然而随着电动汽车的发展，可以预见不仅是研发环节，生产环节的进入门槛也将会降低。因为在电动汽车的生产中，组装零件的一部分从机械零件变为电气零件，由于这些零件的单元化而使得组装数量有所减少。所以，在组装专业技术的积累方面的竞争优势将减少，并且随着工厂建设的投资规模变小，汽车制造商所构筑的行业进入壁垒也将土崩瓦解，新企业进入将更容易。而现有的汽车制造商恐怕还会面临结构性问题，即一直以来不可或缺的发动机工厂的必要性下降。

1.8 电动汽车服务商

电力与电动汽车推进系统的转变将驱动价值链中专注于服务的元素发生变化，由于电动汽车所需保养维护相对较少，所以服务绝大部分收入来自于其他类型的服务，例如：建设、媒体、零售及广告。为传统内燃机汽车提供服务的公司将转为电动传动系统提供服务和提供充电、保养及驾驶者相关服务的收入。

总体而言，对于电动汽车，影响到这条价值链的利益相关者的三大主要因素是：1）电池生产；2）电力的使用；3）机械零部件减少。

2 电动汽车价值链的各环节价值分析

电动汽车价值链可分为三大环节：一是技术环节，包括研发、创意设计、提高生产加工技术、技术培训等环节；二是生产环节，包括采购、系统生产、终端加工、测试、质量控制、包装和库存管理等分工环节；三是营销和服务环节，包括销售后勤、批发及零售、品牌推广及售后服务等分工环节［2］。

就增值能力而言，以上三个环节呈现由高向低再转向高的U形状，即“微笑曲线”状。价值链不同环节所创造的附加值是不同的，获得的收益多少也是不一样的。靠近U形曲线中间的环节，如加工制造、装配等环节在价值链中创造出较低的附加值，因而获得较低的收益，靠近U形曲线两端的环节，如研发、设计、市场营销、品牌等在价值链中创造出较高的附加值，因而获得更多的收益［3］。

电动汽车研发是价值链的战略环节。电动汽车的竞争实质上是科技创新的竞争，电动汽车的参与者都是通过不断加大对研发的投入，增强自身的技术创新能力，占领技术制高点，提高对核心技术的垄断程度，以获取高额利润。

随着技术水平的不断提高，电动汽车电动汽车生产环节的进入壁垒将不断降低，导致越来越多的企业参与电动汽车的生产过程，这一环节的收益会减少，导致生产环节增加值不断降低，比传统汽车的将会低。

因此，能产生较高收益的领域越来越脱离具体生产过程而转向无形的过程，如研发、营销和服务等领域，因为这些活动通常是技术或知识密集型的，会形成较高的进入壁垒、较长时间的知识产权保护，如长达70年的专利技术保护和接近永久性的品牌效应，是价值链中收益的重要来源。

电动汽车服务业，除了传统汽车的销售、维修、金融（贷款，保险）、回收等行业外，还涉及到电力供给。在发展成熟的国际市场上，传统汽车服务业创造的利润是整个汽车产业的50%左右，许多汽车制造巨头的经营盈利不来自汽车制造，而是依靠相关汽车服务业来创造；电动汽车将会为充电服务业带来快速发展和利润。

电动汽车的零部件处于创新阶段，所以有着惊人的产业发展潜力。汽车的三大核心零部件是动力电池、驱动电机和整车控制器［4］，其中动力电池是电动汽车的心脏，目前电池占整个电动车成本的50%左右，如果再加上驱动系统，该占比上升至60%～70%。当然，随着动力电池技术的发展，这一比重会降低，它在电动车里的重要性已经远远超过了传统引擎在传统汽车里的重要性。

由于电池技术是关键的成功因素之一，在此领域的投资非常庞大。电池的价格过高，制约了电动汽车的规模化经济发展。当前电池的价格在4 500元千瓦时左右，预期在10年内会降至2 000元千瓦时，这主要取决于电池设计、生产流程和经济规模的发展。其下游产业锂是一种稀有金属，目前，中国、澳大利亚、智利和阿根廷蕴藏丰富的锂资源。

对于车用动力电池，正极材料、电解液及隔膜是动力电池零部件的三个投资方向。在动力电池中，正极材料、电解液及隔膜锂电池成本的比例分别为40%、10%、20%，构成了动力电池的核心零部件，对于能够应用到电动车上的动力电池隔膜，我国普通锂电池隔膜的进口依存度高达80%，更先进的干法工艺生产锂电池隔膜则还不能够实现国产化。

《电动汽车科技发展“十二五”专项规划》预计2015年中国电动汽车保有量计划达到100万辆，动力电池产能约达100亿瓦时，未来五年中国电动汽车整个产业链预计会形成数千亿元的“大蛋糕”。

其中以电动汽车的核心部件动力电池为例，若这100万辆电动轿车（20千瓦辆）都装配锂电池，假设电池价格4 500元千瓦，粗略估算，100万辆对应的市场规模将达到900亿元。而一台纯电动汽车大约需要40～50公斤的正极材料和电解液，仅生产100万辆电动车所需的锂离子电池相关材料，就将是目前全球锂电池材料总需求量的数倍。

在整个产业链条中，其关键零部件的电池、电机和电控以及其下游的基础设施配套等，都将成为新的产业增长点。

中国在电动汽车的发展中，不应走“以市场换技术”的传统汽车路线。在电动汽车产业领域，为防止传统汽车领域关键零部件的“空心化”局面的再次出现，中国汽车必须掌握电动汽车核心的研发技术、零配件和服务等产业链关键环节，定位于自主研发创新，培养自主品牌。只要掌握了产业链关键环节，就控制了整个价值链，也就获得了持续的盈利，获得了长远发展，从上游看，电动汽车可带动钢铁、机械、橡胶、有色金属、电池、电子、纺织等几十个大产业特别是加工业的发展；从下游看，可带动保险、金融、销售、租赁、培训、维修、充电站、餐饮等众多服务业。品牌是电动汽车产业重要的无形资产，是其在市场竞争中取胜的法宝。企业一旦赢得顾客的信任和忠诚，形成了强大的品牌影响力，就可以用不同的形式从某一产品、产品形象、商标或是服务中重复收获利润。

3 结论

1）电动汽车的电动化，将使目前的汽车产业链发生巨大变化，政府的作用变得十分重要，电网、电动汽车及零部件制造商将会受益，而为传统汽车制造商提供变速器、活塞及其他发动机部件的企业正在面临巨大风险，燃油供应商也将不再是服务商。

2）电动汽车由于零件的大幅度减少及电气零件的单元化，使电动汽车研发环节的进入门槛降低，组装会更简单。

3）电动汽车产业链中，动力电池是其中重要的部分，具有很大的不确定性，风险极高，是研发技术中的关键，是产业链关键环节，其它零部件生产制造的不确定性较小。

4）电动汽车的发展中，动力锂电池在未来的十年将扮演最重要的角色，由于动力锂电池的技术门坎最高，利润最集中，因此成为各国厂商积极努力的方向。如何以电池为核心，形成一个完整产业群，并大幅度地降低成本，是我国应迫切思考布局的方向。

5）品牌是电动汽车产业重要的无形资产，中国在电动汽车的发展中必须培养自主品牌，建立自己的研发、关键零配件和服务的产业链。

参考文献：

［1］ 川原英司.电动车未来十年重构汽车价值链［J］.创新时代，2010（11），44-47.

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(一)重大意义。电动汽车由于其节能和低污染等优点，成为当代汽车发展的主要方向，其研发与应用已成为汽车工业发展的整体趋势，成为汽车产业新的增长点。大力发展电动汽车产业，延伸产业链条，完善产业配套体系，对推动我市产业结构调整、构建现代产业体系、实现经济社会跨越式发展具有重要的战略意义。

(二)现状和机遇。近年来，我市的电动汽车产业已具备一定的基础，在电动汽车研发和产业化方面均实现了突破性进展，打造了一批实力雄厚的电动汽车研发机构和人才队伍，创造了一批有较强竞争力的自主知识产权技术成果。其中速达交通节能科技有限公司的电动汽车驱动再生制动控制器、内置式永磁同步电机、电池能源管理系统三大关键零部件性能处于国际先进水平；戴卡轮毂制造有限公司的汽车轮毂生产技术和产品规模处于世界前列；兴邦特种膜科技发展有限公司的纳米纤维膜性能和制造水平均处于国内领先水平；西机床有限公司的混合动力电动汽车变速箱、中原量仪股份有限公司的汽车零部件在线检测控制系统、仪电有限公司的车用开关等与电动汽车产品有关的企业均具备较高的研发能力和制造水平；化工机械有限公司、骏通车辆有限公司、新华水工机械有限公司、中天实业有限公司和西轴承有限公司等实力雄厚的装备制造工业企业，已逐步走上健康发展的快车道。国务院相继制定一系列政策措施鼓励发展电动汽车产业，全国范围内的汽车工业正处于新的调整重组期。目前，《省电动汽车产业发展规划(暂行)》已将我市确定为西纯电动轿车生产基地和纯电动汽车示范运营城市，在我市建设纯电动轿车整车试验检测研发中心。面对电动汽车产业发展的重大机遇和日趋激烈的竞争态势，各级、各部门一定要抢抓机遇，充分利用现有基础，乘势而上，强化措施，把电动汽车产业作为战略先导产业优先发展。

二、指导思想、工作思路和发展目标

(一)指导思想

以科学发展观为统领，按照统一领导、系统运作、分步实施、扎实推进的原则，坚持重点推进与多路突击相结合、自主创新与技术引进相结合、关键零部件生产与整车技术提升相结合、整车研发与示范运营相结合、政府推动与市场拉动相结合，充分依托技术和资源优势，大力发展纯电动轿车和汽车零部件产业，加快推动电动汽车产业化和市场化，迅速提高我市电动汽车产业规模和竞争优势，将我市建设成为全省乃至全国重要的电动汽车及其部件研发生产基地。

(二)工作思路

1.以电动汽车关键零部件为核心。大力支持速达交通节能科技有限公司研究、制造电动汽车驱动再生制动控制器、内置式永磁同步电机、电池能源管理系统三大关键零部件。充分发挥我市现有装备制造业能力，鼓励现有制造企业积极参与电动汽车有关零部件的研制和开发，加快整车上下游企业联合研发。

2.以纯电动轿车为发展方向。重点培育速达交通节能科技有限公司生产纯电动微型车和中级轿车，坚持以整带零和以零促整相结合，突破关键技术，推动整车、电池及关键零部件全面发展，提升产业核心竞争力，推出具有自主知识产权的纯电动轿车。

3.以示范运营为手段。立足实际，面向，率先在城市经济型电动轿车方面取得突破，使市场开发和技术成熟过程相吻合，以成熟产品带动市场开发，以成熟市场促进产品研发，加快电动汽车市场化进程。

(三)发展目标

到年，纯电动轿车年产量达10万辆以上，电动汽车关键零部件年产50万套以上，汽车轮毂年产500万只，变速箱年产10万套，纳米纤维膜年产2600万平方米，其他汽车零部件达到一定规模，形成专业化的、有竞争优势的产业集群；实现电动汽车产业年产值500亿元。

四、近期重点任务

(一)科学规划

以建设西纯电动轿车生产基地建设、纯电动轿车整车试验检测研发中心和汽车零部件产业发展为主要任务，科学规划布局，形成专业化分工明确、社会化配套协作、规模化协调发展的产业集群。

(二)建设纯电动轿车整车试验检测研发中心

以速达节能新能源科技研究院为基础，建设纯电动轿车整车试验检测研发中心，形成纯电动轿车关键零部件和整车的研发、试验、数据检测完备系统，年前通过国家级技术中心验收认证。

(三)建设西纯电动轿车生产基地

1.重点培育速达交通节能科技有限公司生产纯电动微型和中级轿车，到年形成年产10万辆的规模。尽快编制可行性研究报告，开展相关技术标准、图纸资料的设计工作，加强电动汽车各项技术经济指标的检测，实现纯电动整车规模化生产。完成电动汽车产品公告和准入，争取3-5个车型进入工业和信息化部颁布的《全国机动车辆生产企业及产品公告》。按照《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》，做好电动汽车准入的各项技术和标准的准备工作，力争到年有2-3个车型完成国家新能源汽车生产企业及产品准入。

2.重点发展速达交通节能科技有限公司的电动汽车三大关键零部件项目。以年产50万套电动汽车驱动再生制动控制器、内置式永磁同步电机、电池能源管理系统三大核心零部件为目标，全力做好项目规划、标准编制、图纸设计和项目建设的有关工作。到年，在电动汽车动力系统、控制系统、管理系统、车架制造等方面形成核心技术，尽快覆盖省内市场，并面向全国拓展。

3.做强做大汽车零部件产业。依托整车企业和骨干零部件企业，推进汽车零部件产业集聚发展，着力提高同步开发、专业制造和规模配套能力。围绕传动轴、气缸套、轮毂、转向器、减振器、车架、汽车电子、汽车装修等产品，加快推进技术装备更新改造，重点鼓励戴卡轮毂制造有限公司、化工机械有限公司、中原量仪股份有限公司、西机床有限公司、中天实业有限公司、骏通车辆有限公司、仪电有限公司和西轴承有限公司等企业参与电动汽车有关零部件的研制，形成有力支撑我市整车产业发展、有效参与国内外市场竞争的零部件产业规模。

支持戴卡轮毂制造有限公司铝合金轮毂工程技术研究中心建设，推进铸造旋压轻量化轮毂、汽车发动机铝合金缸盖缸体、轿车用铝镁合金整体式转向节和电动轿车配套等项目建设。

支持市西机床有限公司年产10万台汽车混合动力变速箱项目建设，尽快开展技术引进、图纸设计和设备购进，力争到年底形成一定规模的生产能力。

支持中原量仪股份有限公司的汽车零部件在线检测控制系统、骏通车辆有限公司发展加工电动汽车零部件、仪电有限公司的汽车专用灯、润德实业有限公司的汽车内装修等项目的建设。

4.大力发展电池隔膜材料和锂电池工业，做大做强动力模块产业。支持兴邦特种膜科技发展公司电池隔膜材料的研发与生产，特别是纤维离子膜的生产，重点加快推动年产2600万平方米纳米纤维膜项目建设，扩大市场占有率，抢占锂离子动力电池制造技术制高点，降低生产成本，加快构建汽车动力电池产业链。

(四)加快充电基础设施规划和建设

供电部门要加快市区电动汽车充电基础设施的规划和建设，加快中心城市快速充电网络建设，完善充电站网络布局，为电动汽车充电提供快捷便利条件。

(五)搞好示范运营

市政府有关部门要研究制定相关配套政策，率先在市区和各县(市)城区出租车、公务车、邮电专用车等行业使用电动汽车，以完善的示范运营带动电动汽车产业化进展。积极争取国家节能和新能源汽车示范工程政策支持。

(六)建立电动汽车城和电动汽车大学

将我市现有装备制造企业纳入电动汽车制造总体布局，通过招商引资方式引进或新建一部分技术先进的汽车零部件制造企业，逐步打造专业电动汽车制造城。充分利用现有的技术和人才优势，筹建电动汽车大学，为电动汽车产业发展提供人才支撑。

五、政策措施

(一)加强组织领导。市政府成立了以市长杨树平同志为组长的市新能源汽车产业发展工作领导小组(政文〔〕118号)，负责研究制定电动汽车产业发展行动计划，制定完善相关配套政策，协调解决电动汽车产业发展中的重大问题。领导小组下设办公室，负责做好统筹协调、政策组织实施及其他日常工作。领导小组各成员单位要加强协作，协调解决电动汽车产业发展中的有关问题，确保相关工作落实到位。有关县(市、区)政府要把电动汽车产业发展列入重要工作日程，制定切实措施，扎实有序推进。

(二)研究配套政策。积极争取国家、省对我市电动汽车的研发、产业化、生产准入、示范运营等政策支持。市政府有关部门要研究制定电动汽车研发、销售、购买和示范运营等方面的相关配套政策，推进基础设施建设和生产业发展，加快电动汽车产业化和市场化。1.将电动汽车项目纳入全市重点项目序列，建立协调推进机制，加快推进前期工作，确保项目顺利实施。2.电动汽车享受高新技术、环保、新能源、节能和综合利用等方面的扶持政策。3.从现在起3年内，对电动汽车的研发、项目建设和示范运营中涉及到市本级以下的税收，依法征收后用于支持电动汽车产业发展；涉及的行政事业性收费除上交省级以上外，其余全免。4.把电动汽车及关键零部件纳入政府采购范围。5.研究制定政府部门和事业单位优先采购电动汽车的政策措施，鼓励企事业单位购置电动汽车参与示范运营，号召全社会积极参与电动汽车的推广使用。6.启动充电维护站和停车场等公共场所充电设施建设，将电动汽车充电站建设用地纳入城市规划，按规划用途给予用地保障。利用电价优惠政策，促进电动汽车充电站正常运行。7.制定涉及公安交通方面的政策措施。

(三)大力招商引资。鼓励多方联盟，推动电动汽车企业积极开展技术和股权等深层次合作，不断拓宽合作领域，建立充满活力的开放型产业体系。加大招商引资力度，促进省内外优势零部件企业与我市有关企业开展战略合作，争取省内外汽车零部件企业落户我市。

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我们日常所说的“新能源汽车”是一个很大的概念，它指除传统柴油、汽油之外的其他方式，比如使用液化石油气、压缩天燃气为燃料的都算新能源汽车。通常业内渐渐缩小了新能源汽车的概念，近日，在国家科技部所制的十二五规划中，把节能和新能源汽车特指为电动汽车。据孙丙香介绍，电动汽车一般分为三种类别：纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池车（其主要原料为有氢燃料），这三种电动车中燃料电池的成本最高。因而国内目前对燃料电池车的研究力度不大。

目前，北京交通大学所研制成的电池管理系统在动力电池成组应用方面做出了开创性的工作，2010年占国内市场50%以上；此外，北京交通大学还设计了北京奥运、上海世博以及广州亚运会充电站等国内的大型充电站以及基于多种电力来源（可再生能源、储能）的北京乘用车以及上海漕溪示范充电站。

在高校专业设置上，对于研究生报考条件而言，目前，电力、电子学相关方向的导师比较偏爱充电设备专业的学生；而电池方向则是一门交叉学科，电气、电化学专业的学生都可以报考，最近几年北京交大电池方向研究生非想招收热力学专业的本科生，因为目前导师们正致力于将电池外形、内部反映机理结合起来进行研究，但是热力学的学生报考电池方向又有一定难度，所以孙丙香建议最好是保研或者导师推荐的形式。这个专业主要是看学生动手能力。

新能源汽车相关专业的学生就业率很高，以北交大为例，本科就业率是100%。北京交通大学的新能源研究所有120名硕士生，28名博士生。其中，60%的学生选择了风电、太阳能方向进行研究，剩下40%的学生选择了电动汽车动力电池成组应用方向。研究生学生毕业后，有10%的学生选择了读博；大部分学生去了相关研究院、研究所，包括航天二院、电科院、铁科院、天津汽研院等；还有一部分学生去了公司，如福田汽车、普天新能源、西门子、华为等等，在那里干的工作主要涉及研发、技术支持、销售。有时候，导师推荐就业也是非常好的一种就业方式，且导师推荐就业的成功几率会比同等条件下学生自己找工作的几率更高。

谈到新能源汽车产业化的时间，按电池价格下降和燃油成本上升的历史数据测算，孙丙香估计起码还有八年才能达到油电持平，“四年是电池的一个周期，八年就是两个电池周期，等到第三个周期时，电池成本大概才能和燃油车的成本持平。另外电动车技术有没有很大的突破还需要看比如电池、电机等特别是电池技术会不会有很大突破，但从长远来看，这件事很值得做。”孙丙香笑着说。

TIPS 1：新能源汽车行业的著名企业

电机类：大洋电机，上海电驱动，上海大郡，精进电动等；

电池类：北大先行，中新国安（盟固利公司），比亚迪，ATL、洛阳天空、普莱德等；

电池储能类：北京市亿能通电子有限公司、力高公司、东莞的赛微微电子公司。

TIPS 2：车辆工程专业 VS 电气工程专业

车辆工程专业是关于整车的研究，从事与车辆工程有关的产品设计开发、生产制造、试验检测、应用研究、技术服务、经营销售、管理等方面工作，研究对象为影响一辆整车性能的主要构成。

电气工程一级学科下面含有五个二级学科：电力系统及其自动化、电力电子与电力传动、高电压技术、电机与电气、电工理论与新技术。研究生阶段，一个专业下面又会分出好多研究方向，比如电力电子与电力传动专业又有大功率电源、动力电池充电机、风电并网变流器等方向。

TIPS 3：著名高校研究方向

清华大学汽车系是我国最早设置汽车专业的大学，目前他们在混合动力汽车燃料电池汽车等方面开展了相关科研工作。

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中图分类号U469 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）113-0102-03

大多数人一直有这样的疑问：为什么曾经在汽车家族中风光无限的电动汽车，非但发展不起来，反而还被内燃机汽车取代了呢？究其原因主要有三个：一是电动汽车的续驶里程较短。具体来说，使用铅酸电池，续驶里程仅为100km左右，使用镍氢电池续驶里程200km左右，离子电池的续驶里程可达300km左右，这同内燃机汽车一次加满燃油能行驶400~600km相比，差距太大，用户难以接受；二是价钱昂贵。通常电动汽车的价格为同等级的内燃机汽车的2~3倍，用户不愿承担。三是使用不方便。主要体现在充电时间长，通常为6h~8h，跟内燃机汽车加一次燃油只需要10min相比，所消耗的时间过长，效率大幅降低。此外，电动汽车的电池还存在诸如需要定期维护，充电站数量少，用户难以自行建立等弊端。所有这些问题，都导致电动汽车在与内燃机车的竞争中败下阵来。

1 从性能方面对不同的电池进行分析

通过上述分析可以看出，电动汽车使用率低、未能广泛普及的大部分核心问题还是出在电池上。众所周知，目前用于电动汽车的动力电池主要有以下几种：铅酸电池（LAB）、镍氢电池（Ni-MH）、锂离子电池（LIB）和超级电容器（EC）等。首先将三种电池的性能进行比较。

1.1 电池能使车跑多远

不同的电池可以驱动车辆行驶的里程不同。电池的比能是主要的影响因素之一。以最具有代表性的铅酸、镍氢、锂离子电池为例，在电池相同质量的情况下，统计的比较结果是：铅酸电池每充一次电，通常能够驱动电动汽车行驶约100km；镍氢电池约200km；锂离子电池约300km。这种续航能力上的缺点，以目前的技术水平，只能靠在各地建立标准化的电池充换电站来解决。并且由于各种电动汽车的型号及电池性能不一，因此在建立充换电站时，不能同以往一样，单单考虑到选址中地域等其他条件的复杂性，更应该将电动汽车电池本身性能的制约加以充分考虑，有针对性的做出不同的方案，以此来满足顾客的不同需求。

1.2 电池寿命有多久

电池寿命取决于电池品种和制造质量的一致性、使用方法及维护的状况。在通常情况下，铅酸电池单体的寿命为500次，镍氢电池为2000次，锂离子电池为2000次。而电池组寿命方面，铅酸电池为500次，镍氢电池为500~1500次，锂离子电池为500~1000次。也就是说，铅酸电池能驱动电动汽车跑5万公里，镍氢电池能驱动电动汽车跑10万~25万公里，锂离子电池能驱动电动汽车跑10万公里左右。因此，在建立充换电站时，要考虑电池维护的问题：对于电池寿命不同的汽车进行充电来说，各个充电站应具备统一的充电管理系统，就是将每台车的详细信息进行电脑录入，并进行专业化的、系统化的指导与管理。充电时，根据每台车的寿命年限、电池的型号质量等采取不同的充电方式，由充换电站专业人员进行专业指导，会大大延长汽车的使用寿命，克服了普通用户盲目用车的弊端。目前的研究和实际运作情况表明，实践中还缺少一个针对电动汽车的完整的专业化的管理信息系统及服务网站，亟待深入研究开发以优化电池更替和电动汽车的使用。

1.3 充电需要多长时间

充电时间的长短取决于电池的比功率。比功率越大，充电时间越短。但是，充电时间长短没有实质性意义，因为开发电动汽车的目标之一就是为了解决电网调峰问题，即充分的利用谷电。因此，充电时间最好是5小时左右，这样可以均匀地消化电网夜间谷电，保证电厂的电网稳定、安全和经济运行。如果想提高充电速度，就要提高电压和加大电流，甚至以牺牲电池寿命为代价，这在技术上还勉强可以做到，但在经济上是不合算的。

2 按电池种类分析其优势劣势

2.1 最广泛使用的铅酸电池

铅酸电池已经经历了150多年的发展，它的优点是技术成熟、性能稳定、成本低、管理简单、比较安全、回收利用方便，特别适合于低速、小型、区域运行的电动车辆使用。并且这类电池对管理系统的要求比较低，甚至可以忽略。因此到目前为止，在广东已经投入运行的电动车辆大多使用铅酸电池。它的缺点是：比能量低、质量大、续驶里程短、维护工作量大、使用寿命短，通常只有500次左右，而且在生产和回收过程中存在污染。

2.2 贵族身价的镍氢电池

镍氢电池的优点是能量密度和功率密度均高于铅酸电池，镍氢电池的比能量约为65瓦・时/千克，充放电效率高，寿命长；单体电池寿命可达2000次。缺点是成本高，价格为相同容量铅酸电池的5~8倍；而且镍氢电池的技术尚未完全成熟，它对管理系统的要求又很高，所以镍氢电池目前还不适合在纯电动汽车上使用，只能供混合动力电动汽车使用。因此，在充换电站建设时，如果将其纳入作为其中的一方面，对于这类电池的管理就应该启用更高层次，更高效率的管理办法，充分考虑混合动力汽车和镍氢电池在整个使用群体范围内所占的比重和发挥的作用。

2.3 新生代的锂离子电池

锂离子电池是当展最快的新一代动力电池，它的优点是比能量高，可约达120瓦・时/千克；寿命较长，单体电池循环寿命为2000~3000次；在生产和使用过程中基本没有污染，是目前综合性能最好的动力电池。如今对锂电池的技术性能和结构还在进一步研究之中。锂电池的缺点是对过充电放电和高温保护的要求都特别高，需要精密可靠的管理系统的保护，否则会存在一定的安全隐患。

大家都知道，锂离子电池是当前最有希望成为纯电动汽车使用的电池。由于它的比能量高，续驶里程可达300km左右（每充一次电），基本上可以满足用户使用的要求和习惯。，日本在前几年耗费大力气、大投入研发锂离子电池，其真正目的之一，就是为了发展本国的纯电动汽车，抢占世界市场。由此可见，锂离子电池将是我们未来动力发展的重点。

2.4 超级电容及其他

超级电容的优点是比功率很高，最高可达3000W/kg~5000W/kg，特别适合快充和快放。它可以同其它电池组并联使用，而且寿命很长，可达几万次。缺点是比能量很小，通常为3-10瓦・时/千克，一次充电只能行驶3km~10km；而且价格昂贵，因此目前只能作辅助储能装置使用。

此外，锌、铝、镁空气电池的比能量均为200W・h/kg以上，也是很有发展潜力的动力电池。目前对这几种电池的研究与开发也在陆续展开，但技术尚未成熟，仍有待加大力度继续深入。

3 充换电站运行模式设计

针对以上不同种类性能电池的分析，我们可以更加明确每种电池的应用方向，那么制定出专业化、有针对性的充换电站管理模式对其高效、合理化的运行就显得尤为重要了。

1）铅酸电池类管理

电池种类 优点 缺点

铅酸电池 历史长、技术成熟、安全性高、成本低、市场化程度高 质量大、寿命短、

比能量低、充电时间长

基于以上的特点，在建设充换电站时，由于其质量大和充电时间长的特点，我们不能只单纯偏重于换点或者充电。对于充电，其好处是：节省出人力物力，省去了卸载搬运电池的繁重过程，然而充电时间过长，严重违背了建设电动汽车充换电中，省时便捷的用户使用原则；对于换电，其好处是：节省时间，并且这项技术发展较为成熟，大大节约用户充电等待时间，但是人力物力成本较高。

由此，我们需要建立一个多方位的铅酸电池充换电模式：该模式分为机械化换电系统和慢、中速充电系统。

（1） 机械化换电系统

该系统建立在专门针对电动汽车换电方式，采用高科技机械化流程，从卸载电池、取放电池到安装电池。这一整个流程需要专业化机械设备自动完成，同时配有卸载电池检测系统，来检测电池的各项指标性能；防泄漏、防爆系统，因为铅蓄电池使用久了容易产生漏液现象，该附带系统能随时检测电池的内外部是否完好，并且有温控检测仪，能监测电池任何时刻的温度。整个过程通过电脑系统实时监控，一旦出现问题，系统会向当日在职修检人员发起联络，修检员会及时做出维修。 这种操作模式的优点显然是便捷，高效率，减少人力资源成本；但是该构想的方式真正投入到实践中去绝非易事，需要高科技机械设备作为支撑，该种设备的研发成品本，运营维护成本都将是一笔不小的数字。但一旦有关方面的机械被研发出来，其实用价值将会是轰动业界的。

（2）慢、中速充电系统

该系统建立在专门针对电动汽车充电，而且这里我们强调“慢充”，快充对铅酸电池来说，危害是相当大的。快速充电，可以达到5 C~12C，充电时间只需3min~10min，而这种方式使得电池的寿命大大缩短，就会间接提高电池运营商或者汽车用户的成本，这种方式只能是在迫不得已的情况下采用。

而我们所提到的这种慢、中速充电方式，不会给电池带来高程度的破坏，通常慢速充电在8h~10h，这种方式十分耗时，但是对于换电站管理运营商来说，存放在换电站的电池可并不只是单单的几个，而是大批量的，因此，总会有闲置的电池，换电的用户只要找到符合其车型号的电池就可以继续运行，留下来的电量不足的电池经过检修之后，可以进行慢速充电，充电的时间要和国家电网充分调节好，尽量在夜间用电低谷时期进行，起到对电网“削峰填谷”的作用，同时夜间电价更为低廉，也可以降低运行成本。

对于中速充电，大多是给那些逛街购物、短时间驾车出差办公停留时间不多的特定人群，当他们停车去做其他事情，找到周边最近的一个充电站或者充电桩，在短短的半个到一个小时之内就可以选择中速充电，两不耽误。

2）镍氢电池类管理

电池种类 优点 缺点

镍氢电池 安全性能较好、

比能量大于铅酸电池、

小于锂电池，技术较为成熟，应用于混合动力汽车 有记忆效应，充电发热，自放电率高、比能量小、且只能用于混合型动力汽车上。

据了解，镍氢电池的技术也比较成熟，未来几年里仍将是电动汽车动力的主流，所以仍将拥有一个较为庞大市场占有量，主要就是那些混合动力电动汽车，作为一种中间过渡产品，本身一定存在着必然有汽车好的优势，又有比纯电动汽车差的缺点，既然是混合动力汽车，一方面使燃油，一方面是电动汽车，我们分析一下情况，一般来说，使用混合动力型车的用户不会出现因为耗光电能而无法行驶，并且由于镍氢电池有记忆效应，在没有耗光的条件下就进行充电会使得电池的耐用性降低；另外充电发热也会使得充电过程存在隐患。因此，针对镍氢电池，需要建立更为严格的管理系统。

（1）严格温控监测系统：充换电站针对换下的电池进行集中充电管理，电池上配用温控系统，实时监控电池的温度；

（2） 充换电站内部针对电池建立现代化流水线物流运作系统，该系统类似大型物流企业的流水线操作系统，流水线操作生产可以节省人工费、车间管理的很有条理、可以提高电池管理的质量。

该模式的应用可以使得对镍氢电池的管理安全性更高、作业速度、专业化程度也得到了大幅度提升，节省人力成本。并且，由于混合动力型汽车的使用者随着电动汽车技术的日益成熟，终究会被纯电动汽车替代，而其专业化的管理操作系统在用户减少的情况下，同样可以运用到其他类型的电池中去。

3）锂离子电池管理

电池

种类 优点 缺点

锂离

子电池 寿命超长、安全性高、

大电流快速放电、耐高温、

容量大、无记忆效应、体积小、质量轻、绿色环保 成本高、

需要保护线路控制、过充保护。

锂离子电池是新生代的动力电池，优点多，缺点少。毫无疑问将会成为纯电动汽车的核心动力，也是全部电动汽车的发展方向因此，对锂离子电池的管理也将成为充换电站建设的一个发展方向。

由于锂离子电池无记忆效应，所以在充换电上的管理模式将更加灵活，用户或者充换电站运营者可以根据日电量需求量，在电池当前电量无严格限制条件下，可以随时随地充电。所以前提就是在充换电站要多建立这种针对锂离子电池的充换电桩，类比加油站的运营模式，客户可以在24小时的任何时间，利用这种自动化的充电设备进行充电。

同时由于锂离子电池具有体积小、质量轻的特点，因此人工装卸搬运操作就可以，并且大多数锂离子电池充电都很省时，因此将不会有过多的人员来操作换电过程。

那么针对锂离子电池管理就可以从三种模式方面进行建设：

（1） 首推充电设施 ：根据各地需求量的预测，建立辐射范围广的自动化管理充电站。24小时自助式充电，辅助有24小时故障报修系统，来解决随时可能遇到的突发状况。同时，在小区，大型商业区周围也可以设置充电桩，满足需求，同时分三大行充换电的拥挤现象；

（2） 跟进换电设施 ，对大型充换电站，建立集成化、流水线、自动化的操作系统，引入大型高科技设备，使得汽车换电过程更省时、成本更低。

4）超级电容及其他

目前此类的研究正在进行，目前还在完善之中，因此还不能确定出充换电模式，我们会继续跟进该类设施的建设，继续完善充换电站的建设。

4 结论

总之，世界各国都在不断加强研究和暗中较劲。如何提高动力电池的性能，减少其危害，使其广泛使用，诸如此方面的研究发展毫无疑问永远是如何使电动汽车广泛使用的核心问题，而如何建立有效的电动汽车充换电模式来服务于动力电池和电动汽车的使用则是其中关键。针对不同电池的性能要求，应用于不同电动汽车的工作特点，来建立系统性的科学的高效的充换电站，依托于有效的管理信息系统，形成点线面结合、区域优化网络布局的充换电工作模式，显然是研究的重点，值得深入思考和系统发掘。

参考文献

篇5

1.新能源汽车技术发展现状

随着环保意识和节能减排的要求，发展新能源汽车已变成了国家的重要战略，新能源汽车产业已经是低碳经济的重要典型，新能源汽车包括五大类型：混合动力电动汽车、纯电动汽车、太阳能汽车、燃料电池电动汽车及其他新能源汽车等。经过多年的开发，我国新能源汽车研发能力的增强，混合动力电动汽车、纯电动汽车、燃料电池电动汽车等新能源汽车分别完成了功能样车、性能样车和产品样车试制。同时，在新能源汽车用动力蓄电池、驱动电机、燃料电池发动机等关键零部件技术、电子控制技术和系统集成技术上取得了较大进展，初步形成新能源汽车关键零部件配套产业链。一汽、东风、上汽、长安汽车、奇瑞、天津清源公司等汽车企业积极参与新能源汽车重大科技专项，面向市场、自主创新，研发了新能源汽车整车技术，创立了新能源汽车自主品牌，成为我国第一代新能源汽车的产业化基地。

2.新能源汽车技术发展趋势

加速发展新能源汽车有其必然性，全球石油资源日渐枯竭，石油消费的高幅度增长和产量的低幅度增加，造成中国国内石油供应短缺、石油净进口量大幅度增加。发展汽车新能源是世界各国应对未来石油危机的战略选择，发展新能源汽车，无论是对节能减排还是保增长、扩内需、调结构都有着重大的意义。另外，新能源汽车节能环保，符合国家产品结构调整的政策，发展新能源汽车是解决未来石油危机的最有效办法。汽车尾气的排放已成为城市空气污染的罪魁祸首，城市发展新能源汽车，不仅能够节能，减少甚至完全不用石油，而且能够减少甚至完全没有尾气排放。中国正处在城市化高速发展期，发展新能源汽车完全符合当前我国汽车产品结构调整的方向，它不仅能有效解决中国能源与城市环保的当务之急，而且符合国家能源安全战略，也是促进我国汽车工业可持续发展的重要途径。总之，新能源汽车是我国汽车工业应对城市化、能源、环境和气候变化挑战，保持可持续发展的最佳途径，是我国国家能源安全战略，是培育新兴产业和新的经济增长点的战略选择，是在国际汽车产业在转移和转型的大背景下，实现我国由汽车产业大国向强国自主转型的最佳选择，因此，新能源汽车在国家政策的扶持下将快速发展，新能源汽车维修人才的培养也将迫在眉睫，所以建立新能源汽车维修人才培养体系也是十分必要和及时的。

3.新能源汽车技术运用人才需求

新能源汽车的快速发展必将带来对新能源汽车运用人才的需求，我校根据我国新能源汽车发展情况，成立了新能源汽车人才培养研究课题组，利用寒假和双休日分别对市区公交混合动力、新区公交电动车、康福丰田混合动力进行了市场调研，与新能源汽车技术人员和驾驶员以及相关领导进行了广泛的交流和接触，对新能源汽车进行了认识和了解，为新能源汽车人才培养研究作了一个前期铺垫。

苏州建设交通高等职业技术学校新能源汽车人才培养研究课题组对本市3家新能源汽车企业和4S店专业技术人员的调研发现：即便是在经济比较发达的苏州地区，新能源汽车维修人员也是一个空白，一些新能源汽车维护与保养全都是厂家派技术人员蹲点，在新能源汽车的企业几乎没有经过系统学习的新能源汽车维修专业人员。根据最新了解，苏州的新能源汽车在今年内将要扩容和增加，所以这方面人才的缺口将非常大。需求岗位有新能源汽车维修服务经理、业务接待、索赔管理、车间主任、技术专员、机电工、质检员、配件经理等，由于新能源汽车在实际维修中基本上没有，所以一般不特地设置岗位，都由维修电工经过短期培训后兼职担任。在学历上，对普通汽车维修人员的学历要求为高中或汽车专业中专、技校，新能源汽车对维修人员的要求必须是本专业大专以上学历和数年的汽车维修经验，学历要求相对较高。根据现阶段的发展情况，新能源汽车的运用主要以混合动力和纯电动力汽车为主。

4.新能源汽车技术专业调研

通过市场调研，大家一致认为：①新能源汽车发展前景很好，是汽车产业增长的一个新亮点。②虽然新能源汽车目前单车使用成本较大，但在城市使用环境污染小，节能效果好，社会效益显著。③新能源汽车首先推广应用在公共事业上，如公交车和出租汽车，并需国家的政策扶持。④通过市场调研，新能源汽车修理人才培养目前需求量不太大，有些技术尚在调试和研发阶段，目前着重要求相应专业教师对新能源汽车理论学习，培养他们的维修技能。⑤紧跟社会发展形势，汽车运用类专业准备开设汽车新能源维修方向特色专业，即五年一贯制汽车检测与维修技术（新能源汽车方向）专业，以适应社会发展需要。⑥建议汽车新能源维修方向特色专业以电动汽车为主要设置课程，混合动力为辅，对其他新能源汽车只做理论介绍。

二、新能源汽车维修方向特色专业建设

新能源汽车维修教学模式可先从学生选修方向开始，并根据实际发展情况逐渐过渡到开设相应专业。目前可以先开设选修新能源汽车维修选修方向班。

1.教学方向

通过调研认为目前的新能源汽车修理工作以混合动力或纯电动力汽车为主，选修方向也可以分为两个：①以混合动力为主：主要从事混合动力汽车检验与故障诊断工作，并为今后电动汽车方向发展奠定基础。②以纯电动力汽车为主：主要从事电动汽车检验与故障诊断工作、电动汽车充电和充电站的维护，并为今后从事混合动力汽车检验与故障诊断工作打好基础。

汽车检测与维修技术（新能源汽车方向)是五年一贯制专业，以培养处于技术层面的汽车维修技师一类的技能紧缺型人才为主要目标。学生经过五年连续的专业学习，应具备与本专业相适应的文化水平和良好的职业道德，能掌握本专业的基本知识和核心技能，具有较强的分析问题和解决问题的实际工作能力，可以在新能源汽车维修企业中从事新能源汽车的维护、修理、检测和保险与理赔等售后服务方面的工作。

2.课程设置

由于新能源汽车维修专业培养的是机电一体化复合型人才，因此专业基础能力方面应进一步充实电子技术原理、电机控制和驱动技术原理等内容，并熟悉这些技术在汽车上的应用；在专业核心能力的确定上，核心技能是新能源汽车的维护技能和汽车故障的诊断与分析，所以在核心基础课程中除了传统汽车各总成的修理项目外，可以增加电瓶和电机维护和更换；在专业拓展方面，可根据学生的个人兴趣爱好，通过专业选修的方式培养学生一专多能。另外，为培养学生的职业能力和形成职业技能，在对学生专业核心能力和专业拓展能力的教学中，应以企业需求为依据，以岗位为目标，突出就业的导向性，积极采用项目课程教学法，密切与企业的联系，根据企业中最常见的工作任务来确定项目，力求教学的实用性，并将工作过程程序化、规范化，着力提高学生作为一名技术人员应具备的发现问题和解决问题的能力。

3.教学方式

新能源汽车教学要采用先进的教学手段，如多媒体、投影、录像、实景式教学等现代教学手段，清楚地展示汽车各零部件结构、原理及内部运动关系，便于学生的理解和掌握，大大提高教学效果。

采用以行动为主线、以目标为指向的“行动导向”教学方法，从学生的实际和企业的实际出发，以学生为主体，发挥学生学习的主动性，充分开展师生的教学互动，为学生提供体验完整工作过程的学习机会，经历确定任务――制定工作计划――实施计划――进行质量控制与检测――评估反馈的整个工作过程，增强学生适应企业实际工作环境和解决综合问题的能力，使学生有机会在一定程度上根据需要选择学习进度、学习资源和学习方法，并评价自己的学习成果。

新能源汽车检测与维修是一项技术实践性很强的工作，为切实培养学生的实践技能和工作能力，应加大实践教学的力度，保证每一位同学能亲自动手反复操作，以巩固和运用所学知识，提高操作技能和解决实际问题的能力及水平。现代汽车修理需要“检查靠资料，拆装靠设备，检测靠仪器”的现代汽车维修方式。诊断人员要懂原理、会分析、能推理、巧诊断，对新能源汽车故障排除同样要有特殊的逻辑推理能力。

4.教学评价

技能考核方法及流程方面，在评价方式上可以邀请一线工作人员、专家和教师共同参与评价，多采用现场操作演示评价方式进行参考或进企业现场操作。在评价的内容上，应结合新能源汽车职业资格证书的标准，在原有等级工考核的基础上增加交流电工和高压电工证的要求。在评价标准上，要变“学过什么课程”为“能做什么事情”，要学以致用，考以致用，真正提高学生的岗位能力和竞争能力。

三、新能源汽车教学专业师资队伍建设

培养学生职业技能的能力是职业教师专业知识架构的重要一环。称职的专业教师不仅需要掌握扎实的基础理论，精通专业，时刻把握本专业发展的脉搏，而且必须具备丰富的实践经验。指导师傅必须具备几项条件：一是具有系统的新能源汽车专业知识；二是具有较强的专业技能和丰富的专业实践经验；三是具有良好的职业道德；四是懂得如何传授技艺，有能力完成培养计划；五是仍在现场从事本专业的生产工作。因此对于具备基本条件又愿意承担指导学生的技术工人可以授予指导师傅的资格。

要制定本专业教师新能源汽车维修技能的能力培养计划，并经过培训考核；每一、两年分批组织轮训一次，以保证知识和能力能适应新能源汽车的发展变化。

通过―些鼓励性的政策措施，分期、分批将部分在校教师送到维修企业生产第一线去顶岗实习，在实践中掌握岗位技能，掌握新能源汽车最新的技术发展动态，及时进行知识更新、拓宽视野和调整知识结构，提高自身的实践动手能力，并直接从企业获得信息的反馈。

加强教学科研工作，在教学的基础上进行新能源汽车故障、新技术的研究，为维修企业和今后的教学提供技术支持，使学校真正成为汽车维修行业的技术引领。

聘请行业和企业的新能源汽车名家、高级技术人员到校任教，做学术讲座，进行技术合作或担任兼职教师，进行教学交流和参与教学。