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

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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。

篇6

（Changchun Automobile Industry Institute，Changchun 130013，China）

摘要：对比常温和低温两种外部环境条件下温度对电动汽车性能的影响，找出适合本地化的电动汽车电池温度控制方式，有利于降低生产成本。

Abstract： This paper compares the effect of temperature on the performance of electric vehicles under common temperature and low temperature conditions to find suitable battery temperature control way of electric vehicles and reduce production costs.

关键词 ：低温环境；电池容量；电动汽车性能；电池加热方法

Key words： low temperature environment；battery capacity；the electric vehicles performance；battery heating method

中图分类号：U469.7 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）18-0150-02

作者简介：李春明（1966-），男，吉林蛟河人，教授，长春汽车工业高等专科学校校长，专长汽车电控；赵宇（1968-），男，吉林大安人，教授，汽车工程学院院长，专长汽车电控；赵振宁（1978-），男，吉林榆树人，助教，新能源汽车专业负责人，研究方向为新能源汽车。

0 引言

在夏季，电动汽车行驶，驾驶员的扭矩申请要求电动汽车电池都能满足，而不影响电池的寿命。但在中国东北三省以及西北部一些省份的冬季条件下，最低气温可能达到-20℃（更低温的环境，建议采用其它交通工具）。因此研究不进行保温控制下的锂离子电动汽车的性能差距，以及研究电池包加热成本对电动汽车生产是很重要的。

1 电动汽车和电池参数

为了进行对比，选定的电动汽车的汽车参数见表1，测试电动汽车的电池参数见表2。

2 数据采集途径的对比

电池容量计算途径。一种采集途径是电池生产厂家提供的所配容量电池的不同温度和不同容量下的最大允许放电电流，数据较粗糙。另一种采集途径是汽车制造厂委托电池性能测试机构通过不同低温和在试验室测定电池的放电情况，第二种情况更准确，因为这些试验更多考虑了汽车上的情况。

两种温度下的电池组充放电试验数据（见表3），可见在低温情况下充电容量和可放容量受到很大的影响，因此会严重影响汽车的动力性能。

3 常温和低温电动汽车性能仿真对比

低温环境对电动汽车性能的影响的公式获取途径是汽车的性能评价指标，这在本科教材汽车理论可以查得续航里程、爬坡度和0～50km/h的加速时间计算公式。公式中关于汽车本身的设计结构数据要代入ADVISOR仿真软件。进行仿真汽车性能计算，是否达到设计要求，特点是参数不可能绝对真实。实车在冬季测试汽车的里程、加速和爬坡三大性能，特点是结果真实，但无法为以后开发提供理论依据。经ADVISOR仿真后的汽车指标（见表4），可见低温对电动汽车性的影响很大。

因此对北方地区的电动汽车进行加热和保温控制是十分重要的，成本计算，增加成本包括保温型电池箱、加热源成本，以及初期的设计成本。这里初期设计成本可以不计，只考虑市场化生产的成本问题。同时也要增加电动汽车整车保温的效果，有利于减少冬季暖风加热的用电量。打开全部电热热器的功率为10kW（和车内空间有关）一个小时则消耗掉一度电，电能在电动汽车上是十分保贵的。三个半小时一般电动汽车电耗能在近35kWh。

4 不同加热电池方法的效果对比

若对电池采用了加热措施，就可以不考虑低温环境对电动汽车性能的影响，所以加热方法很重要，不同电池加热方法的温升效果数据对比（见表5）。

不做加热和保温的8米纯电动中巴车汽车成本在420000元，保温设计目标为10℃时，不同加热方法和保温成本见表6。综合表6的计算比较可知实际成本较低，切实可行的市场定位方式是加热套方式。

内部加热法加热速度非常快，但处在实验室阶段，在实际的电动汽车上还无法使用。

加热套的加热方式，可以缩短加热时间，使电池单体均匀受热，减少能量损耗，这种加热方式最可行，但也有夏季散热不良和开箱取加热套的不便。

加热板的方式对电池组进行加热，这种加热方式虽然结构简单，但是加热时间长，加热后会造成电池包内温度不均匀，而且能耗比较大。

5 结论

本研究通过某型纯电动中巴车汽车整车数据在低温和常温两种温度下的汽车性能对比得出北方冬季低温对电动汽车性能的影响。并通过加热成本计算比较了不同加热方法的成本，具体细节由于篇幅不能一一列出，希望对开始从事电动汽车的人员有一定的帮助。

参考文献：

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早在世界电动汽车仍处于徘徊期的本世纪初，我国就从维护国家能源和环境安全、增强汽车核心竞争力的角度，举国家科技之力，投入8.8亿科技经费实施“十五””863计划电动汽车重大科技专项，带动产业界和地方配套投入24亿元，确立了以纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车以及电池、电机、电控关键零部件技术为主体的“三纵三横”电动汽车研局，组织国内上百家产学研单位进行大规模、有计划、高强度的电动汽车技术攻关，完成了中国电动汽车产业前期技术的原始创新和集成创新； “十一五”期间，我国又投入11亿元科技经费，组织实施863计划节能与新能源汽车重大项目，使电动汽车863计划立项课题总数超过500项，以企业为主体，汽车、电池、电力电子、充电加氢基础设施等行业产学研参与单位总数超过千家。产学研协作重点突破整车集成技术、动力系统平台技术以及关键零部件技术，全产业链范围内掌握电动汽车关键技术，实现了新能源汽车产品的初步产业化和规模化示范。

发展混合动力汽车，主导汽车节能环保技术产业化

混合动力汽车技术被普遍认为是汽车节能环保的主要解决方案，世界上也只有少数几家大汽车公司掌握了核心技术并实现了产业化，2000年之前在我国还是空白。从“十五”开始，863计划电动汽车重大科技专项开始支持几家主要汽车企业和混合动力客车企业，攻克了电机电池多能源动力总成控制、混合动力发动机匹配、制动能量回收等关键技术，匹配、优化混合动力系统技术平台，开发出轻度、中度、深度以及plug-in混合动力乘用车和客车。由“十五”期间几十辆规模试运行，增加到2009年底混合动力客车2000辆以上、混合动力轿车百辆以上的“十城千辆”工程示范运行规模。对混合动力汽车产业化实现了有效的科技支撑。

目前，我国已有73款混合动力汽车进入汽车新产品公告。产品依托各大汽车企业自主开发的车型平台，面向市场设计，依据混合度不同节油率达到10%- 40%，在成本价格、节油效益等方面具有较强竞争力。混合动力客车方面，一汽、东风、五洲龙、南车时代等单位研发的串联、并联式混合动力客车，平均故障间隔里程由2008年的3000公里提高到4200公里以上，混合动力主要部件首次大修里程达到8万至10万公里。自主创新的混合动力客车产品应用规模进入世界前列，技术水平处于国际先进水平，已经具备一定的产业化优势；混合动力轿车方面，一汽、长安、奇瑞等研制出双电机深度混合动力轿车，NEDC工况下的油耗为5.3L/100Km，与传统车相比节油大于40%；研制出ISG混合动力轿车，采用1.5L汽油机，通过13KW电机调节，可达到与2.0L发动机相当的动力性，节省燃油20% 以上。在“十城千辆”工程上百辆规模的示范应用中，性能表现稳定、节油效果良好，有望进入世界混合动力汽车和插电式混合动力汽车先进厂商之列。

随着“十城千辆”节能与新能源汽车示范推广工程的开展，混合动力汽车具备了良好应用环境，我国将有更多的汽车企业将其作为自主创新和节能环保技术产业化的主攻方向。通过节能环保混合动力汽车的示范应用，树立自主创新的自信心，提升骨干企业的创新能力和创新环境的建设，推动汽车工业产业结构升级。

发展纯电动汽车，形成具有中国特色的新能源汽车产业链

2001年开始，在863计划的支持下，我国汽车企业联合动力电池企业、电机企业开始纯电动汽车的规模化研发。围绕锂离子电池等先进车载能量系统技术、动力系统匹配技术、智能充电技术，整车智能控制和通信交互技术等领域，纯电动汽车关键技术得到攻克。在一些骨干企业和科研机构建立起纯电动汽车动力系统技术平台，带动奇瑞、比亚迪、长安、江淮、众泰、北汽、上汽、广汽、安凯等十几家汽车企业研发出多款纯电动汽车产品。新一代纯电动汽车产品覆盖从微型轿车到大型客车的产品系列，126款纯电动汽车进入汽车新产品公告，批量示范应用在中国“十城千辆”示范工程，并实现小批量出口欧美市场。配备高能锂离子动力电池的纯电动客车2006年开始在示范城市公交线路稳定运行，其电池组快换技术开创国际先河。12米纯电动客车整车能量消耗率降到83.8kWh/100km，达到国际先进水平；纯电动轿车方面，最高车速达到120公里/小时以上，一次充电里程超过180公里，制动能量回馈对续驶里程贡献率达到18%，动力系统经受住等效15万公里的耐久性实验，A级纯电动轿车百公里电耗降到16.5千瓦时。纯电动轿车通过国际认证，出口欧美。

目前，在我国，顺应世界汽车技术转型趋势，纯电动汽车利用巨大的市场容量需求和细分市场，优化使用效率，正在逐渐成为公共交通和个人交通的组成部分。我国自主研发的电动汽车整车产品,各具独特技术特征,拥有全部知识产权, 全产业链范围内掌握了电动汽车关键技术，涉及整车平台及关键零部件、充电基础设施和加氢基础设施等。无论是产品、标准、市场、产业链建设，还是基础设施建设、示范推广政策等发展环境，中国已走在了世界前列，已具备培育和发展新能源汽车战略性新兴产业，实现了跨越式发展的第一步。

发展燃料电池汽车，抢占汽车动力系统技术发展制高点

为了在日益激烈的国际竞争中占据主动，抢占汽车动力系统技术制高点，国家863计划从“十五”开始扶持包括燃料电池发动机在内的关键零部件技术进步，同时大力支持动力平台技术和整车集成技术的开发和创新，强调整车和动力平台的引领与带动示范作用。通过充分的创新挖潜，攻克了燃料电池轿车动力系统集成、控制和适配等关键难点，建立了具有自主知识产权的以电电混合、平台结构和模块集成为技术特征的燃料电池汽车动力系统平台，并成功开发““超越”系列、上海大众帕萨特领驭、上汽集团“上海牌”、奇瑞“东方之子”、长安“志翔”和一汽“奔腾”燃料电池轿车，成功开发燃料电池客车。研发的“超越二号”和“超越”三号“燃料电池轿车，分别参加2004和2006世界必比登新能源汽车挑战赛，与美国通用、福特、德国大众、戴克以及日本等汽车公司研制的燃料电池轿车同场竞技，在7项技术测试中分别取得5项和4项技术A级奖，综合成绩名列前茅，而且燃料经济性和车外噪声测试指标位列第一。随后，研制的新一代燃料电池轿车动力平台0-100km/h加速时间达到15s，最高车速达到152.1km/h，最大爬坡度为20％，续驶里程达到319km，氢燃料消耗率1.192kg/100km；研制的燃料电池客车氢燃料消耗量降低到8.5千克/百公里以下，在车辆性能和配置基本相当的情况下，生产成本不足国外的50%。

在中国特色的科研与示范考核相结合新能源汽车研发推动下，20辆帕萨特领驭燃料燃料电池轿车，圆满完成马拉松赛引导等奥运任务。2009年，16辆奥运燃料电池轿车参加美国“加州燃料电池伙伴计划（CaFCP）示范运行，进行了城市道路、乡间道路、高速公路和综合道路示范运行。在近半年时间里，各车在各种复杂的外部情况下均表现良好。2010年，我国自主研发的80辆燃料电池轿车和100辆燃料电池观光车，6辆UNDP燃料电池城市公交客车圆满完成世博示范运行，行驶超过90万公里，载客超过180万人次，其中接待VIP超过6000人次。世博燃料电池汽车大规模、长时间、高负荷的运营，为开展燃料电池汽车的技术研究、产业化推进、示范运行组织等提供了积累经验和总结完善的前所未有的机会，对我国燃料电池汽车领域的技术发展及产业化研究具有重大意义。

燃料电池汽车动力系统平台、关键零部件及储氢、制氢技术的不断突破与进步，为中国实现汽车工业跨越式发展提供了技术支撑，引领中国汽车技术走向未来汽车技术制高点。

篇8

【中图分类号】F426 【文献标识码】A 【文章编号】1004-6623（2012）05-0050-05

从目前技术条件和市场环境来看，电动汽车的价格偏高、续驶里程短、技术可靠性和安全性弱、充电不方便、市场认知度不高，电动汽车离产业化还有很长的一段路要走。商业模式创新有助于突破电动汽车产业化瓶颈，为电动汽车市场推广和普及提供一种新型解决方案，有助于我们准确把握电动汽车的发展脉搏，为电动汽车尽快实现产业化，面向大众市场，提出前瞻性和系统性的战略思路和对策。

一、我国电动汽车商业模式推广现状

电动汽车商业模式主要涉及两大核心问题，一是购买和使用模式；二是能源供给模式。第一种模式包括租赁和购买两种子模式。租赁的优势在于短时、方便，缺点在于租赁价格较高；购买的优势在于所有权完整，缺点在于消费者承担车辆风险。购买又包括整车购买和裸车购买+电池租赁两种形式，整车购买的缺点在于价格较高，优点在于所有权完全转让；裸车购买+电池租赁的优点不仅在于购买成本较低，用户可以选择不同品牌的电池，但缺点是发生事故时电池与车辆的责任很难界定。第二种模式包括换电和充电两种子模式。换电的优点是时间短，缺点是需频繁更换电池，接插件易损坏，成本较高；充电的优点在于地点约束较小，但缺点是充电时间较长。其中充电又包含集中充电和分散充电两种形式，集中充电优势在于特定地点充电，便于电网改造，且易于维护，缺点是充电自由度较差；分散充电优势在于充电自由度较高，安装简单。

我国现有电动汽车商业模式，是在2009年启动的25个“十城千辆”示范城市项目中进行摸索和推广的。目前国内电动汽车商业化运作主要有三种模式，以城市特点划分，分别是以电池租赁为代表的深圳普天模式、以整车租赁为代表的杭州短时租赁模式和以整车购买为代表的合肥定向购买模式。三种模式市场切入点各不相同，各具特色和优点，可以为我们下一步推广商业模式提供借鉴。

1.电池租赁模式

电池租赁模式以深圳普天模式为代表，目前重点应用于电动公交车领域。普天公司先整体将电动公交车买下，然后将车和电池分开销售给公交公司，公交公司只需支付裸车（不含电池）的价格，电池则以租赁方式分8年付款，公交公司由于无需一次性承担电动汽车的高昂价格，大大缓解了资金压力。实时监控是融资租赁后的衍生服务，普天通过实时监控系统，监测电动公交车的行驶状况、充电状况、电池状况，保证了电动公交车的安全运营，实际上是给客户提供一种全新的服务和体验。该模式比较适合于政府批量采购并且需要保证运营安全的公共服务领域，如城市邮政车、城市物流车、市政环卫车等。

2.分时租赁模式

分时租赁模式属于整车租赁模式。杭州Evnet“分时自助租车系统”在浙大科技园、赛博创业工场、浙江传媒学院、兰庭国际公寓、阿里巴巴滨江园区，设立租车点，共投放20辆车，包括Smart、MG3、熊猫AT、比亚迪F3DM等车型。会员通过网上预订、刷卡用车、方便快捷。分时租赁模式的优点在于方便、价格便宜，以Smart为例，9点到17点租金为27元/小时，17点后可提供“上下班”服务，租金为60元，再加上里程费（一般是0.5元/公里1，这比传统汽车租赁以及打车要便宜很多。一些年轻白领，既有用车需求，又承担不起养车费用，分时租车模式较好地满足了这部分消费者的用车需求。旅游城市也可拓展电动汽车租赁业务，旅游城市流动人口较多，租赁用车需求较大，电动汽车租赁既符合环保需要，又保证方便快捷，比较容易为市场所接受。

3.定向购买模式

定向购买模式属于整车购买模式。合肥市江淮集团通过定向购买，销售了585辆同悦电动汽车，主要面向内部员工和供应商。每辆车国家补贴4.5万元，合肥市政府补贴1万元，江淮补贴3万元，补贴后车价在6.5万元左右，基本与同级别传统内燃机汽车价格相当，但电动汽车每百公里费用节省率高达70%。定向购买模式的优点在于企业针对特定消费者销售电动汽车。消费者的用车路线固定，用途相对单一，如仅上下班使用，并且充电地点相对固定，便于车辆集中充电，只要在固定地点设置充电桩，就能满足消费者绝大部分充电需求。这种模式在一定程度上解决了电动汽车性能不足以及充电困难等问题。政府公务车领域、大集团员工等细分市场都比较适合推广定向购买模式。

上述三种商业模式主要集中于电动汽车购买和使用模式的探讨，电动汽车商业模式还包括能源供给模式，即充电和换电模式的选择。目前，企业界对充电和换电还未达成一致，整车企业主张充电模式，电网企业主张换电模式，从全国推广应用的情况来看，选择充电模式的电动汽车较多。事实上，充电和换电并没有严格的好坏之分，无论是充电还是换电，关键是要与电动汽车的技术特点以及市场需求结合起来。

二、商业模式推广过程中存在的问题

1.地方政府缺乏科学的商业模式系统规划

目前，电动汽车商业模式的推广由各地方政府主导，主要考虑当地整车企业利益，普遍缺乏一套科学和系统的规划作为指导。各地方政府在选择商业模式的时候，往往没有结合本地区的特点详细论证，制定综合规划，只是简单地选择充电或换电模式进行推广，也没有关注和研究电动汽车商业模式推广与城市建设、交通规划、电网改造、土地供应、补贴资金等各个环节相结合的问题。如果对这些问题不分析清楚，商业模式就很难获得进一步的推广。地方政府缺乏科学的商业模式推广规划，一方面导致目标和方向不明确，进展缓慢，另一方面又容易造成盲目投资，乱上项目，导致资源浪费。

2.围绕商业模式运营的利益分配机制还未形成

商业模式运营的利益主体较多，涉及供电企业、运营企业、配套企业、整车企业、电池企业，企业之间在商业模式的推广和运营模式上未能达成一致，整车企业与电网在充、换电模式上存在分歧，运营服务企业对供电保障还存在顾虑，换电模式下如何分配政府补贴资金，充电设施运营利润分配还不明确，这些问题归根结底是我们目前还没有围绕商业模式运营，建立一套使各方受益的利益分配机制。利益分配机制的缺乏，影响企业的积极性，企业相互之间不能形成合力，商业模式推广的内生动力减弱，最终将制约电动汽车产业化的发展进程。

3.地区之间商业模式缺乏协调机制

现阶段，缺乏针对不同地区推广商业模式的统一协调机制。充电和换电模式所需要的基础设施完全不同，如果充电模式区域和换电模式推广区域缺乏有效衔接，一旦大规模推广开来，将大大制约我国电动汽车产业化进程。特别是毗邻的城市群，在地域环境、城市面积、人口规模、经济水平、文化理念等方面的相似点较多，城市在选择本地商业模式时，需考虑与其它城市商业模式的兼容和衔接，进行统一规划和统一协调，使电动汽车能够在更大范围内推广和使用。

4.充电设施建设与城市建设规划对接不足

充电基础设施对商业模式推广至关重要，如果基础设施不完善，纵使有再好的商业模式，电动汽车也难以推广开来。充电基础设施要与城市建设规划紧密结合与衔接。城市定位、功能区分布、CBD规模、居民住宅建设等方面将影响城市充电基础设施总量和区域分布，土地供应、电力供应、小区物业、公共停车场、公交场站的分布等方面将影响充电设施的运行保障。这些问题的解决早期需要政府统一规划和协调，由政府主导，通过完善相关法律法规，使充电基础设施与城市建设和发展相匹配。

三、商业模式创新的发展思路

建立适应我国国情的现代电动汽车商业模式综合体系是我国电动汽车产业化发展的目标之一，在这个过程中需要把握以下几个原则和方向。第一，前瞻性。新技术出现以及外部环境变化，都将给电动汽车的商业模式创新提供巨大的机遇，促使商业模式创新发生质的变化。第二，系统性。电动汽车商业模式的发展必须紧跟电动汽车行业的发展。还必须考虑到其它行业的发展。第三，多样性。电动汽车商业模式在不同地域、不同领域的推广上不能搞一刀切，要具体情况具体分析。我国地域广阔，地形复杂，不同区域地形、气候、文化和习惯差异较大，而且城乡之间存在较大差异，电动汽车商业模式的推广需要有针对性地进行创新，具体来说，公共领域与私人领域商业模式可以不同，城市与城市之间商业模式可以不同。第四，实践性。电动汽车产业的发展是一个长期、复杂的过程，在不同阶段、不同地区、不同领域的发展都不尽相同，要经过反复实践，总结经验教训，在实践中找出适合中国电动汽车发展的商业模式。我国已经在深圳、杭州和合肥等城市率先尝试推广不同的商业模式，需要在实践过程中不断发现问题，总结经验，并持续改进，为我国全面进行商业模式的推广和创新提供强有力的实践支持。

在综合考虑电动汽车特点和市场定位的基础上，结合不同城市和不同领域的特点，我们提出我国电动汽车商业模式的发展思路。

（一）大城市商业模式推广思路

1.电动公交车可主要考虑电池租赁模式。电动公交车的购买模式更适合选择电池租赁模式。电动公交车价格昂贵，关键是电池价格较高，大约占总成本的一半以上，而一般公交公司经费有限，很难一次性支付电动公交车的购买成本，同时，公交车使用频率较高，电池消耗较快，如果由公交公司完全承担电池成本，显然是不经济的。如果选择电池租赁模式，由厂家或第三方提供电池租赁服务，电池维护、回收都由专人负责，不仅能够有效降低公交公司的采购成本，而且能够保证电池的安全性。

2.电动出租车在条件允许的情况下可采取集中换电模式。大城市市区范围较大，居民出行距离较长，出行路线也不固定，如果采用充电模式，电动出租车一天至少要充2、3次电，即使快充每次也要20分钟左右，很难被出租车司机所接受。换电模式则能有效解决上述状况，换电模式时间短，一次换电一般不超过5分钟，与传统汽车加油时间差不多。大城市电动出租车选择换电模式另一个原因是，大城市出租车车型基本固定，电池的规格和大小可以标准化。以北京为例，基本只有捷达和现代两款出租车，换电运营企业只需配置1～2种型号的电池，就可以满足出租车的换电需求，便于企业规模化经营，提高效率，降低运营成本。

3.私人电动汽车以整车购买为主，裸车+电池租赁为辅。目前消费者购买传统汽车大多为全款购车，使用分期付款或融资租赁方式较少。电动汽车是一种新鲜事物，代表先进技术，一般只有家庭收入较高的人群才会考虑购买电动汽车，他们并不太关注电动汽车的价格，而是关注电动汽车带来的不同体验。因此，大城市私人购买电动汽车可考虑以整车购买模式为主。当然，除整车购买之外，裸车购买+电池租赁也是一种较为有效的购买模式。对消费者初期接受电动汽车具有一定的优势。同时，裸车+电池租赁模式还要考虑到城市消费文化的特点，例如从地域文化特点来看，沿海城市创新意识较强，消费者对新鲜事物的接受度较高，而北方城市消费者对待新鲜事物更加慎重，一旦推广开来，而事故责任界定、保险理赔的制度又跟不上时，就容易引起纠纷，对社会造成负面影响。

4.城市核心商务圈可推广电动汽车租赁服务。城市核心商务圈如CBD、产业园等特定区域内的企业众多，企业员工在工作期间的业务用车需求量大，又相对集中，而租赁电动汽车比打出租车便宜，也比传统汽车租赁便宜，可以为企业节约大量用车成本，同时，业务租赁用车的单次出行距离路线明确，业务结束后仍返回原地，具备点对点服务和充电的优势，便于租赁公司集中管理和维护。

（二）中小城市商业模式推广思路

1.电动公交车和出租车可首选充电模式。中小城市城区面积较小，居民出行半径不大，对电动公交车和电动出租车的续驶里程要求相对较低。中小城市公交车单次往返大约40公里左右，一天4～5次，日均出行距离基本不超过200公里，而且夜间9～10点公交车就基本停运。以目前的技术水平来看，电动公交车一次充满电，基本就能满足日常行驶里程需求，车辆白天无需频繁充电，只需利用夜间空闲时间，在公交场站集中进行充电即可。中小城市出租车日均行驶距离虽然比大城市要低，但一般也在200～300公里之间，然而，由于经济水平和生活习惯的原因，居民对出租车夜间需求较小，政府可对出租车进行合理调配，使电动出租车无需全天候运行，白天运行的电动出租车可在夜间停运时段分散进行充电，减少了因充电给出租车司机运营带来问题。

2.私人电动汽车可采用整车购买模式，分散充电。与传统汽车相比，电动汽车性价比不高，对普通消费者的吸引力不足。中小城市多数消费者购车选择时比较关注价格因素，需求价格弹性较高，电动汽车由于价格偏高，很难被大众消费者所接受。中小城市购买电动汽车的消费人群，应该是收入水平较高，价格不敏感，购买电动汽车主要是体现其身份和地位的象征，这部分人群不会考虑以电池租赁的方式购买电动汽车，因此整车购买模式比较适合于中小城市消费者。此外，中小城市土地资源相对不紧缺，居住空间和停车环境比较宽松，居民住宅拥有自家停车位的比率较高，而且中小城市的居民生活节奏相对较慢，下班后空闲时间较多，消费者完全可以自主选择在家对电动汽车进行充电。如果城市建设规划中明确，在新建居民住宅小区按照一定的比例配建充电桩，就能基本满足消费者的充电需求。

（三）旅游城市商业模式推广思路

旅游城市可主推电动汽车整车租赁业务。旅游城市人口以流动人口为主，推广电动汽车整车租赁模式比较理想，通过建立一站式租车服务，刷卡消费，消费者在城市的各个交通枢纽以及旅游景区都可以及时、便捷地租用电动汽车，使用完之后将车辆还至指定地点，可自动充电，无需自己充电。考虑到电动汽车目前的性能特点，应重点鼓励短时租赁，实行差别定价，租赁超过一定小时的收费标准应逐级增加。

（四）农村商业模式推广思路

农村适合推广充电模式的小型纯电动汽车。农村的用户对电动车续驶里程、最高车速要求不高，可以大幅度降低电动汽车的生产成本。而且，农村用户大都拥有独立的停车场地（院子、车库等），有独立的充电电源，充电更加方便。小型纯电动汽车，特别是时速不高的电动车具有速度适中、价格便宜、使用费用低、易操作等优点，深受农村消费者欢迎，农村市场发展前景较好。

四、政策建议

1.中央政府应尽快制定指导各地区商业模式推广的统一规划。在总结现有商业模式成功经验的基础上，找出针对不同城市和不同领域特点的商业模式推广规律，并制定指导各地区商业模式推广的统一规划，进一步明确商业模式的目标和方向，加强投资引导，创造良好的商业模式推广环境。规划应在区域统一、能源供给、产品准入和充电标准等方面提出指导意见，重点解决目前商业模式推广过程中遇到的，仅靠地方政府无法自行解决的一些问题，如地区间不同商业模式的衔接和兼容问题、运营企业与能源供给企业的协调、电动汽车企业和产品准入、充电国家标准等问题。

2.开展电动汽车商业模式创新专项试点工作。开展电动汽车商业模式创新试点的目的，一方面是通过试点来验证商业模式的发展思路，如充、换电模式的适用性，电动汽车租赁的可行性、私人购买电动汽车的市场定位、公交电动化大范围推广、城市接驳电动汽车等一系列问题，另一方面是在实践中进一步发现好的、新的商业模式。商业模式试点城市可以在“十城千辆”的城市中进行选择，也可以选择新的试点城市，关键是要覆盖不同类型的城市，包括东中西部城市、大中小城市、旅游城市、资源型城市、不同气候和海拔的城市等。

篇9

中图分类号：U469.7文献标识码： A 文章编号：

一、前言

随着我国经济持续快速发展和城镇化进程加速推进，今后较长一段时期，汽车的需求量仍将保持增长的势头，由此带来的能源紧张和环境污染问题将更显突出。因为空气质量的恶化，阴霾天气现象出现增多，危害加重，现在很多地区都出现阴霾天气并将这一现象作为灾害性天气预警进行预报，汽车尾气就是雾霾中有毒颗粒物的重要来源。由此可见，发展节能与新能源汽车是降低汽车燃料消耗量，缓解燃油供求矛盾，减少尾气排放，改善大气环境的重要措施。

而港口作为贸易、物流的集结点，随着社会经济的发展，业务流量不断增长，区域面积不断扩展，员工数量也逐渐增加，而员工成天往返于生产作业现场和办公区、生活区，单次行程都能达到几公里甚至几十公里，所以在港区内汽车就成为员工生产作业不可或缺的交通工具。

下面仅以个人观点对新能源汽车在港口生产中应用的可行性加以分析和探讨。

二、当前港口生产作业中辅助生产车辆（汽车）的应用情况

目前的港口企业，涉及到办公用车、现场用车、维修用车、服务用车等等，车辆数量多，而车型也根据用途的不同而各异，且由于港口特殊的作业环境无法与城市相比，对于车辆的保养提出了很高的要求，如果不能及时、到位，必将直接影响车辆的正常运行，而对于车辆故障的诊断与维修也是一项繁重的任务，由于不能像专业汽车维修站一样做到专业的故障诊断，再加上特殊的使用需求也不能做到无故障出勤，造成各种故障频发，缩短车辆的使用寿命。在车辆出现故障时，为避免长时间等件无法使用，就需要有一定的备品备件库存，而要照顾各种各样的车型，库存量也是不小。所以符合国家节能、减排、环保的新能源产品或许会成为港口生产应用选择的重要指标。

三、纯电动汽车作为新能源汽车的代表，在港口中的应用更能体现节能和环保

新能源汽车是指采用非常规的车用燃料来作为动力源，或者使用常规的车用燃料、采用新型的动力装置的汽车，包括纯电动汽车(BEV)、混合动力汽车(HEV)、燃料电池汽车(FCEV)等。其中：纯电动汽车是以车载电源（充电蓄电池）作为储能方式、用电动机为动力来驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆，不仅具有节能、环保的特性，还有动能来源广泛的优点；混合动力汽车虽然保留了传统汽油汽车的使用方式，但作为大面积充电网络还没有建立起来之前的过渡技术，动力系统复杂，成本昂贵，不适合推广；而燃料电池汽车更是由于氢燃料电池技术的不成熟，成本昂贵，是多少年以后的发展技术。

2012年6月，国务院印发了《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020）》，其中明确提出：“以纯电驱动为新能源汽车发展和汽车工业转型的主要战略取向，当前重点推进纯电动汽车和插电式混合动力汽车产业化”。而据不完全统计，2012年国内新能源汽车销售量约为13万辆，而纯电动汽车的销售量占到总数的近89%，具有很高的市场占有率，纯电动汽车作为新能源汽车的代表产品，在港口生产中应用对节能和环保有很好的促进作用。

四、纯电动汽车的主要应用范围及其技术特性和特色

1、纯电动汽车的应用

目前国内的纯电动汽车除了用于观光载客、治安巡逻、港口码头及工厂搬运货物之用的电动汽车外，纯电动轿车和纯电动客车也早已通过国家质检中心的型式认证试验，各项指标均满足有关国家标准和企业标准的规定，正逐步走向各行各业。

2、纯电动汽车的优势技术特性

（1）、电动汽车无内燃机汽车工作时产生的废气，不产生排气污染，对环境保护和空气的洁净是十分有益的，几乎是“零污染”。电动汽车无内燃机产生的噪声，电动机的噪声也较内燃机小。

（2）、电动汽车停止时不消耗电量，在制动过程中，电动机可自动转化为发电机，实现制动减速时能量的再利用。

（3）、快速充电站是采用储能装置的箱式电动汽车快速充电站，充电站采用第一次现场拼装，之后像集装箱一样可以根据需要进行整体移动，箱内设备采用模块式设计，配有再生蓄电池专用维修设备，平时（夜间优先）电网电力通过初级一次侧充电机向再生蓄电池进行储能充电，由于储能充电时没有时间要求，因而可用小电流慢速充电，充电电流可根据蓄电池电量自动安排充电时间，最大程度的使用夜间低谷电力。当需要为电动汽车充电时，根据电动汽车的允许最大充电电流和电压，通过次级二次侧快速充电机向电动汽车进行快速充电，由于充电过程是从储能蓄电池向电动汽车“倒电”，而不是直接取自电网，因而对电网没有任何干扰，还可以避开用电高峰，有利于电网均衡负荷，减少费用。

（4）、电动汽车较内燃机汽车结构简单，运转、传动部件少，维修保养工作量小。当采用交流感应电动机时，电机无需保养维护，更重要的是电动汽车易操纵。

3、纯电动汽车的运行经济性

纯电动车能量转换效率高，能量来自大型发电机组，其效率是小型汽油发动机甚至混合动力发动机所无法比拟的，因此纯电动汽车使用成本在下降，按比亚迪e6先行者纯电动车公布的数据，每百公里耗电19.5度，按每度电0.7元（夜间谷值充电为0.25元/度）计算，每百公里仅花费约14元钱。而一辆同等功率的燃油车（e6最大功率为90KW）每百公里耗油约8L，按93#油7.5元/升计算，需花费约60元，产生的费用也只相当于燃油车的1/4。

4、纯电动汽车享受的政府政策支持

目前，市场上销售的纯电动汽车价格普遍较高，但随着这些年国家对相关产业采取了一系列辅助措施，纯电动汽车补贴政策逐步得到落实。2009年国家财政部和科技部联合下发了《节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法》，对试点省市购买和使用节能与新能源汽车给予中央财政补助，同时，地方财政也节能与新能源汽车购置、配套设施建设及维护保养等相关支出给予补助。2010年国家财政部还下发《关于开展私人购买新能源汽车补贴试点的通知》内容，对试点城市中符合补助条件的私人购买新能源汽车给予财政补助资金。

五、纯电动汽车在港口中应用所存在的不足

1、纯电动汽车的技术缺陷

我国新能源汽车整车和部分核心零部件关键技术亟待提高，国产零部件尚未完全过关，关键元器件均需进口，产品成本高。

电池是电动汽车的动力源泉，也是一直制约电动汽车发展的关键因素。要使电动汽车能与燃油汽车相竞争，关键就是要开发出比能量高、比功率大、使用寿命长的高效电池。

2、购买车辆价格较贵

纯电动车省去了油箱、发动机、变速器、冷却系统和排气系统，相比传统汽车的内燃汽油发动机动力系统，电动机和控制器的成本更低，但电机控制系统的成本较高，如果再运行距离、速度和载重量上有更高要求的话，车身重量、电机功率、电池容量也相应增加，如果得不到政府的鼓励性经济补贴，购买纯电动汽车就很不划算。

3、纯电动汽车的基础设施配套不完善

超快充电站是纯电动汽车的基础设施，充电机与车载电池之电缆连接器问题必须规范，形成电池品种、电压分档、快慢（功率大小）诸要素的一致，否则纯电动汽车及超快充电站无法有效无法对接。同时，充电站的建立需要一定的面积和相关配套设施，而前期的投入也是一笔不小的开支，同样需要相关政策的支持。

六、结束语

综上所述，虽然纯电动汽车价格较贵、关键零部件成本较高、动力电池技术性能善不成熟、且需建立专用充电站及配备相关配套设施，但其环保、无污染、噪声低、节能的优势是当前港口生产及社会发展的方向和目标，相信随着科技的不断进步，国家政策的逐步完善，新能源汽车会更多的被更多的企业和工厂所青睐。

参考文献：

1、《电动汽车产业研究分析报告》

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在最近约40年的时间里，美国政府一直很重视节能减排和新能源汽车的发展问题，先后出台了一系列法案、法令及行业标准。

有关资料显示，美国于1975年出台了《能源政策和节能法令》，1990年通过了《空气清洁法案》，1992年又制定了《美国国家能源政策法案》。进入21世纪以来，首先修订了《美国国家能源政策法案》（2005年），然后又相继通过和颁布了《2007能源促进和投资法案》、《2007可再生燃料、消费者保护和能源效率法案》、《2007能源独立与安全法案》和《2008紧急经济稳定法案》。

上述这些法令和法案均涉及汽车行业，迫使汽车企业不得不转变观念，抓紧提高节能减排水平，发展和使用具有绿色环保特性的新型汽车。

其实，与汽车行业最密切相关的，是美国政府2010年4月1日颁布的史上最严厉的新排放标准。该标准是自上世纪70年代起第一次规模最大、第一个全国性的汽车燃油能耗和排放专业标准，其重点是：自2012年起至2016年，所有在美生产的乘用车和轻型商用车，必须达到每加仑汽油行驶35.5英里的平均油耗标准（这比当时每加仑25英里的标准提高了42%）。在此期间，每辆汽车的平均尾气排放须从每英里295克降至250克。

这是奥巴马政府达成降低温室气体排放国家目标的重要举措之一。该法规实施后，美国可在4年期间减少使用原油18亿桶，降低温室气体排放量9亿吨。

调整产业方向

在上世纪70年代两次石油危机之后，特别是在生存环境逐渐恶化、环保要求日益提高的形势下，全球汽车行业普遍重视寻找新型替代燃料，研发使用新型能源、新型燃料的公路交通车辆，作为汽车大国的美国更是高度重视。由于政府的重视、支持和推动，美国的汽车生产企业及相关行业均积极响应并付诸行动，在电动汽车、混合动力以及甲醇燃料和燃料电池汽车等新能源车型的研发、制造、营销及配套设施建设等方面，都做了大量工作。

尽管政府、企业和相关部门都做了许多努力，但美国新能源汽车的产业化、商业化进展命运多舛、一波三折，在过去的30年中，一直没有获得特别显著的成效。

由于各方面的认识及呼声不尽相同，而且各种社会力量存在利益博弈问题，因此，美国最近三任总统对节能减排与新能源汽车的发展重点与方向以及技术路线，认识不同、决策不一、几番变更。

克林顿在职时于1993年提出的“新一代汽车联合体”（PNGV）计划明确指出，美国21世纪新一代汽车的重点是发展混合动力汽车。2001年初上任的小布什，提出了一项“自由车项目”（Freedom CAR），取代了PNGV计划，并明确提出要重点发展燃料电池电动汽车。由于燃料电池技术难度较大、成本较高，这一车型的商业化举步维艰、难以实现。

奥巴马2009年初就任总统后，在其随后的多次相关讲话中，都提到须将插电式车型——插电式电动汽车和插电式混合动力汽车以及燃料电池汽车，作为美国新能源汽车的战略目标。由此，美国新能源汽车的产业重点转为发展电动汽车的方向。

在品类众多的新能源汽车产品中，美国之所以把插电式汽车与燃料电池汽车确定为替代传统燃油车型的主要目标、主攻方向和主导产品，除环保因素外，主要是出于尽量减少对进口石油的依赖、维护国家安全的战略考虑。

确立全新目标

产品发展方向和技术路线明确之后，2011年2月底，奥巴马提出了一个新的新能源汽车发展计划：到2015年时，插电式电动汽车及插电式混合动力汽车的保有量，要达到100万辆。

该计划还说，力争在2022年之前的10年内，由美国率先在全球推出价格可与内燃机汽车相匹敌的纯电动汽车。为此，美国能源部随后表示，要大力支持车身轻量化，电池、电力/电子技术，高效率车内空调、燃料及油等五大技术领域的研发。

2012年，美国启动了“EV Everywhere”电动汽车国家创新计划。该计划称，将通过支持多项关键技术，如高性能锂离子电池材料、插电式车辆技术、轻量化技术等，来达到5年收回车辆附加成本的目标。

近年来，奥巴马政府按照最新确定的技术路线和产品目标，重点加强了对可以不必依赖燃油的插电式电动汽车及能够节油50%的插电式混合动力汽车的支持力度。

积极支持研发

多年来，为促进和推动新能源汽车领域的发展，美国政府在研发、生产和消费三个方面，都实施了积极的财政政策和资金扶助。

在新能源汽车战略的实施过程中，美国政府把产品研发和技术创新视为重中之重。因此，在财政方面一直给予大力支持。

2007年11月，美国能源部再斥资2000万美元增强对插电式混合动力汽车的研发；2008年6月，再次宣布拨款3000万美元资助通用汽车公司、福特汽车公司、通用电气公司（与克莱斯勒汽车公司共同研究）的插电式混合动力汽车。

前些年，联邦政府曾专门为电动汽车前沿技术的研发投放过约50亿美元。

2009年8月， 上台半年之后的奥巴马宣布，将认真重视新能源汽车项目的进展，给予24亿美元的资助补贴，重点支持新型电动汽车整车及电池和零部件的研发。其中的15亿美元用于资助电池相关项目，重点是锂离子电池的制造。据悉，联邦政府的这笔资金分别划给了25个州的48个项目。许多相关企业都得到了政府这笔资金的支持。

据报道，在联邦政府这一补贴政策公布的前一个月，美国能源部宣布了一项向福特和特斯拉等多家新能源汽车生产企业发放80亿美元低息贷款的决定。

2010年6月，为进一步促进新能源汽车的加速发展，联邦政府又向电动汽车领域增投了60亿美元的资金。

在对产品技术研发给予资金支持的同时，联邦政府还对电动汽车的生产环节给予了积极的扶助政策。例如，对每家企业所生产的前20万辆电动汽车，联邦政府给予一定金额的补贴。在联邦政府给予补贴的同时，许多州政府还额外向生产企业推出了每台车给予5000美元补贴的资助政策。

兴建配套设施

在支持产品研发和资助企业生产的同时，联邦政府还认为，加速公共配套设施如充电装备的建设和普及，对于推广新能源汽车也是非常必要的基本保证，而且是迫在眉睫的重要任务。

近年来，美国在这方面也出台了一些激励政策。

2010年，美国颁布了一项经济刺激法案。该法案中有一条规定，在当年年底前安装家用充电装备的消费者，可以得到最高优惠幅度为50%的退税补贴。到年底，联邦政府发文称延长这一激励政策，但补贴额度有所调整。调整后的补贴政策是，在2011年年底前购置安装充电设施的个人消费者，最多给予30%的优惠退税，最高补贴额度为1000美元。

在给予用户优惠政策的同时，联邦政府也给企业提供了优惠的补贴政策。当年年底前购置和安装充电设施的企业，可得到3万美元的补贴。

在联邦政府退税政策的引导下，各个州政府也相应提高了充电装备的退税额度，如夏威夷州可退税30%，俄克拉何马州可退税75%，加利福尼亚州也出台了类似的优惠政策。

与美国其他地方政府相比，加州对充电装备基础设施的建设更加重视一些。由其主导制定的计划目标是，到2020年时建成一个可满足100万辆电动汽车充电的配套网络。到2030年，要在南加州的商业地段安装30万个充电桩。加州政府称，之所以要建造、安装如此之多的充电装备，是因为到2030年时，在南加州的汽车保有量中，预计电动汽车的占比会达到30%，可能会超过200万辆。与此同时，加州还推出了一项低谷优惠电价的惠民政策。

纽约市兴建充电装备的计划是，未来7年内在公共场所至少设立1万个电动车充电站。

此外，美国能源部也一直在为充电设施的安装及配套工程的配备提供资金帮助。2009年曾提供过2.3亿美元的补贴；2011年又为社区的插电式混合动力汽车及充电基础设施建设，设立了500万美元的“社区贡献奖”以及850万美元的“清洁城市倡议奖”等。

近年来，除政府部门外，美国的许多相关企业也积极参与投资兴建充电设施。生产Model S电动车的特斯拉公司，在2012年9月启动了其“加州充电站计划”，将在加州兴建6个太阳能充电站，为购买该公司Model S车型的用户提供免费充电。该公司还有个更大的计划，2015年前，在全球范围内启动100多个超级充电站的建设项目。

日产公司今年初称，已在美国设有160座电动车充电站，计划在未来18个月内增设至少500座快速充电站。雪佛兰公司也在北美的经销店设有太阳能充电站。

最新数据显示，截至2013年3月底，全美各地已经设置了16743个充电设施，涵盖洛杉矶、西雅图、哥伦比亚特区等18个大城市，其中加州的数量居全美之首，共有4183个。

引导民众购车

为了如期实现新能源特别是电动汽车的产业目标，美国联邦政府的激励优惠政策涉及到了产业链的各个方面。除在产品研发、生产制造和充电装备等方面实施激励政策外，还出台了针对消费环节的优惠补贴政策。

2009年7月，为了引导消费者购买新能源汽车，美国联邦政府出台过为期一年的、总额为10亿美元的以旧换新补贴政策，名曰“汽车折价退款机制”。该政策规定，消费者所购买的新车，只要每加仑燃油所行驶的里程比旧车提高4英里，便可得到3500美元的补贴；如果比旧车提高10英里的里程，就可得到4500美元的补贴。

为了吸引消费者购买电动汽车，联邦政府还实施了一项专门用于电动汽车的退税政策——购买一台电动汽车可退税2500-7500美元（购买电池容量大于16kWh的车型，退税额度最高为7500美元）。

奥巴马不久前公布的2013财年政府预算显示，购买电动汽车的退税额度，将从目前的最高7500美元提高到10000美元。

为了引导民众购车，奥巴马还提出，政府部门在采购公务用车时，新能源车型必须要占采购总量的一半（美国政府目前用车的数量约为60万辆）。这里所说的新能源车型，指的是插电式电动汽车和插电式混合动力汽车。

据有关资料介绍，2009年4月，奥巴马政府就曾以身作则采购过一次本国企业生产的新能源汽车。当时的说法是，联邦政府将采购“三大”公司制造的1.76万辆节能环保汽车（含新能源车型）。

2012年8月，奥巴马根据一位参议员的建议，批准在国会大厦停车场修建、管理和保养电动车的充电站。

市场持续攀升

分析有关统计数字发现，连续多年的资金投入、涉及各个环节的激励政策、实实在在的优惠补贴及社会各界的共同努力，使美国新能源汽车市场出现了较好的发展态势。

2011年，美国新能源汽车的销量为19万辆，约占当年全球新能源汽车总销量（60万辆）的三分之一。2012 年，在多方面优惠政策的刺激下，美国新能源汽车市场继续看好，同比大幅增长，销量持续攀升至2011年的2.5倍以上，达到48.26万辆，成为去年全球第一大新能源汽车市场。

市场构成统计分析表明，美国各类新能源汽车的总销量约占2012年全部新车总销量（1449万辆）的3.3%。

单就新能源汽车市场而言，在2012年的众多车型中，插电式电动车型和插电式混合动力车型的销量仅为5.85万辆，比重较小，只有10%多一点，其他形式的混合动力车型所占比重接近90%。

从电动车型的市场份额来看，在2012年整个美国全部新车的市场份额中，销量为14687辆的电动车型，所占份额可以说是微乎其微，仅占新车销量的0.1%，即使把插电式混合动力车型算上，也只有0.4%。

进入2013年以来，美国新能源汽车市场依然看好，销量呈现强劲增长态势，尤其是电动车型大有起色，出现大幅增长局面，1-5月份的累计销量为2.4万辆，同比累计增幅高达75%。最新统计显示，1-7月份的累计销量上升到4.76万辆，是去年全年销量的3倍多。

从月度统计分析可以看出，自今年3月份开始，电动车型连续4个月的单月销量都在7000辆以上，其中7月份的销量同比增长124%。

细分市场构成分析表明，在众多的新能源汽车中，纯电动车的销量虽然有所增长，而且增幅较大，但市场比重依然较小，比重较大的依然是混合动力车型。

企业积极产销

在奥巴马政府100万辆计划的带动下，在联邦政府优惠补贴政策的刺激下，美国境内的许多企业都积极行动，制定产品型谱和车型规划。近年来，大多数企业都研发出和投放了多款新能源车型。

前两年，美国的新能源汽车市场没有打开、不够景气，呈现一种低迷徘徊的局面。2012年出现小幅增长态势，今年继续看好。今年5月份以来，各大公司的新能源汽车销量均出现增长态势。丰田、日产、通用、福特、菲亚特、雪佛兰等公司的新能源产品特别是电动车型，都在争先恐后进入市场，而且都在进行价格促销。2012年的销量冠军、插电式雪佛兰沃蓝达电动车，今年前6个月的销量较去年同期增长11.8%，其中6月份同比增长53%。此外，日产聆风和本田飞度等电动版车型的销售业绩，也因价格的下调而有所提升。

进入7月份，市场形势继续看好。最新统计显示，在1-7月份美国插电式车型销量的排行榜中，位居前三名的依次是日产聆风、雪佛兰沃蓝达和特斯拉Model S。

查看有关资料发现，这三款车型均具有较好的市场表现：日产公司2010年12月推出的聆风，到今年8月份，在全球的累计销量超过了7万辆；2010年上市的雪佛兰沃蓝达混合动力车型，在美国国家消费者产品质量调查中心开展的汽车满意度调查中，2011年和2012年连续两次获得年度“消费者最满意车型”的称号；特斯拉Model S在去年年底被美国杂志《MOTOR TREND》评为“2013年年度汽车”，今年8月21日在中国上海举办的“新动2013第五届中国新能源汽车盛典”上，获得“2013年度新能源车”称号。

未来命运如何

综上所述，产业发展方向经过几届政府的数次变更之后，摆脱了当初企业热情不高、犹疑迷离，政府信心不足、决策不明的局面，美国确立了新能源汽车的新规划和新目标。在投资力度不断加大、产品研发日益加速的情况下，配套设施建设，如充电站网的布局与设立，正在按照规划同步进行。一系列惠民政策——对技术创新的资助政策、对生产企业的激励政策、对营销环节的优惠政策等，多管齐下，多“惠”并举，极大地激发了产业链上相关行业的潜在热情，刺激了消费者的购车欲望。美国的新能源汽车领域出现了持续上升的、前所未有的兴旺态势。

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上世纪末,中国的电动车开始起步,这个时期的电动自行车(包括初期发展的一些电动汽车)多采用直流(有刷)伺服电机,采用及其简单的开关式控制,以铅酸电池为动力能源。同时,设计比较简陋,电动车辆性能无法满足使用要求,也没有安全性、舒适性可言,此时国家也没有出台统一的电动车辆发展规划。

2000年左右开始,一些科研单位开始将交流同步伺服电机应用到了电动汽车的主动力上,动力电源也有了多样化的发展,比较突出的是铅网电池、锰酸锂电池等,个别单位已经开始试用氢燃料电池(Fuel Cell)组作为电动车辆的动力电源。这一阶段,电动车的控制性能有所提高,对电动车辆的要求也开始往实用化发展,开始注重安全性、可靠性甚至驾驶舒适性。同时国家出台了一些电动车辆的发展规划,认为混合动力是主要发展方向,所以当以丰田普锐斯(PRIUS)为代表的深度油电并联混合动力汽车出现时,得到了中国汽车制造行业的极大追捧。

又经过十年的摸索,中国调整了电动汽车发展规划,摒弃了以丰田普锐斯为代表的深混电动车辆,确立了纯电动车的发展方向,且在不排除现有的以廉价为特点的浅混电动车和直流有刷、交流同步等永磁电机为动力的基础上,确立了电动车辆的动力正确发展方向为三相交流异步电机。理由是这种古老的电机具有永磁电机所不能比拟的优势――安全、可靠,不存在永磁电机可能产生的永磁材料退磁问题。

永磁电机包括直流伺服电机、交流同步伺服电机两种。对于汽车这种交通工具来讲,由于其本身的属性是移动且经常处于不同的环境、温度、路况及速度下,从理论上来讲,永磁电机的永磁材料高温退磁问题是无法避免的,如瞬时超载会引起电机过热造成退磁。

其实在现实情况中也是如此,丰田普锐斯由于采用交流同步永磁电机,早期生产的汽车,其电机由于夏季路面辐射高温和上坡过载瞬间发热造成严重退磁,其输出功率基本都降至原设计功率的一半以下。而由于磁性材料的磁滞特性,退掉的磁将是不可逆的,即不能再充磁恢复,只能报废。

在结构上,三相交流异步电机与其他电机不同,其工作原理是励磁,此种电机的转子是线圈绕组,定子是金属励磁鼠笼,不存在永磁材料。由于三相交流异步电机结构简单,可以承受更大的机械冲击和过载,完全胜任汽车所要求的高可靠性,也不存在飞车事故隐患,使用寿命也很理想(三相交流异步电机的寿命是轴承寿命)。

但三相交流异步电机的缺点是体积和重量比较大,解决的方法是使用高磁通矽钢片来制作电机。

从以上可知,电动车应该使用三相交流异步电机作为其主动力,但是由于三相交流异步电机的非线性特征,对其控制一直以来没有好的解决方案。全世界大多数对三相交流异步电机的控制还仅仅停留在使用变频器上,而由于变频器只能通过控制频率从而达到控制三相交流异步电机的转速这一个物理量,所以不能满足车辆经常需要的低速大扭矩(起步、爬坡等)的工况。

采用了多CPU控制的IMS(Induction Motor Servo)三相交流异步电机伺服控制系统则实现了控制电机的全部物理量,即转速、转矩、加速度以及位置控制。

IMS伺服控制器的功率主回路采用大功率IGPT或MOSFEIT等半导体器件由专业厂家特殊封装,以适应电动车辆强烈

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【关键词】电动汽车 技术应用 发展趋势

鉴于环境问题与能源问题的日益突出，对我们的生活环境已造成严重的危害，雾霾、臭氧层空洞、冰川融化、石油采集过于频繁带来地壳的改变等，都在警示着怎样使得能源与环保和经济之间达到有机统一，是当今社会乃至全球范围内的重点问题。然电动汽车的开发与发展，凭借着节能减排与保护环境的两大优点，推动汽车产业的蓬勃发展，成为经济发展的支柱性产业。

此篇文章，主要是从电动汽车的类型与运用、电动汽车发展的前景以及对我国电动汽车的专利发展趋势，这几个方面进行探讨。

1 电动汽车的类型

如今社会广泛使用的电动汽车，是指主要以电能带动电动机的运转，进而推动车辆的运行，电池是其主要供电设备，多有充电电池亦或是燃料电池两种类型。一般电动汽车可分为：纯电力型电动汽车、混合型电动汽车、燃料电池型电动汽车、太阳能型电动汽车这几大类型。在这些类型中，燃料电池型电动汽车与混合型电动汽车制作要求较高，组成结构较为复杂。比如燃料电池型电动汽车还可以分为：单一燃料电池型、燃料电池与蓄电池联合型、燃料电池和超大电容联合型等不同种类的电动汽车。

2 电动汽车的特点与应用

基于电动汽车的类型不同，每种类型都有其自身的优点与局限性，下面将介绍不同电动汽车的特点与局限性以及实际运用。

2.1 纯电力型电动汽车

纯电力型电动汽车，主要是靠充电蓄电池来维持运行，是完全脱离内燃机的一种电动汽车，具备：噪音小、零排放、集经济化与实用化一体的电动汽车，然有这些优点的纯电力型电动汽车未成为广泛使用的对象，主要因为它的局限性，如：充电时间过长，运行耗电量大，电量不足时无法实现快速补充。实际应用：三菱MIEV，奇瑞QQ，LEAF、比亚迪E6等均是纯电力型电动汽车。

2.2 混合型电动汽车

混合型电动汽车，主要是将热动力和电动力配合使用的电动汽车，是一种既能使用蓄电池供电又能使用内燃机的汽车，具有降低内燃机耗油量以及噪音的特点，而在内燃机提供动力时，可实现为蓄电池充电，并且车辆在市区时可使用蓄电池供能，可以很好的实现零排放的环保要求，然拥有这些优点的它，双重使用方便的同时，也带来造价高、机体重、车辆的维修保养费用高的局限性。实际应用：丰田普锐斯、比亚迪DM等是混合型电动汽车。

2.3 燃料型电动汽车

燃料型电动汽车，是以氢气制作燃料的电池作为供电能源的电动汽车，这种燃料型电动汽车与纯动力型电动汽车具有一些相同的特点，如：噪音小与零排放等优势，而不同之处在于，燃料电池不像蓄电池，不用担心无法及时充电，还能够长时间行驶。然因为燃料的制造与存储方面，以及完全依赖于燃料电池的原因，通常商家会选择燃料电池与蓄电池的联合使用，但这样也同样带来了，使车的结构复杂化，造价与维护保养费用高的缺点。实际应用：雪佛兰Equinox、长安志翔等为燃料电池型电动汽车的代表。

2.4 太阳能型电动汽车

所谓的太阳能型电动汽车，就是将太阳能电池板自动吸取的太阳辐射，进行电能转换，以此来提供能量供车辆的运行，换而言之，太阳能型电动汽车是电动汽车的一个分之的存在。它的主要优势在于，符合当今持续性发展的主题，减低对环境污染，提高能源利用率，也拥有噪音低的特点；然局限性在于，阳光是启动运行的决定性因素，受到天气情况的制约，并且太阳能电池板对于阳光吸收慢，一旦运行，将会极大限制行驶航程，所以太阳能型电动汽车目前还在实验阶段，不过若能将太阳能与可插式充电相结合，在以后一定也会有不错的发展前景。

3 电动汽车发展的前景

自“十五”计划提出以来，国家陆续制定了推动电动汽车产业发展的一系列措施，比如：“八六三”项目的辅助与电动汽车科技规划的指导，加快我国电动汽车行业的发展，为“净化空气工程”出一份力。政府在电动汽车的研发阶段就定下了“三横三纵”的指导思想，对于未来电动汽车的发展趋势进行具体指导，实现技术的转型，结合当前实际情况，制造出符合我国国情的电动汽车。

纯电力型电动汽车，是最有利于保护环境与节能减排的电动汽车，虽然在充电时间和用电量上存在不足，但这样的问题不会一直困扰着我们，如在制造技术成熟之后，降低成本与政府补贴相配合，利用电池置换的方式，降低广泛使用的难度，那么在未来一定可以成为电动汽车的主流。

混合型电动汽车是当前可行性的电动汽车，兼顾内燃机与蓄电池的优点，这种成熟的电动汽车技术，为以后纯电力型电动汽车的使用打下结实的基础。

燃料电池型电动汽车与太阳能型电动汽车发展前景，总的来说都是一种不能长时间运行的电动汽车，如果可以改进燃料电池的制作以及对于加强太阳能电池板的吸收，使运行时间加长，就可以为以后的纯电动汽车提供能源。

4 电动汽车专利趋势分析

制约我国电动汽车发展又一大因素在于专利技术的基础与核心，我国在这些方面远远落后于发达国家，下面主要对我国与国外专利技术进行比较介绍，希望从这些方面能够突破现在电动汽车行业的技术瓶颈。

4.1 电动汽车专利技术分析体系

其实通过建设电动汽车的专利分析的框架体系，可以很好的对电动汽车进行深刻的了解，比如对电动汽车专利的数据进行合理、客观、科学、严谨的分析，以此达到以下两个目标：其一是通过这些专利数据的分析，找到我国与国外电动汽车专利的差距，为我国电动汽车行业生产出更好的高性能、低耗能的电动汽车，而提供技术改进的关键性支持；其次是这些数据对于研发电动汽车的公司、企业亦或是专业人士来说，都能够从中得到有力的帮助，加大对该行业发展方向的指导效果，研制出最有利的路线及其为政府提出有效的合适意见和建议，提升政策辅助减低生产成本，进而增加本国电动汽车在我国市场的竞争力，为经济发展扩展出全新路径。

对此，这里主要介绍公司同国家两个层次之间的专利技术研究，即具体的公司研发运行情况同电动汽车运行的整体情况进行分析，所用的研究数据来自于专利文献资料。公司研发分析的层次包含：高产的申请人、高产的发明人、以及相关发明人的分析；国家专利层次的分析包含：专利申请的整体分析、专利技术发展热点和发展趋势分析，以及专利技术质量分析，如图1。

4.2 电动汽车专利的维持年份分析

从专利技术相关维持的年份文献来看，专利技术维持的年限，一般使用寿命都在13年以下，12年以上的专利技术维持年份仅有18件，这其中有17件是属于发明专利。我们可以看到，中国电动汽车专利IPC在各个阶段之中的维持年份的分布极其不平衡，维持电动汽车专利年份越高的，专利技术数量就越少，且不同类型之间差距较大。在各个专利技术维持年份不同阶段之中，可以明显看出B60L型号的维持年份专利数量最多。专利技术维持年份在第三年达到高峰，在此之后的维持年份一直处于下降趋势，特别是10年以上的电动汽车专利技术维持年份，主要集中在B60K及B60L这两个型号上，由此可得，这类电动汽车专利技术在其发展领域中出现较早，可谓是电动汽车专利技术发展的基础及核心。

4.3 各国电动汽车的专利维持年份分析

将电动汽车行业各国专利授权量进行排名，对前十名的国家专利技术维持年份深入探究，不难看出这是一个各国专利核心技术比拼竞争力的时代。（如图2所示）我国电动汽车专利技术维持数量图，与他国相比可谓相当薄弱，并且我国的专利维持年份多集中在四年左右，然在8年以下的专利维持年份中我国的专利申请占据绝大部分，而在高年份维持专利中，日本与美国专利申请则占比例逐渐增加，我国在逐渐减低，间接说明如今电动汽车的基础性重要专利还是掌握在国外手中。

5 结语

通过对电动汽车专利技术研究，结合电动汽车发展前景及各类电动汽车的特点与应用，使电动汽车的发展是在节能、环保、减排、经济与实用上改善人类生活环境条件，缓解国内石油资源的紧张状况，也为我国拉近与发达国家汽车行业的距离，提高我国电动汽车的市场竞争力。

参考文献

[1]杨利锋，陈凯华.中国电动汽车技术水平国际比较研究――基于跨国专利的视角[J].科研管理，2013（03）.

[2]黄远辉.基于专利地图的混合动力电动汽车竞争情报研究[J].现代情报，2010（11）.

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目前国家财政扶持节能减排，促进了新能源产业加速发展，并且已成为新一轮汽车促销的亮点。随着油价不断攀升，能源与环保问题日益突出，新能源汽车无疑成为未来汽车的发展方向。

什么叫“新能源汽车”？

“新能源汽车”从广义上来讲，指在燃料上除使用传统柴油、汽油之外的其他方式，比如使用液化石油气、压缩气罐为燃料的都算新能源汽车。后来，人们渐渐缩小了新能源汽车的概念，在国家科技部所制定的十二五规划中，把节能和新能源汽车特指为电动汽车。

电动汽车分为三种类别：纯电动电池车、混合动力车（电池、电机一起运作）、燃料电池车（其主要原料为有氢燃料）（图1、图5、图6）。而国内目前对燃料电池车的研究力度不大，只有清华大学和同济大学在做这方面的研究工作。

实际上，我国围绕新能源汽车领域的研究从20世纪90年代末就已经开始，而关于新能源汽车产业的发展计划早在11年前的国家“九五”计划时就已经提出。随着国家七大新兴产业的提出，新能源汽车被作为其中一项而得到了国家的重视。

学科研究现状

北京交通大学新能源研究所的研究团队是国内早期进入电动汽车领域的先驱之一，十几年来，他们在学术研究、产品开发、市场推广、人才培养和社会服务等方面都取得许多优秀成果，并与国内多家汽车企业建立了长期合作关系。其中重点研究的BMS（电动汽车电池管理系统）系列产品应用于纯电动和混合动力车中，处于国内领先水平。

交大绝杀：成熟的BMS系统研究

电力传动，就是我们要找的专门研究新能源汽车中电池特性的专业。

孙丙香老师带领的学生主要做的是BMS系统研发。他们研究的内容包括电池的外特性、用各种工况去测试电池、找到电池衰退的机理、针对车上各种各样的工况、在一些极端的条件会导致电池怎样的后果、以及估计电池的变量。

下一步交大还要开发一些产品，实时监测电池的状态，实时估算电池的参数，让电池在极限条件范围内快速充电，且又不损害它的寿命。“现在我们做了两款产品，一款充电器、充电桩，另一款电池管理系统。围绕这两个东西，如果想做的越来越好，那我们就要对电池的研究越来越透。”

交大电气工程专业在学科建设方面，为符合大力发现电动汽车的需求，最近想增加一门课 “动力电池的应用和储能”，电池在车上使用，可以说电池是移动式储能。以后不光是电网可以给车充电，车白天用电高峰时，也可以给电网馈电。这就是移动式的储能。

国内新能源汽车：正视差距，迎头赶上

国内在研究汽车电池方面，与发达国家相比存在一些差距。

首先，国内设备精度不高，加工设备的环境欠佳，影响了设备效能的发挥；其次，国外现在新能源汽车都使用混合动力电池，这种汽车适合出远门，而国内现在提倡用纯电动电池，我们在进行一场“跨越式”发展；再次，目前我国是四个部委一起在监管新能源汽车这项事业，一定程度上导致该行业发展路线不明晰；最后，也是非常重要的一点，那就是电力公司给汽车充电的电网的覆盖范围波及不到小区内，这严重阻碍了新能源汽车的购买程度。

说到这里，有同学不禁担心，新能源汽车行业的发展前景如何？什么时候能够实现产业化发展？如果将油价上涨这些因素都考虑进去，我们的保守估计是8年，而这个时间还主要依赖于电池的涉及是否有突破性的进展。目前国内的新能源汽车电池充电站，国家电力系统通过有序控制充电管得多一些。

然而，这些问题也同时为新能源汽车行业指明了改进方向：从根本上讲，是呼吁国家将新能源汽车的充电设施进行完善，只有充电的地方解决了，买车的人才会多；其次就是高效能电池的研发，纯电动车电池的研发；再有就是国家需要进一步明确监管范围。伴随着电气工程专业强势的就业力带动，相信在不久的未来，纯电动汽车的研发与生产会更上一个台阶，我们也会研制出更高效能的电池！

考研前景：交叉学科背景下，认清自己的发展方向

对于新能源汽车专业研究生报考条件，孙老师认为，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、电话学专业的学生都可以报考，最近几年交大电池方向研究生非常想招热力学专业的本科生，因为目前导师想把电池外形、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，所以最好是保研或者导师推荐的形式报考。这个专业主要是看学生动手能力。

关于考研，自动化专业有得天独厚的优势。首先他覆盖面广，需要学习很多其他学科的内容，自动化专业的同学很有优势，他们除了本专业的知识，还学习了其他专业的内容。其次，选择本专业读研也是很好的出路，自动化在本科阶段学习的知识都是基础理论，而研究生阶段将会有深入研究相关知识的机会，同时也会提高实践应用的能力，这些实践经验在工作中都很有益。

学生风采：只要动手能力强，女生也能当汽车王！

男朋友？目前没有。逛街？浪费时间。那平常干嘛？——实验室里围着汽车团团转！

瘦瘦的工科女生张明慧很不简单，从2008年考上东北大学自动化专业以来，大学四年，她参加大小创新型竞赛无数，其中省级以上竞赛奖励12项，国家级以上奖励9项，2010年1月由她设计的“基于自主寻迹智能车控制电路”成功申请为国家实用新型专利，此外，她还有1项实用新型专利以及1项计算机软件著作权登记。

很多人都疑惑：一个女孩子，怎么和汽车较上劲了？而且还是节能减排的新能源汽车？和别的女孩不太一样，张明慧从小就喜欢动手操作，热衷科研创新，这是她选择读自动化专业的原动力。

上大学后，张明慧才发现，读自动化专业原来非常辛苦。专业需要掌握电路、计算机、仪表器等方面的基础知识，学习内容几乎囊括了所有电类、机械类专业。因为专业知识面广，该专业学生的课业负担比其他学生重很多，一学期差不多开设15门课左右。虽然喜欢动手做东西，但张明慧还是把学习成绩放在了首位，她明白成绩不好，什么都白搭，学习成绩必须保持在90分以上，才有精力把剩余时间用来参加竞赛。

而在竞赛过程中，张明慧常常发现自己的专业知识不够用。比如想用单片机带喇叭唱歌，结果就是不唱。这有可能是时钟频率不对，占空比不对，也可能是中断程序没进去，初始化寄存器有错误等等。

遇到困难时，张明慧总是先自己想各种方法来解决：“参加竞赛，学会自己去处理、解决一些实际的难题，一方面检验了课堂的理论知识，另一方面也提高了我的专业学习能力。竞赛培养了团队协作的能力，也培养了勇于克服困难、认真完成任务的责任感。”

目前，张明慧正在做留学准备，她打算出国学集成电路设计。

学姐建议：在校期间一定要多参加竞赛，培养自己的实践动手能力和思考能力，还有团队协作能力。

想报考自动化专业的同学，在报考之前详细了解学校的培养计划，提前规划安排学习时间，在完成必修课的同时，尽量抓住实践的机会，提高动手能力。

新能源汽车专业的前景与就业

说到行业前景，近期有个很大的喜讯，那就是财政部部长张少春表示，今年要着重抓好五项加快培育新能源汽车工作，首先就是从今年起每年安排10～20亿元资金，重点支持具备条件的新能源汽车产业化以及支持节能汽车技术研发和产业链建设。此外，财政部未来还将在全国大中型城市推广使用混合动力公交车，继续加大25个城市公共服务领域新能源汽车示范推广力度。这表明，新能源汽车扶持政策将加码，国家对新能源汽车的重视与日俱增。

自动化专业最对口的单位，以东北大学为例，一般对口给钢厂、电厂、烟厂等大型工业企业的综合自动化控制系统或是物流优化、调度部分等。

说到就业，新能源汽车方面的学生就业率非常高，以北京交通大学为例，本科就业率是100%，一直高于学校其他专业。北京交通大学的新能源研究所有120名研究生，15～16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为研究方向。研究生学生毕业后，有十分之一的学生选择了读博；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。

Tips: 国家将采取六项措施推进节能与新能源汽车发展

1. 大力推进企业自主创新，掌握核心技术。大力支持纯电动乘用车和插电式混合动力乘用车动力系统、动力电池、小型节能汽车等关键核心技术研发，鼓励建立产业技术创新联盟和研发平台。

2. 合理规划重点和产业布局，优先发展小型纯电动汽车和小型节能汽车，积极推进混合动力汽车发展，持续跟踪燃料电池汽车发展技术，因地制宜发展替代燃料汽车；依托现有汽车产业基础，建设若干新能源汽车产业基地；发挥各方面积极性，投资节能与新能源汽车零部件产业，重点建设若干动力电池产业集群，打造若干具有较强国际竞争力的关键零部件企业。

3. 完善标准法规体系，加强标准技术法规的制订力度，切实加强标准技术法规对行业的指导作用，争取在短时间内基本建立起与产业发展和能源规划相适应的节能与新能源汽车标准法规体系。

4. 进一步做好节能与新能源汽车示范推广工作，大力推进节能汽车的推广普及，扎实推进新能源汽车试点、示范工作，稳步扩大公务领域和私人消费领域推广数量，形成一批优质的新能源汽车服务企业和专业化电池回收企业。

5. 充分发挥财税政策对产业发展和市场的引导作用，出台鼓励新能源汽车基础设施建设的财税引导政策，尽快建立居民燃料消耗量的税收奖惩制度。在汽车购买、使用环节对节能与新能源汽车给予税收优惠政策。

6. 营造良好的使用环境，稳步推进新能源汽车充电设施建设，逐步形成与市场规模相适应的基础设施体系，探索可行的商业运行模式，降低消费者使用成本。建立完善节能与新能源汽车安全和维修保养服务体系，制定电池和电机驱动系统的售后服务政策，切实保证消费者合法权益。

Tips: 新能源汽车行业的著名企业

电机类：大洋电机、上海电驱动、上海大骏、京津电动等；

电池类：北大先行、中新国安（盟固利公司）、比亚迪、ATL等；

电池储能类：东莞的赛威微电子公司。