1、國內外電動汽車發展現狀摘要本文介紹了美國、歐洲及日本等國家和地區電動汽車產業的發展歷程，對比我國電動汽車的市場結構、技術研發、產業政策及示范運營狀況，指出我國電動汽車產業發展過程中存在政策統籌、核心技術、基礎設施建設和產品認可度等方面的不足；對電動汽車相關技術，如電機驅動技術、能量管理系統、鋰離子電池技術等的發展現狀與趨勢等進行了探討。0 引言隨著全球金融危機、生態環境惡化與能源、資源枯竭等問題的加劇，大力研究和利用電動汽車相關技術及促進產業發展已成為世界汽車工業競爭的一個新焦點。美國、日本、德國等世界主要汽車制造強國紛紛加入搶占電動汽車技術和市場制高點的行列，我國有關部門及各地政府也積極響應

2、行業趨勢，將電動汽車確定為國家7 大戰略性新興產業之一，并先后推出了節能與電動汽車產業發展規劃、電動汽車“十二五”專項規劃等規劃措施，積極引導和鼓勵國內電動汽車產業的發展。在各項政策的推動下，國內汽車企業不斷增加對電動汽車及相關零部件的研發投入，在突破電池、電機、電控等關鍵技術、完善基礎設施建設、推動電動汽車產業化等方面取得了長足的進步。1 國外電動汽車的現狀和發展趨勢1.1 全球電動汽車市場現狀及趨勢近年來，全球電動汽車市場正以更快的速度成長，電動汽車產銷量均有明顯提升。2014年全球市場共銷售353 522 輛電動汽車，同比增長56.78%；其中，電動乘用車323 864輛，占比91. 6

3、1% (電動乘用車指“雙80”車，即最高時速80 km/h 以上，同時一次充電續航里程80 km以上)；電動客車及電動專用車29 658 輛，占比8. 39%1。美國、歐盟、中國、日本仍然在全球電動汽車市場中位居前列。全球各主要國家電動汽車2014年保有量及2020年預計保有量如表1所示2。美國的通用、福特、特斯拉公司，日本的豐田、日產及本田公司，歐洲的寶馬、奔馳、雪鐵龍公司等都在電動汽車的研制與開發上呈現出很強的實力。表1 世界主要國家電動汽車保有量年份中國法國德國印度英國美國日本2014120 00030 91224 4197 58421 425275 104108 2482020500萬

4、200萬100萬700萬150萬150萬200萬從全球主要汽車生產廠家的銷量和發展計劃來看，目前，“低排放”汽車(主要指混合動力汽車) 經過長時間的發展，技術最為成熟，已進入快速增長期，其銷量、增幅和占比都遠遠高于其他車型；隨著動力電池性能的提升及充電基礎設施建設的完善，“零排放”汽車(主要指純電動汽車) 也逐漸走上產業化的道路，特別是小型的純電動汽車更是發展迅速；燃料電池汽車在技術和經濟方面仍存在諸多瓶頸，其大規模推廣還存在相當的距離。目前，世界主要國家政府都制定了電動汽車中長期發展戰略規劃，預計電動汽車市場會在未來10年內持續增長，成為拉動經濟發展的新的增長點。1.2 國外電動汽車發展歷程

5、1.2.1 美國(1)市場狀況。美國是全球規模最大的電動汽車市場，2014年電動乘用車的銷量達到119 710輛，較2013年增加22.7%3。目前，插電式混合動力汽車是美國電動汽車市場銷量和增幅最大的產品。(2)技術研發。美國電動汽車發展以通用、福特和克萊斯勒三大汽車公司為主導，利用三大汽車公司雄厚的技術開發力量和先進制造條件，通過汽車、機電、電子、控制和材料等行業的分工合作，開發出電動汽車的各種總成和技術單元。1991 年，美國三大汽車公司達成協議，成立“先進電池聯合體”，共同致力于純電動汽車的研究。但經過13年的探索，蓄電池技術還是未能獲得關鍵性突破，以通用為代表的汽車廠商不再積極鼓勵發

6、展純電動汽車，轉向了對燃料電池車的研究。2009 年奧巴馬上臺后又轉向了率先實現混合動力車商業化、燃料電池車作為遠期目標的電動汽車發展戰略。在國家戰略的引導下，美國各類電動汽車技術成果頗豐，先后提出了針對純電動汽車與混合動力汽車的四大類標準，并形成了世界上最完善的燃料電池汽車標準體系。截至2012年，在混合動力汽車、燃料電池汽車等電動汽車關鍵技術領域，美國獲得授權專利數量占據了全球專利總數的22%。1.2.2 歐洲(1)市場狀況。步入21世紀后，電動汽車行業在歐洲迅速發展。在一些起步較晚的國家，如荷蘭、挪威等，電動汽車發展尤其迅猛，電動汽車保有量持續增加。據歐洲汽車制造商協會(ACEA)數據顯

7、示，2014年歐盟28個成員國加上自由貿易聯盟國家電動車銷量達到97 791輛，同比增長50.3%，挪威、英國等國家甚至實現成倍增長。(2) 技術研發。與美國相比，歐洲更崇尚純電動汽車。1990年，歐洲“城市電動車”協會成立，旨在幫助各城市進行電動汽車可行性研究、安裝必要設備和指導其運營。1995年底，歐洲第1 批電動汽車實現批量生產，1996年到2000年間，歐洲電動汽車從5 890輛增長到16 255 輛，其中法國、瑞士和德國處于前列4。進入21世紀后，歐洲電動汽車產業快速發展，到2014年底歐盟各國電動汽車保有量均大幅增長，如圖1 所示。歐洲的汽車企業也紛紛在傳統內燃機汽車的技術優勢的基

8、礎上推出了自己的插電式混合動力和純電動汽車品牌，如雷諾推出的雷諾ZOE、雷諾KangrooZOE、雷諾twizy 三款純電動汽車，寶馬推出的純電動跑車i3、插電式混合動力跑車i8，大眾推出的插電式混合動力車輛高爾夫“TwinDrive”等。雖然純電動汽車在歐洲取得了一定的發展，但由于沒能成功地解決續航里程短的問題，商業化進程相對緩慢，因而部分企業也開始致力于其他清潔能源車的開發和產業化。從銷量上看，近年來，混合動力車型在歐洲的銷量大幅增長，2013 年僅豐田公司一家企業的混合動力車型就在歐洲銷售了15. 7 萬輛。圖1 2014年底歐洲主要國家電動汽車保有量1.2.3 日本(1)市場狀況。日本

9、是全球范圍內最早開始發展電動汽車的國家之一，也是世界上首個實現混合動力汽車量產的國家，在實現混合動力系統的低燃耗、低排放和改進行駛性能方面穩居世界領先地位。2013年，在日本全部新車330萬輛的市場上，銷量位居前幾名的車型都是混合動力產品。電動汽車占日本國內新車銷量的比例為17.7%，同比增長1.5%5。(2)技術研發。一直以來，日本政府特別重視電動汽車的研究和開發。早在1965年，日本政府就將電動車研發正式列入國家項目，并隨后成立了日本電動汽車協會。1996年，豐田公司成功研制出燃料電池汽車樣車，并于1997年開始混合動力汽車普銳斯的批量生產。1999年本田首款混合動力汽車INSIGHT上市

10、，隨后2001 年推出CIVIC 混合動力，這兩款混合動力在全球電動汽車市場上占有較大份額。日產公司由于具有在鋰離子電池方面的優勢，其主要研發方向集中于純電動汽車方面，并于1997 年推出了全球第一輛鋰離子電池電動汽車Prairie Joy。從國外電動汽車發展歷程來看，各國政府采取的技術路線不同，在產業化方面除經濟扶持、政策優惠和法規強制外，還通過示范運營、加強基礎設施建設、優惠租賃、政府采購、節能環保宣傳等手段保證生產、研發、銷售等各環節協調發展。同時，各國扶持電動汽車產業的政策都根據不同經濟階段的實際需求而動態調整，使產業發展順利由政府推動過渡到市場推動，為我國電動汽車發展提供了寶貴的經驗

11、。2 我國電動汽車的發展現狀2.1 我國電動汽車市場現狀中國作為全球第二大電動汽車市場，近年來在中國政府的強力推動下，電動汽車的產量和銷量均實現了巨大的飛躍。2014年電動汽車累計生產8. 39萬輛，同比增長近4倍，如表2所示6。總體來說，目前我國電動汽車銷量的增長以小型車為主，我國本土涉足電動汽車領域的企業逐漸增多，包括北汽新能源、比亞迪、東風日產等，市場上可供選擇的車型也開始豐富。表2 2014年我國電動汽車產量類型產量/萬輛同比增長純電動乘用車3.783倍插電式混合動力乘用車1.6722倍純電動商用車1.574倍插電式混合動力商用車1.382倍總計8.394倍2.2 我國電動汽車技術研發

12、現狀“十五”和“十一五”期間，我國從維護能源安全、改善大氣環境、提高汽車工業競爭力及實現我國工業的跨越式發展的戰略高度出發，先后啟動了“863”計劃、“電動汽車重大科技專項”、“節能與電動汽車重大項目”等，投入科技經費近20 億元，形成了以純電動、油電混合動力、燃料電池3 條技術路線為“三縱”，以多能源動力總成控制系統、驅動電機及其控制系統、電力蓄電池及其管理系統3種共性技術為“三橫”的電動汽車研發格局，共計200多家整車及零部件企業、高校和科研院所參與了電動汽車專項研發。2012年7月，國務院發布的節能與電動汽車產業發展規劃中指出以純電驅動為電動汽車產業發展和汽車工業轉型的主要戰略取向，當前

13、工作重點是純電動汽車和插電式混合動力汽車的產業化建設。在此方針的指導下，我國電動汽車技術經過“三縱三橫、整車牽頭”和“三縱三橫、動力系統技術平臺為核心”兩階段攻關，繼續取得重大突破，逐步形成了整車零部件企業協同研發、標準檢測平臺和應用示范為支撐載體的研發創新體系，并取得了豐碩的成果。如鋰離子動力電池和燃料電池系統性能與耐久性穩步提升，成本大幅下降；車用電機系統性能取得較大進展，產業化能力大幅提升；高密度永磁電機功率密度達2.68 kW/kg，系統最高效率達到94%以上7。國內汽車企業也紛紛增加對電動汽車及相關零部件的研發投入。2008年，比亞迪一款型號為F3DM的電動汽車獲準批量生產和銷售，標

14、志著我國電動汽車產業正式進入產業化階段。2012年，我國累計發布60多項電動汽車相關標準，涉及電動汽車及動力電池安全、能耗消耗量測量、充電接口及通信協議等多個領域，為實現電動汽車規模產業化，尤其是純電驅動汽車銷量達到同類車型總銷量1% 左右的重要門檻提供了重要的科技支撐8。3 我國電動汽車技術發展現狀與趨勢3.1 電機驅動技術電動機及其控制技術是電動汽車系統的核心技術。現代電動汽車和電控與20 世紀40 年代開發的電瓶車技術有著本質的不同。現代電動車一般采用新型的高效可靠的傳動電機，如直流無刷永磁電機、開關磁阻電機及微電子調速控制技術，我國生產的適合車用動力的永磁電機質量很高，已形成出口能力。

15、因此，這部分技術已相對成熟，有實用價值9-10。3.2 能量管理系統能量管理系統是電動汽車的智能核心。一輛設計優良的電動汽車，除了有良好的機械性能、電驅動性能、適當的能量源(即電池) 外，還應該有一套維持電動車所有蓄電池組件的工作，并使其處于最佳狀態；采集車輛的各個子系統的運行數據，進行監控和診斷；控制充電方式和提供剩余能量顯示等職責的能量管理系統。能量管理系統研究與開發不僅要建立包括蓄電池在內的電動車的數學模型，而且要開發以微處理器為核心的電子控制單元。目前國內比較成型的EMS 技術主要是針對某一動力系統設計的，效果比較好，但是不同的電動汽車動力傳動結構有不同的系統配置，EMS 管理體系結構

16、的多樣性及電動汽車對于高效的實時性能的需求，大大增加了控制任務的復雜性。因此，研究新的動力傳動配置和控制器以及更具有通用性的EMS 已經成為目前的發展方向。3.3 鋰離子電池技術當前，制約電動汽車尤其是PHEV 和EV 車型發展的核心問題在于續航里程偏短、車體偏重，存在安全隱患，并且價格居高不下，盡管這些問題短期可通過降低整車性能要求(如縮短行駛距離、延長充電時間)來解決，然而長期來看必須從提高電池能量密度、提升電池安全性能和降低電池成本等電池技術層面進行根本性突破。其中，提升電池體系的能量密度以增長續航里程，目前已成為各大汽車廠商和動力鋰電池制造商共同努力方向。目前裝車應用最廣泛的基于磷酸鐵

17、鋰和錳酸鋰正極的鋰離子動力電池，其單體電池的能量密度只有130 Wh /kg；組合成電池組后，電池系統的能量密度不到90 Wh /kg11。為推動我國動力鋰離子電池產業技術突破，工信部和科技部提出了近期的規劃目標，如表3 所示。表3 中國電池產業近期規劃目標年份規劃能量密度/（Wh·kg-1）循環壽命/次成本/（元·Wh-1）2015年底科技部：新能源汽車技術政策研究目標工信部：電池工業十二五發展規劃目標20020001.52020年底25030001總體來說，我國的電機驅動技術與國際先進水平已基本持平，但是電池能量管理系統與鋰離子電池在能量密度方面的差距限制了我國電動汽車

18、產品的續航里程，抑制了消費者的購車熱情。我國政府已出臺促進鋰離子電池技術發展的相關政策。可以預計未來5 年內，鋰離子電池產業會有持續大規模的投入并得到較快的發展。4 參考文獻1 肖何,楊陽. 2014年全球電動汽車銷量突破35萬輛同比增長56.78% N.中國電池雜志,2015-03-25.2 International Energy Agency. Global-EV-Outlook 2015R.Paris: IEA,2015.3 劉重才.全球新能源車銷量激增國內企業或受益N. 上海證券報, 2014-10-10.4 程廣宇.國外車用充電基礎設施建設進展及啟示J. 科技創新與生產力, 2012(4):11-145 亞洲汽車產業調查分析J. FOURIN世界汽車調查月,2015(80):