【文章內(nèi)容簡介】 動(dòng)車型。2005 年，清源公司開發(fā)的 6輛“幸福使者”純電動(dòng)汽車出口美國，這是國內(nèi)電動(dòng)汽車整車第一次出口。根據(jù)美方要求，該車作為美國家庭用車，最高時(shí)速限定為 40 公里，最大續(xù)駛里程 100 公里 ，整車定價(jià)近 1 萬美元。之后，清源公司繼續(xù)向美國出口純電動(dòng)轎車，2005 年出口總數(shù)達(dá)到112 輛，2006 年銷往歐美 500 輛，2007 年國際市場(chǎng)訂單已超過 1000 輛。2006 年底，清源公司在天津?yàn)I海新區(qū)建設(shè)電動(dòng)汽車研發(fā)制造基地，將形成一條年產(chǎn) 2 萬輛純電動(dòng)汽車的生產(chǎn)線?！笆晃濉逼陂g，北京理工大學(xué)作為整車總體單位承擔(dān)了 863 電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)“純電動(dòng)客車項(xiàng)目”，作為技術(shù)依托單位承擔(dān)了北京市科技奧運(yùn)電動(dòng)汽車特別專項(xiàng)“電動(dòng)汽車運(yùn)行示范、研究開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”等項(xiàng)目。已完成純電動(dòng)準(zhǔn)低地板公交車、純電動(dòng)中巴客車、純電動(dòng)旅游客車、純電動(dòng)超低地板公交車等四種車型的整車開發(fā)、型式認(rèn)證和定型設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了 40 余輛的小批量試生產(chǎn)，各項(xiàng)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、續(xù)駛里程、噪聲等指標(biāo)已達(dá)到或接近國際水平；組建電動(dòng)汽車示范車隊(duì)，在北京市開展“一線一區(qū)”兩種模式示范運(yùn)行。目前，北京理工大學(xué)等單位已經(jīng)完成了北京理工科凌電動(dòng)車輛股份有限公司密云電動(dòng)車輛產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)基地的建設(shè)，初步形成了關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)能力和產(chǎn)業(yè)化配套能力。著名電池制造商比亞迪在動(dòng)力電池方面的研究成果一直處于世界的前沿，該公司最新研發(fā)的車用產(chǎn)品的充電時(shí)間已縮短到 8～9 小時(shí)，最高續(xù)駛里程可達(dá) 450～500 公里，最高時(shí)速可達(dá) 120～180 公里/小時(shí)，0～100 公里/小時(shí)加速時(shí)間小于 13 秒。2006 年 7 月，比亞迪為加速純電動(dòng)汽車的商業(yè)化步伐，推出一款全新技術(shù)的電動(dòng)轎車——F3e。這款車基于 F3 平臺(tái)而開發(fā)，裝載比亞迪在全球首家推出的技術(shù)“鐵”動(dòng)力電池“ETpower”，一次充電能夠行使 350km，單次充電時(shí)間 22 分鐘。“ETpower”是以比亞迪在電池領(lǐng)域里的最新發(fā)明“鐵電池”為核心技術(shù)支持的純電動(dòng)汽車動(dòng)力體系。（注：E 表示環(huán)保和電力 environment 和 electric 的首字母，T 則表示技術(shù) technology，power 則表示動(dòng)力和能量）同時(shí)，比亞迪計(jì)劃首批 200 臺(tái)純電動(dòng)出租車于 07 年投入示范性商業(yè)運(yùn)營。目前比亞迪已經(jīng)在北京、上海、深圳、西安等四大基地完成了內(nèi)部實(shí)驗(yàn)性電動(dòng)汽車充電站的建設(shè)，計(jì)劃先在企業(yè)內(nèi)部進(jìn)入“電動(dòng)汽車”時(shí)代。萬向集團(tuán)公司從 1999 年開始涉足電動(dòng)汽車領(lǐng)域，目前已經(jīng)研制出了純電動(dòng)轎車和純電動(dòng)公交車，運(yùn)行總里程已經(jīng)超過了 15 萬公里。其純電動(dòng)轎車最高時(shí)速為 126 公里，經(jīng)濟(jì)時(shí)速下最大續(xù)駛里程為 380 公里，百公里平均耗電量為 11 千瓦時(shí)；純電動(dòng)公交車最高時(shí)速為 90 公里，經(jīng)濟(jì)時(shí)速下的最大續(xù)駛里程為 280 公里，百公里平均耗電量為 70 千瓦時(shí)，充電方式采用設(shè)置換電站快速更換電池組方式。2006 年 4 月，萬向集團(tuán)公司研制的鋰離子電池驅(qū)動(dòng)純電動(dòng)汽車在杭州開始示范運(yùn)行。14第三章 純電動(dòng)汽車的發(fā)展歷程及地區(qū)概況純電動(dòng)汽車以車載電源（充電蓄電池）作為儲(chǔ)能方式、用電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力來驅(qū)動(dòng)車輪行駛，不僅具有節(jié)能、環(huán)保的特性，還有動(dòng)能來源廣泛的優(yōu)點(diǎn)，可以利用水力、風(fēng)力、核能等發(fā)電或利用電力系統(tǒng)低谷期給蓄電池充電，從而提高電網(wǎng)效能。一、歷史沿革純電動(dòng)汽車在電動(dòng)汽車中發(fā)展時(shí)間最長。自 19 世紀(jì) 90 年代美國人制造出世界上第一輛純電動(dòng)汽車以來，20 世紀(jì)初第一次達(dá)到生產(chǎn)高峰，占領(lǐng)了 40%的汽車市場(chǎng)。后來由于電子啟動(dòng)器的發(fā)明以及純電動(dòng)汽車動(dòng)力性差的原因，在 30 年代中期結(jié)束了早期的純電動(dòng)汽車生產(chǎn)而進(jìn)入燃油汽車的黃金時(shí)期；1974 年1975 年和 1979 年1982 年歐美兩次能源危機(jī)推動(dòng)純電動(dòng)汽車的研制重新進(jìn)入高峰。這一階段汽車電力電子學(xué)尚未建立，既沒有完善的科學(xué)理論做指導(dǎo)，更缺乏高科技含量的汽車電力電子裝置可供采用。特別是，當(dāng)時(shí)僅有鉛酸蓄電池可供使用，而鉛酸蓄電池體積大、質(zhì)量重，能量密度小、功率密度低，充電時(shí)間長，每次充足電后續(xù)駛里程較短，再加上電力傳動(dòng)系統(tǒng)的制造成本過高等因素困擾，1997 年以后絕大多數(shù)公司對(duì)純電動(dòng)汽車的研發(fā)基本處于停滯狀態(tài)。第二代純電動(dòng)汽車的出現(xiàn)，是以汽車電力電子學(xué)的最新發(fā)展為基礎(chǔ)的，其技術(shù)亮點(diǎn)包括高能量密度鋰離子蓄電池、鋰離子電容器等的發(fā)明，以及乘用車電動(dòng)輪技術(shù)的開發(fā)和實(shí)用化等。雖然，純電動(dòng)汽車離真正商業(yè)化還有一定的距離，但與第一代純電動(dòng)汽車相比，它已經(jīng)在充電時(shí)間、續(xù)駛里程、動(dòng)力性、快速充放電能力等方面取得了可喜的進(jìn)展。與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車及混合動(dòng)力汽車、氫燃料汽車相比，第二代純電動(dòng)汽車也顯示出了一定的“比較優(yōu)勢(shì)”：控制精確度高于混合動(dòng)力車，風(fēng)阻系數(shù)可降至 ，整車質(zhì)量大大低于燃料電池車，CO2 排放量低于同級(jí)別汽油車，使用過程的能耗費(fèi)用低于汽油車。當(dāng)然還存在技術(shù)瓶頸和若干問題。二、地區(qū)發(fā)展在新能源汽車的發(fā)展戰(zhàn)略中，各個(gè)國家、地區(qū)和世界各大汽車公司都依據(jù)自己的評(píng)估作了不同的選擇，對(duì)純電動(dòng)汽車的研究采用了不同的策略。從當(dāng)前整體情況看，重視混合動(dòng)力汽車和燃料電池汽車技術(shù)的國家與企業(yè)較多，選擇重點(diǎn)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化純電動(dòng)汽車的較少。美國1991 年，美國通用汽車公司、福特汽車公司和克萊斯勒汽車公司共同協(xié)議，成立了“先進(jìn)電池聯(lián)合體”（USABC），共同研究開發(fā)新一代電動(dòng)汽車所需要的高能電池，并且與美國能源部簽訂協(xié)議在 1991～1995 年間投資 億美元來資助電動(dòng)汽車用高能電池的研究。20 世紀(jì) 90 年代中期，美國克林頓政府曾制訂了發(fā)展電動(dòng)車的“新一代汽車伙伴(PNGV)計(jì)劃”，集中研究電池驅(qū)動(dòng)的純電動(dòng)汽車。但鑒于當(dāng)時(shí)蓄電池技術(shù)還未能獲得關(guān)15鍵性突破，純電動(dòng)汽車一次充電后的續(xù)駛里程短，充電時(shí)間長，降低電池造價(jià)困難，在技術(shù)上也難以解決處理廢舊電池二次污染、回收困難的問題，而且電池價(jià)格昂貴，商業(yè)化進(jìn)展緩慢。美國加州經(jīng)過 13 年在環(huán)保及環(huán)保車輛的探索實(shí)踐，表示不再積極鼓勵(lì)發(fā)展純電動(dòng)汽車，而轉(zhuǎn)向了燃料電池。EVChrysler EPIC 等相繼停產(chǎn)，通用曾經(jīng)也宣布不再繼續(xù)加大對(duì)純電動(dòng)汽車研究的投入，只是對(duì)已經(jīng)在路上使用的電動(dòng)汽車進(jìn)行維護(hù)。不過美國國家實(shí)驗(yàn)室還在繼續(xù)進(jìn)行純電動(dòng)汽車先進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、先進(jìn)電池及其管理系統(tǒng)等的深入研究。2002 年，美國能源部批準(zhǔn)經(jīng)費(fèi) l500 萬美元，用于“工業(yè)研究、開發(fā)和演示使用電池的電動(dòng)汽車”的費(fèi)用共擔(dān)項(xiàng)目，包括使用效率和動(dòng)力儲(chǔ)存、供電質(zhì)量等。小型、低速、特種用途的純電動(dòng)汽車不斷發(fā)展。歐洲與美國相比，歐洲更崇尚追求完美零污染的純電動(dòng)汽車。成立于 1990 年的歐洲“城市電動(dòng)車”協(xié)會(huì)至今在歐共體組織內(nèi)已有 60 座城市參與，幫助各城市進(jìn)行電動(dòng)汽車可行性的研究和安裝必要的設(shè)備，并指導(dǎo)城市的電動(dòng)汽車運(yùn)營。其中最為成功和著名的就是電動(dòng)標(biāo)致 106 車型，這種以鎳鎘電池為動(dòng)力的電動(dòng)汽車已經(jīng)在歐洲各國，尤其是在政府部門當(dāng)中擁有大量的用戶。這與法國政府給予純電動(dòng)汽車高度重視和支持，出臺(tái)了許多鼓勵(lì)研發(fā)和生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化的優(yōu)惠、支持、補(bǔ)貼和扶持政策密切相關(guān)。法國政府、法國電力公司、標(biāo)致雪鐵龍汽車公司和雷諾汽車公司簽屬協(xié)議，共同承擔(dān)開發(fā)和推廣電動(dòng)汽車，共同合資組建了電動(dòng)汽車的電池公司——薩夫特（SAFT）公司承擔(dān)電動(dòng)汽車的高能電池的研究和開發(fā)，以及電池的租賃和維修等工作。但它終究還是沒有能成功地解決一次充電后的續(xù)駛里程短的問題，因此也沒有進(jìn)行更大規(guī)模的擴(kuò)張，而是更多地轉(zhuǎn)向清潔柴油車的產(chǎn)業(yè)化。目前，還有一些機(jī)構(gòu)繼續(xù)在做純電動(dòng)汽車的研究開發(fā)，例如體現(xiàn)法國政府意向的法國重要的國營企業(yè)，法國電力公司與達(dá)索集團(tuán)簽約了純電動(dòng)汽車的合作開發(fā)項(xiàng)目。追隨法國進(jìn)行理論研究和產(chǎn)品開發(fā)的是比利時(shí)，主要集中在高等院校之中，例如布魯塞爾和列日（Liege）大學(xué)。但是比利時(shí)沒有自己的汽車工業(yè)，沒有很多的企業(yè)投資，只有有限的政府資助，缺乏實(shí)際運(yùn)用效果。此外還有意大利著重兩輪純電動(dòng)車的研發(fā)和運(yùn)營，瑞士則側(cè)重研究超級(jí)電容器，尤其是電動(dòng)城市輕軌方面的研究。日本日本從 70 年代開始開發(fā)純電動(dòng)車，許多汽車企業(yè)都陸續(xù)進(jìn)行了一些產(chǎn)品發(fā)布與銷售運(yùn)行，但堅(jiān)持下來進(jìn)行研發(fā)和銷售的只有大發(fā)和鈴木兩家。到了 90 年代之后，由于環(huán)境等問題，一些大汽車企業(yè)重新開始研發(fā)第二代純電動(dòng)車，豐田、本田、日產(chǎn)等陸續(xù)進(jìn)行了一些產(chǎn)品發(fā)布與銷售運(yùn)行。然而由于技術(shù)與價(jià)格等方面的原因，在新能源汽車研發(fā)戰(zhàn)略中，更多的日本汽車企業(yè)選擇了混合動(dòng)力汽車作為重點(diǎn)發(fā)展方向，堅(jiān)持純電動(dòng)汽車蓄電池技術(shù)研發(fā)的重點(diǎn)落在三菱重工、富士重工等動(dòng)力裝備類企業(yè)。純電動(dòng)汽車的產(chǎn)品開發(fā)向小型化發(fā)展，單人和 2 人車型成為主力車型，車輛技術(shù)、零部件技術(shù)、充電設(shè)施技術(shù)都已相對(duì)成熟。截止到 2002 年，日本純電動(dòng)汽車的保有量為 2696 臺(tái)。目前，日本電動(dòng)車輛協(xié)會(huì)、汽車協(xié)會(huì)、汽車電子協(xié)會(huì)等部門已經(jīng)初步建立了一些純電動(dòng)汽車共同利用系統(tǒng)，進(jìn)行實(shí)用化試運(yùn)行和試運(yùn)營。16中國我國純電動(dòng)汽車的研究開始于 20 世紀(jì) 60 年代，到了 90 年代掀起了一股電動(dòng)汽車熱，部分高校、汽車研究所以及生產(chǎn)企業(yè)聯(lián)合開發(fā)充電電池和純電動(dòng)汽車，并取得了一些成果。2001 年，我國確立“十五”國家高新技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863 計(jì)劃）電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)項(xiàng)目，明確了我國的電動(dòng)汽車戰(zhàn)略發(fā)展基本原則，即燃料電池汽車發(fā)展居首位、第二為混合動(dòng)力電動(dòng)汽車、純電動(dòng)汽車兼顧一下，提出“三橫三縱”研發(fā)布局，并招標(biāo)確定純電動(dòng)轎車由上汽奇瑞、天津汽車來牽頭研制。2006 年開始實(shí)施的國家中長期科技規(guī)劃對(duì)電動(dòng)汽車研發(fā)戰(zhàn)略也大體相同。按照項(xiàng)目規(guī)定進(jìn)程，純動(dòng)力電動(dòng)汽車功能樣車已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，純電動(dòng)轎車和純電動(dòng)客車在國家質(zhì)檢中心的型式認(rèn)證試驗(yàn)中各項(xiàng)指標(biāo)均滿足有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，關(guān)鍵零部件高功率鎳氫電池、鋰離子電池性能有了較大提高。因此，雖然在傳統(tǒng)汽車的開發(fā)上，我國與世界先進(jìn)水平相比有 30 年以上的差距，但在純電動(dòng)汽車技術(shù)開發(fā)上的差距并不大，幾乎站在同一起跑線上，而且關(guān)鍵零部件技術(shù)平臺(tái)相同，有專家認(rèn)為研發(fā)水平最大差距不超過 5 年。甚至在某些領(lǐng)域，如鋅空氣電池和鋰電池研究方面，已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng)先水平17第四章 純電動(dòng)汽車面臨的瓶頸問題目前第二代純電動(dòng)汽車在技術(shù)、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)、基礎(chǔ)設(shè)施配套、政府政策支持等方面還存在著產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的瓶頸，在轎車領(lǐng)域的發(fā)展還沒有達(dá)到預(yù)期目的，大部分產(chǎn)品集中于短途低速、城區(qū)公共交通及旅游區(qū)交通等特定用途，包括高爾夫球場(chǎng)場(chǎng)地車、公園游覽車、工廠內(nèi)的牽引車或兩輪電動(dòng)自行車等。純電動(dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程才剛剛起步，要能夠大批量生產(chǎn)，并且質(zhì)量穩(wěn)定、符合標(biāo)準(zhǔn)，還有較長的路要走。一、技術(shù)爭議這幾年，通過實(shí)施 863 計(jì)劃，我國純電動(dòng)車的研發(fā)能力大大提高，技術(shù)難點(diǎn)正逐步克服，檢測(cè)手段也不斷增強(qiáng)，整車技術(shù)已能夠達(dá)到或非常接近國際水平，部分技術(shù)能夠達(dá)到國際先進(jìn)水平。比如雙 CAN 總線控制器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，交流感應(yīng)電機(jī)和永磁電機(jī)的全數(shù)字四象限矢量控制技術(shù)，分布式、網(wǎng)絡(luò)化電池管理系統(tǒng)，以及智能化高壓電安全管理系統(tǒng)等，都基本上已是當(dāng)前國際上最先進(jìn)的技術(shù)。因此，有專家認(rèn)為我國純電動(dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)化已不存在近期難以克服的重大技術(shù)問題。但是，也有專家認(rèn)為當(dāng)前的純電動(dòng)汽車技術(shù)還存在不少問題，如蓄電池的使用壽命不長而更換成本高；國產(chǎn)零部件尚未完全過關(guān)，關(guān)鍵元器件均需進(jìn)口；低溫條件下電池超快充電技術(shù)未根本解決等。而且，當(dāng)前純電動(dòng)汽車開發(fā)還基本以實(shí)驗(yàn)室研發(fā)為主，各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)在實(shí)際復(fù)雜運(yùn)行環(huán)境下缺乏批量化的質(zhì)量控制，不能保證達(dá)到測(cè)試時(shí)的數(shù)據(jù)值一致性。此外，雖然目前某些關(guān)鍵技術(shù)有所突破，但關(guān)鍵技術(shù)的突破并不意味著市場(chǎng)化的可能性，汽車是一個(gè)完整的、復(fù)雜的大系統(tǒng)，純電動(dòng)車更是由計(jì)算機(jī)控制，對(duì)電動(dòng)機(jī)、變速器等零部件的要求很高。只有關(guān)鍵技術(shù)和傳統(tǒng)技術(shù)、關(guān)鍵部件和傳統(tǒng)配件的全面發(fā)展，才能開發(fā)出先進(jìn)的、可以市場(chǎng)化的純電動(dòng)汽車。而且這種換掉整個(gè)能源體系、不要燃油機(jī)的方式將會(huì)給汽車產(chǎn)業(yè)鏈帶來巨大變化，無論發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家都不是幾年內(nèi)能夠接受得了的，因此存在很多爭議。二、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性純電動(dòng)汽車不使用燃油，不受油價(jià)飛漲的影響。但是由于純電動(dòng)汽車需要改變整個(gè)動(dòng)力體系，要花一部分額外的成本來裝電機(jī)、電池，而電機(jī)控制系統(tǒng)的成本較高，帶動(dòng)整車銷售價(jià)格也提高。從目前各國試運(yùn)行和部分產(chǎn)業(yè)化的情況來看，包括低性能兩輪電動(dòng)車在內(nèi)的小型純電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化情況較好，而高性能較大型純電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)目的本就有較遠(yuǎn)距離、較大速度的需求，直接的后果的就是加大車身重量、對(duì)電機(jī)功率和電池容量要求比較大、成本加重、經(jīng)濟(jì)性下降。在這種情況下，與同時(shí)也在不斷進(jìn)步的內(nèi)燃機(jī)節(jié)能技術(shù)相比，如果沒有政府的政策鼓勵(lì)性經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼，用戶選擇購買價(jià)格昂貴的純電動(dòng)汽車并不見得劃算。這也成為純電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化的瓶頸之一。當(dāng)然，隨著電池價(jià)格下降和純電動(dòng)車產(chǎn)量增大，購買價(jià)格會(huì)逐漸降低。日本經(jīng)產(chǎn)省制定計(jì)劃，與日本汽車產(chǎn)業(yè)、電機(jī)產(chǎn)業(yè)、各大學(xué)和研究所共同研發(fā)高性能、低價(jià)格的充電電池技術(shù)，在 2015 年將裝配18高性能電池的電動(dòng)汽車成本降低到目前微型車的水平。屆時(shí)可以大大提高純電動(dòng)