電動汽車產業(yè)發(fā)展模式的探索與研究

（金華電業(yè)局，浙江金華321016）

電動汽車產業(yè)發(fā)展模式的探索與研究

侯健生，蔡欣諭，吳秀剛

（金華電業(yè)局，浙江金華321016）

電動汽車以電代油，能夠實現“零排放”，是解決能源和環(huán)境問題的重要途徑。然而，當前電動汽車產業(yè)發(fā)展仍受諸多技術因素影響，面臨很多不確定性，如電池技術、充換電技術、服務定價機制、商業(yè)推廣模式等，制約著整個電動汽車產業(yè)的發(fā)展。結合電動汽車產業(yè)發(fā)展現狀，分析當前電動汽車產業(yè)發(fā)展遇到的問題，提出了電動汽車產業(yè)發(fā)展的新模式。

儲能技術；電動汽車；電池更換站

推廣使用電動汽車作為緩解城市環(huán)境污染問題的有效途徑已經受到社會各界越來越多的關注，我國早在“八五”期間就將電動汽車列入科技攻關計劃，積極開展電動汽車關鍵技術的研究規(guī)劃?！熬盼濉逼陂g，電動汽車正式列入國家重大科技產業(yè)工程項目，“十一五”期間電動汽車與清潔燃料汽車合并列入“863”計劃，至此，基本形成了完整的新能源汽車研發(fā)和示范布局，在新能源汽車技術研發(fā)和產業(yè)化領域取得了重要進展。

1 電動汽車產業(yè)發(fā)展探索

1.1 電動汽車產業(yè)發(fā)展的障礙

電動汽車是一種零排放、零污染的新能源綠色產品，具有良好的社會發(fā)展前景，但由于受制于電池技術瓶頸、缺少相應的配套基礎設施、社會用戶對電動汽車的使用還心存疑慮等問題，電動汽車在實踐中還處于示范運行的階段，無法真正形成有效的消費市場和產業(yè)鏈。

圖1 電動汽車產業(yè)鏈中各環(huán)節(jié)相互制約的關系

從圖1看出，在整個產業(yè)鏈中電動汽車不普及的原因在于電池成本高、配套基礎設施少；而電池成本高、配套基礎設施少的原因在于電動汽車的保有量少；電動汽車的保有量少的原因還在于電動汽車不普及，形成了一個怪圈，即傳統的能源供應模式導致整個電動汽車產業(yè)的矛盾相互糾結，互相牽制，難以突破，嚴重阻礙了電動汽車產業(yè)的發(fā)展。

1.2 電池成本高昂

在傳統能源供給模式下，電動汽車必須以整車帶電池的方式銷售，電池制造廠商將研發(fā)目標集中在提高電池全壽命周期上，造成電池價格居高不下，導致不能大規(guī)模生產，進而拔高了整車價格，進入惡性循環(huán)。目前電動汽車的電池主要包括鉛酸蓄電池、鎳氫電池和鋰電池，其中鋰電池的性能更優(yōu)，價格也更高，見表1。

表1 電動車動力電池性能價格

純電動汽車以續(xù)航里程100～150 km為例，配備電池能量容為15 kWh，每輛純電動汽車僅電池成本就達7～8萬元。對普通消費者，單車成本提高幅度過大，在電動汽車推廣初期，很難被消費者接受。

1.3 充電站困境

充電站的困境在于按照傳統的方式進行布點，由于單位面積利用效率低下、單位面積投資昂貴、不能收回成本、不能持續(xù)發(fā)展等原因，導致電動汽車無法社會化運營。

現有充電站模式與傳統燃油汽車加油模式類同。但由于電動汽車能源的特殊性，目前充電站的規(guī)模、功能、分布和服務均不能方便快捷地為電動汽車提供電能補充。

因此，電動汽車產業(yè)亟需一種全新的產業(yè)發(fā)展模式來解決電動汽車電池成本和充電配套服務的問題，以期打開產業(yè)鏈惡性循環(huán)怪圈。

2 新型電動汽車產業(yè)發(fā)展模式

2.1 新型產業(yè)發(fā)展模式

根據當前電動汽車產業(yè)發(fā)展現狀，新型的電動汽車產業(yè)發(fā)展模式可以是：采用以標準電池為載體的電能量供應方式，通過多級服務（配送）網絡實現標準電池的流轉，為離線的電動汽車提供持續(xù)不斷的電能；開展以標準電池模塊更換為核心，結合智能電網中固態(tài)儲能、分布能源等技術的電動汽車充電設施建設與運營。

在電動汽車產業(yè)發(fā)展過程中，電網公司可以扮演重要的角色，就像航空運輸離不開機場，電動汽車普及應有相對超前配套的充電設施。同時，由于用電高峰期的嚴重過載現象，大規(guī)模隨機充電負荷會對電網產生沖擊，形成影響正常電力供應的潛在風險。所以，電動汽車產業(yè)發(fā)展必須有序地將充電設施建設納入系統的規(guī)劃中。

此外，電網公司在電動汽車整個產業(yè)鏈中應定位于專業(yè)能源（標準電池模塊）供給方。通過提供以標準電池為載體的電能量供應新模式引導整個電動汽車產業(yè)鏈，充分利用現有物流業(yè)、服務業(yè)、物聯網等資源為客戶提供極為方便的能源補給（電池更換），促進電動汽車普及和產業(yè)持續(xù)快速發(fā)展。新型電動汽車發(fā)展推廣模式基本分為車電分離、集中充電、定點換電、專業(yè)服務四大內容，圖2為電動汽車推廣運營服務體系的構架。

圖2 電動汽車推廣運營服務體系

2.2 換電服務體系

根據電動汽車電池充電所需時間長、一次充電續(xù)駛里程有限的特點，采用電池租賃方式，為電動汽車客戶提供快速電池更換業(yè)務。主要采用“集中充電，統一配送”的新型模式，未來用戶購車不買電池，到換電站直接將耗盡的動力電池組快速更換為充滿的電池組，而由專業(yè)的電池服務運營公司負責電池組的集中充電、管理、維護及統一回收等服務。

以浙江省金華市為例，該地區(qū)成立了全國首家電動汽車電池租賃更換及配送運營公司，在金華市區(qū)300 km2的范圍內按5 km×5 km網格分別設置6個電池快速更換站，形成3 000輛電動汽車標準電池配送和快換網絡的示范基地，負責提供金華市電動汽車標準動力電池的租賃、維護管理、充電、快速更換、回收再生等一系列綜合服務，并同時提供純電動汽車及其動力電池質量保障、售后技術支持和服務，以此來推進金華市電動汽車產業(yè)化發(fā)展，圖3為金華市“十二五”電動汽車充電設施網絡覆蓋情況。

采用“集中充電，統一配送”的新型模式，能最大程度滿足電動汽車能源供給服務對便捷性、經濟性及電網友好性的需求。

2.3 服務網點建設

目前建設的電池更換站均屬于電力設施范疇，其建設也納入當地電網規(guī)劃當中，建設原則主要依據國家電網公司2010年發(fā)布的企業(yè)標準執(zhí)行。

依據標準，電池更換站可分為3種類型：

（1）一類電池更換站：指同時具備商用車和乘用車電池更換和電池充電的功能，并具備輻射本地區(qū)電池配送能力的電池更換站。

（2）二類電池更換站：指具備商用車或乘用車電池更換和電池充電的功能，并具備一定范圍的電池配送能力的電池更換站。

（3）三類電池更換站：指通過配送獲得電池，并具備電池更換能力的電池更換站。

2.4 服務流程

標準電池配送流程為：標準電池在一、二類電池更換站內集中充電，一、二類電池更換站負責向各個三類電池更換站配送標準電池，各服務網點則從就近的電池更換站獲取標準電池，移動電池服務管理流程見圖4。

圖3 金華電動汽車服務網絡覆蓋情況

圖4 移動電池服務管理流程

用戶獲取服務的方式有如下3種：用戶自行開車到各電池更換站和服務網點進行更換標準電池；用戶通過電話預約，服務網點可提供上門服務；用戶利用直流充電樁進行充電。

2.5 新型產業(yè)發(fā)展模式突破電動汽車產業(yè)化發(fā)展障礙

電池快速更換服務網絡可以有效突破電動汽車產業(yè)化存在的五大障礙，為電動汽車用戶創(chuàng)造出1套合理的消費模式：

（1）電動汽車出廠時不配電池，用戶買車不買電池，而采取向運營服務公司租賃使用。與汽油汽車相比，同檔次車型的電動車價格要低20%左右，購車價格貴的問題得以解決。

（2）目前普通電動汽車的續(xù)駛里程可以達到100～150 km。新商業(yè)模式不超過5 km就有電池快速更換站提供運行保障服務，使電動汽車的運行范圍不再受續(xù)駛里程的影響。隨著電池快速更換網絡的復制、延伸，電動汽車的運行區(qū)域可隨之延伸。

（3）電動汽車正常的充電時間需要7～8 h，但電池快速更換網絡由電池充電中心利用低谷電集中統一充電，用戶不但不需自己充電，還可享受低谷電的價格優(yōu)惠。

（4）用戶只需到快速更換站更換電池，不需自己充電，因此已不存在公共充電設施問題。

（5）采用新型的產業(yè)發(fā)展模式，用戶不必為電池的壽命及缺陷煩惱，由專業(yè)公司負責電池維護檢測服務。

（6）運營服務公司對報廢蓄電池實施規(guī)范管理和集中回收、再生，防止了污染，保護了環(huán)境。

3 結語

采用以標準電池為載體的電能量供應方式，通過多級配送網絡，有效解決了現有電動汽車產業(yè)發(fā)展的困境，在推動電動汽車產業(yè)發(fā)展的同時也拉動了電池快速更換服務運營業(yè)的發(fā)展。電池快速更換網絡是一種城市公共服務平臺，對完善市政公共設施建設、提升城市居民生活質量和城市形象等也具有重大意義。

[1]張舒，胡澤春，宋永華.考慮電動汽車換電站與電網互動的機組組合問題研究[J].中國電機工程學報，2012（10）∶49-55.

[2]滕樂天，何維國，杜成剛，等.電動汽車能源供給模式及其對電網運營的影響[J].華東電力,2009，37（10）∶1675-1677.

（本文編輯：陸瑩）

Exploration and Research on Development Model of Electric Vehicle Industry

HOU Jian-sheng，CAI Xin-yu，WU Xiu-gang
（Jinhua Electric Power Bureau Jinhua Zhejiang 321016，China）

Electric vehicles，which are powered by electricity instead of oil，can achieve"zero emission"and is an important means to solve the energy and environmental issues.However，the current development of the domestic electric car industry is still affected by lots of technical factors and is faced with many uncertainties such as the battery technology，charging and battery replacement technologies，service pricing mechanism, business promotion mode etc.which become the constraints for the industrial development.Through the analysis on the existing problems in the industry based on its domestic development status，this paper presents the new business model in the development of electric vehicles industry.

energy storage technology；electric vehicle；battery replacement station

TM714∶F416.471

：B

：1007-1881（2012）09-0072-03

2012-06-27

侯健生（1981-），男，陜西咸陽人，碩士，注冊電氣工程師，從事電氣一次、二次及電動汽車充電設施規(guī)劃設計工作。