國內外電動汽車發(fā)展現狀與趨勢

劉卓然，陳健，林凱，趙英杰，許海平

(1.中國科學院大學，北京市 100049；2. 中國科學院電工研究所，北京市 100190；3. 華能國際電力開發(fā)公司，北京市 100031)

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國內外電動汽車發(fā)展現狀與趨勢

劉卓然1,2，陳健1，林凱3，趙英杰2，許海平2

(1.中國科學院大學，北京市 100049；2. 中國科學院電工研究所，北京市 100190；3. 華能國際電力開發(fā)公司，北京市 100031)

隨著電動汽車關鍵技術的不斷突破和基礎設施的日趨完善，世界各國紛紛加入搶占電動汽車技術和市場的行列。首先概括了全球電動汽車市場的發(fā)展現狀及前景，從市場狀況、技術研發(fā)、產業(yè)扶持等方面梳理了美國、歐盟、日本及我國的電動汽車發(fā)展歷程，并提出我國電動汽車產業(yè)的發(fā)展瓶頸。之后從電機驅動技術、電控能量管理技術和鋰離子電池技術這3個方面提出我國電動汽車技術的現狀與趨勢。

電動汽車；純電動汽車；混合動力汽車；燃料電池汽車；產業(yè)政策；技術研發(fā)

0 引 言

隨著全球金融危機、生態(tài)環(huán)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(yè)發(fā)展已成為世界汽車工業(yè)競爭的一個新焦點。為了在新一輪全球競爭中繼續(xù)領先，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，陸續(xù)出臺了一系列全面促進電動汽車產業(yè)發(fā)展的政策措施。

我國有關部門及各地政府也積極響應行業(yè)趨勢，將電動汽車確定為國家7大戰(zhàn)略性新興產業(yè)之一，并先后推出了《節(jié)能與電動汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》、《電動汽車“十二五”專項規(guī)劃》等規(guī)劃措施，積極引導和鼓勵國內電動汽車產業(yè)的發(fā)展。在各項政策的推動下，國內汽車企業(yè)不斷增加對電動汽車及相關零部件的研發(fā)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(yè)化等方面取得了長足的進步。

本文首先介紹了美國、歐洲及日本等國家和地區(qū)電動汽車產業(yè)的發(fā)展歷程，總結了其市場狀況、技術研發(fā)、產業(yè)扶持等方面的特點；在此基礎上，對我國電動汽車的市場結構、技術研發(fā)、產業(yè)政策及示范運營狀況進行了梳理，并指出我國電動汽車產業(yè)發(fā)展過程中存在政策統(tǒng)籌、核心技術、基礎設施建設和產品認可度等方面的不足；最后，本文對電動汽車相關技術，如電機驅動技術、能量管理系統(tǒng)、鋰離子電池技術等的發(fā)展現狀與趨勢等進行了探討。

1 國外電動汽車的現狀和發(fā)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91.61%(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(xù)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(fā)上呈現出很強的實力。

表1 世界主要國家電動汽車保有量

Table 1 Present numbers of electrical vehicles of major countries all over the world

從全球主要汽車生產廠家的銷量和發(fā)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(fā)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(yè)化的道路，特別是小型的純電動汽車更是發(fā)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(guī)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(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，預計電動汽車市場會在未來10年內持續(xù)增長，成為拉動經濟發(fā)展的新的增長點。

1.2 國外電動汽車發(fā)展歷程

1.2.1 美國

(1)市場狀況。美國是全球規(guī)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(fā)。美國電動汽車發(fā)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(fā)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(yè)的分工合作，開發(fā)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(xié)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(fā)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(yè)化、燃料電池車作為遠期目標的電動汽車發(fā)展戰(zhàn)略。在國家戰(zhàn)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%。

(3)產業(yè)扶持。美國電動汽車的研究和開發(fā)，得到了美國政府在資金和科研力量方面的廣泛支持，同時也受益于其制定的激勵類、保障類、限制類政策等一攬子政策體系,如表2所示。例如，早在1976年，美國國會就通過了《電動汽車和復合汽車的研究開發(fā)和樣車試用法令》，以立法、政府資助和財政補貼等手段推動電動汽車發(fā)展。此外，美國還不斷推進示范運營項目的建設，例如美國能源部建立了一個10億美元的示范項目，鼓勵學校使用純電動汽車燃料電池汽車和超低硫磺柴油機校車；福特汽車公司和紐約電力局NYPA以及其他交通與電力部門合作推出了清潔上下班計劃等。這些法規(guī)和措施的強力推行，有效地促進了電動汽車的商業(yè)化生產和應用。

表2 美國電動汽車產業(yè)扶持方式

Table 2 Aids to American electrical vehicles industry

1.2.2 歐洲

(1)市場狀況。步入21世紀后，電動汽車行業(yè)在歐洲迅速發(fā)展。在一些起步較晚的國家，如荷蘭、挪威等，電動汽車發(fā)展尤其迅猛，電動汽車保有量持續(xù)增加。據歐洲汽車制造商協(xié)會(ACEA)數據顯示，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(fā)。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(xié)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(yè)快速發(fā)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(yè)也紛紛在傳統(tǒng)內燃機汽車的技術優(yōu)勢的基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(fā)展，但由于沒能成功地解決續(xù)航里程短的問題，商業(yè)化進程相對緩慢，因而部分企業(yè)也開始致力于其他清潔能源車的開發(fā)和產業(yè)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(yè)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

此外歐洲在氫動能或是燃料電池車方面也取得了一定成果，如戴姆勒公司在20世紀80年代初期就宣布投資4.7億美元研究開發(fā)燃料電池。2008年11月，歐盟、歐洲工業(yè)委員會和歐洲研究社團聯合制定了2020年氫能與燃料電池發(fā)展計劃，將在燃料電池和氫能研究、技術開發(fā)及驗證等方面投資近10億歐元，并希望在2020年前實現這些技術的重大突破，這一計劃的參與者包括約60所大學、研究院和超過60家私營企業(yè)，主要目標是于2010—2020年實現氫能與燃料電池技術的商業(yè)化應用；2013年7月，歐盟委員會又公布了一項總額高達220億歐元的“聯合技術計劃”，其中14億歐元將被用于第二階段的“燃料電池與氫能聯合技術計劃”，實施時間為2014年至2024年；2013年11月，AFC能源公司獲得歐盟640萬歐元資助，用于在未來3年發(fā)展以氨作為堿性燃料電池系統(tǒng)的技術?？梢?，燃料電池和氫能已成為歐洲重要的戰(zhàn)略能源技術之一。

(3)產業(yè)扶持。在推動電動汽車產業(yè)化方面，與美國不同的是，歐盟作為歐洲國家的聯合體，無法制定歐盟統(tǒng)一的法律并直接面向各國制定具體詳細的產業(yè)政策，而是提出共同目標和指導意見，同時在具體的產業(yè)領域對歐盟內國家進行支持，具體扶持方式見表3。但歐洲內各國政府紛紛根據本國國情制定了大量的政策和措施，以推動電動汽車的開發(fā)和消費，并不斷加快基礎設施建設，例如德國柏林市政府2009年宣布將免費提供土地用于在市區(qū)繁華地段建立至少550個汽車充電站；英國政府則于2010年啟動了充電站補助項目“插電區(qū)域”,計劃在試點區(qū)域設立11 000個充電樁[5]。

表3 歐洲電動汽車產業(yè)扶持方式

Table 3 Aids to European electrical vehicles industry

1.2.3 日本

(2)技術研發(fā)。一直以來,日本政府特別重視電動汽車的研究和開發(fā)。早在1965年，日本政府就將電動車研發(fā)正式列入國家項目，并隨后成立了日本電動汽車協(xié)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，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(yōu)勢，其主要研發(fā)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。除了混合動力汽車和純電動汽車，日本也積極發(fā)展燃料電池汽車。自2008年夏季起，本田FCX氫燃料電池車開始在美國加州等地區(qū)租售，成為美國第一部合法上路的氫燃料環(huán)保車；豐田全新Mirai氫燃料電池動力車于2014年底率先在日本上市，并計劃于2015年在美國和歐洲等國家和地區(qū)陸續(xù)上市。同時，日本政府在推動電動汽車研發(fā)方面十分注重充分利用社會資源,加強與企業(yè)和科研院所的合作,設立了“開發(fā)高性能電動汽車動力蓄電池產業(yè)聯盟”等產學研合作組織，從20世紀80年代至今，已發(fā)布各類標準達60余項，形成了完善的電動汽車生產和研發(fā)體系。

(3)產業(yè)扶持。日本政府在推進產業(yè)化和引導國民進行電動汽車的消費上起步也較早，產業(yè)扶持方式見表4。1992年日本政府宣布有計劃地向市場投放電動汽車，此后陸續(xù)推進了“政府優(yōu)先采購低公害汽車”、“低公害車開發(fā)普及行動計劃”、“新一代汽車計劃”等項目，2010年日本經濟產業(yè)省又提出“新一代汽車戰(zhàn)略2010”,以“成為新一代汽車研發(fā)中心”為總體戰(zhàn)略目標，規(guī)劃了未來10年日本電動汽車的發(fā)展，提出截至2020年，混合動力與純電動將占新車銷量的20%～50%，全國普通充電站達到200萬座，快速充電站5 000座的要求。日本是一個車輛稅收較重的國家，其對于電動汽車的鼓勵主要體現在稅收減免。在1999年推出的綠色稅制的基礎上，日本曾多次對這一制度進行修改。在商業(yè)推廣方面，日本大阪市由市政府、大發(fā)汽車公司、蓄電池公司和電力公司共同組成促進電動汽車發(fā)展的地方組織，采用優(yōu)惠的租賃方法來鼓勵用戶購買電動汽車。同時，日本政府還十分重視對環(huán)保意識的培養(yǎng)，在1979年就制定了《節(jié)能法》，明確規(guī)定了政府對節(jié)能的宣傳義務，將節(jié)能環(huán)保的宣傳上升到法律的高度,并從小學開始便開設相關課程,培養(yǎng)學生節(jié)能環(huán)保的習慣，在一定程度上引導了消費者的需求。

表4 日本電動汽車產業(yè)扶持方式

Table 4 Aids to Japan’s electrical vehicles industry

從國外電動汽車發(fā)展歷程來看，各國政府采取的技術路線不同，在產業(yè)化方面除經濟扶持、政策優(yōu)惠和法規(guī)強制外，還通過示范運營、加強基礎設施建設、優(yōu)惠租賃、政府采購、節(jié)能環(huán)保宣傳等手段保證生產、研發(fā)、銷售等各環(huán)節(jié)協(xié)調發(fā)展。同時，各國扶持電動汽車產業(yè)的政策都根據不同經濟階段的實際需求而動態(tài)調整，使產業(yè)發(fā)展順利由政府推動過渡到市場推動，為我國電動汽車發(fā)展提供了寶貴的經驗。

2 我國電動汽車的發(fā)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5所示[7]?？傮w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(yè)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。

模擬分析儀表獲得的信號單一，運行人員多數依靠現場經驗并結合實際情況來判斷分析儀表運行狀態(tài)是否良好。而智能分析儀表可輸出多種信號，可驗證所獲得的測量值，提高測量值的有效性和準確率。根據現場運行實際情況預估關鍵部件的使用壽命，更加科學合理去采購備品備件，保證機組安全穩(wěn)定運行的同時，提高了設備經濟運行能力。分析儀表系統(tǒng)監(jiān)測畫面還可顯示相應的維護指令，大幅降低儀表運行維護的難度。使維護人員快速分析處理問題，大幅提高生產效率。

表5 2014年我國電動汽車產量

Table 5 China’s production of electrical vehicles in 2014

2.2 我國電動汽車技術研發(fā)現狀

“十五”和“十一五”期間，我國從維護能源安全、改善大氣環(huán)境、提高汽車工業(yè)競爭力及實現我國工業(yè)的跨越式發(fā)展的戰(zhàn)略高度出發(fā)，先后啟動了“863”計劃、“電動汽車重大科技專項”、“節(jié)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(tǒng)、驅動電機及其控制系統(tǒng)、電力蓄電池及其管理系統(tǒng)3種共性技術為“三橫”的電動汽車研發(fā)格局，共計200多家整車及零部件企業(yè)、高校和科研院所參與了電動汽車專項研發(fā)。2012年7月,國務院發(fā)布的《節(jié)能與電動汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中指出以純電驅動為電動汽車產業(yè)發(fā)展和汽車工業(yè)轉型的主要戰(zhàn)略取向,當前工作重點是純電動汽車和插電式混合動力汽車的產業(yè)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(tǒng)技術平臺為核心”兩階段攻關，繼續(xù)取得重大突破，逐步形成了整車零部件企業(yè)協(xié)同研發(fā)、標準檢測平臺和應用示范為支撐載體的研發(fā)創(chuàng)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(tǒng)性能與耐久性穩(wěn)步提升，成本大幅下降；車用電機系統(tǒng)性能取得較大進展，產業(yè)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(tǒng)最高效率達到94%以上[8]。國內汽車企業(yè)也紛紛增加對電動汽車及相關零部件的研發(fā)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，標志著我國電動汽車產業(yè)正式進入產業(yè)化階段。2012年，我國累計發(fā)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(xié)議等多個領域，為實現電動汽車規(guī)模產業(yè)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[9]。

2.3 我國電動汽車產業(yè)政策及示范運營現狀

近幾年，我國政府出臺了很多政策對電動汽車發(fā)展給予支持和鼓勵。截止到2015年3月，國家及地方共出臺電動汽車相關政策165項，其中國家出臺19項，北京、上海等地方省市出臺146項。其中部分重要的中央政策與地方政策如表6所示。

2014年中央對純電動汽車最高補貼為5.7萬元，并決定自2014年9月1日至2017年底，對獲得許可在中國境內銷售的純電動以及符合條件的插電式(含增程式)混合動力、燃料電池這3類車型，免征車輛購置稅。中央和地方政府對電動汽車的財政補貼如表7所示。

此外，電動汽車充電設施財政補貼政策有望出臺，總補貼規(guī)模或達千億元級別。整體來看，財政補貼持續(xù)到2020年，電動汽車不限購、公務車優(yōu)先采購電動汽車、購置稅的減免等一系列政策將帶動電動汽車的銷量大幅增長。

另外，我國政府還積極推進電動汽車的示范運營，創(chuàng)建電動汽車示范運營城市和示范運營公司，推進配套基礎設施建設，培養(yǎng)專業(yè)技術人才。例如，2009年初，財政部、發(fā)改委、工信部、科技部四部門共同啟動“十城千輛”節(jié)能與電動汽車示范推廣應用工程。通過電動汽車的示范運營，我國逐步建立了官、產、學、研支撐平臺，探索出了江淮汽車的定向購買模式，比亞迪、南方電網、出租車公司的融資租賃模式，以及北汽和上汽將要嘗試的電商銷售模式等不同的電動汽車商業(yè)化運營模式，大大促進了電動汽車產業(yè)的發(fā)展。

2.4 我國電動汽車產業(yè)發(fā)展瓶頸

2.4.1 政策統(tǒng)籌力度不足，地方保護主義嚴重

電動汽車的研發(fā)和產業(yè)化等各環(huán)節(jié)涉及多個管理部門，各部門多從自身利益出發(fā)，而目前的政策缺乏統(tǒng)籌協(xié)調和延續(xù)性。例如在基礎設施建設方面就缺少明確建設方案和主體、運營模式、電價機制等方面的總體規(guī)劃；相關研發(fā)政策支持非插電式混合動力客車的開發(fā)，但推廣補貼政策卻只支持純電動和插電式客車。另外，地方保護主義導致電動汽車市場被人為的割據封閉，某些政策因各地的利益分爭出臺較為緩慢，執(zhí)行效果差強人意。

2.4.2 核心技術有待提高，產業(yè)鏈難以整合

當前我國在汽車車載能源系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)及整車控制系統(tǒng)等核心技術上與國外相比仍存在較大差距。制造裝備和工藝水平、質量控制管理和供應鏈管理等方面的短板導致國產電動汽車產品成熟度不高，可供市場選擇的車型較少，成本也缺乏競爭優(yōu)勢。此外，各電動車生產企業(yè)、研究機構和大學等分頭研究、各自為戰(zhàn)，產業(yè)鏈上下游缺乏聯動機制，造成資源重復分散、技術共享困難等問題。

表6 我國政府對電動汽車產業(yè)扶持方式

Table 6 Aids to China’s electrical vehicles industry

表7 我國政府對電動汽車財政補貼

2.4.3 基礎設施建設緩慢，標準體系尚不完善

充電基礎設施建設及運營對于電動汽車的推廣至關重要，但目前絕大多數城市沒有出臺明確的居民小區(qū)、停車場等停車設施配電方案，面向廣大私人消費者的停車位充電樁進展緩慢，而已經建成的充換電設施規(guī)劃不合理、使用率不高。同時，我國電動汽車行業(yè)的相關標準如電池尺寸、電池更換和車載充電機標準等仍需進一步完善，尤其是充電樁標準的統(tǒng)一對于推進全國充電基礎設施的建設具有重要意義。

2.4.4 產品市場認可度低，企業(yè)熱情不足

目前，不少企業(yè)涉足電動汽車產業(yè)僅為了享受政府的補貼和各項優(yōu)惠政策，產品開發(fā)中仍采取跟隨方針，主動性差，推出的電動汽車產品多由傳統(tǒng)車型衍生而來，創(chuàng)新性不強。從市場需求的角度來看，由于產品可靠性差、配套設施不完善及其環(huán)保意識的匱乏等原因，消費者對于電動汽車產品的認可度和接受度不高，即使能夠享受政府高額的財政補貼，也只有少數消費者愿意購買電動汽車。

3 我國電動汽車技術發(fā)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(tǒng)的核心技術。現代電動汽車和電控與20世紀40年代開發(fā)的電瓶車技術有著本質的不同?，F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。因此，這部分技術已相對成熟，有實用價值[10-11]。

3.2 能量管理系統(tǒng)

能量管理系統(tǒng)是電動汽車的智能核心。一輛設計優(yōu)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(tài)；采集車輛的各個子系統(tǒng)的運行數據，進行監(jiān)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(tǒng)。能量管理系統(tǒng)研究與開發(fā)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(fā)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(tǒng)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(tǒng)配置，EMS管理體系結構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(fā)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(fā)展的核心問題在于續(xù)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(xù)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，鋰離子電池的優(yōu)勢主要是針對單體電池和“理論”性能而言的。作為電源使用的電池組，其實際性能水平與單體電池水平和“理論值”相差較大。電池系統(tǒng)的循環(huán)壽命只能達到單體電池的50%～70%。目前裝車應用最廣泛的基于磷酸鐵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(tǒng)的能量密度不到90 Wh/kg[12]。為推動我國動力鋰離子電池產業(yè)技術突破，工信部和科技部提出了近期的規(guī)劃目標，如表8所示。

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(tǒng)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產品的續(xù)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(fā)展的相關政策?？梢灶A計未來5年內，鋰離子電池產業(yè)會有持續(xù)大規(guī)模的投入并得到較快的發(fā)展。

表8 中國電池產業(yè)近期規(guī)劃目標

Table 8 Short-term planning goals of China’s battery industry

4 結 語

隨著全球能源和生態(tài)環(huán)境問題的日益惡化，電動汽車的開發(fā)與應用問題已成為各國汽車工業(yè)積極探索的焦點。本文探討了美國、歐盟、日本等發(fā)達國家和地區(qū)及我國電動汽車的發(fā)展歷程，進而提出我國電動汽車產業(yè)的發(fā)展瓶頸。本文認為，電動汽車已經遠遠超出了傳統(tǒng)汽車專業(yè)的范疇，涉及跨行業(yè)和跨部門的協(xié)同、生產消費的轉型及能源結構的調整、技術設施的布局和建設等，依賴于高效的組織系統(tǒng)和各部門之間的合力。近年來我國電動汽車產業(yè)的發(fā)展突飛猛進，但目前我國在核心技術和產品質量等方面仍與國外先進水平有較大差距，制約電動汽車產業(yè)發(fā)展的政策統(tǒng)籌較難、產業(yè)鏈較分散、基礎設施不健全、市場認可度較低等根本性問題依然沒有得到明顯改善。最后，本文從技術創(chuàng)新的視角總結了我國電動汽車技術的現狀及趨勢，提出未來技術發(fā)展應致力于提高鋰電池電池組的能量管理能力和能量密度的建議，希望以此為我國電動汽車產業(yè)的穩(wěn)步前進并實現全球領先地位提供參考。

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(編輯：張媛媛)

Domestic and Foreign Present Situation and the Tendency of Electric Vehicles

LIU Zhuoran1,2, CHEN Jian1, LIN Kai3, ZHAO Yingjie2, XU Haiping2

(1.University of Chinese Academy of Sciences，Beijing 100049，China；2. Institute of Electrical Engineering，Chinese Academy of Sciences，Beijing 100190，China；3. Huaneng International Power Development Company，Beijing 100031，China)

With continuous breakthrough in key technologies and increasingly improvement in infrastructures, countries all over the world have been joining battles for the technical and commercial commanding elevation of the electric vehicles industry. In this paper, we firstly concluded current status and prospect of the global electric vehicle market. Then the development courses of electric vehicle industries in the US, the EU, Japan and China were explored from aspects of market situation, technological route and industrial support, and bottlenecks in the progress of electric vehicle industry were further unveiled. Finally, this study introduced the state and future trend of electric vehicle technology development based on an analysis of motor driven technology, electric control system management and Lithium-ion battery technology.

electric vehicle；battery electric vehicle；hybrid electric vehicle；fuel cell electric vehicle；industrial policy；technological development

TM 715; U 469.72

A

1000-7229(2015)07-0025-08

10.3969/j.issn.1000-7229.2015.07.003

2015-04-30

2015-06-04

劉卓然(1990)，男，博士研究生，研究方向為電力電子與電力傳動；

陳健(1989)，女，博士研究生，研究方向為技術創(chuàng)新管理與產業(yè)經濟學；

林凱(1966)，男，工學學士，高級工程師；

趙英杰(1986)，男，碩士，研究方向為電力電子與電力傳動；

許海平(1973)，男，博士，研究員，博士生導師，研究方向為電力電子與電力傳動。