基于快充的電動汽車產業(yè)發(fā)展趨勢及設計機會展望

邢霽月 鞏淼森

摘要：電動汽車產業(yè)由于充電難題所導致的木桶效應，使得電動汽車產品很難走出困境。而快速充電技術得到突破之后，電動汽車產業(yè)將得到巨大的發(fā)展，形成產業(yè)良性循環(huán)。從而引發(fā)該產業(yè)設計機會點的不斷拓展。最后針對未來趨勢的變化，為產業(yè)界提出相應的設計策略。

關鍵詞：電動汽車 快速充電 智能化 發(fā)展趨勢 設計機遇

中國分類號：U489

文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2015）12-0074-002

在能源危機與環(huán)境不斷惡化的大背景下，電動汽車順應低碳交通不斷成為主流話題。2011年出臺的《節(jié)能與新能源汽車產業(yè)規(guī)劃（ 2011-2020）》將新能源汽車列入“七大戰(zhàn)略性新興產業(yè)”。這標志著我國新能源汽車，尤其是純電動汽車進入一個新的發(fā)展階段，它將引領和推動一場傳統(tǒng)汽車工業(yè)的低碳革命。電動汽車產業(yè)充電難一直是限制該產業(yè)發(fā)展的主要問題，由江南大學設計學院DESIS國際聯(lián)合實驗室與江蘇公爵新能源汽車有限公司組成的產學院合作組織，正在解決電動汽車快速充電難題方面不懈努力，并取得了一定的成果。

一 我國電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀

在能源危機、氣候變暖的大背景下，人們逐漸倡導可持續(xù)生活方式和幸福觀，首先它不能建立在高密度的能源和資源消耗以及環(huán)境代價的基礎上；其次，可持續(xù)生活方式不應以降低生活質量為代價。近年來，我國已逐漸成為世界第一大汽車生產國與汽車消費國，汽車及其相關產業(yè)在國民經濟中地位日趨重要，汽車產業(yè)的快速發(fā)展將對經濟發(fā)展產生巨大的拉動作用。作為低碳環(huán)保的純電動汽車，是未來汽車產業(yè)發(fā)展的趨勢同時也是未來汽車行業(yè)的主流競爭產品。

目前各大企業(yè)都競相在新能源汽車行業(yè)嶄露頭角。根據(jù)中汽協(xié)的數(shù)據(jù)顯示，2012年國內純電動汽車的銷售量達到了11375輛，同比增幅達到了103.9%，純電動汽車的生產量同比增幅達到了98.8%，純電動汽車推廣工作已有明顯成效。但是在熱潮之后卻出現(xiàn)了很少人購買的尷尬局面，是什么原因阻礙了電動汽車的發(fā)展？

二 我國電動汽車發(fā)展瓶頸

分析阻礙電動汽車發(fā)展的主要因素，從三個方面入手：產業(yè)發(fā)展背景、電動汽車技術與成本、電動汽車充電服務設施。（見圖1）

1）產業(yè)發(fā)展背景方面。電動汽車產業(yè)作為新興產業(yè)，發(fā)展具有不確定性，需要從國家層面制定相應的政策來引導其發(fā)展。從全國發(fā)展態(tài)勢來看，目前的電動汽車銷售量與2020年純電動汽車與插電式混合動力汽車市場保有量超500萬輛還有很大差距。在政府方面，運行模式不完善、商業(yè)模式單一、推廣策略針對性不強等限制發(fā)展的因素。在市場方面，目前的產業(yè)體系不健全，運營模式與技術研發(fā)相對落后，在加上市場發(fā)展自身的慣性影響，限制了電動汽車的發(fā)展。

2）電動汽車技術與成本方面。發(fā)展電動汽車必須解決四個方面關鍵技術：電池及管理技術、電機及控制技術、整車控制技術以及整車輕量化技術。各方面技術都尚待突破，其中電池問題最為突出。直接影響電動汽車的續(xù)航里程低、充電時間長以及制作與使用成本高等問題。

3）電動汽車充電服務設施方面。對于電動汽車，消費者一直存在“里程焦慮”的問題，同時電動汽車充電難又是消費者的共識，出現(xiàn)電動汽車充電難與充電站閑置現(xiàn)象并存，導致電動汽車市場進展緩慢，繼而引發(fā)充電服務設施的不完善、充電標準不統(tǒng)一等問題。

在全球電動汽車的發(fā)展不斷加速的背景下，產業(yè)鏈發(fā)展中電池效率的提高與充電設施的普及問題仍需盡快解決。電動汽車自身充電時間的長短，對充電設施的發(fā)展模式有直接的影響。在充電基礎設施尚未完善的情況下，只要快速充電問題被解決，先前的電池更換、混合動力、抽屜式更換等復雜的服務模式必將會被取代，從而引領電動車充電服務模式走向另一個發(fā)展方向，實現(xiàn)電動汽車的真正普及。因此，快速充電技術將是未來電動汽車產業(yè)發(fā)展最有力的影響。

三 快速充電技術是未來發(fā)展趨勢

1 電動車快速充電發(fā)展現(xiàn)狀

電動汽車加能（充電）是電動汽車發(fā)展的一個重要組成部分。目前電動汽車加能方式主要有更換電池與整車充電兩種模式。

在近年各大汽車廠商推出電動汽車產品中，都普遍設計了可以實現(xiàn)快充的電池系統(tǒng)。隨著技術的不斷發(fā)展，電動汽車的充電時間也在逐漸縮短。通過對2009年——2014年間上市后銷售量始終領先的純電動汽車車型與此領域最新技術成果的調查，對它們的電池系統(tǒng)充滿電所需要的時間進行統(tǒng)計。（見表1）在電池系統(tǒng)被充滿所需的時間中，2009年上市的三菱i電動汽車，需要7小時；2010年上市的寶馬Active E需要8h；2011年上市的比亞迪E6需要6h；2012年上市的特斯拉Model S需要1.25h；2013年上市的DENZA騰勢充滿只需要1h。通過圖表也可以看出，充電時間在大趨勢上呈不斷縮短態(tài)勢，因此快充必將是電動汽車不可避免的發(fā)展趨勢。

快充技術解決后，必然引發(fā)全新快速充電標準的建立。逐步放棄現(xiàn)有基于慢充衍生的充電服務，革新電動汽車行業(yè)體系及其標準。未來必須攻克電動汽車的關鍵技術，使電動汽車的購買成本大大降低，增加電池容量，延長續(xù)行里程。

2 快速充電技術對電動汽車產業(yè)發(fā)展帶來的機遇

從內燃機汽車發(fā)明之日起，汽車就成了，人們成為人們生活中不可或缺的一部分。同時人均可支配收入的上升更促使私家車數(shù)量的上升。人們對于交通的需求，也是促使電動汽車產業(yè)蓬勃發(fā)展的一個重要原因?？煽焖俪潆姷碾妱悠?，一旦得到普及，必將為該產業(yè)界注入新的設計機遇。

1）電動汽車設計個性化

電動汽車在內部結構與使用情境上與汽油車有一定的區(qū)別，因此基于電動汽車自身合理的內部組織結構、產品性能與產品傳達語義的不同，根據(jù)現(xiàn)代設計的理念“形式服從于功能”理念，電動汽車會出產有全新的車型、內飾、使用特殊的材料等。

電動汽車與內燃機汽車相比，最主要區(qū)別在于動力來源不同，電動汽車動力源為電池系統(tǒng)。早期的電動汽車是把內燃機更換為電動機，驅動模式沒變。隨著電動汽車產業(yè)的不斷進步，目前主要有四種內部布置結構：傳統(tǒng)驅動模式；電動機.驅動橋組合式驅動系統(tǒng)；電動機一驅動橋整體式驅動系統(tǒng)；輪轂電動機分散驅動系統(tǒng)。

電動汽車技術的不斷突破，包括無人駕駛技術等讓汽車的駕駛門檻越來越低。根據(jù)電動汽車特性，多用于城市短距離交通，因此更加小巧、節(jié)能的兩座或單座車需求量不斷上升。

2）充電服務系統(tǒng)靈活化

目前電動汽車的加能充電業(yè)務包括整車充電、電池更換、電池租賃三類子業(yè)務，這是電動汽車用電市場生存發(fā)展的基礎業(yè)務。這些都是基于慢充衍生的服務模式，快速充電與慢速充電首先在充電時間上有本質的區(qū)別，快充只需要10-30min之間，與傳統(tǒng)汽車加油時間相當。充電時間的縮短間接影響了電動汽車的交通密度，促使快充基礎設施在自身建設與整體規(guī)劃上都區(qū)別于現(xiàn)有的充電基礎設計。

充電設施與加油設施不同，充電設施的建設更具靈活性?？梢栽诠放孕藿▽ｉT的充電站，也可以將充電設施修建城市中各處，如醫(yī)院、商場、校園等車輛經常停靠的位置，這樣可以滿足電動汽車快速、隨時充電的需求。電動汽車使用的場景會更加多樣化，從而需要開發(fā)多元的功能來滿足消費者不同的出行需求。

3）使用方式人性化

在信息時代的背景下，電動汽車車載平臺與用戶個人終端相互連接，成為用戶個人智能終端的拓展，使汽車使用更具智能性。對電動汽車進行個性化設置，滿足消費者個性需求。蘋果公司與BMW公司合作，用Iwtch可以監(jiān)測BMWi3和i8的電池電量細節(jié)，可以定位車輛位置。BMW公司發(fā)言人DaveBuchko還表示BMW將會開發(fā)集成到AppleWatch中的應用，不但能夠監(jiān)測電量，還可以實現(xiàn)控制汽車里的暖氣和空調，遠程解鎖汽車等。這不僅優(yōu)化了駕駛體驗，也增強了駕駛時的安全性。

面對居民出行的各種需求，利用平臺化思路，可以拓展各種應用，整合與個人出行或生活相關的種種服務與場景。在整合多方資源的條件下，可以催生一系列新的合作模式或者消費場景。例如2014年9月份，特斯拉電動汽車已與高德地圖合作，建立了首個電動汽車充電站地圖服務系統(tǒng)，幫助用戶更加高效地找到充電設施。利用電動汽車自身平臺，將產業(yè)鏈一體化，增強服務的連貫性、全面性。蘋果公司在2013年宣布的iOS in the Car計劃，也將促使智能車載服務系統(tǒng)走向平臺化服務。

順應低碳交通理念，在電動汽車智能系統(tǒng)中，基于出行需求的租賃、拼車、共享汽車等服務將更加安全、易用。對于可以單純滿足出行需求，同時相比公共交通又更具個性化的電動汽車租賃服務會得到很多消費者的追捧。電動汽車租賃服務是城市自行車租賃服務的拓展，在更加智能化的前提下，滿足了集體低碳出行的需求，是公共交通的一種延伸。通過虛擬的交通網絡，消費者可以自發(fā)組成各種團體，充分利用社會資源，衍生出多樣的社會性服務。

結論

為實現(xiàn)快速充電背景下電動汽車的普及，社會各界應該在此技術產業(yè)化之前實施相應的措施為電動汽車的普及做鋪墊。從設計的角度出發(fā)，為產業(yè)界提出相應意見或建議，順應外部發(fā)展大環(huán)境。

積極響應政府號召，走電動汽車發(fā)展戰(zhàn)略。電動汽車制造商不斷突破技術，推出新產品。積極鼓勵互聯(lián)網行業(yè)與電動汽車產業(yè)的合作。充分利用互聯(lián)網技術，同時注意監(jiān)管互聯(lián)網安全性。注重產業(yè)鏈服務流暢性。在整個產業(yè)鏈的服務系統(tǒng)中注重用戶體驗以及人性化服務，確保服務標準的統(tǒng)一性，節(jié)省成本。注重資源整合。利用大數(shù)據(jù)支持，在確保安全的情況下整合各種交通，從系統(tǒng)性的角度出發(fā)，滿足用戶的各種出行需求。注重可持續(xù)交通理念宣傳。深入了解用戶出行需求，推動可持續(xù)交通發(fā)展。增強與政府的互動。主動將監(jiān)管機制平民化、信息公開化、反饋及時化、社會資源利用高效化。在電動汽車行業(yè)各方面還未成熟之際，把握電動汽車核心技術，同時相關產業(yè)界整體全面的發(fā)展，是使中國走向世界先進行列的基礎。有利于增強國家在此行業(yè)競爭力，主導市場。