電動車技術發展應抓住“十二五”關鍵期

中國大規模發展電動汽車始于“十五”，在“十一五”期間繼續推進節能與新能源汽車的重大項目。進入“十二五”有電動汽車重點科技專項，國家給予了持續支持。從技術角度，在整個發展過程中，國內一直堅持“三縱三橫”技術體系，積極發展電池、電機、電控技術。

關鍵零部件技術進步較快技術創新不足

純電驅動動力電池技術水平在過去幾年得以快速提升。中國鋰離子電池從重點項目研發開始，能量逐步提高，普遍超過100kW·h/kg，最高達到130 kW·h/kg。在混合動力用的動力電池方面，“十一五”期間，鋰電池性能超過了鎳氫電池，一秒鐘功率達到2.8千瓦。從動力電池壽命看，單體電池目前壽命水平是2500～3500次之間。另外在安全性方面，我國實施全球最嚴格單體電池安全性法規，該法規還在不斷嚴格和完善。

在動力電池管理系統技術方面，國內也出現一些成熟的產品，其安全性、耐久性、一致性、以及耦合關系等動力系統性能不斷優化。國內強化了電池模塊和系統性能的研究，并取得一系列進展。目前中國已經建立起初具規模的動力電池產業，主要分布在珠江三角洲、長江三角洲、北京天津區域這三個積聚區，現在已經達到年產量200億瓦時。與國外相比，我國的一些鋰離子動力電池能量雖有差距，但總體相當。目前國內在電池成熟技術、系統集成方面還相對落后，但如果比較成本壽命，在當前和今后一段時間內，總體上中國鋰動力電池生產能力還處于前三名的位置，但是技術創新方面仍然落后。

從未來趨勢看，中國電化學體系還處在每公斤100瓦時體系，碳酸鋁有所增加、硬碳有所增加。中國現在也在研發每公斤200瓦時系列，已取得一系列進展。在下一代電化學體系每公斤300瓦時高能量方面，我國才剛剛開始技術研究，2020年之前中國電池能量密度達到每公斤 200瓦時，在車上應用值得期待。當然，300瓦時每公斤的電池不確定性比較大。

國內的燃料電池和發動機兩大問題取得進展。燃料電池和動力電池在技術上有很多相通之處。燃料電池技術有不少進步，比如升功率在過去的幾年持續升高，0.8千瓦/升翻了一倍，而且我國的電極出口到國外大公司。電池壽命也有大幅度提高，2009年，1500小時衰減7%；2011年，3000小時衰減10%，整體壽命穩步提升。希望在2015年達到5000小時衰減10%的指標，該指標基本相當于美國能源部EO指標。在成本方面，2009年大量的基礎材料膜、催化劑都是進口，成本約1萬元/千瓦時，近幾年由于國產材料的研發和進展，2010年成本下降到6000元/千瓦時，力爭在2015年達到1000元/千瓦時。

我國的電機在功率密度方面2010年時與國外相比水平相當，特別在效率方面不比國外差，這是因為我們取得一系列關鍵技術突破。首先是絕緣材料、位置傳感器等電機基礎器件方面得到很好的應用，由寶鋼研制的車用電工鋼已形成批量，另外在電機供應模塊化方面也取得突破，在車用電機系統技術方面，比如先進的設計理論和方法，包括仿真等，都是為我們的設計提供全方位的高級工具，另外系統集成和匹配技術，還有安全性、可靠性、耐久性、環境適應技術等都取得明顯進步。現在我國的車用電機系統已經實現批量出口。出口電機功率密度達到3.2千瓦/升，而且在動力性等方面，最高效率區達到97%。另外在生產技術方面也已經有一系列生產工藝流程、設備通過批量化認證等。

整車技術有所突破待攻難關仍然不少

在客車方面，中國混合動力大客車經過多年研發已經大規模產業化，并形成主流產品和主流模式。一是在并聯式AMT混動方面國內有所突破，提出了基于駕駛員意圖的換擋規律，目前已經實現批量生產，成為國內廠家的主導產品。二是不采用AMT并聯，它的模式是20公里以下分離串聯，20公里以上并聯，這種結構省去復雜的變速機構。這個平臺系列化，可拓展性非常好。可以非常簡便地轉變為插電式，并已經得到規模驗證。目前可能有很多人比較懷疑國內混合動力汽車的節油率，節油率報得很高， 但用中國的道路測試，實際結果往往低于這個數值，現在一般開始用道路實際節油率，該系統節油率在30%左右已經得到公交公司完全認可，表明我們混動已經成為可以市場化、商業化規模性生產的主流產品。

國內的純電動客車還處于不同模式示范考核的小規模商業化階段，現在的純電動客車方面有換電式，比如北京，有充電式，比如比亞迪就是采用常規充電式。還有新近出現的快充式，充電時間約6～8分鐘完成，另外還有增程式，四種模式目前都有一定的規模，預計將會在今后幾年最終形成主導模式和主流技術，目前還不能完全下定論。

最新出現的快充式，壽命達到2500次左右，每天充六次電，總體性價比尚可。碳酸鋁電池是目前行業比較關注的電池，燃料電池汽車國內也是采用混合動力形式（串聯式混合動力）。燃料電池客車已經進入示范考核階段，比如2008年的北京奧運會示范、出口到新加坡參加示范等。

轎車方面首先突破中混平臺技術，實現中混轎車推廣，以奇瑞和長安為代表的企業經過長期的努力達到這種狀態。在技術突破方面，深混還是行業最關注的焦點，國內有一汽帶AMT深混的車型取得階段性進展，近期奇瑞公司推出的混合動力系統可以實現混聯功能。這種深混回避了國外專利，同時適合中國國情，是非常有希望的深混系統。插電式混合動力，比如比亞迪，現在正在升級換代。對于電動轎車，不少人一直認為小型電動轎車是電動車推廣的主導車型，目前中國小型電動轎車已取得長足的進步，系列產品和量產車型已經步入產業化階段。小型電動汽車的重點技術服務包括電動轎車安全性設計技術。

值得一提的是，我國小型電動轎車的推廣，尤其是向私人用戶的推廣，江淮是一個典型，其車輛設計比較適合城市上下班族，最高車速100公里，電機功率在15千瓦左右，是一種經濟性較好、適合中國中等城市使用的車型，單車型已經推廣1500輛，這是一個非常值得肯定的成績，方向也非常正確，城市短途代步，在家里和單位慢充值得推廣。

國內還有很多電動轎車技術難關沒有完全突破，所以成立下一代電動汽車聯盟，推動小型電動汽車增程技術，比如電空調技術等顯得非常重要。因為小型電動車的空調能耗非常大，我們正在加緊研究的還包括小型電動車輕量化技術等問題。

在燃料電池轎車方面，中國于2006年提出新一代燃料電池轎車動力系統平臺，在這個平臺擴展不同的車型，在2008年奧運會、2010年的世博會有70輛不同品牌燃料電動車示范運行，而且示范遍及世界各地甚至是美國加州。現在國內很多大型企業已經參與燃料電池研發，尤其以上汽為代表。上汽的燃料電池電動車一代、二代、三代在耐久性、功率密度等方面進展幅度巨大，第三代被指定為公務用車進行使用。

公共支撐平臺技術進展良好

目前國內已經建立了電動汽車關鍵零部件和整車測試平臺，包括動力電池、車用電機、整車等。以電池為例，我國在電池檢測方面，先有兩家——天津18所和北京201所，現在已有6家在開展此類工作，大大增強了電池檢測能力。另外我國也建立了電動汽車技術標準體系，包括已有標準有57項，正在研究制定45項，可以說是目前國際上覆蓋最廣、標準數量最多的電動汽車標準體系。尤其是在標準方面我國開展了一系列國際合作，包括中德合作、中歐合作、中美合作、中日合作等，通過合作我國標準登上了國際舞臺，并取得一系列突破，中國A芯直流充電接口提案成為國際標準中的三個直流充電接口之一，中國充電控制導引提案成為國際標準之一。中國CAMN直流充電通信協議成為國際標準。

自2010年以來，國家電網投入243座標準化充換電站，并且建立“三網”融合，開展網絡化、信息化、自動化“三化”管理，實現電動汽車用戶跨區域同網、同價、同時服務。比如青島建立了集中式充換電平臺，電池梯次利用一站全部實現。另外還建立了蘇滬杭城際互動，開發了電池自動更換系統以及配套商業模式，包括電池租賃、刷卡消費等智能管理。很多人都擔心換電過程中的標準問題，因為轎車尺寸不同，約100款轎車可以分成四種不同的標準電池規格。

在示范考核方面，我國在2006、2007年尚屬于研發試驗階段，2008年奧運會是第一次大規模電動汽車示范運行（接近60輛），2010年的上海世博會上示范運行的電動車超過千輛，大運會的規模更大。自我國開啟“十城千輛”示范工程以來，2010年增加運營車輛4400多輛，2011年增加超過1萬輛車，基本按照3倍速度增長。其中，混合動力9000多臺，純電動1000多臺，而且混合動力公交車已經得到一致認可，純電動車的能耗也在不斷改進，初期與現在比，百公里電耗持續下降25%。目前轎車方面實現較大批量運行的城市有合肥（1500輛）、北京（500輛）、深圳（300輛）、杭州（280輛）。大規模給私人用戶直接購買的嘗試具有重要的戰略意義，新能源汽車必須進入私人購買。

“十二五”是跨過1%門檻的關鍵期

雖然目前國內已經取得不少進展，但還面臨不少挑戰。我國的電動汽車研發起步不晚、發展不慢，但是基礎不牢、體制不順、差距仍存在，中高端技術壓力越來越大。燃料電池汽車技術材料、電池壽命跟國外比有相當差距，而且有被拉大的風險。另外，燃料發動機工程方面與國際先進水平有更大的差距，純電動汽車在電池儲能技術、熱管理技術、核心芯片、分裝技術、設計技術跟國際先進水平尚有相當的距離，混合動力汽車專用的發動機技術方面，即使我國突破AMT，但是與國外質量最好的AMT相比也有差距。“十二五”是汽車技術實現科技創新關鍵時期，應當繼續堅持“三縱三橫”研發布局，同時為了示范運營和商業化，加強基礎支撐平臺的建設，主要是技術標準法規、基礎設施建設和測試評價技術，支撐“三縱三橫”發展。

我國制定面向混合動力產業化研發主要指標，包括電池的要求超級電容、電池控制，最終是為了提高節油率，深混達到40%以上，這些目標很有希望實現。純電驅動則重點考慮小型純電動汽車，希望電池的單體達到150瓦時/公斤以上，循環壽命2000次以上，模塊小于1塊/瓦時。

面對下一代純電動技術，在純電動方面將開發新型鋰電池，大于250瓦時/公斤，將會采用多種電機包括輪轂連接。我國的燃料電池指標將進一步提高，以達到與國際同期水平。

為了實現這些目標，我國將組建“三縱三鏈”技術創新聯盟，即按照產業鏈、技術鏈、價值鏈進行組織，比如央企電動汽車聯盟、TOP10新能源汽車聯盟、電動汽車產業技術創新戰略聯盟、燃料電池汽車聯盟、中德電動汽車聯盟、中美清潔汽車聯盟等一系列聯盟，以期實現關鍵技術的突破。

展望下一個五年，中國電動汽車市場開發格局可能會出現“兩頭擠”的現象，即大型車和小型電動車方面實現純電驅動突破，中級轎車主要以節能汽車和混合動力汽車為主，逐步發展，爭取到“十三五”進入中高級別轎車階段。預計中國電動汽車產業“三步走”的戰略推進，第一步是在大中城市進行新能源汽車示范，第二步展開新能源汽車、輕、小型電動汽車示范，第三步則是推進深度混合高級轎車、可充電電動轎車、氫燃料電池轎車。

從產業總體發展的規律來看，約在10年前還處于醞釀期，現階段進入產業的導入期，希望導入期結束時（即到2015年）新能源汽車銷售規模達到銷量總規模1%左右，這與國務院剛剛發布的規劃中的目標，2015年累計50萬原則上一致。 “十二五”是電動汽車發展最重要的時期，當我國跨過1%的門檻后將會進入成長期，步入比較規范成熟的發展階段。

（本文根據歐陽明高在2012電動汽車創新國際論壇上的演講整理而成）