我國純電動汽車發展及對策

曹鎮杭　胡延明　劉洋　姚會君　侯曉曉

摘 要：本文對我國純電動汽車的市場環境和技術現狀進行了分析，了解到純電動汽車在基礎設施建設方面缺乏配套充電設施，在動力電池技術方面熱管理困難、充電時間長、續航里程短，在廢舊電池處理方面存在環境污染問題。為了提高純電動汽車的技術狀況和減少環境污染，通過查閱資料和實地考察，提出了解決我國純電動汽車現存問題的相應對策。并對其發展趨勢進行了探討，提出我國純電動汽車未來發展的三個方向：集成化、互聯化、智能化。

關鍵詞：純電動汽車 市場環境 技術現狀 對策 發展趨勢

1 引言

隨著全球能源危機和大氣污染問題的不斷加劇，世界汽車產業都在尋求轉型，純電動汽車以其清潔、無污染的特性，成為各國研發的主要方向。近年來，我國也大力發展以純電動汽車為主的新能源汽車。

面對當前世界石油資源日趨減少，環境污染日益嚴重，汽車尾氣排放導致全球氣溫變暖等問題，各國政府普遍認識到發展綠色環保型汽車的重要性，并制定了眾多促進新能源汽車產業發展的長遠規劃。我國也不例外，習總書記指出，“發展新能源汽車是我國由汽車大國邁向汽車強國的必由之路”。純電動汽車作為新能源汽車的一種，以其在運行過程中零排放的優勢，成為各車企的研發熱點。未來純電動汽車將會成為我國汽車產業的主要支柱，在國民經濟和社會發展中發揮重要作用，促進我國經濟的高質量發展。

2 純電動汽車的市場環境

2.1 產品市場環境

近年來我國純電動汽車產量迅速增漲，各企業紛紛打造自己的電動汽車品牌，極大的激勵了電動汽車的發展，促進了汽車產業的轉型升級。一方面我國傳統車企都紛紛進軍純電動汽車市場，設立了純電動汽車研發中心。另一方面眾多非車企業跨行生產純電動汽車，為純電動汽車的發展注入了資金支撐。此外，一些生產電動二輪、電動三輪和汽車零部件的企業也開始生產以低速車為主的純電動汽車。

2.2 消費者市場環境

隨著純電動汽車技術的不斷提高和國家政策的大力支持，純電動汽車的銷量逐年增漲。從南、北方地區分析，由于續航里程受低溫影響，我國南方地區消費者對于純電動汽車的購買力度大于北方地區消費者。從城市和農村分析，由于城市路況更適合純電動汽車行駛，我國城市消費者對于純電動汽車的購買力度大于農村消費者。綜合分析，純電動汽車消費者主要集中在發達城市的思想觀念先進、環保意識強，且具有一定收入的年輕群體。

3 純電動汽車的技術現狀

3.1 動力電池技術

動力電池是電動汽車領域研究的一個重點項目，它不僅要滿足純電東汽車的行駛總里程和續航里程的要求，而且要滿足其動力性能和安全性能的要求。純電動汽車對動力電池的性能要求極高，鉛酸蓄電池和鎳氫蓄電池由于其缺點太多，其性能遠遠不能滿足純電動汽車能量所需，已經基本上淘汰了，目前純電動汽車采用的動力電池主要是三元材料電池和鋰離子電池，他們具有自放電率低、低污染、可充電次數多等優點[1]。同時，動力電池也存在著充電時間長、易受溫度影響和提供動力遠不如燃油車等缺點，嚴重制約著純電動汽車的發展。

3.2 驅動電機技術

純電動汽車的電機驅動就是把動力電池提供的電能轉化為機械能，并通過傳動裝置將機械能傳遞到車輪上，進而驅動純電動汽車行駛。純電動汽車的電機應有較寬的調速范圍，高效，電磁兼容性良好，便于維修護理，可靠性高，耐高溫，耐潮濕，電機在高速區間有一定量的功率輸出，結構較為簡單，能夠適合批量生產。目前，常見的電機驅動系統主要有四種類型：直流電機驅動系統、交流感應電機驅動系統、永磁同步電機驅動系統和開關磁阻電機驅動系統[2]。

3.3 充換電技術

電力作為純電動汽車的主要動力源，充換電技術異常關鍵。我國2015年出臺的《加快充電基礎設施建設意見》提到我國的充換電技術以居住地慢充為主，以停車站、道路旁、高速公路旁建設的快充為輔，在特定領域內進行換電[3]。

純電動汽車的充電模式包括兩種：常規充電和快速充電。常規充電主要采用小電流恒壓或恒流充電，充電時間一般是5-8小時，電流大約為15A，其優點是成本低，能夠提高電池的使用壽命，缺點是充電時間較長，難以滿足一些緊急運營車輛的需要。快速充電以大電流進行短時間充電，充電時間一般需要0.5-1.5小時，充電電流一般為150-400A，其優點是充電時間短，缺點是成本高，對充電安全性要求高，只適應專業的充電樁。

換電技術是指電動汽車進入換電站后，專業的工作人員能夠在極短的時間將已充滿電的電池換到電動汽車上。實際中更換電池的技術僅僅應用于局部區域的特定車輛，比如：出租車、公交車、物流車。換電技術難以普及的主要原因是動力電池的維護成本高、不同車型的電池標準不一。

4 純電動汽車面臨的問題及對策

4.1 基礎設施建設方面

4.1.1 面臨問題

我國純電動汽車的保有量逐年增大，僅2018年純電動汽車銷量就在一百萬輛以上，但是相應配套充電樁和充電站的數量卻遠遠不夠，平均每五輛車共用一個充電樁。部分地區還存在充電站分布不均勻、充電樁不能正常使用和缺少純電動汽車維修站等問題。

4.1.2 相應對策

做好純電動汽車的基礎設施建設至關重要，可從以下兩個方面實施：

（1）相關車企要加快充電樁和充電站的規劃和建設。努力做到區域內均勻分布，城市和有需要的鄉村都應及時建設，同時做到充電設備標準化、統一化和安全化。

（2）相關車企做好純電動汽車的維修服務工作。在有需要的城市和鄉村建設專業的維修服務站，滿足當地純電動汽車用戶的維修需求。

4.2 動力電池技術方面

4.2.1 面臨問題

動力電池技術一直被稱作是純電動汽車的“最后一公里”[4]，目前業內主要使用鋰離子電池和三元材料電池，但是電池的熱管理一直是難題，電池發熱后其性能就會受到很大的影響，嚴重影響電池的壽命，此外，電池的造價昂貴，續航里程短、充電時間長等問題也制約著純電動汽車的發展。

4.2.2 相應對策

解決動力電池的技術難題對純電動汽車的發展舉足輕重，只有突破電池技術的瓶頸，才能使純電動汽車快速發展。對于動力電池技術的研發，有以下建議：

（1）可利用物理降溫和特殊材料降溫解，決動力電池的升溫問題，保障動力電池的穩定性[5]。

（2）加大科研資金投入，優化電池性能，尋找性能更加優良且價格低廉的材料。

（3）政府、企業、高校通力合作，共同研發動力電池新技術。

4.3 廢舊電池處理方面

4.3.1 面臨問題

動力電池一般的使用壽命是5-8年，2017年和2018年正是第一批淘汰電池集中出現的年份，根據行業估算，2018年我國約有五萬噸動力電池面臨退役或報廢。預計到2020年全年報廢量將達到20萬噸，到2025年，全年報廢量將達到35萬噸。如果報廢電池不妥善處理，必定會造成極大的資源浪費和嚴重的環境污染[6]。

4.3.2 相應對策

（1）加強立法，制定規范的行業標準。完善廢舊電池處理方面的法律法規，監督企業在處理廢舊電池過程中的行為[7]。

（2）設計上融入回收利用理念。在電池設計基本上考慮回收再利用的問題，可大大降低廢舊電池回收利用難度。

（3）采用梯級利用和再生利用，加強廢舊電池合理回收利用。梯級利用可以措施廢舊電池的二次循環利用，再生利用則是對廢舊電池進行分解、破碎后分再次利用，對于不能利用的成分要做好無公害處理。

5 純電動汽車發展趨勢

5.1 集成化

純電動汽車的集成化是通過讓電機、控制器和減速器共用一部分殼體，來減少傳動部件所占空間的各種措施。集成化有利于減輕系統重量、縮減系統尺寸、有效提升電驅系統功率密度，節約能量消耗，同時提高續航里程。零部件數量減少后，系統整體耐用度大大提高，系統NVH值也能得到有效控制，降低了制造成本，有利于企業進行組裝生產，集成化將是今后純電動汽車發展的重要方向[8]。

5.2 互聯化

純電動汽車的互聯化即純電動汽車的互聯互通，純電動汽車的互聯互通主要包含三個層面的內容：第一是充電設施與車輛接口的互聯互通，包含了連接器的結構、電氣能力、工作邏輯的兼容性;第二是充電服務信息的互聯互通;第三是運營商與其他運營商之間的充電業務的互相調用，以提供廣泛的服務[9]。一方面互聯互通能夠為用戶提供更加方便快捷的充電體驗，提供更加完善服務體系。另一方面，互聯互通可以促使企業間的協作，有助于攻克純電動汽車的技術難題和為企業節省更多的成本。互聯互通能夠促進電動汽車平穩發展，是今后純電動汽車發展的方向之一。

5.3 智能化

近年來，互聯網、物聯網、智能電網等領域科技成果眾多[10]。這些領域將不斷助力純電動汽車產業向智能化方向發展。純電動汽車的智能化發展主要有以下方面：行駛路況實時檢測，對預知危險進行報警，提高駕駛的安全性;可直接用計算機對車輛進行故障檢測和實現遠程系統升級;逐步實現無人駕駛技術，解放駕駛員的雙手，提高駕駛舒適性。

6 結論

本文對我國純電動汽車的市場環境和技術現狀進行了分析，針對純電動汽車在基礎設施建設方面缺乏配套充電設施的問題，提出要加快充電樁、充電站的規劃和建設，以及相關車企做好純電動汽車的維修服務工作的對策;針對純電動汽車在動力電池技術方面熱管理困難、充電時間長、續航里程短的問題，提出利用物理降溫和特殊材料降溫解，加大科研資金投入，優化電池性能，尋找性能更加優良且價格低廉的材料，以及政府、企業、高校通力合作，共同研發動力電池新技術的對策;針對純電動汽車在廢舊電池處理方面存在環境污染的問題。提出加強立法，制定規范的行業標準，在設計上融入回收利用理念，采用梯級利用和再生利用的對策。并進一步對純電動汽車的發展趨勢進行了探討，提出我國純電動汽車未來發展的三個方向：集成化、互聯化、智能化。

參考文獻：

[1]張亞萍，高勇，武秋.我國電動汽車商業模式創新與發展研究[J].上海汽車，2013.

[2]何洪文，電動汽車原理與構造[M].北京.機械工業出版社.2018.107-115.

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[4]劉建明，孫蓉，張宇.電動汽車技術與發展[M].北京：中國電力出版社.2017.140-147.

[5]陳晴.我國純電動汽車動力電池專利技術分析[D]重慶：重慶理工大學，2018.

[6]戴麗.新能源動力電池回收知易行難[J].節能與環保 ，2018（02）：26-33.

[7]佟麗珠，朱泳逾，李文娜.新能源汽車動力電池回收的相關問題分析[J].內燃機與配件，2018（06）：43-44.

[8]王學軍.我國純電動汽車發展瓶頸問題綜述及發展建議[D]寧夏：寧夏理工學院，2018.

[9]李賀.我國純電動汽車產業發展對策研究.[D]山東：中國海洋大學，2015.

[10]李立理.我國電動汽車充電基礎設施政策解讀與展望[J]供電，2017（1）：2-17.