我國(guó)純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展方向及能源供給模式的探討

1、第33卷第4期電網(wǎng)技術(shù)V ol. 33 No. 4 2009年2月Power System Technology Feb. 2009 文章編號(hào):1000-3673(200904-0001-05 中圖分類(lèi)號(hào):TM91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 學(xué)科代碼:470·40我國(guó)純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展方向及能源供給模式的探討張文亮,武斌,李武峰,來(lái)小康(中國(guó)電力科學(xué)研究院,北京市海淀區(qū) 100192Discussion on Development Trend of Battery Electric Vehicles in China andIts Energy Supply ModeZHANG Wen-lia

2、ng,WU Bin,LI Wu-feng,LAI Xiao-kang(China Electric Power Research Institute,Haidian District,Beijing 100192,ChinaABSTRACT: The actuality and trends of electric vehicles (EV home and abroad are reviewed. The development trend of battery electric vehicles (BEV and its energy supply mode in China are em

3、phatically dissertated. The development stage of BEV in China is divided into two periods, namely the demonstration period and mature period, the keystone and the challenge in the current development period of BEV are analyzed. Finally, for the energy supply mode of BEV, the key technology and techn

4、ical direction to be researched are pointed out.KEY WORDS: battery electric vehicles (BEV;energy supply;development trend;technical directions摘要:總結(jié)了國(guó)內(nèi)外電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì),重點(diǎn)探討了我國(guó)純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展方向及能源供給模式,將我國(guó)純電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展階段劃分為示范應(yīng)用期和推廣成熟期,分析了現(xiàn)階段純電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的重點(diǎn)和存在的問(wèn)題,同時(shí)針對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)能源供給模式,指出了需要開(kāi)展研究的技術(shù)重點(diǎn)和方向。關(guān)鍵詞:純電動(dòng)汽車(chē)(BEV;能源供給;發(fā)展趨勢(shì);技術(shù)方

5、向0 引言目前,環(huán)境和能源問(wèn)題日益嚴(yán)峻,傳統(tǒng)燃油汽車(chē)環(huán)境污染嚴(yán)重,能源消耗大,引起人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注與擔(dān)憂(yōu)。電動(dòng)汽車(chē)具有節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)勢(shì),可有效緩解能源資源緊張、大氣污染嚴(yán)重等問(wèn)題。電動(dòng)汽車(chē)是以電池或超級(jí)電容為動(dòng)力源,全部或部分由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)。按照目前技術(shù)狀態(tài)和車(chē)輛驅(qū)動(dòng)原理,電動(dòng)汽車(chē)主要分為混合動(dòng)力汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)和燃料電池汽車(chē)3種類(lèi)型,此外,在混合動(dòng)力汽車(chē)的基礎(chǔ)上出現(xiàn)了可外接充電的混合動(dòng)力汽車(chē)1-5。本文將在分析國(guó)內(nèi)外電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)探討我國(guó)純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展方向及其能源供給模式。1 電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)1.1 國(guó)外電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展現(xiàn)狀北美、歐洲、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家高度重視電動(dòng)

6、汽車(chē)的發(fā)展,政府采取各種鼓勵(lì)措施促進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展。目前混合動(dòng)力汽車(chē)已在北美、歐洲、日本形成規(guī)模市場(chǎng),豐田混合動(dòng)力汽車(chē)在全球的累計(jì)銷(xiāo)量已達(dá)到百萬(wàn)輛。純電動(dòng)汽車(chē)、可外接充電的混合動(dòng)力汽車(chē)已在適合其運(yùn)行特點(diǎn)的領(lǐng)域開(kāi)展了示范應(yīng)用,并以集團(tuán)化公共服務(wù)用車(chē)為主,如東京電力公司營(yíng)業(yè)服務(wù)用車(chē)、美國(guó)紐約曼哈頓郵政用車(chē)、英國(guó)垃圾清運(yùn)車(chē)、法國(guó)波爾多市政用車(chē)等。在具備有利條件的特定國(guó)家和地區(qū)即將開(kāi)展電動(dòng)汽車(chē)的商業(yè)化運(yùn)行,如以色列政府已經(jīng)制定并開(kāi)始實(shí)施一項(xiàng)在10a內(nèi)推廣100萬(wàn)輛電動(dòng)汽車(chē)的計(jì)劃4-7。車(chē)用動(dòng)力電池是影響電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的最關(guān)鍵因素。目前,國(guó)外混合動(dòng)力及純電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)用動(dòng)力電池已經(jīng)逐步集中到鋰離子電池上。為

7、在全球范圍內(nèi)推廣車(chē)用鋰離子動(dòng)力電池,各大汽車(chē)廠(chǎng)商開(kāi)始關(guān)注動(dòng)力電池的標(biāo)準(zhǔn)化,日本企業(yè)已經(jīng)率先邁出步伐。在日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省等相關(guān)政府部門(mén)的帶領(lǐng)下,豐田、日產(chǎn)等9家汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)、松下電器等6家電池廠(chǎng)商及東京電力公司將共同制定電動(dòng)汽車(chē)用鋰電池標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)涵蓋測(cè)試方法、充電方法、車(chē)輛安全等方面。國(guó)外電力公司已經(jīng)認(rèn)識(shí)到電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展將給電力銷(xiāo)售帶來(lái)巨大的市場(chǎng),均采取積極態(tài)度推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展,并主動(dòng)參與能源供給系統(tǒng)的研發(fā)和電動(dòng)汽車(chē)的應(yīng)用等工作,包括內(nèi)部電動(dòng)汽車(chē)應(yīng)用與測(cè)2 張文亮等:我國(guó)純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展方向及能源供給模式的探討V ol. 33 No. 4試、能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與標(biāo)準(zhǔn)制訂、電池技術(shù)研發(fā)、電池梯次利用

8、、電動(dòng)汽車(chē)與儲(chǔ)能技術(shù)結(jié)合等。法國(guó)電力公司在其內(nèi)部車(chē)隊(duì)測(cè)試豐田公司可外接充電混合動(dòng)力汽車(chē);東京電力公司成功開(kāi)發(fā)大型快速充電器,并帶頭參與電動(dòng)汽車(chē)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),2009年將在東京建設(shè)200多個(gè)充電設(shè)施,3年后增加到1000個(gè)以上。東京電力公司還與富士重工合作開(kāi)發(fā)鋰離子電池組,并應(yīng)用于“R1e”型電動(dòng)汽車(chē)。美國(guó)電力科學(xué)研究院聯(lián)合34家電力公司與通用汽車(chē)公司合作,共同開(kāi)展可外接充電的混合動(dòng)力汽車(chē)研究,研究?jī)?nèi)容包括可外接充電的混合動(dòng)力汽車(chē)應(yīng)用的可行性方案、商業(yè)化運(yùn)營(yíng)、充電、公共政策需求等。美國(guó)南加州愛(ài)迪生電力公司和福特公司合作進(jìn)行擴(kuò)展電池應(yīng)用領(lǐng)域的研究,提出為舊電池培育交易市場(chǎng),促進(jìn)未來(lái)能源存儲(chǔ)裝置在

9、公用事業(yè)中應(yīng)用的方案。美國(guó)南加州愛(ài)迪生電力公司和福特公司還指出智能化可外接充電的混合動(dòng)力汽車(chē)可能成為未來(lái)智能電網(wǎng)的一部分。1.2 國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)自“八五”以來(lái),在研發(fā)電動(dòng)汽車(chē)方面投入了大量的人力、物力和財(cái)力,并取得了一系列科研成果,開(kāi)發(fā)出一批電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)產(chǎn)品,在北京、武漢、天津、株洲、杭州等城市開(kāi)展了不同形式的小規(guī)模示范運(yùn)行5,8。純電動(dòng)客車(chē)以公交系統(tǒng)示范運(yùn)營(yíng)為主,如北京121路、杭州Y9路等。純電動(dòng)轎車(chē)以公務(wù)用車(chē)示范運(yùn)行為主,如天津市開(kāi)展電動(dòng)轎車(chē)示范運(yùn)行。電動(dòng)小巴在局部地區(qū)開(kāi)始商業(yè)化運(yùn)營(yíng),如武漢市電動(dòng)小巴,株洲田心小區(qū)電動(dòng)小巴、北京云崗小區(qū)電動(dòng)小巴等。微型電動(dòng)汽車(chē)在山東、河北等北

10、方地區(qū)的一些市縣自發(fā)形成市場(chǎng),僅山東省就有數(shù)家生產(chǎn)廠(chǎng)和改裝廠(chǎng),已達(dá)量產(chǎn)規(guī)模。國(guó)家科技部正在積極組織推進(jìn)“十城千輛”電動(dòng)汽車(chē)大規(guī)模示范行動(dòng)計(jì)劃,首批選定五城一地,即在武漢、上海、深圳、大連、重慶和長(zhǎng)沙株洲湘潭開(kāi)展示范運(yùn)行。北京奧運(yùn)會(huì)上,電動(dòng)汽車(chē)示范運(yùn)行取得了良好效果,這對(duì)我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展將起到有力的助推作用。奧運(yùn)會(huì)期間,50輛鋰離子電池純電動(dòng)客車(chē)在奧運(yùn)中心區(qū)的奧運(yùn)村、媒體村和北部賽區(qū)等線(xiàn)路上為奧運(yùn)官員、媒體記者、運(yùn)動(dòng)員提供24h全天候的運(yùn)輸服務(wù)。奧運(yùn)會(huì)電動(dòng)汽車(chē)示范運(yùn)行不但起到了有效的示范引導(dǎo)作用,而且?guī)?dòng)了電動(dòng)汽車(chē)及其能源供給技術(shù)的發(fā)展。國(guó)家電網(wǎng)公司高度重視電動(dòng)汽車(chē)推廣應(yīng)用工作。從2006年以來(lái)

11、,國(guó)家電網(wǎng)公司大力開(kāi)展電動(dòng)汽車(chē)關(guān)鍵技術(shù)研究與推廣應(yīng)用工作,在動(dòng)力電池系統(tǒng)、供充電系統(tǒng)、動(dòng)力總成、內(nèi)部示范應(yīng)用考核、能源供給模式與配套政策等5個(gè)方面開(kāi)展研究工作,率先開(kāi)展內(nèi)部示范應(yīng)用,并積極推動(dòng)社會(huì)車(chē)輛應(yīng)用和能源供給基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。目前,內(nèi)部使用的電動(dòng)汽車(chē)已達(dá)50余輛,包括電力營(yíng)銷(xiāo)服務(wù)車(chē)、電力工程車(chē)和公務(wù)車(chē)等。雖然我國(guó)已開(kāi)展電動(dòng)汽車(chē)示范應(yīng)用,但是缺乏有效的、可持續(xù)推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的市場(chǎng)化機(jī)制。電動(dòng)公交車(chē)的示范應(yīng)用主要通過(guò)科技項(xiàng)目的形式開(kāi)展,基本上都是由政府主導(dǎo),公交運(yùn)營(yíng)單位和車(chē)輛研發(fā)生產(chǎn)單位參加。參與單位的風(fēng)險(xiǎn)較大,無(wú)法在短期內(nèi)形成利益鏈,因此缺乏持續(xù)推動(dòng)的動(dòng)力。微型電動(dòng)汽車(chē)自發(fā)形成的市場(chǎng)缺乏有效

12、的組織管理,車(chē)輛質(zhì)量和電池性能有待提高。1.3 電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)電動(dòng)汽車(chē)是汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì),純電動(dòng)汽車(chē)和燃料電池汽車(chē)是電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的最終方向。電動(dòng)汽車(chē)的大規(guī)模應(yīng)用需要相對(duì)較長(zhǎng)的過(guò)程,將經(jīng)歷不同的發(fā)展階段。國(guó)外電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的技術(shù)路線(xiàn)已逐漸明晰:在起步期對(duì)各種電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)方向進(jìn)行探索;在過(guò)渡期將混合動(dòng)力汽車(chē)作為主要發(fā)展方向;純電動(dòng)汽車(chē)和燃料電池汽車(chē)則是成熟期的最終發(fā)展目標(biāo);各階段的發(fā)展重點(diǎn)都是以乘用車(chē)為代表的中小型車(chē)輛。國(guó)內(nèi)混合動(dòng)力汽車(chē)技術(shù)漸趨完善,已進(jìn)入商業(yè)化推廣階段;純電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)日趨成熟,已在特定區(qū)域開(kāi)始推廣應(yīng)用。值得注意的是,金融危機(jī)爆發(fā)導(dǎo)致國(guó)際傳統(tǒng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)衰退,而國(guó)際油價(jià)的不確定

13、性、節(jié)能減排壓力的增加、動(dòng)力電池技術(shù)的新進(jìn)展,使部分國(guó)際主流汽車(chē)廠(chǎng)商開(kāi)始積極參與純電動(dòng)汽車(chē)研發(fā),如日產(chǎn)公司、寶馬公司等,這可能引發(fā)純電動(dòng)汽車(chē)新的發(fā)展熱潮。2 我國(guó)純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展方向2.1 我國(guó)純電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展階段分析純電動(dòng)汽車(chē)性能正在逐步改善,但與燃油車(chē)相比仍存在一定的差距,其發(fā)展受多方面因素的影響。根據(jù)發(fā)展的主導(dǎo)方式、技術(shù)水平、能源供給設(shè)施建設(shè)規(guī)模等特點(diǎn),我國(guó)純電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展可分為2個(gè)階段,即示范應(yīng)用期和推廣成熟期。區(qū)分2個(gè)階段的主要標(biāo)志應(yīng)是純電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展由政府推動(dòng)過(guò)渡為市場(chǎng)推動(dòng)。純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展處于示范應(yīng)用期時(shí),純電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)趨向成熟,但經(jīng)濟(jì)性差;發(fā)展模式以政府主導(dǎo)的示范運(yùn)行為主,依靠政府補(bǔ)

14、貼,應(yīng)用數(shù)量相第33卷第4期電網(wǎng)技術(shù) 3對(duì)較少,主要是定點(diǎn)、定線(xiàn)、定半徑運(yùn)行的公共服務(wù)用車(chē);在局部區(qū)域個(gè)人使用的微型電動(dòng)汽車(chē)自發(fā)形成一定規(guī)模;能源供給設(shè)施的建設(shè)剛剛起步,主要是滿(mǎn)足純電動(dòng)汽車(chē)的示范運(yùn)行。純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展處于推廣成熟期時(shí),純電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)已經(jīng)成熟,經(jīng)濟(jì)性與燃油車(chē)相當(dāng),甚至超越燃油車(chē);發(fā)展模式以市場(chǎng)化推動(dòng)為主、政府引導(dǎo)為輔,電動(dòng)汽車(chē)已規(guī)?；瘧?yīng)用,乘用車(chē)成為發(fā)展重點(diǎn);能源供給設(shè)施趨于完善。2.2 現(xiàn)階段我國(guó)純電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展重點(diǎn)分析我國(guó)純電動(dòng)汽車(chē)在生產(chǎn)和應(yīng)用方面的發(fā)展勢(shì)頭較快,但仍處于示范應(yīng)用期,其性能有待進(jìn)一步提高。純電動(dòng)汽車(chē)實(shí)際運(yùn)行的續(xù)駛里程為100 200km,常規(guī)充電需要26h。純

15、電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程短、電池成組壽命短、充電時(shí)間長(zhǎng)及成本高等問(wèn)題影響我國(guó)純電動(dòng)汽車(chē)的普及,現(xiàn)階段純電動(dòng)汽車(chē)主要應(yīng)用于特定區(qū)域和特定用途。現(xiàn)階段以政府主導(dǎo)的社會(huì)公共服務(wù)用車(chē)是純電動(dòng)汽車(chē)應(yīng)用的主要方面之一。公交、電力、環(huán)衛(wèi)、郵政等公共服務(wù)領(lǐng)域集團(tuán)用車(chē)的特點(diǎn)是車(chē)輛管理比較集中、行駛路線(xiàn)相對(duì)固定、行駛里程相對(duì)較短,因此宜采用純電動(dòng)汽車(chē)。政府對(duì)社會(huì)公共服務(wù)領(lǐng)域具有較強(qiáng)的管理調(diào)控力,各種補(bǔ)貼優(yōu)惠政策易于實(shí)施和操作。以個(gè)人使用的微型電動(dòng)汽車(chē)將有可能在現(xiàn)階段電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展過(guò)程中率先取得突破。在國(guó)內(nèi)部分省市的中小城市,微型電動(dòng)汽車(chē)作為填補(bǔ)電動(dòng)汽車(chē)和小型燃油車(chē)之間的空白市場(chǎng),保有量已經(jīng)達(dá)到千輛,且需求量迅速增加,

16、有自發(fā)形成規(guī)模市場(chǎng)的趨勢(shì)。微型電動(dòng)汽車(chē)對(duì)續(xù)駛里程要求不高,裝載電池?cái)?shù)量少,對(duì)電池性能要求相對(duì)較低,價(jià)格便宜,使用費(fèi)用遠(yuǎn)低于小型燃油車(chē)9-11。2.3 我國(guó)純電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展存在的問(wèn)題雖然我國(guó)純電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展取得了一系列的成果,但仍處于小范圍示范階段。本文認(rèn)為我國(guó)純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展主要存在如下問(wèn)題:1動(dòng)力電池性能有待進(jìn)一步提高。動(dòng)力電池成組循環(huán)壽命短,是制約電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的主要瓶頸12-14。雖然鋰離子電池能量較高,單體循環(huán)壽命可達(dá)1000次以上,但其性能仍有待進(jìn)一步提高。由于電池單體的性能差異,電池成組應(yīng)用后,循環(huán)壽命較短,如單體循環(huán)壽命為8001000次的鋰離子電池,成組應(yīng)用到公交車(chē)上后,循環(huán)壽命只有

17、400600次,甚至更低,這導(dǎo)致電動(dòng)汽車(chē)經(jīng)濟(jì)性偏差。2電動(dòng)汽車(chē)能源供給基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)薄弱。長(zhǎng)期以來(lái),電動(dòng)汽車(chē)能源供給基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)沒(méi)有得到足夠重視,缺乏完善的的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范15,城市建設(shè)也未將電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施建設(shè)列入規(guī)劃,這已經(jīng)成為影響我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的主要因素之一。與傳統(tǒng)燃油汽車(chē)有遍布城鄉(xiāng)的能源供給網(wǎng)絡(luò)相比,電動(dòng)汽車(chē)能源供給基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展非常薄弱。目前,能源供給技術(shù)研究和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)已經(jīng)受到國(guó)家有關(guān)部門(mén)的高度重視,基礎(chǔ)設(shè)施關(guān)鍵技術(shù)相關(guān)內(nèi)容已被列入電動(dòng)汽車(chē)共性關(guān)鍵技術(shù)研究中。3推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的市場(chǎng)機(jī)制亟需形成。現(xiàn)階段,電動(dòng)汽車(chē)的推廣應(yīng)用需要巨大的資金投入,而目前公共服務(wù)用電動(dòng)汽車(chē)的示范應(yīng)用基本上以政府

18、主導(dǎo)為主,依靠政府的財(cái)政資金投入,因此亟需探索電動(dòng)汽車(chē)推廣的商業(yè)化模式,引進(jìn)市場(chǎng)化機(jī)制,加速電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。微型電動(dòng)汽車(chē)可能自發(fā)形成規(guī)模市場(chǎng),但缺乏必要的組織管理,存在無(wú)序發(fā)展的隱患,因此需要探索其發(fā)展的商業(yè)化模式,以構(gòu)建微型電動(dòng)汽車(chē)良性發(fā)展的市場(chǎng)化機(jī)制。4支持鼓勵(lì)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的政策滯后。這已成為制約電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題之一。直至目前,我國(guó)鼓勵(lì)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的全國(guó)性政策和法規(guī)還在討論制定中,對(duì)阻礙電動(dòng)汽車(chē)上路的政策的修改進(jìn)程緩慢,短期內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)獲取牌照困難,難以上路行駛,即使這些車(chē)輛取得國(guó)家公告,也仍被限制在23個(gè)省市運(yùn)行,因而造成電動(dòng)汽車(chē)消費(fèi)需求不旺,擴(kuò)大應(yīng)用范圍動(dòng)力不足的局面。3 我

19、國(guó)純電動(dòng)汽車(chē)能源供給技術(shù)的發(fā)展方向3.1 我國(guó)純電動(dòng)汽車(chē)能源供給發(fā)展階段分析電動(dòng)汽車(chē)的能源供給系統(tǒng)由供電系統(tǒng)、充電系統(tǒng)和電能存儲(chǔ)系統(tǒng)組成,實(shí)現(xiàn)電能由交流在線(xiàn)向直流離線(xiàn)存儲(chǔ)的變換,為電動(dòng)汽車(chē)行駛提供直流電能供給。能源供給是電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈中的重要環(huán)節(jié),配套完善的能源供給基礎(chǔ)設(shè)施是電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的必要支撐因素,而能源供給環(huán)節(jié)的利益保證是促進(jìn)能源供給基礎(chǔ)設(shè)施完善成熟的必要條件。能源供給模式與電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展密切相關(guān),在電動(dòng)汽車(chē)不同的發(fā)展階段,能源供給呈現(xiàn)不同的特點(diǎn)。在示范應(yīng)用期,能源供給服務(wù)的對(duì)象主要是集團(tuán)化的公共服務(wù)用車(chē)和個(gè)人使用的微型電動(dòng)汽車(chē)。公共服務(wù)用車(chē)主要采用集中充電為主、電池租賃為輔的能源供給模

20、式。對(duì)于微型電動(dòng)汽車(chē)而言,可采用基于集約充電的電池租賃為主、車(chē)載充電為輔的充電方式。技術(shù)研究應(yīng)集中在電池成組與梯次利用4 張文亮等:我國(guó)純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展方向及能源供給模式的探討V ol. 33 No. 4技術(shù)、充電技術(shù)、能源供給標(biāo)準(zhǔn)體系、能源供給模式及政策等方面。在推廣成熟期,電動(dòng)乘用車(chē)成為電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的重點(diǎn),其能源供給以分散式小功率家庭充電為主、電池租賃和快速充電網(wǎng)絡(luò)為輔。電動(dòng)汽車(chē)大規(guī)模的應(yīng)用使得用戶(hù)對(duì)電能的需求迅速增長(zhǎng),電動(dòng)汽車(chē)作為未來(lái)智能電網(wǎng)的分散式儲(chǔ)能單元,可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的峰谷調(diào)節(jié),延伸電動(dòng)汽車(chē)能源供給環(huán)節(jié)的利益鏈。技術(shù)研究將主要集中在電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)儲(chǔ)能結(jié)合、電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)間的智能交互連接

21、等。3.2 現(xiàn)階段純電動(dòng)汽車(chē)能源供給模式分析集團(tuán)化公共服務(wù)用車(chē)主要采用集中充電為主,電池租賃為輔的能源供給模式。公共服務(wù)用車(chē)停運(yùn)時(shí)間、地點(diǎn)較集中,可以在已有的停車(chē)場(chǎng)建設(shè)充電設(shè)施進(jìn)行集中充電,這降低了能源供給設(shè)施的投資,但是其建設(shè)投入資金仍很大,還需要在政府大力支持的基礎(chǔ)上探索多種融資渠道。以北京數(shù)據(jù)為例,在已有停車(chē)場(chǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行充電站建設(shè),按照整車(chē)充電測(cè)算,不含電池及土建費(fèi)用,建設(shè)為30輛電動(dòng)公交車(chē)充電的充電站需1000余萬(wàn)元。對(duì)于微型電動(dòng)汽車(chē),可采用基于集約充電的電池租賃為主、車(chē)載充電為輔的充電方式。由于微型電動(dòng)汽車(chē)以局部地區(qū)的個(gè)人使用為主,若采用基于集約充電的電池租賃方式,不但可以降低車(chē)輛

22、初次購(gòu)置成本,而且通過(guò)對(duì)電池的專(zhuān)業(yè)化充電和維護(hù),可有效提高電池壽命,同時(shí)也便于開(kāi)展動(dòng)力電池梯次利用,從而降低使用費(fèi)用。針對(duì)微型電動(dòng)汽車(chē),以電池租賃方式進(jìn)行能源供給時(shí)所需的建設(shè)投資并不大,參照北京數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)算,50輛微型電動(dòng)汽車(chē)采用電池更換方式,電池按照車(chē)輛的1.5倍配置,需投資240余萬(wàn)元,其中電池費(fèi)用為135萬(wàn)元。3.3 電動(dòng)汽車(chē)能源供給技術(shù)研究重點(diǎn)與方向現(xiàn)階段,我們應(yīng)重點(diǎn)開(kāi)展如下研究工作,以促進(jìn)我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)能源供給技術(shù)的進(jìn)步,推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展。1動(dòng)力電池成組技術(shù)研究。鋰離子電池成組壽命仍然偏低。受生產(chǎn)工藝等影響,電池組中各單體電池的性能存在著差異,且在使用過(guò)程中這種差異越來(lái)越突出,從而使

23、電池組的循環(huán)壽命大大縮短。動(dòng)力電池技術(shù)涉及電化學(xué)與材料科學(xué),因電池單體生產(chǎn)工藝與生產(chǎn)質(zhì)量無(wú)法迅速提高,相對(duì)其它技術(shù)發(fā)展緩慢,所以動(dòng)力電池性能短期內(nèi)迅速提高的可能性不大。因此需要采用電池成組技術(shù)提高電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池的性能,包括配組分選、成組集成、熱管理與電管理、充電及維護(hù)等13-14,16。2動(dòng)力電池梯次利用技術(shù)研究。電池梯次利用是指動(dòng)力電池在電動(dòng)汽車(chē)上的應(yīng)用不能滿(mǎn)足功率和能量需求時(shí),在其它領(lǐng)域繼續(xù)應(yīng)用,充分發(fā)揮其應(yīng)用價(jià)值。電池梯次利用是有望降低電動(dòng)汽車(chē)使用成本的重要手段。電池購(gòu)置價(jià)格偏高是限制電動(dòng)汽車(chē)推廣的重要因素之一。通過(guò)對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行梯次利用,可有效降低電池在電動(dòng)汽車(chē)使用階段的成本,提升電

24、池的利用價(jià)值。電池梯次利用技術(shù)研究包括篩選評(píng)估、重新配組、梯次利用與儲(chǔ)能集成、梯次利用機(jī)制及其管理機(jī)制等。3充電技術(shù)研究。充電技術(shù)研究包括充電機(jī)技術(shù)和充電監(jiān)控技術(shù)。充電機(jī)技術(shù)研究主要是通過(guò)研究充電過(guò)程對(duì)電池使用壽命、溫度、安全性等方面的影響,選擇合理的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),采取合適的充電方式,實(shí)現(xiàn)充電過(guò)程的動(dòng)態(tài)優(yōu)化及智能化控制,從而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)充電。研究充電監(jiān)控技術(shù),需要規(guī)范充電機(jī)和充電站監(jiān)控系統(tǒng)之間的通信協(xié)議,實(shí)現(xiàn)對(duì)多臺(tái)充電機(jī)狀態(tài)和充電過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控,并使其具有和上級(jí)其它監(jiān)控系統(tǒng)、運(yùn)營(yíng)收費(fèi)系統(tǒng)通信的功能。4電動(dòng)汽車(chē)供充電相互影響研究。充電系統(tǒng)的功率因數(shù)較高,但產(chǎn)生的諧波較大,電流總畸變率在30%以上,主要是

25、5、7、11、13次諧波,電流波形畸變明顯。只有經(jīng)過(guò)有源濾波,才能使充電系統(tǒng)產(chǎn)生的諧波電流達(dá)到國(guó)標(biāo)要求。因此,需要開(kāi)展電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)影響的研究,同時(shí)需要開(kāi)展電動(dòng)汽車(chē)負(fù)荷對(duì)電網(wǎng)填谷作用的研究,并跟蹤電動(dòng)汽車(chē)與智能電網(wǎng)相結(jié)合的技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài),探討電動(dòng)汽車(chē)能源供給與電網(wǎng)儲(chǔ)能的有機(jī)結(jié)合,逐步發(fā)展智能電網(wǎng),實(shí)現(xiàn)電能供需方式的重大變革。5電動(dòng)汽車(chē)能源供給系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)。電動(dòng)汽車(chē)能源供給系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系應(yīng)包括基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、電池單體及電池組相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、充電機(jī)及充電站相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、計(jì)量相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、供電系統(tǒng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)等。國(guó)內(nèi)有關(guān)組織機(jī)構(gòu)、研發(fā)生產(chǎn)單位應(yīng)加強(qiáng)合作,積極參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制訂,建設(shè)完善的電動(dòng)汽車(chē)能源供給標(biāo)

26、準(zhǔn)體系。6電動(dòng)汽車(chē)及能源供給商業(yè)模式研究。目前電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展還處于示范應(yīng)用期,面臨投資大、產(chǎn)業(yè)化機(jī)制尚未理順的問(wèn)題,因此在開(kāi)展關(guān)鍵技術(shù)研究的同時(shí),需要加強(qiáng)電動(dòng)汽車(chē)及能源供給商業(yè)化模式的研究,構(gòu)建電動(dòng)汽車(chē)推廣應(yīng)用的市場(chǎng)化機(jī)制,第33卷第4期電網(wǎng)技術(shù) 5加速產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。對(duì)于公共服務(wù)用電動(dòng)汽車(chē),可借鑒北京地鐵4號(hào)線(xiàn)的模式,探索特許經(jīng)營(yíng)模式,引入民間資本,減輕政府壓力,增強(qiáng)發(fā)展動(dòng)力,加快電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展;對(duì)于微型電動(dòng)汽車(chē),選擇條件適宜的局部地區(qū),建設(shè)基于集約充電的電池租賃網(wǎng)絡(luò),探索微型電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的商業(yè)模式,推進(jìn)乘用車(chē)電動(dòng)化的步伐。同時(shí),要開(kāi)展國(guó)家電動(dòng)汽車(chē)相關(guān)政策的研究,爭(zhēng)取早日出臺(tái)全國(guó)性的支持鼓勵(lì)電動(dòng)汽

27、車(chē)的牌照、財(cái)稅、補(bǔ)貼等配套政策,為電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展創(chuàng)造有利的政策環(huán)境。4 結(jié)論和展望電動(dòng)汽車(chē)已經(jīng)成為汽車(chē)工業(yè)發(fā)展不可逆轉(zhuǎn)的潮流,其發(fā)展將分階段不斷推進(jìn)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)應(yīng)用重點(diǎn)將逐步從公共服務(wù)用車(chē)、微型電動(dòng)汽車(chē)過(guò)渡到電動(dòng)乘用車(chē),并形成電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的市場(chǎng)化機(jī)制,實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。能源供給是電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈中的重要環(huán)節(jié),能源供給模式與電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展密切相關(guān)。當(dāng)前,電動(dòng)汽車(chē)應(yīng)用數(shù)量有限,對(duì)電網(wǎng)而言是一種特殊的用電設(shè)備,需在政府主導(dǎo)下加強(qiáng)能源供給設(shè)施的建設(shè),以促進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展。隨著電動(dòng)汽車(chē)應(yīng)用規(guī)模的擴(kuò)大,電動(dòng)汽車(chē)負(fù)荷將大幅度增長(zhǎng),電動(dòng)汽車(chē)將作為分散式儲(chǔ)能單元,成為智能電網(wǎng)的重要組

28、成部分,成為電網(wǎng)削峰填谷的重要手段。參考文獻(xiàn)1 陳清泉,孫逢春,祝嘉光.現(xiàn)代電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)M.北京:北京理工大學(xué)出版社,2002:24-25.2 李興虎.電動(dòng)汽車(chē)概論M.北京:北京理工大學(xué)出版社,2005:5-9.3 陳全世,朱家璉,田光宇.先進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007:243-251.4 陳清泉,孫立清.電動(dòng)汽車(chē)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)J.科技導(dǎo)報(bào),2005,23(4:24-28.Chen Qingquan,Sun Liqing.Status and future trends of electic vehicles J.Science & Technology Revi

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