陳全世

(清華大學(xué)汽車工程系，北京 100084)

當(dāng)前我國新能源汽車的發(fā)展與面臨的挑戰(zhàn)

陳全世

(清華大學(xué)汽車工程系，北京 100084)

介紹了新能源汽車，特別是電動汽車發(fā)展的新政策和新動向，從政策、技術(shù)等方面分析了新能源汽車發(fā)展中的問題與挑戰(zhàn)，為我國新能源汽車的健康、可持續(xù)發(fā)展提供參考。

新能源汽車;政策引導(dǎo);鋰-空氣電池

今年是新能源汽車，特別是電動汽車發(fā)展呈現(xiàn)爆發(fā)式增長的一年，但明年就有可能是其發(fā)展的一個低谷，這也正為我們提供了對新能源汽車的政策、技術(shù)進(jìn)行盤整的一個機會，特別是如果有些技術(shù)問題不解決，新能源汽車就不能得到可持續(xù)發(fā)展。

1 新能源汽車發(fā)展的新政策和新動向

目前新能源汽車產(chǎn)量的增長主要依靠國家政策，到2016年這些政策還有一定的連續(xù)性。2014年7月14日，國務(wù)院辦公廳發(fā)布的《關(guān)于加快新能源汽車推廣應(yīng)用的指導(dǎo)意見》明確指出［1］:“以純電驅(qū)動為新能源汽車發(fā)展的主要戰(zhàn)略取向，重點發(fā)展純電動汽車、插電式(含增程式)混合動力汽車和燃料電池汽車?！痹撘庖娺€明確指出“地方政府承擔(dān)新能源汽車應(yīng)用推廣主體責(zé)任”。2015年6月，國家發(fā)展和改革委員會與工業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)部聯(lián)合發(fā)布了《新建純電動乘用車生產(chǎn)企業(yè)投資項目和生產(chǎn)準(zhǔn)入管理的規(guī)定》［2］，并于2015年7月10開始執(zhí)行。放開新能源汽車準(zhǔn)入管理體系在該文件中已經(jīng)落實。2015年7月13日，發(fā)改委在北京召開研討會，對該規(guī)定逐條進(jìn)行研討和解讀。目前，申報企業(yè)已超過100家。這是一件好事。中國現(xiàn)在不缺少生產(chǎn)廠家，關(guān)鍵是企業(yè)是否有特色，能不能有創(chuàng)新技術(shù)和核心技術(shù)，這樣的公司才是目前急需的。

2015年5月，國務(wù)院副總理馬凱在江蘇調(diào)研新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展時指出［3］:新能源汽車目前的發(fā)展成績喜人，但挑戰(zhàn)尤大，充電設(shè)施建設(shè)應(yīng)適度超前，應(yīng)統(tǒng)籌推進(jìn)，協(xié)調(diào)發(fā)展;對過去一年來新能源汽車發(fā)展取得的成績應(yīng)充分肯定;從中央到地方，從政府到企業(yè)，從我們新能源汽車全產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)已經(jīng)初步形成了圍繞一個事業(yè)，大家心往一處想、勁往一處使共同發(fā)力的局面。最后，馬凱副總理總結(jié)到:“新能源汽車該往哪個方向去努力，我想了兩句話:一是新能源汽車要比燃油汽車顯著便宜，包括購車、運營，以及在補貼取消后;二是新能源汽車要和加油一樣便利，這個是不是夢想呢?不是有中國夢嗎，咱們也把它作為新能源汽車發(fā)展的夢去努力奮斗?！边@說明國家領(lǐng)導(dǎo)層面對新能源汽車的發(fā)展十分重視。

在“中國制造2025”大力推動突破發(fā)展的重點領(lǐng)域中就包括節(jié)能與新能源汽車。明確“繼續(xù)支持電動汽車、燃料電池汽車發(fā)展，掌握汽車低碳化、信息化、智能化核心技術(shù)，提升動力電池、驅(qū)動電機、高效內(nèi)燃機、先進(jìn)變速器、輕量化材料、智能控制等核心技術(shù)的工程化和產(chǎn)業(yè)化能力，形成從關(guān)鍵零部件到整車的完整工業(yè)體系和創(chuàng)新體系，推動自主品牌節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)同國際先進(jìn)水平接軌”的發(fā)展戰(zhàn)略，為我國節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展指明了方向。

2014年12月國務(wù)院發(fā)布了《2016—2020國家新能源汽車的鼓勵政策》(征求意見稿)，其主要精神是“2015年執(zhí)行的財政補貼和其他優(yōu)惠政策不變，新能源汽車作為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的地位不變”。此外，還提到了“關(guān)注民生，關(guān)注霧霾和環(huán)境已經(jīng)成為各級政府執(zhí)政的首要任務(wù)和考核指標(biāo)，這就是新能源汽車發(fā)展的氛圍?！?/p>

對于補貼問題，現(xiàn)在的政策更加合理，不光看續(xù)駛里程，還要看有效載重量。財政部2015年5月發(fā)布的《關(guān)于完善城市公交車成品油價格補助政策，加快新能源汽車推廣應(yīng)用的通知》［4］中提到:漲價補助數(shù)額與新能源公交車推廣數(shù)量掛鉤。2015—2019年，城市公交車成品油價格補助中的漲價補助數(shù)額與新能源公交車推廣數(shù)量掛鉤。其中，在大氣污染治理重點區(qū)域和重點省市(包括北京、上海、天津、河北、山西、江蘇、浙江、山東、廣東、海南)，2015—2019年新增及更換的公交車中新能源公交車比重應(yīng)分別達(dá)到40%，50%，60%，70%和80%。中部省(包括安徽、江西、河南、湖北、湖南)和福建省2015—2019年新增及更換的公交車中新能源公交車比重應(yīng)分別達(dá)到25%，35%，45%，55%和65%。其他省(區(qū)、市)2015—2019年新增及更換的公交車中新能源公交車比重應(yīng)分別達(dá)到10%，15%，20%，25%和30%。達(dá)到上述推廣比例要求的，漲價補助按照政策調(diào)整后的標(biāo)準(zhǔn)全額撥付。這些都明確鼓勵新能源汽車的發(fā)展。

2 新能源汽車的爆發(fā)式增長

據(jù)工信部公開數(shù)據(jù)顯示［5］，2014年中國新能源汽車?yán)塾嬌a(chǎn)8.39萬輛，同比增長近4倍。2015年1—5月，新能源汽車?yán)塾嬌a(chǎn)5.36萬輛，同比增長近3倍。2014年—2015年5月新能源汽車?yán)塾嬌a(chǎn)13.75萬輛。

2015年8月17日，東風(fēng)汽車公司與國能電動汽車瑞典有限公司(NEVS)在北京簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議［6］，雙方約定將共同開展研發(fā)活動，積極推動純電動汽車和增程式電動汽車的研發(fā)，利用先進(jìn)的整車技術(shù)平臺、采購和行銷資源，加快新能源汽車產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，旨在推動中國新能源汽車盡快達(dá)到國際先進(jìn)水準(zhǔn)。

2015年8月9日，中國新能源汽車有限公司增資擴股簽約儀式在京舉行［7］。中國新能源汽車有限公司(以下簡稱“中新汽”)是中國誠通集團旗下的中國物流有限公司積極響應(yīng)國家新能源汽車發(fā)展戰(zhàn)略、以成為新能源汽車創(chuàng)新發(fā)展的引領(lǐng)者為愿景、結(jié)合自身優(yōu)勢成立的互聯(lián)網(wǎng)模式下的新能源汽車規(guī)?；瘧?yīng)用推廣企業(yè)。中新汽本次增資擴股成功引入了大洋電機、智行鴻遠(yuǎn)兩家重要戰(zhàn)略投資人。

2015年，在樂視、小米紛紛宣布涉足汽車后，在汽車媒體圈闖蕩“多年”的二李(李想、李斌)也決定要造車了，并且第一款產(chǎn)品就是高性能的電動跑車。這個消息引起了業(yè)界的廣泛關(guān)注，坊間傳說已久的“互聯(lián)網(wǎng)大佬”要玩電動汽車的說法得到了印證。互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)從智能車載系統(tǒng)切入，先接管駕駛功能之外的其他功能，最終在自動駕駛技術(shù)成熟之后全面接管汽車。國際上，蘋果公司、谷歌公司都在做。國內(nèi)，BAT三強已經(jīng)布局，樂視、易道等新銳公司也在加入。這些公司憑借資本的力量整合產(chǎn)業(yè)鏈資源，以用戶為核心，大膽應(yīng)用最新技術(shù)，或者創(chuàng)造出此前所有產(chǎn)品都不能給出的極致體驗，或者以顛覆的價格搶得用戶，建立平臺，再借助渠道獲得增值服務(wù)收入。他們認(rèn)為這一模式可以在汽車行業(yè)重演。

傳統(tǒng)汽車廠商雖然已發(fā)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)帶來的便利及客戶需求，但是相對保守的發(fā)展步伐已無法滿足快速增長的需求。與此同時，新能源技術(shù)的飛速發(fā)展，對內(nèi)燃機這個汽車行業(yè)的根基形成根本上的顛覆，繞過汽車巨頭們堅守的技術(shù)壁壘，極大地降低了行業(yè)門檻。另外在政策方面，國家發(fā)改委出臺了純電動乘用車準(zhǔn)入條件，準(zhǔn)入門檻降低也使得新能源汽車成為互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)跨行造車的入口?；ヂ?lián)網(wǎng)企業(yè)的加入已經(jīng)給汽車行業(yè)帶來四大趨勢:爭奪智能車載系統(tǒng)市場;汽車集成化程度大大提高;汽車生產(chǎn)由大規(guī)模代工完成;顛覆性商業(yè)模式和價格體系的出現(xiàn)。傳統(tǒng)車企應(yīng)該順時而為，積極順應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)帶來的變化，學(xué)習(xí)應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的思維和方法，一樣能以新的模式搶占先機。

此外，一批非汽車制造商、上市公司也大手筆投入新能源汽車行業(yè)。

3 新能源汽車發(fā)展中的問題與面臨的挑戰(zhàn)

3.1 關(guān)于技術(shù)路線的問題

產(chǎn)量的快速增長并不能掩蓋關(guān)鍵技術(shù)的缺失:在整車集成、輕量化、電池、電機、電控領(lǐng)域存在的問題并沒有解決。例如:車型基本上是燃油車的改裝型，像特斯拉那樣根據(jù)電動汽車的特點全新設(shè)計的車型還很少;出現(xiàn)幾起新能源汽車的火災(zāi)，動力電池安全問題突出;部分地區(qū)示范運行的車輛性能大幅縮水等。

動力電池的技術(shù)路線還未確定，包括電池單體技術(shù)路線、電池材料、管理系統(tǒng)、熱管理、SOC估計等方面。電池成組技術(shù)路線中是激光焊接還是螺栓連接?串并聯(lián)的方式是幾串幾并、先串后并或相反?在驅(qū)動電機(及控制器)和傳動系統(tǒng)方面，是用永磁同步電機還是感應(yīng)電機?是高壓系統(tǒng)還是低壓系統(tǒng)?是采用低速大轉(zhuǎn)矩驅(qū)動還是高速大功率驅(qū)動?是集中驅(qū)動還是分散驅(qū)動?以上問題都沒有定論，需要不斷試驗、創(chuàng)新、總結(jié)、提高。

可以預(yù)見，2016年是新能源汽車產(chǎn)量的低谷，銷量將大幅度跳水，正好可以利用這個機會進(jìn)行技術(shù)方案的研究評估。

3.2 關(guān)于充電模式的問題

是快速充電、晚間慢充還是停車位充電?充電站/充電樁如何建設(shè)規(guī)劃?這里面有管理問題、技術(shù)問題，也有利益問題。

3.3 國家政策走向

積極研究國家政策走向。國家政策的制定不僅僅是幾個部委的事，而是關(guān)系今后國家新能源汽車發(fā)展戰(zhàn)略的大事。在第一線從事新能源汽車研發(fā)、生產(chǎn)、示范的工作人員，有責(zé)任、有義務(wù)向國家管理部門提出建議，引導(dǎo)國家政策更合理、更有效地推動我國新能源汽車的健康發(fā)展。

3.4 新能源汽車的檢測評估

從2011年的“十城千輛”示范推廣應(yīng)用到今年底，累計可能有30萬輛新能源汽車(包括節(jié)能型混合動力汽車)投入運營。這些車輛的技術(shù)狀況和水平差異較大，運營情況也不同，現(xiàn)在必須進(jìn)行車況(投入運營2年以上)的重新檢查和認(rèn)證，確定其技術(shù)狀況，尤其是動力電池系統(tǒng)的安全性、容量、一致性，以及管理系統(tǒng)，包括熱管理的有效性、充電設(shè)施的匹配性等，還包括驅(qū)動電機及其控制器的安全性、效率、性能完整性等，尤其是絕緣部件的完整性和有效性。車輛安全是一票否決的大事。要保證必要的檢測設(shè)備和人員，至少也應(yīng)該保證和正常車輛一樣進(jìn)行年檢和重點車輛的抽檢，保證安全運行。

3.5 新能源汽車產(chǎn)業(yè)化的瓶頸

電動汽車?yán)m(xù)駛里程、充電設(shè)施和價格是3個主要瓶頸，互相關(guān)聯(lián)。人們對續(xù)駛里程的憂慮，其實根本上是對于充電基礎(chǔ)設(shè)施不完善、不方便的擔(dān)憂。如果充電設(shè)施比較充分，在動力電池電量不足時可以隨時、方便、快捷地充電，人們就不會要求電動汽車裝載更多的電池而增大續(xù)駛里程。電動汽車價格較高，其實與其搭載的動力電池容量有關(guān)。以純電動乘用車為例，一般百公里電能消耗在20 kW·h左右(考慮了夏天的空調(diào)和冬天的暖風(fēng)，春秋兩季可能會低點)，當(dāng)前動力電池系統(tǒng)大約為5萬元，質(zhì)量是250 kg，每增加50 km續(xù)駛里程，成本大約會增加2.5萬元。

3.6 鋰-空氣電池

鋰-空氣電池是一種用鋰作陽極，以空氣中的氧氣作為陰極反應(yīng)物的電池［8-10］。陽極采用金屬鋰條，陽極的電解液采用含有鋰鹽的有機電解液。中間設(shè)有用于隔開正極和負(fù)極的鋰離子固體電解質(zhì)。正極的水性電解液使用堿性水溶性凝膠，與由微細(xì)化碳和廉價氧化物催化劑形成的正極組合。放電時電極反應(yīng)如下:①陽極反應(yīng):Li→Li++e-，金屬鋰以鋰離子(Li+)的形式溶于有機電解液，電子供應(yīng)給導(dǎo)線。溶解的鋰離子(Li+)穿過固體電解質(zhì)移到正極的水性電解液中。②陰極反應(yīng):O2+2H2O+4e-→4OH-，氫氧根離子(OH-)在水性電解液中與鋰離子(Li+)結(jié)合生成水溶性的氫氧化鋰(LiOH)。鋰-空氣電池的開路電壓為2.91 V。充電時電極反應(yīng)與放電時相反。該技術(shù)極有望用于汽車電池。

4 結(jié)束語

新能源汽車是我國產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的一個突破口。習(xí)近平主席在視察上汽集團時指出:“發(fā)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?！?/p>

當(dāng)前打開新能源汽車市場的鑰匙在于綜合解決以下問題:“市場(消費者)—產(chǎn)品(技術(shù))—服務(wù)(環(huán)境和設(shè)施)”，即:開發(fā)適合當(dāng)前市場需求且技術(shù)上可以達(dá)到要求的車型;瞄準(zhǔn)確定的消費者定向銷售;調(diào)動各方面積極性，全面、綜合解決充電設(shè)施和服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)，解決人們對電動汽車的后顧之憂和提升對電動汽車的認(rèn)可度。這樣才可能為新能源汽車的推廣應(yīng)用奠定扎實的基礎(chǔ)。

技術(shù)和思維創(chuàng)新是新能源汽車發(fā)展的靈魂。在當(dāng)前我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的技術(shù)、機制與國外尚有差距且市場尚未成熟之際，要堅持自主創(chuàng)新精神，要以“開放、合作、共贏”的思維廣泛開展國內(nèi)外合作交流，推動新能源汽車這個戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

本文根據(jù)陳全世教授在“第十八屆中國電動車輛學(xué)術(shù)年會”上演講錄音整理。

［1］國務(wù)院辦公廳.關(guān)于加快新能源汽車推廣應(yīng)用的指導(dǎo)意見［EB/OL］.［2015-07-21］.http://www.gov. cn/zhengce/content/2014-07/21/content_8936.htm.

［2］國務(wù)院辦公廳.新建純電動乘用車生產(chǎn)企業(yè)投資項目和生產(chǎn)準(zhǔn)入管理規(guī)定［EB/OL］.［2015-07-16］.http://www.gov.cn/wenzheng/2015-03/16/content_ 2834708.htm.

［3］馬凱在調(diào)研新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展時強調(diào)千方百計推動新能源汽車充電設(shè)施加快發(fā)展［EB/OL］.［2015-07-17］.http://www.gov.cn/guowuyuan/2015-05/ 17/content_2863520.htm.

［4］關(guān)于完善城市公交車成品油價格補助政策加快新能源汽車推廣應(yīng)用的通知［EB/OL］.［2015-07-20］. http://jjs.mof.gov.cn/zhengwuxinxi/zhengcefagui/ 201505/t20150514_1231726.html.

［5］去年我國新能源汽車?yán)塾嬌a(chǎn)8.39萬輛同比增長近4倍［EB/OL］.［2015-07-10］.http://auto.people. com.cn/n/2015/0110/c1005-26360837.html.

［6］東風(fēng)汽車公司與國能電動汽車瑞典有限公司在北京簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議［EB/OL］.［2015-08-10］.http://auto.hexun.com/2015-08-17/178384770.html.

［7］中國新能源汽車有限公司增資擴股簽約儀式在京舉行［EB/OL］.［2015-08-12］.http://car.fecn.net/ 2015/0812/141606.html.

［8］顧大明，張傳明，顧碩，等.鋰-空氣電池性能的影響因素及研究進(jìn)展［J］.化學(xué)學(xué)報，2012(20):2115 -2122.

［9］黃征，池波，蒲健，等.高性能鋰-空氣電池材料的研究［J］.化學(xué)進(jìn)展，2013(Z1):260-269.

［10］楊鳳玉，劉清朝，徐吉靜，等.鋰-空氣電池關(guān)鍵材料研究進(jìn)展［J］.科學(xué)通報，2013(31):3199-3212.

(責(zé)任編輯劉 舸)

陳全世，清華大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，清華大學(xué)汽車研究所所長、汽車安全與節(jié)能國家重點實驗室副主任，兼任中國汽車工程學(xué)會理事、電動汽車分會主任，全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化電動汽車專業(yè)委員會副主任及建設(shè)部城市車輛專家委員會副主任等，主要從事特種汽車(包括沙漠車)設(shè)計研究開發(fā)，汽車車身結(jié)構(gòu)設(shè)計與研究和電動汽車、混合動力汽車、燃料電池汽車關(guān)鍵技術(shù)研究。

Current Faced Challenges and Development of New Energy Vehicles in China

CHEN Quan-shi
(Department of Automotive Engineering，Tsinghua University，Beijing 100084，China)

The new energy vehicles，especially the new policies and new trend in the development of electric vehicles，were introduced，and the issues and challenges of the development of new energy vehicles from the aspects of policy，technology and other aspects were analyzed，which may provide the reference in the healthy and sustainable development of China’s new energy.

new energy vehicles;policy guidance;lithium-air battery

U469.7

A

1674-8425(2015)11-0001-05

10.3969/j.issn.1674-8425(z).2015.11.001

2015-08-21

陳全世(1945—)，男，山西人，教授，博士生導(dǎo)師，中國汽車工程學(xué)會電動汽車分會主任，主要從事電動汽車、混合動力汽車、燃料電池汽車等方面研究。

陳全世.當(dāng)前我國新能源汽車的發(fā)展與面臨的挑戰(zhàn)［J］.重慶理工大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，2015(11):1-5.

format:CHEN Quan-shi.Current Faced Challenges and Development of New Energy Vehicles in China［J］.Journal of Chongqing University of Technology:Natural Science，2015(11):1-5.