当前我国新能源汽车的发展与面临的挑战

陈全世

(清华大学汽车工程系，北京 100084)

当前我国新能源汽车的发展与面临的挑战

陈全世

(清华大学汽车工程系，北京 100084)

介绍了新能源汽车，特别是电动汽车发展的新政策和新动向，从政策、技术等方面分析了新能源汽车发展中的问题与挑战，为我国新能源汽车的健康、可持续发展提供参考。

新能源汽车;政策引导;锂-空气电池

今年是新能源汽车，特别是电动汽车发展呈现爆发式增长的一年，但明年就有可能是其发展的一个低谷，这也正为我们提供了对新能源汽车的政策、技术进行盘整的一个机会，特别是如果有些技术问题不解决，新能源汽车就不能得到可持续发展。

1 新能源汽车发展的新政策和新动向

目前新能源汽车产量的增长主要依靠国家政策，到2016年这些政策还有一定的连续性。2014年7月14日，国务院办公厅发布的《关于加快新能源汽车推广应用的指导意见》明确指出［1］:“以纯电驱动为新能源汽车发展的主要战略取向，重点发展纯电动汽车、插电式(含增程式)混合动力汽车和燃料电池汽车。”该意见还明确指出“地方政府承担新能源汽车应用推广主体责任”。2015年6月，国家发展和改革委员会与工业和信息产业部联合发布了《新建纯电动乘用车生产企业投资项目和生产准入管理的规定》［2］，并于2015年7月10开始执行。放开新能源汽车准入管理体系在该文件中已经落实。2015年7月13日，发改委在北京召开研讨会，对该规定逐条进行研讨和解读。目前，申报企业已超过100家。这是一件好事。中国现在不缺少生产厂家，关键是企业是否有特色，能不能有创新技术和核心技术，这样的公司才是目前急需的。

2015年5月，国务院副总理马凯在江苏调研新能源汽车产业发展时指出［3］:新能源汽车目前的发展成绩喜人，但挑战尤大，充电设施建设应适度超前，应统筹推进，协调发展;对过去一年来新能源汽车发展取得的成绩应充分肯定;从中央到地方，从政府到企业，从我们新能源汽车全产业链的各个环节已经初步形成了围绕一个事业，大家心往一处想、劲往一处使共同发力的局面。最后，马凯副总理总结到:“新能源汽车该往哪个方向去努力，我想了两句话:一是新能源汽车要比燃油汽车显著便宜，包括购车、运营，以及在补贴取消后;二是新能源汽车要和加油一样便利，这个是不是梦想呢?不是有中国梦吗，咱们也把它作为新能源汽车发展的梦去努力奋斗。”这说明国家领导层面对新能源汽车的发展十分重视。

在“中国制造2025”大力推动突破发展的重点领域中就包括节能与新能源汽车。明确“继续支持电动汽车、燃料电池汽车发展，掌握汽车低碳化、信息化、智能化核心技术，提升动力电池、驱动电机、高效内燃机、先进变速器、轻量化材料、智能控制等核心技术的工程化和产业化能力，形成从关键零部件到整车的完整工业体系和创新体系，推动自主品牌节能与新能源汽车产业同国际先进水平接轨”的发展战略，为我国节能与新能源汽车产业发展指明了方向。

2014年12月国务院发布了《2016—2020国家新能源汽车的鼓励政策》(征求意见稿)，其主要精神是“2015年执行的财政补贴和其他优惠政策不变，新能源汽车作为国家战略性新兴产业的地位不变”。此外，还提到了“关注民生，关注雾霾和环境已经成为各级政府执政的首要任务和考核指标，这就是新能源汽车发展的氛围。”

对于补贴问题，现在的政策更加合理，不光看续驶里程，还要看有效载重量。财政部2015年5月发布的《关于完善城市公交车成品油价格补助政策，加快新能源汽车推广应用的通知》［4］中提到:涨价补助数额与新能源公交车推广数量挂钩。2015—2019年，城市公交车成品油价格补助中的涨价补助数额与新能源公交车推广数量挂钩。其中，在大气污染治理重点区域和重点省市(包括北京、上海、天津、河北、山西、江苏、浙江、山东、广东、海南)，2015—2019年新增及更换的公交车中新能源公交车比重应分别达到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年新增及更换的公交车中新能源公交车比重应分别达到25%，35%，45%，55%和65%。其他省(区、市)2015—2019年新增及更换的公交车中新能源公交车比重应分别达到10%，15%，20%，25%和30%。达到上述推广比例要求的，涨价补助按照政策调整后的标准全额拨付。这些都明确鼓励新能源汽车的发展。

2 新能源汽车的爆发式增长

据工信部公开数据显示［5］，2014年中国新能源汽车累计生产8.39万辆，同比增长近4倍。2015年1—5月，新能源汽车累计生产5.36万辆，同比增长近3倍。2014年—2015年5月新能源汽车累计生产13.75万辆。

2015年8月17日，东风汽车公司与国能电动汽车瑞典有限公司(NEVS)在北京签署战略合作协议［6］，双方约定将共同开展研发活动，积极推动纯电动汽车和增程式电动汽车的研发，利用先进的整车技术平台、采购和行销资源，加快新能源汽车产业化进程，旨在推动中国新能源汽车尽快达到国际先进水准。

2015年8月9日，中国新能源汽车有限公司增资扩股签约仪式在京举行［7］。中国新能源汽车有限公司(以下简称“中新汽”)是中国诚通集团旗下的中国物流有限公司积极响应国家新能源汽车发展战略、以成为新能源汽车创新发展的引领者为愿景、结合自身优势成立的互联网模式下的新能源汽车规模化应用推广企业。中新汽本次增资扩股成功引入了大洋电机、智行鸿远两家重要战略投资人。

2015年，在乐视、小米纷纷宣布涉足汽车后，在汽车媒体圈闯荡“多年”的二李(李想、李斌)也决定要造车了，并且第一款产品就是高性能的电动跑车。这个消息引起了业界的广泛关注，坊间传说已久的“互联网大佬”要玩电动汽车的说法得到了印证。互联网企业从智能车载系统切入，先接管驾驶功能之外的其他功能，最终在自动驾驶技术成熟之后全面接管汽车。国际上，苹果公司、谷歌公司都在做。国内，BAT三强已经布局，乐视、易道等新锐公司也在加入。这些公司凭借资本的力量整合产业链资源，以用户为核心，大胆应用最新技术，或者创造出此前所有产品都不能给出的极致体验，或者以颠覆的价格抢得用户，建立平台，再借助渠道获得增值服务收入。他们认为这一模式可以在汽车行业重演。

传统汽车厂商虽然已发现互联网带来的便利及客户需求，但是相对保守的发展步伐已无法满足快速增长的需求。与此同时，新能源技术的飞速发展，对内燃机这个汽车行业的根基形成根本上的颠覆，绕过汽车巨头们坚守的技术壁垒，极大地降低了行业门槛。另外在政策方面，国家发改委出台了纯电动乘用车准入条件，准入门槛降低也使得新能源汽车成为互联网企业跨行造车的入口。互联网企业的加入已经给汽车行业带来四大趋势:争夺智能车载系统市场;汽车集成化程度大大提高;汽车生产由大规模代工完成;颠覆性商业模式和价格体系的出现。传统车企应该顺时而为，积极顺应互联网企业带来的变化，学习应用互联网企业的思维和方法，一样能以新的模式抢占先机。

此外，一批非汽车制造商、上市公司也大手笔投入新能源汽车行业。

3 新能源汽车发展中的问题与面临的挑战

3.1 关于技术路线的问题

产量的快速增长并不能掩盖关键技术的缺失:在整车集成、轻量化、电池、电机、电控领域存在的问题并没有解决。例如:车型基本上是燃油车的改装型，像特斯拉那样根据电动汽车的特点全新设计的车型还很少;出现几起新能源汽车的火灾，动力电池安全问题突出;部分地区示范运行的车辆性能大幅缩水等。

动力电池的技术路线还未确定，包括电池单体技术路线、电池材料、管理系统、热管理、SOC估计等方面。电池成组技术路线中是激光焊接还是螺栓连接?串并联的方式是几串几并、先串后并或相反?在驱动电机(及控制器)和传动系统方面，是用永磁同步电机还是感应电机?是高压系统还是低压系统?是采用低速大转矩驱动还是高速大功率驱动?是集中驱动还是分散驱动?以上问题都没有定论，需要不断试验、创新、总结、提高。

可以预见，2016年是新能源汽车产量的低谷，销量将大幅度跳水，正好可以利用这个机会进行技术方案的研究评估。

3.2 关于充电模式的问题

是快速充电、晚间慢充还是停车位充电?充电站/充电桩如何建设规划?这里面有管理问题、技术问题，也有利益问题。

3.3 国家政策走向

积极研究国家政策走向。国家政策的制定不仅仅是几个部委的事，而是关系今后国家新能源汽车发展战略的大事。在第一线从事新能源汽车研发、生产、示范的工作人员，有责任、有义务向国家管理部门提出建议，引导国家政策更合理、更有效地推动我国新能源汽车的健康发展。

3.4 新能源汽车的检测评估

从2011年的“十城千辆”示范推广应用到今年底，累计可能有30万辆新能源汽车(包括节能型混合动力汽车)投入运营。这些车辆的技术状况和水平差异较大，运营情况也不同，现在必须进行车况(投入运营2年以上)的重新检查和认证，确定其技术状况，尤其是动力电池系统的安全性、容量、一致性，以及管理系统，包括热管理的有效性、充电设施的匹配性等，还包括驱动电机及其控制器的安全性、效率、性能完整性等，尤其是绝缘部件的完整性和有效性。车辆安全是一票否决的大事。要保证必要的检测设备和人员，至少也应该保证和正常车辆一样进行年检和重点车辆的抽检，保证安全运行。

3.5 新能源汽车产业化的瓶颈

电动汽车续驶里程、充电设施和价格是3个主要瓶颈，互相关联。人们对续驶里程的忧虑，其实根本上是对于充电基础设施不完善、不方便的担忧。如果充电设施比较充分，在动力电池电量不足时可以随时、方便、快捷地充电，人们就不会要求电动汽车装载更多的电池而增大续驶里程。电动汽车价格较高，其实与其搭载的动力电池容量有关。以纯电动乘用车为例，一般百公里电能消耗在20 kW·h左右(考虑了夏天的空调和冬天的暖风，春秋两季可能会低点)，当前动力电池系统大约为5万元，质量是250 kg，每增加50 km续驶里程，成本大约会增加2.5万元。

3.6 锂-空气电池

锂-空气电池是一种用锂作阳极，以空气中的氧气作为阴极反应物的电池［8-10］。阳极采用金属锂条，阳极的电解液采用含有锂盐的有机电解液。中间设有用于隔开正极和负极的锂离子固体电解质。正极的水性电解液使用碱性水溶性凝胶，与由微细化碳和廉价氧化物催化剂形成的正极组合。放电时电极反应如下:①阳极反应:Li→Li++e-，金属锂以锂离子(Li+)的形式溶于有机电解液，电子供应给导线。溶解的锂离子(Li+)穿过固体电解质移到正极的水性电解液中。②阴极反应:O2+2H2O+4e-→4OH-，氢氧根离子(OH-)在水性电解液中与锂离子(Li+)结合生成水溶性的氢氧化锂(LiOH)。锂-空气电池的开路电压为2.91 V。充电时电极反应与放电时相反。该技术极有望用于汽车电池。

4 结束语

新能源汽车是我国产业转型升级的一个突破口。习近平主席在视察上汽集团时指出:“发展新能源汽车是我国由汽车大国迈向汽车强国的必由之路。”

当前打开新能源汽车市场的钥匙在于综合解决以下问题:“市场(消费者)—产品(技术)—服务(环境和设施)”，即:开发适合当前市场需求且技术上可以达到要求的车型;瞄准确定的消费者定向销售;调动各方面积极性，全面、综合解决充电设施和服务系统建设，解决人们对电动汽车的后顾之忧和提升对电动汽车的认可度。这样才可能为新能源汽车的推广应用奠定扎实的基础。

技术和思维创新是新能源汽车发展的灵魂。在当前我国新能源汽车产业的技术、机制与国外尚有差距且市场尚未成熟之际，要坚持自主创新精神，要以“开放、合作、共赢”的思维广泛开展国内外合作交流，推动新能源汽车这个战略性新兴产业的发展。

本文根据陈全世教授在“第十八届中国电动车辆学术年会”上演讲录音整理。

［1］国务院办公厅.关于加快新能源汽车推广应用的指导意见［EB/OL］.［2015-07-21］.http://www.gov. cn/zhengce/content/2014-07/21/content_8936.htm.

［2］国务院办公厅.新建纯电动乘用车生产企业投资项目和生产准入管理规定［EB/OL］.［2015-07-16］.http://www.gov.cn/wenzheng/2015-03/16/content_ 2834708.htm.

［3］马凯在调研新能源汽车产业发展时强调千方百计推动新能源汽车充电设施加快发展［EB/OL］.［2015-07-17］.http://www.gov.cn/guowuyuan/2015-05/ 17/content_2863520.htm.

［4］关于完善城市公交车成品油价格补助政策加快新能源汽车推广应用的通知［EB/OL］.［2015-07-20］. http://jjs.mof.gov.cn/zhengwuxinxi/zhengcefagui/ 201505/t20150514_1231726.html.

［5］去年我国新能源汽车累计生产8.39万辆同比增长近4倍［EB/OL］.［2015-07-10］.http://auto.people. com.cn/n/2015/0110/c1005-26360837.html.

［6］东风汽车公司与国能电动汽车瑞典有限公司在北京签署战略合作协议［EB/OL］.［2015-08-10］.http://auto.hexun.com/2015-08-17/178384770.html.

［7］中国新能源汽车有限公司增资扩股签约仪式在京举行［EB/OL］.［2015-08-12］.http://car.fecn.net/ 2015/0812/141606.html.

［8］顾大明，张传明，顾硕，等.锂-空气电池性能的影响因素及研究进展［J］.化学学报，2012(20):2115 -2122.

［9］黄征，池波，蒲健，等.高性能锂-空气电池材料的研究［J］.化学进展，2013(Z1):260-269.

［10］杨凤玉，刘清朝，徐吉静，等.锂-空气电池关键材料研究进展［J］.科学通报，2013(31):3199-3212.

(责任编辑刘 舸)

陈全世，清华大学教授、博士生导师，清华大学汽车研究所所长、汽车安全与节能国家重点实验室副主任，兼任中国汽车工程学会理事、电动汽车分会主任，全国汽车标准化电动汽车专业委员会副主任及建设部城市车辆专家委员会副主任等，主要从事特种汽车(包括沙漠车)设计研究开发，汽车车身结构设计与研究和电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车关键技术研究。

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

陈全世(1945—)，男，山西人，教授，博士生导师，中国汽车工程学会电动汽车分会主任，主要从事电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车等方面研究。

陈全世.当前我国新能源汽车的发展与面临的挑战［J］.重庆理工大学学报:自然科学版，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.