我国纯电动汽车发展及对策

曹镇杭　胡延明　刘洋　姚会君　侯晓晓

摘 要：本文对我国纯电动汽车的市场环境和技术现状进行了分析，了解到纯电动汽车在基础设施建设方面缺乏配套充电设施，在动力电池技术方面热管理困难、充电时间长、续航里程短，在废旧电池处理方面存在环境污染问题。为了提高纯电动汽车的技术状况和减少环境污染，通过查阅资料和实地考察，提出了解决我国纯电动汽车现存问题的相应对策。并对其发展趋势进行了探讨，提出我国纯电动汽车未来发展的三个方向：集成化、互联化、智能化。

关键词：纯电动汽车 市场环境 技术现状 对策 发展趋势

1 引言

随着全球能源危机和大气污染问题的不断加剧，世界汽车产业都在寻求转型，纯电动汽车以其清洁、无污染的特性，成为各国研发的主要方向。近年来，我国也大力发展以纯电动汽车为主的新能源汽车。

面对当前世界石油资源日趋减少，环境污染日益严重，汽车尾气排放导致全球气温变暖等问题，各国政府普遍认识到发展绿色环保型汽车的重要性，并制定了众多促进新能源汽车产业发展的长远规划。我国也不例外，习总书记指出，“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”。纯电动汽车作为新能源汽车的一种，以其在运行过程中零排放的优势，成为各车企的研发热点。未来纯电动汽车将会成为我国汽车产业的主要支柱，在国民经济和社会发展中发挥重要作用，促进我国经济的高质量发展。

2 纯电动汽车的市场环境

2.1 产品市场环境

近年来我国纯电动汽车产量迅速增涨，各企业纷纷打造自己的电动汽车品牌，极大的激励了电动汽车的发展，促进了汽车产业的转型升级。一方面我国传统车企都纷纷进军纯电动汽车市场，设立了纯电动汽车研发中心。另一方面众多非车企业跨行生产纯电动汽车，为纯电动汽车的发展注入了资金支撑。此外，一些生产电动二轮、电动三轮和汽车零部件的企业也开始生产以低速车为主的纯电动汽车。

2.2 消费者市场环境

随着纯电动汽车技术的不断提高和国家政策的大力支持，纯电动汽车的销量逐年增涨。从南、北方地区分析，由于续航里程受低温影响，我国南方地区消费者对于纯电动汽车的购买力度大于北方地区消费者。从城市和农村分析，由于城市路况更适合纯电动汽车行驶，我国城市消费者对于纯电动汽车的购买力度大于农村消费者。综合分析，纯电动汽车消费者主要集中在发达城市的思想观念先进、环保意识强，且具有一定收入的年轻群体。

3 纯电动汽车的技术现状

3.1 动力电池技术

动力电池是电动汽车领域研究的一个重点项目，它不仅要满足纯电东汽车的行驶总里程和续航里程的要求，而且要满足其动力性能和安全性能的要求。纯电动汽车对动力电池的性能要求极高，铅酸蓄电池和镍氢蓄电池由于其缺点太多，其性能远远不能满足纯电动汽车能量所需，已经基本上淘汰了，目前纯电动汽车采用的动力电池主要是三元材料电池和锂离子电池，他们具有自放电率低、低污染、可充电次数多等优点[1]。同时，动力电池也存在着充电时间长、易受温度影响和提供动力远不如燃油车等缺点，严重制约着纯电动汽车的发展。

3.2 驱动电机技术

纯电动汽车的电机驱动就是把动力电池提供的电能转化为机械能，并通过传动装置将机械能传递到车轮上，进而驱动纯电动汽车行驶。纯电动汽车的电机应有较宽的调速范围，高效，电磁兼容性良好，便于维修护理，可靠性高，耐高温，耐潮湿，电机在高速区间有一定量的功率输出，结构较为简单，能够适合批量生产。目前，常见的电机驱动系统主要有四种类型：直流电机驱动系统、交流感应电机驱动系统、永磁同步电机驱动系统和开关磁阻电机驱动系统[2]。

3.3 充换电技术

电力作为纯电动汽车的主要动力源，充换电技术异常关键。我国2015年出台的《加快充电基础设施建设意见》提到我国的充换电技术以居住地慢充为主，以停车站、道路旁、高速公路旁建设的快充为辅，在特定领域内进行换电[3]。

纯电动汽车的充电模式包括两种：常规充电和快速充电。常规充电主要采用小电流恒压或恒流充电，充电时间一般是5-8小时，电流大约为15A，其优点是成本低，能够提高电池的使用寿命，缺点是充电时间较长，难以满足一些紧急运营车辆的需要。快速充电以大电流进行短时间充电，充电时间一般需要0.5-1.5小时，充电电流一般为150-400A，其优点是充电时间短，缺点是成本高，对充电安全性要求高，只适应专业的充电桩。

换电技术是指电动汽车进入换电站后，专业的工作人员能够在极短的时间将已充满电的电池换到电动汽车上。实际中更换电池的技术仅仅应用于局部区域的特定车辆，比如：出租车、公交车、物流车。换电技术难以普及的主要原因是动力电池的维护成本高、不同车型的电池标准不一。

4 纯电动汽车面临的问题及对策

4.1 基础设施建设方面

4.1.1 面临问题

我国纯电动汽车的保有量逐年增大，仅2018年纯电动汽车销量就在一百万辆以上，但是相应配套充电桩和充电站的数量却远远不够，平均每五辆车共用一个充电桩。部分地区还存在充电站分布不均匀、充电桩不能正常使用和缺少纯电动汽车维修站等问题。

4.1.2 相应对策

做好纯电动汽车的基础设施建设至关重要，可从以下两个方面实施：

（1）相關车企要加快充电桩和充电站的规划和建设。努力做到区域内均匀分布，城市和有需要的乡村都应及时建设，同时做到充电设备标准化、统一化和安全化。

（2）相关车企做好纯电动汽车的维修服务工作。在有需要的城市和乡村建设专业的维修服务站，满足当地纯电动汽车用户的维修需求。

4.2 动力电池技术方面

4.2.1 面临问题

动力电池技术一直被称作是纯电动汽车的“最后一公里”[4]，目前业内主要使用锂离子电池和三元材料电池，但是电池的热管理一直是难题，电池发热后其性能就会受到很大的影响，严重影响电池的寿命，此外，电池的造价昂贵，续航里程短、充电时间长等问题也制约着纯电动汽车的发展。

4.2.2 相应对策

解决动力电池的技术难题对纯电动汽车的发展举足轻重，只有突破电池技术的瓶颈，才能使纯电动汽车快速发展。对于动力电池技术的研发，有以下建议：

（1）可利用物理降温和特殊材料降温解，决动力电池的升温问题，保障动力电池的稳定性[5]。

（2）加大科研资金投入，优化电池性能，寻找性能更加优良且价格低廉的材料。

（3）政府、企业、高校通力合作，共同研发动力电池新技术。

4.3 废旧电池处理方面

4.3.1 面临问题

动力电池一般的使用寿命是5-8年，2017年和2018年正是第一批淘汰电池集中出现的年份，根据行业估算，2018年我国约有五万吨动力电池面临退役或报废。预计到2020年全年报废量将达到20万吨，到2025年，全年报废量将达到35万吨。如果报废电池不妥善处理，必定会造成极大的资源浪费和严重的环境污染[6]。

4.3.2 相应对策

（1）加强立法，制定规范的行业标准。完善废旧电池处理方面的法律法规，监督企业在处理废旧电池过程中的行为[7]。

（2）设计上融入回收利用理念。在電池设计基本上考虑回收再利用的问题，可大大降低废旧电池回收利用难度。

（3）采用梯级利用和再生利用，加强废旧电池合理回收利用。梯级利用可以措施废旧电池的二次循环利用，再生利用则是对废旧电池进行分解、破碎后分再次利用，对于不能利用的成分要做好无公害处理。

5 纯电动汽车发展趋势

5.1 集成化

纯电动汽车的集成化是通过让电机、控制器和减速器共用一部分壳体，来减少传动部件所占空间的各种措施。集成化有利于减轻系统重量、缩减系统尺寸、有效提升电驱系统功率密度，节约能量消耗，同时提高续航里程。零部件数量减少后，系统整体耐用度大大提高，系统NVH值也能得到有效控制，降低了制造成本，有利于企业进行组装生产，集成化将是今后纯电动汽车发展的重要方向[8]。

5.2 互联化

纯电动汽车的互联化即纯电动汽车的互联互通，纯电动汽车的互联互通主要包含三个层面的内容：第一是充电设施与车辆接口的互联互通，包含了连接器的结构、电气能力、工作逻辑的兼容性;第二是充电服务信息的互联互通;第三是运营商与其他运营商之间的充电业务的互相调用，以提供广泛的服务[9]。一方面互联互通能够为用户提供更加方便快捷的充电体验，提供更加完善服务体系。另一方面，互联互通可以促使企业间的协作，有助于攻克纯电动汽车的技术难题和为企业节省更多的成本。互联互通能够促进电动汽车平稳发展，是今后纯电动汽车发展的方向之一。

5.3 智能化

近年来，互联网、物联网、智能电网等领域科技成果众多[10]。这些领域将不断助力纯电动汽车产业向智能化方向发展。纯电动汽车的智能化发展主要有以下方面：行驶路况实时检测，对预知危险进行报警，提高驾驶的安全性;可直接用计算机对车辆进行故障检测和实现远程系统升级;逐步实现无人驾驶技术，解放驾驶员的双手，提高驾驶舒适性。

6 结论

本文对我国纯电动汽车的市场环境和技术现状进行了分析，针对纯电动汽车在基础设施建设方面缺乏配套充电设施的问题，提出要加快充电桩、充电站的规划和建设，以及相关车企做好纯电动汽车的维修服务工作的对策;针对纯电动汽车在动力电池技术方面热管理困难、充电时间长、续航里程短的问题，提出利用物理降温和特殊材料降温解，加大科研资金投入，优化电池性能，寻找性能更加优良且价格低廉的材料，以及政府、企业、高校通力合作，共同研发动力电池新技术的对策;针对纯电动汽车在废旧电池处理方面存在环境污染的问题。提出加强立法，制定规范的行业标准，在设计上融入回收利用理念，采用梯级利用和再生利用的对策。并进一步对纯电动汽车的发展趋势进行了探讨，提出我国纯电动汽车未来发展的三个方向：集成化、互联化、智能化。

参考文献：

[1]张亚萍，高勇，武秋.我国电动汽车商业模式创新与发展研究[J].上海汽车，2013.

[2]何洪文，电动汽车原理与构造[M].北京.机械工业出版社.2018.107-115.

[3]毛伟敏.电动汽车驱动控制系统研究.[D]河北：河北科技大学，2017.

[4]刘建明，孙蓉，张宇.电动汽车技术与发展[M].北京：中国电力出版社.2017.140-147.

[5]陈晴.我国纯电动汽车动力电池专利技术分析[D]重庆：重庆理工大学，2018.

[6]戴丽.新能源动力电池回收知易行难[J].节能与环保 ，2018（02）：26-33.

[7]佟丽珠，朱泳逾，李文娜.新能源汽车动力电池回收的相关问题分析[J].内燃机与配件，2018（06）：43-44.

[8]王学军.我国纯电动汽车发展瓶颈问题综述及发展建议[D]宁夏：宁夏理工学院，2018.

[9]李贺.我国纯电动汽车产业发展对策研究.[D]山东：中国海洋大学，2015.

[10]李立理.我国电动汽车充电基础设施政策解读与展望[J]供电，2017（1）：2-17.