东方企业文化・产业经济 2012年9月
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徐 宇
（苏州大学东吴商学院，苏州，215006）
摘 要：汽车产业是国民经济的重要支柱产业，在国民经济和社会发展中发挥着重要作用。随着我国经济持续快速发展和城镇化进程加速推进，今后较长一段时期汽车需求量仍将保持增长势头，由此带来的能源紧张和环境污染问题将更加突出。加快培育和发展节能电动汽车，既是有效缓解能源和环境压力，推动汽车产业可持续发展的紧迫任务，也是加快汽车产业转型升级、培育新的经济增长点和国际竞争优势的战略举措。电动汽车是指采用自身携带的供电系统，完全或主要依靠电力驱动的汽车，主要包括纯电动汽车和插电式混合动力汽车。发展电动汽车是降低汽车燃料消耗量，缓解燃油供求矛盾，减少尾气排放，改善大气环境，促进汽车产业技术进步和优化升级的重要举措。
关键词：电动汽车 充电模式 发展方向 中图分类号：U469.72 文献标识码：A 文章编号：1672—7355（2012）09—0240—02 一、发展现状及面临的形势
我国新能源汽车经过近10年的研究开发和示范运行，基本具备产业化发展基础，电池、电机、电子控制和系统集成等关键技术取得重大进步，纯电动汽车和插电式混合动力汽车开始小规模投放市场。近年来，汽车节能技术推广应用也取得积极进展，通过采用轻量化材料、整车优化设计以及混合动力等节能技术和产品得到大力推广，电动汽车技术基本成熟并初步实现产业化，形成了一定市场规模。但总体上看，我国新能源汽车整车和部分核心零部件关键技术尚未突破，产品成本高，社会配套体系不完善，产业化和市场化发展受到制约；汽车节能关键核心技术尚未完全掌握，电动汽车市场占有率偏低。电动车电池价格
为应对日益突出的燃油供求矛盾和环境污染问题，世界主要汽车生产国纷纷加快部署，将发展电动汽车作为国家战略，加快推进技术研发和产业化。电动汽车已逐步成为国际汽车产业的发展方向，未来10年将迎来全球汽车产业转型升级的重要战略机遇期。目前我国汽车产销规模已居世界首位，预计在未来一段时期仍将持续增长，必须抓住机遇、抓紧部署，加快培育和发展电动汽车产业，促进汽车产业优化升级，实现由汽车工业大国向汽车工业强国转变。
二、铅蓄电池和锂电池两大车用电池之间的优缺点 电动汽车最主要的部件是动力电池、电动机和能量转换控制系统，而动力电池要实现快速充电、安全等高性能，是技术门槛最高、也是利润最集中的部分。而且电动汽车对电池要求很高，必须具有高比能量、高比功率、快速充电和深度放电的性能，而且要求成本尽量低、使用寿命尽量长。
（一）铅蓄电池低能量低速汽车模式
传统的铅酸电池作为比较成熟的技术，因其成本较低，而且能够高倍率放电，依然是唯一可供大批量生产的电动车用电
池。但是铅酸电池的比能量、比功率和能量密度都很低，但它们用在汽车上作为动力电池则存在较大的问题。以此为动力源的电动车不可能拥有良好的车速及续航里程。所以越来越多的汽车厂家选择采用锂电池作为电动汽车的动力电池。
（二）锂电池高能高速汽车模式
因为锂离子动力电池有以下优点：工作电压高；比能量大；体积小；质量轻；循环寿命长；自放电率低；无记忆效应；无污染等。
目前阻碍动力锂离子电池发展的瓶颈是：安全性能和汽车动力电池的管理系统。安全性能方面，由于锂离子动力电池具有能量密度大、工作温度高、工作环境恶劣等方面的原因，加上以人为本的安全理念，因此，用户对电池的安全性提出了非常高的要求。汽车动力电池的管理系统方面，由于汽车动力电池的工作电压是12V 或24V ，而单个动力锂离子电池的工作电压是3.7V ，因此必须由多个电池串联而提高电压，但由于电池难以做到完全均一的充放电，因此导致串联的多个电池组内的单个电池会出现充放电不平衡的状况，电池会出现充电不足和过放电现象，而这种状况会导致电池性能的急剧恶化，最终导致整组电池无法正常工作，甚至报废，从而大大影响电池的使用寿命和可靠性能。
三、充电模式技术线路和使用适合范围
目前，参与充电站建设的企业选择的技术路线也存在差异，充电技术模式仍未统一。在国家政策的大力支持下，各地发展电动汽车的热情越来越高涨，相应的充电设施建设已轰轰烈烈展开。国家电网公司、南方电网公司、中石油、中石化等企业纷纷投身充电站建设大潮。
现在，已经建成和正在建设的充电站均以快速充电为主，慢充为辅。这种充电站模式，在汽车行业内受到了一些质疑。汽车行业专家大多认为，电动汽车快速充电最少也得半个小时，这对普通消费者而言，时间太长，而且快充对电池寿命和安全性都有损害。在电动汽车起步阶段，分散慢充才是理想的选择。
随后全国已有30多座城市都明确宣布了电动汽车充电站建设计划。国家电网和南方电网等电力企业是主要推手和承建者。从已经完工的充电站看，规模普遍较大，而且快速充电的模式已占主流。中石油、中石化等企业希望在现有加油站增设充电装置，也是以快速充电为主。
不过，中海油、中国普天等充电站市场的竞争者则倾向于建设电池快换站，通过电池快速更换的模式为电动汽车补充能量。
四、换电模式技术线路和使用适合范围
换电池模式则需要频繁拆卸电池。这种模式要求换电站储存大批不同型号电池，而且要求不同厂家尽量统一电池型号。它可能因电池紧固等问题带来车辆安全隐患。更重要的是，随着使用时间的延长，电动车电池容量会逐渐衰减。厂家如何对电池使用年限做出质保，以及如何界定电量衰减的原因是正常老化，还是使用不当所致，都是难题。即便采用电池租赁方式，消费者愿不愿意拿租来的新电池去换旧电池，也是个问题。
一旦使用“换电”模式，那么，意味着电池和汽车将成为独立分离的产品，每一辆车都在对应不同的电池。充电站将会主导这些电池的保管、使用和流通。将可能导致三个结果：
首先，汽车电池和汽车销售的渠道分离。4S 店卖汽车，而电池将主要从充电站销售（也可能会是租赁的模式）。
其次，充电站逐步主导电池标准。一旦“换电”模式普及，充电站将影响电池配套商的标准（也可以通过官方发
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布一个强制性标准）。充电站完全有可能抛开主机厂，去和独立的电池供应商建立合作关系。或者干脆，自己来制造电池。
再次，充电站将有利于占领价值链的其他环节，例如服务和金融。例如电池租赁，电池保养，电池剩余电量的交易和回收。甚至是点对点送货上门、电子商务等多种可能性。如果电动汽车能够达到一定规模，这些衍生业务具有极大的想象空间。
而且电动车身上还有更多待统一的东西，比如电池的制式，大小，无法统一大小容量、体积，但至少可以做成统一标准的小分格，就像铅酸蓄电池里的电池槽与电池格板格式统一，可以更换。这个问题要比充电接口问题更大：因为充电桩的建设无非就是南方电网和国家电网，生产商无非就是汽车企业，而电池生产商却真是太多了，规模、资质也多种多样，他们生产的电池，最终决定了整车厂的电池格式。
在发展前景方面，以换电池为主的充换电站，将使得当前充电站建设过程中占地面积大、成本高、无法大面积推广的难题得以破解，换电模式将迅速拉动汽车电池市场，所以更易得到地方政府的支持。
国家电网公司总经理刘振亚发展电动汽车充电设施是国家电网公司“十二五”重要战略之一。国家电网公司总经理刘振亚日前表示，经过一年多的工作，国家电网公司将电动汽车充换电站的基本商业模式确定为：换电为主、插电为辅、集中充电、统一配送。国家电网公司2011年将在北京、杭州、天津、合肥、南昌等城市建设电动汽车充换电服务网络。同时，刘振亚还透露，“将积极争取电动汽车充换电站项目的电价政策和财税政策。”
“尽快通过国家对公司充换电站建设模式和技术标准的鉴定认证，在经营区内推广应用。完成北京、杭州、天津、合肥、南昌等城市的电动汽车充换电服务网络建设。”刘振亚说。目前，国家电网公司已与经营区域内全部地方市政府签订电动汽车充电设施建设合作协议。
刘振亚表示，以更换电池为主的电动汽车充电服务模式就是“使卖汽车的不用收电池钱，买汽车的不用付电池钱”，消费者可以省下钱来在国家电网公司的充电站更换电池。公司还将在电池中加入芯片，可以监控电池位置、剩余电量、剩余里程，甚至可以及时通知司机下一个换电池的电站位置。“（国家电网公司）利用夜间用电低谷来为这些换下来的电池充电。将来国家电网公司还将回收这些旧电池，在变电站用作储能设备。”
国家电网公司选择将单纯的充电站升级为以换电池为主、插充为辅的充换电站，大大增加了充换电站的目标客户体，增强了其地域适应性。而电池更换所需时间较短，且完全能够实现机械化自动作业，充换电站的占地面积相对较小，非
常有利于在寸土寸金的大城市灵活布局。如果利用电网现有营业网点，那么其充换电站建设将更为便捷。此外，通过夜间给电池集中充电，白天配送也非常有利于国家电网公司公司提高电力资源的配置效率。
刘振亚对于以统一接口标准来主导整个电动汽车产业链信心十足，“电池不管怎么生产，最后，接口的标准是我们的。”事实上，国家电网公司主导下的中电联已于去年成立能源行业电动汽车充电设施标准化委员会，计划用2～3年时间初步建立全国统一的电动汽车充电设施标准体系。
分析人士表示，当前还存在电池标准不统一，每家电动车所采用的电池厂商不一样，规格不一样的问题。如果统一电池标准的问题能够尽快解决，便宜便捷的换电方式必将刺激电动汽车市场快速发展，同时也将极大拉升动力电池市场的增长。
五、结论
政府各主管部门对电动汽车充电模式也未形成统一认识。工信部的看法是电动汽车充电模式将以慢充加换电池为主。工信部有关领导在行业讨论会议上公开表达过这一观点，其牵头制定的《节能与新能源汽车产业发展规划（2011～2020年）》（征求意见稿）中也明确指出，电动汽车今后大规模推广，将以慢充、换电池为主要充电模式。国家能源局等部门则支持快速充电模式，并通过国家电网大力推广。
在政策导向不明确的情况下，国内汽车企业在进行电动汽车研发时也有不同的选择。一汽、长安、比亚迪等企业开发的
电动汽车普遍支持快充和慢充两种模式。不过，汽车企业的技术人员告诉记者，对电动汽车来说，选择慢充更佳，电量能够充满，而且可以提高电池的使用寿命。
不同充电技术各有优劣。无论快充还是慢充，或者换电池，从理论上来说，都各有利弊。快充模式是用大电流快速向电池充电，可能对电池造成损坏，缩短电池使用年限。为此，很多汽车企业都不推荐过多使用快充模式。
此外，电动汽车充电的最佳选择应该是有效利用波谷时的低价电力资源。中国汽车工程学会电动车分会主任、清华大学汽车安全与节能国家重点实验室副主任陈全世介绍说，国外电动汽车大多采用慢充模式，利用夜间的5～8小时进行充电，快充仅用于应急情况。如果经常使用快充，将会大幅增加电网负荷。
对多数汽车企业而言，由于不能直接参与充电设施建设，他们选择了观望。对于电动车充电技术路线，行业内外存在不同声音。有支持建设快速充电站的，也有支持换电池路线的。
在汽车企业看来，充电站采取哪种技术路线，他们很难发表意见。政策一变，企业研发方向就要跟着改变。无论政府决定采用哪种路线，企业都只能配合，贯彻实施标准。
无论电动车的车型设计，还是相关充、换电设备建设，都要依政策而动。尽早确立电动汽车充电技术路线，有助于推动电动汽车技术进步，更有助于避免资源浪费。
如果采用快充方式，电动汽车的电池要朝着适应大电压、大电流方向发展。如果采用换电池方案，电动车车身设计要适
应电池拆卸要求。通常来说，应该先确定技术路线，再进行电动汽车充电站建设。技术标准确立要先于产业发展，现在确把顺序弄反了。
一场关于电动汽车充电模式的技术路线之争正在上演。
参考文献：
[1] 中华人民共和国科学技术部以国科发计〔2012〕195号印发《电动汽车科技发展“十二五”专项规划》
[2] 国务院关于印发节能与新能源汽车产业发展规划（2012--2020年）的通知
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