一、電動(dòng)汽車現(xiàn)狀
自去年5月份國(guó)家發(fā)布《私人購(gòu)買新能源汽車試點(diǎn)財(cái)政補(bǔ)助資金管理暫行辦法》以來(lái)，國(guó)內(nèi)隨即掀起了一股新能源汽車熱，在汽車展會(huì)上幾乎所有汽車生產(chǎn)廠家都展出了新能源汽車，并且均以電動(dòng)汽車(嚴(yán)格講應(yīng)該叫電動(dòng)乘用車但人們已經(jīng)習(xí)慣了稱電動(dòng)汽車)為主，也有少量的插電式混合動(dòng)力汽車展出。但是經(jīng)過(guò)一年多的實(shí)踐，并沒有激發(fā)出民眾的購(gòu)買欲望，五個(gè)試點(diǎn)城市銷量少之又少，杭州電動(dòng)出租車和上海電動(dòng)客車的自燃更是雪上加霜。溫總理在“求是”雜志上發(fā)文對(duì)新能源汽車的技術(shù)路線和最終產(chǎn)品的確定上也提出了質(zhì)疑，不少專家也紛紛發(fā)表言論說(shuō)電動(dòng)汽車要長(zhǎng)足發(fā)展至少還需5到10年時(shí)間，電動(dòng)汽車發(fā)展“遇冷”已成為不爭(zhēng)的事實(shí)，再也很難見到有人提“彎道超車”，電動(dòng)汽車的出路在何方又成了百姓和媒體關(guān)注的焦點(diǎn)。
在傳統(tǒng)汽車可以說(shuō)是盡善盡美的今天，要想使廣大民眾接受新能源汽車實(shí)屬不易，其替代品必須在價(jià)格、性能、使用便捷性、使用安全性、使用成本和使用壽命都能讓消費(fèi)者滿意的條件下才有可能真正走向市場(chǎng)。
二、什么樣的電動(dòng)汽車能滿足廣大民眾的需求
筆者參考有關(guān)部門調(diào)查報(bào)道，再經(jīng)過(guò)多方調(diào)研、分析、總結(jié)認(rèn)為，在目前使用鋰電池為車載儲(chǔ)能裝置的技術(shù)條件下，電動(dòng)汽車至少應(yīng)該滿足以下條件才能有大部分民眾考慮購(gòu)買：
1、電動(dòng)汽車與同級(jí)別傳統(tǒng)汽車相比其售價(jià)相差不大，整車售價(jià)在15萬(wàn)元以下。
2、對(duì)于消費(fèi)者來(lái)講續(xù)航能力越長(zhǎng)則越容易接受，但是續(xù)航能力的多少與電動(dòng)汽車造價(jià)與使用成本密切相關(guān)，綜合考慮可以將實(shí)際城市綜合工況下續(xù)航能力分為三個(gè)檔次，分別是100公里、200公里和300公里。家用、公用與出租不同的消費(fèi)者可以根據(jù)自己需求選擇。
3、電動(dòng)汽車的最高時(shí)速能達(dá)到100公里/小時(shí)以上，爬坡能力、加速性能及安全性至少能達(dá)到與傳統(tǒng)汽車相同的最低要求。
4、廠商承諾電動(dòng)汽車的電池組、電機(jī)和控制器保修使用壽命按續(xù)航能力分別如下：續(xù)航能力分別為100、200、300公里的電動(dòng)汽車其保修使用壽命分別為10、20、40萬(wàn)公里(或5年以先到為主)。出保修期后消費(fèi)者更換電池的費(fèi)用加上使用電費(fèi)總費(fèi)用要比同級(jí)別傳統(tǒng)汽車總使用費(fèi)用低至少2萬(wàn)元以上。
5、充電基礎(chǔ)設(shè)施基本完善，以保證電動(dòng)汽車電池電能快耗盡時(shí)能及時(shí)補(bǔ)充電能而不至于因缺電拋錨。
下面就以上條件逐一做粗淺的分析。
(1)關(guān)于電動(dòng)汽車售價(jià)
電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)汽車相比最大的優(yōu)勢(shì)是平時(shí)使用費(fèi)用低，傳統(tǒng)汽車的平時(shí)維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用基本上就夠電動(dòng)汽車的充電費(fèi)用了，所以電動(dòng)汽車耗電費(fèi)用與傳統(tǒng)汽車加油費(fèi)用相比幾乎可以忽略不計(jì)，為此最想購(gòu)買電動(dòng)汽車的人群主要是那些中低收入者。而這部分人群對(duì)于汽車的售價(jià)相當(dāng)敏感，既便宜，使用費(fèi)用又低的汽車是他們購(gòu)車的首選，家中有充電條件的部分購(gòu)車者在電動(dòng)汽車的售價(jià)與同級(jí)別傳統(tǒng)汽車售價(jià)接近時(shí)就會(huì)出手購(gòu)買。一般來(lái)說(shuō)，這部分購(gòu)車群體所選傳統(tǒng)汽車車型均為中、中低和低檔車型，價(jià)格一般都在15萬(wàn)元以下，所以他們期望電動(dòng)汽車的售價(jià)也應(yīng)在15萬(wàn)元以下，且使用性能與同級(jí)別傳統(tǒng)汽車差異不大?，F(xiàn)在上市的新能源汽車的售價(jià)大多都高出同級(jí)別傳統(tǒng)汽車一倍以上，作為消費(fèi)者，首先考慮初始購(gòu)買價(jià)格太高，一次性投入太大，然后要計(jì)算與同級(jí)別傳統(tǒng)汽車相比多久才能收回購(gòu)車時(shí)多花出去的費(fèi)用。因此，對(duì)目前已上市但價(jià)格高高在上的新能源汽車只能是望而卻步。
與上了工信部推薦目錄國(guó)家重金補(bǔ)貼并大力推廣的新能源汽車銷路慘淡形成鮮明對(duì)比的是在山東省售價(jià)3萬(wàn)左右的低速電動(dòng)汽車卻實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)銷兩旺，據(jù)統(tǒng)計(jì)上半年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量3.4萬(wàn)輛全年有望達(dá)到7萬(wàn)輛。這些被冠以“山寨版”的低速電動(dòng)汽車非但得不到國(guó)家任何補(bǔ)貼還無(wú)法取得“準(zhǔn)生證”，購(gòu)買者也不能取得合法的牌照，這些電動(dòng)汽車不僅速度低、而且電池的使用壽命一般不超過(guò)兩年和5萬(wàn)公里，但是仍有如此強(qiáng)大的生命力，這種冰火兩重天的情況充分說(shuō)明一個(gè)問題即電動(dòng)汽車不是沒有市場(chǎng)，只要價(jià)格符合消費(fèi)者的心理購(gòu)買價(jià)位就能很快打開市場(chǎng)。所以新能源汽車的售價(jià)是決定新能源汽車能否走向市場(chǎng)的最關(guān)鍵因素。
關(guān)于如何降低電動(dòng)汽車的制造成本和售價(jià)在以后的章節(jié)中再做詳盡分析。
(2)關(guān)于電動(dòng)汽車的續(xù)航能力
對(duì)于購(gòu)車主要用于上下班或家庭短途出行為主的消費(fèi)者來(lái)講，每天的出行距離一般不超過(guò)100公里，這部分用戶可以選擇續(xù)航能力在100公里的電動(dòng)汽車，雖然100公里的續(xù)航能力與傳統(tǒng)汽車相比有很大差距，但是由于其電池容量小售價(jià)也容易被消費(fèi)者接受，山東省續(xù)航能力在100公里左右的低速電動(dòng)汽車熱銷也充分證明了這一點(diǎn)。對(duì)于企業(yè)、事業(yè)、機(jī)關(guān)等公用汽車一般每天行駛200公里左右，對(duì)于出租汽車則要求電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航能力要達(dá)到300公里以上。
我們?cè)诳紤]保證續(xù)航能力時(shí)，也要同時(shí)考慮電動(dòng)汽車的使用壽命和使用成本，使用壽命和使用成本與電池的循環(huán)次數(shù)、電池的使用年限(也可以把使用年限定義為日歷壽命，對(duì)于日歷壽命的詳細(xì)解釋應(yīng)該是在實(shí)際使用完全充放電次數(shù)少于電池的額定循環(huán)次數(shù)的正常使用條件下，電池容量隨時(shí)間推移逐步衰減至期初容量的80%所能維持的年限。)以及電池的售價(jià)密切相關(guān)。目前單體鋰電池的循環(huán)次數(shù)可以達(dá)到2000次，電池組的循環(huán)次數(shù)約1500次，電池的使用年限大部分電池廠家承諾為5年，目前電池的采購(gòu)價(jià)約為3000元/千瓦時(shí)。我們按此條件可以逐一分析一下電動(dòng)汽車的續(xù)航能力與使用壽命和使用成本的關(guān)系。
根據(jù)筆者多次試驗(yàn)，一輛自重1噸左右的五人座電動(dòng)汽車(其中采用了多項(xiàng)節(jié)能技術(shù))車載20千瓦時(shí)容量的鋰電池，實(shí)際續(xù)航能力在200公里左右。按此推算，再考慮電池容量的逐步衰減因素，續(xù)航能力為100、200、300公里的電動(dòng)汽車其車載鋰電池容量分別約為10、22、36千瓦時(shí)左右。對(duì)于續(xù)航能力為100公里的電動(dòng)汽車5年可以行駛13萬(wàn)公里左右，其耗電費(fèi)用約6500元，更換一組電池的費(fèi)用為3萬(wàn)元，費(fèi)用總計(jì)3.65萬(wàn)元，而同級(jí)別傳統(tǒng)汽車行駛13萬(wàn)公里使用保養(yǎng)費(fèi)加燃料費(fèi)總計(jì)約8萬(wàn)元，5年可以節(jié)約使用費(fèi)用4萬(wàn)元左右。對(duì)于續(xù)航能力為200公里的電動(dòng)汽車，5年可以行駛30萬(wàn)公里左右，換一組電池約為6.6萬(wàn)元，加上電費(fèi)1.5萬(wàn)元，費(fèi)用總計(jì)約8.1萬(wàn)元，同級(jí)別傳統(tǒng)汽車30萬(wàn)公里總使用費(fèi)用約19萬(wàn)元，5年可以節(jié)省使用費(fèi)用11萬(wàn)元左右;對(duì)于用于出租的電動(dòng)汽車來(lái)講，5年可以運(yùn)行50萬(wàn)公里以上，所耗電費(fèi)約2.5萬(wàn)元，換一組電池約11萬(wàn)元，總計(jì)約13.5萬(wàn)元，傳統(tǒng)汽車所耗燃料費(fèi)和保養(yǎng)費(fèi)約32.5萬(wàn)元，可以節(jié)約使用費(fèi)用約19萬(wàn)元。
通過(guò)以上分析電動(dòng)汽車的續(xù)航能力只有與消費(fèi)者實(shí)際使用條件基本一致時(shí)才能取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。如果家庭用車選用了續(xù)航能力為200公里的電動(dòng)汽車，5年其行駛里程如在10萬(wàn)公里左右，因?yàn)殡姵氐氖褂媚晗逓?年，其電費(fèi)加更換電池的費(fèi)用約7萬(wàn)元左右，比傳統(tǒng)汽車還要多，就不經(jīng)濟(jì)了。
(3)關(guān)于電動(dòng)汽車的動(dòng)力性能指標(biāo)
根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理，汽車的行駛阻力與汽車行駛速度的立方成正比。筆者通過(guò)實(shí)驗(yàn)也證明當(dāng)汽車速度高于70公里/小時(shí)以上時(shí)，所需功率就會(huì)急劇增加，筆者通過(guò)對(duì)在現(xiàn)有傳統(tǒng)汽車的基礎(chǔ)上改裝出來(lái)的電動(dòng)汽車進(jìn)行試驗(yàn)，自重一噸左右的五人座電動(dòng)汽車在時(shí)速達(dá)到100公里/小時(shí)時(shí)所需功率在25千瓦以上。這樣車上如果配載25千瓦時(shí)容量的電池組，也難以支持電動(dòng)汽車連續(xù)高速行駛100公里。由于目前鋰電池組的能量密度大多在100瓦時(shí)/公斤左右。裝載25千瓦時(shí)容量的電池組其重量就高達(dá)250公斤左右?；诔杀竞碗姵亟M的容量限制，電動(dòng)汽車還不具備滿足城際間長(zhǎng)距離高速行駛的條件，所以目前電動(dòng)汽車的銷售對(duì)象主要應(yīng)該是在城市道路和普通公路上行駛為主的消費(fèi)人群。由于城市道路和普通公路的速度限制一般都在80公里/小時(shí)以下，城市快速路速度限制一般在100公里/小時(shí)以內(nèi)。所以電動(dòng)汽車最高時(shí)速能達(dá)到100公里/小時(shí)就能基本滿足消費(fèi)者在城市道路和普通公路上行駛的要求。
電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)最高時(shí)速在100公里/小時(shí)與設(shè)計(jì)最高時(shí)速150公里/小時(shí)所需電機(jī)功率有非常大的區(qū)別。電機(jī)功率越大成本越高、重量越重，在相同較低速度行駛時(shí)裝有大功率電機(jī)的電動(dòng)汽車會(huì)比裝有小功率電機(jī)的電動(dòng)汽車消耗能量大。從節(jié)約能量提高續(xù)航能力角度考慮電動(dòng)汽車的最高設(shè)計(jì)時(shí)速標(biāo)準(zhǔn)不宜定的過(guò)高。但是從城市車多、避免擁堵角度考慮電動(dòng)汽車的最高設(shè)計(jì)速度也不宜過(guò)低，綜合考慮最高設(shè)計(jì)時(shí)速在100公里/小時(shí)應(yīng)該是一個(gè)比較合理的選擇。
在目前由于電動(dòng)汽車還處于起步階段，國(guó)家并沒有制定電動(dòng)乘用車的通用技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)報(bào)道幾年前曾有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)上報(bào)工信部，其中規(guī)定電動(dòng)乘用車的最高時(shí)速要高于85公里/小時(shí)，但至今也未見公布。
(4) 關(guān)于電動(dòng)汽車的承保使用壽命
目前傳統(tǒng)汽車的承保條件一般是兩年或六萬(wàn)公里，現(xiàn)在電動(dòng)汽車的承保一般是5年或10萬(wàn)公里，按說(shuō)電動(dòng)汽車承保條件已經(jīng)高于傳統(tǒng)汽車，消費(fèi)者應(yīng)該滿意了，可是消費(fèi)者卻不買賬，下面分析一下原因。
傳統(tǒng)汽車雖然只有承保兩年或6萬(wàn)公里，但人們對(duì)非常成熟的傳統(tǒng)汽車已經(jīng)有了清楚的了解，即便是發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行30萬(wàn)公里以后需要大修其維修費(fèi)也是可以承受的。而消費(fèi)者對(duì)電動(dòng)汽車還比較陌生，人們對(duì)電動(dòng)汽車的真實(shí)使用壽命及使用成本還不了解，最擔(dān)心的就是電池組的使用壽命與更換電池的費(fèi)用，如果廠商的承保條件不能達(dá)到讓消費(fèi)者放心的水平，消費(fèi)者就難以下決心購(gòu)買。
通過(guò)上一節(jié)關(guān)于續(xù)航能力與使用壽命及使用成本分析，只要廠商能夠承諾續(xù)航能力分別為100、200、300公里的電動(dòng)汽車其保修條件分別達(dá)到10、20、40萬(wàn)公里(5年以先到為主)，且更換電池費(fèi)用分別不超過(guò)3、7、11萬(wàn)元，消費(fèi)者就不會(huì)再擔(dān)心使用費(fèi)用問題了。從燃油價(jià)格逐年升高和鋰電池價(jià)格逐年降低的趨勢(shì)看，5年后燃料費(fèi)用也許會(huì)更高，更換電池的費(fèi)用會(huì)更低，5年后電池的使用年限有望達(dá)到10年以上，那時(shí)電動(dòng)汽車所節(jié)約的使用費(fèi)用就會(huì)更多。如果消費(fèi)者能夠懂得這些知識(shí)，電動(dòng)汽車的售價(jià)也與同級(jí)別傳統(tǒng)汽車接近，電動(dòng)汽車的推廣就不會(huì)再困難重重了。
(5) 關(guān)于電動(dòng)汽車的能量補(bǔ)充方式
由于電動(dòng)汽車的普及是建立在停車位有充電條件的基礎(chǔ)上，這與傳統(tǒng)汽車的能源補(bǔ)充方式有了本質(zhì)上的區(qū)別，傳統(tǒng)汽車完全依賴加油站。這樣必然是充電站的需求遠(yuǎn)少于加油站的需求。所以一個(gè)城市所建立的快速充電站應(yīng)該不會(huì)很多，再者可以考慮在公共停車場(chǎng)、路邊停車位甚至單位等停車場(chǎng)安裝一些可以計(jì)量刷卡的充電樁，消費(fèi)者可以在辦事、購(gòu)物、娛樂、游園、上班等期間順便補(bǔ)充電能，充電樁可以做成慢充和中充兩種，這樣即可解決消費(fèi)者出行怕電量不足開不回家的擔(dān)憂。建普通220V電壓的交流電充電樁的投資要比建快速充電站的費(fèi)用低得多，也不需有專人值守，其充電成本可以做到與家中充電基本一致。如果安裝的是能按峰谷電分別計(jì)價(jià)的充電樁，用戶主要在夜間給電動(dòng)汽車充電，那么一方面可以避免電動(dòng)汽車推廣給電網(wǎng)容量造成沖擊，另一方面也可以為用戶節(jié)約電費(fèi)，如按低谷電費(fèi)每度電0.28元計(jì)算，百公里耗電10度左右的電動(dòng)汽車其百公里行駛費(fèi)用還不到3元，這是比乘坐任何公共交通工具還低的費(fèi)用。
如果試點(diǎn)城市在有適銷對(duì)路的電動(dòng)汽車大量上市，以上所說(shuō)這些公共充電設(shè)施完備，新能源汽車的普及就可以做到一步到位，實(shí)現(xiàn)用電動(dòng)汽車圓夢(mèng)“彎道超車”的理想。就可以不用再投巨資研發(fā)造價(jià)更加昂貴的插電式混合動(dòng)力汽車或者增程型電動(dòng)汽車了。
三、如何生產(chǎn)出滿足消費(fèi)者需要的電動(dòng)汽車，破解電動(dòng)汽車發(fā)展難題
無(wú)數(shù)事實(shí)證明，任何一種想?yún)⑴c市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的產(chǎn)品如果一開始就建立在國(guó)家補(bǔ)貼的基礎(chǔ)上，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看是沒有出路的，國(guó)家遲早會(huì)取消補(bǔ)貼。一種產(chǎn)品想取得可持續(xù)發(fā)展必須建立在國(guó)家有稅收、企業(yè)有利潤(rùn)和消費(fèi)者得實(shí)惠的前提之下。
下面談一下電動(dòng)汽車的制造成本。
為了便于比較，我們把售價(jià)在10到15萬(wàn)元的乘用車稱為中檔汽車，把售價(jià)在5到10萬(wàn)元的稱為中低檔汽車，把售價(jià)在5萬(wàn)元以下的稱為低檔汽車。在傳統(tǒng)汽車中，常見款式汽車排量最大的自動(dòng)檔與排量最小的手動(dòng)檔之間的差價(jià)約3到7萬(wàn)元左右。以此推算，售價(jià)10到15萬(wàn)元的傳統(tǒng)汽車去除發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、冷卻水箱等部件成本，其車體成本(減去銷售費(fèi)用和利潤(rùn)約3萬(wàn)元)應(yīng)該在3到7萬(wàn)元左右。為便于比較中檔汽車取其平均值，車體成本5萬(wàn)元左右，以此類推，中低檔汽車車體成本為3萬(wàn)元左右，低檔汽車車體成本為2萬(wàn)元左右。有了以上數(shù)據(jù)就可以大致推算出各檔電動(dòng)汽車的生產(chǎn)成本及售價(jià)。
根據(jù)筆者所了解的情況，目前鋰電池的采購(gòu)價(jià)約3000元/千瓦時(shí)，鋰電池生產(chǎn)成本約1500元/千瓦時(shí);能源管理系統(tǒng)采購(gòu)價(jià)約500元/千瓦時(shí)，生產(chǎn)成本約200元/千瓦時(shí);電機(jī)加控制器采購(gòu)價(jià)約2萬(wàn)元，生產(chǎn)成本約1萬(wàn)元;傳動(dòng)系統(tǒng)約2000元，車載充電器約2000元。，續(xù)航能力為100、200、300公里的電動(dòng)汽車其車載鋰電池容量分別約為10、22、36千瓦時(shí)左右。
如果電動(dòng)汽車整車生產(chǎn)廠家像傳統(tǒng)汽車自己生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)一樣生產(chǎn)電池、電機(jī)等電驅(qū)動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)，大多數(shù)電動(dòng)汽車的生產(chǎn)成本可以做到與傳統(tǒng)汽車基本接近甚至還比傳統(tǒng)汽車還要低，只有低檔電動(dòng)汽車比傳統(tǒng)汽車售價(jià)高，但在低檔傳統(tǒng)汽車中極少有自動(dòng)檔的汽車，電動(dòng)汽車全部是自動(dòng)檔，所以其售價(jià)比傳統(tǒng)汽車略高消費(fèi)者應(yīng)該是可以接受的。電動(dòng)出租車比傳統(tǒng)汽車略高，但是使用過(guò)程中其節(jié)約的費(fèi)用非常明顯，出租車司機(jī)完全可以認(rèn)可。
因此要想制造出與傳統(tǒng)汽車成本接近的電動(dòng)汽車，必須整車廠自己生產(chǎn)電池、能源管理系統(tǒng)、電機(jī)及控制器，否則成本很難降下來(lái)，也難以保證承保條件的具體落實(shí)，如果電池、能源管理系統(tǒng)、電機(jī)和控制器分別由不同單位制造，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題很容易出現(xiàn)互相推諉的現(xiàn)象，最終影響消費(fèi)者的利益。
四、關(guān)于電動(dòng)汽車的核心技術(shù)----車載儲(chǔ)能技術(shù)
眾所周知制約電動(dòng)汽車發(fā)展的最核心技術(shù)就是車載儲(chǔ)能技術(shù)。前面提到過(guò)的價(jià)格、續(xù)航里程、使用壽命、使用安全性和使用便利性都與車載儲(chǔ)能技術(shù)有關(guān)。電動(dòng)汽車在歷史上曾有過(guò)幾次起伏，均以電池能量密度太低和電池壽命太短而失敗。但人們對(duì)車載儲(chǔ)能方法的研究始終沒有停止過(guò)，現(xiàn)在理論上有了多種車載儲(chǔ)能方法，例如各種可充電電池、燃料電池、超級(jí)電容器、飛輪儲(chǔ)能電池、壓縮空氣儲(chǔ)能電池等等。目前達(dá)到初步產(chǎn)業(yè)化的最理想的是鋰電池，未來(lái)最具發(fā)展前景的則是超級(jí)電容器。下面就筆者所了解的知識(shí)分別對(duì)鋰電池和超級(jí)電容器做一些簡(jiǎn)單介紹。
1、動(dòng)力鋰電池和動(dòng)力鋰電池組
近年來(lái)鋰電池在手機(jī)和電腦上的廣泛應(yīng)用使人們對(duì)鋰電池有了比較熟悉的了解，但作為動(dòng)力電池在電動(dòng)汽車上應(yīng)用時(shí)間還比較短。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)電動(dòng)汽車使用鋰電池作為主要車載儲(chǔ)能裝置基本上達(dá)成了共識(shí)。我國(guó)已經(jīng)上了工信部推薦目錄的電動(dòng)汽車基本上都選用了鋰電池。
目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的可以產(chǎn)業(yè)化的鋰電池最有競(jìng)爭(zhēng)力的基本上有三種，分別是磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰和三元聚合物鋰電池。根據(jù)廠家提供的數(shù)據(jù)：磷酸鐵鋰電池循環(huán)次數(shù)可以達(dá)到2000次以上，錳酸鋰和三元聚合物鋰電池可以達(dá)到1500次以上。鋰電池的另一項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)是能量密度，有報(bào)道稱上海一家與日本合資的公司年底投產(chǎn)的三元聚合物鋰電池其能量密度可達(dá)160瓦時(shí)/公斤，國(guó)內(nèi)其它企業(yè)目前的產(chǎn)品在140瓦時(shí)/公斤左右。而磷酸鐵鋰電池的能量密度在100瓦時(shí)/公斤左右，錳酸鋰電池的能量密度在120瓦時(shí)/公斤左右，遠(yuǎn)低于三元聚合物鋰電池。所以綜合考慮目前最具發(fā)展前景的筆者認(rèn)為應(yīng)該是三元聚合物鋰電池。
下面談一下在使用過(guò)程中影響鋰電池壽命的兩個(gè)關(guān)鍵因素。
一個(gè)是鋰電池成組后由于各單體鋰電池的一致性差所造成的電池組循環(huán)壽命大打折扣，磷酸鐵鋰單體鋰電池可以做到循環(huán)次數(shù)2000次以上，但其電池組完全充放電實(shí)驗(yàn)一般只能做到1500次左右。這個(gè)問題也是目前困擾電動(dòng)汽車發(fā)展的主要原因之一，已上市銷售的電動(dòng)汽車目前都裝有復(fù)雜的鋰電池能源管理系統(tǒng)，其目的主要就是為了解決在充放電過(guò)程中單體電池的一致性差的問題，防止鋰電池由于過(guò)充或過(guò)放造成損壞。能源管理系統(tǒng)有多種形式，在慢充的條件下大部分能源管理系統(tǒng)對(duì)于充電過(guò)程中保證每個(gè)單體電池維持均衡電壓相對(duì)容易做到，但是在使用過(guò)程中電動(dòng)汽車電池組在接近放電終了時(shí)單體電池的一致性如果偏差太大，能源管理系統(tǒng)就很難解決其平衡性了，只能是在其中某個(gè)單體電池電壓等于最低放電安全電壓時(shí)整個(gè)電池組就需停止工作。這樣的結(jié)果就導(dǎo)致幾十個(gè)或者上百個(gè)單體電池總得向容量最小的單體電池看齊，這也是電池成組技術(shù)急需解決的難題。如果消費(fèi)者在使用過(guò)程中大部分時(shí)間是在讓電池組處于50%-90%淺充淺放的狀態(tài)下工作，那么這一問題還不算太突出。鋰電池只要工作在安全電壓范圍內(nèi)，還是很經(jīng)久耐用的。在淺充淺放使用條件下下，電池組循環(huán)次數(shù)達(dá)到4000次以上應(yīng)該不是問題，相對(duì)應(yīng)的續(xù)航能力也會(huì)大大提高。
另一個(gè)難點(diǎn)就是因?yàn)殇囯姵仃帢O材料的酸性腐蝕導(dǎo)致鋰電池的日歷壽命較短。大部分電池廠還不敢承諾其日歷壽命為10年。據(jù)筆者了解磷酸鐵鋰電池生產(chǎn)企業(yè)目前所能承諾的使用年限為5年，有些廠家的技術(shù)負(fù)責(zé)人說(shuō)其生產(chǎn)的三元聚合物鋰電池日歷壽命可以達(dá)到10年，但這是一個(gè)還不好證實(shí)的答案，因?yàn)殇囯姵刈鳛殡妱?dòng)汽車的動(dòng)力電池實(shí)際應(yīng)用時(shí)間很短，其日歷壽命只能通過(guò)自然衰減速度來(lái)推測(cè)。在這方面日本日立公司的研究者稱：他們使用新型鋰電池陰極材料可以確保鋰電池日歷壽命達(dá)到10年以上，并且成本還進(jìn)一步得到了降低。
2、超級(jí)電容器
超級(jí)電容器作為一種新型儲(chǔ)能裝置近年來(lái)在研究領(lǐng)域有了重大突破。從儲(chǔ)能機(jī)理上講由于其充放電過(guò)程沒有化學(xué)反應(yīng)而只是帶電體物理轉(zhuǎn)移，所以它是高度可逆的，可以做到幾十萬(wàn)次充、放電，并具有很大的充放電電流，其日歷壽命也很長(zhǎng)，十幾年也不至于損壞，在使用環(huán)境方面可以滿足全天候使用。無(wú)疑是最理想的電動(dòng)汽車儲(chǔ)能裝置。
據(jù)報(bào)道在超級(jí)電容器研究方面最具震撼力的是美國(guó)的一家叫EEStor的公司，在2007年1月16日他們對(duì)外宣告了其“里程碑”式的成果：他們的自動(dòng)生產(chǎn)線已經(jīng)由獨(dú)立的第三方分析驗(yàn)收，其產(chǎn)品的關(guān)鍵物質(zhì)鋇鈦酸鹽粉末已經(jīng)完成了最初的純化，純度達(dá)到了99.9994%。其開發(fā)的超級(jí)電容器，由于鋇鈦酸鹽有足夠的純度，存儲(chǔ)能量的能力大大提高。公司負(fù)責(zé)人聲稱，該超級(jí)電容器的能量密度高達(dá)280瓦時(shí)/公斤。按此計(jì)算如果車載200公斤超級(jí)電容器可以儲(chǔ)存的電能高達(dá)56千瓦時(shí)，足以支持電動(dòng)汽車連續(xù)行駛500公里以上，即使高速行駛也可以做到連續(xù)行駛250公里左右，基本上可以達(dá)到傳統(tǒng)汽車的水平。如果這一技術(shù)得到廣泛應(yīng)用無(wú)疑將會(huì)對(duì)世界汽車行業(yè)帶來(lái)一場(chǎng)顛覆性的革命。
據(jù)報(bào)道我國(guó)的工程院院士周國(guó)泰研發(fā)的“高能鎳碳超級(jí)電容器”通過(guò)了天津市科委組織的成果鑒定，其產(chǎn)品也在電動(dòng)汽車和電動(dòng)客車上得到了試運(yùn)行，目前天津市正組織力量使其盡快達(dá)到量產(chǎn)。報(bào)道中其能量密度沒有具體數(shù)據(jù)說(shuō)明，只是說(shuō)能接近鋰電池能量密度的三分之二，如果按磷酸鐵鋰能量密度為100瓦時(shí)/公斤計(jì)算其能量密度約67瓦時(shí)/公斤左右，這個(gè)指標(biāo)雖然比美國(guó)EEStor公司的超級(jí)電容器有較大差距，但在國(guó)內(nèi)已經(jīng)是非常先進(jìn)的了。車載300公斤超級(jí)電容器基本上也可以使電動(dòng)汽車行駛200公里左右。如果此超級(jí)電容器在近期能達(dá)到量產(chǎn)，并且售價(jià)也能為百姓接受，這種超級(jí)電容器還是很有發(fā)展前景的。尤其是對(duì)家庭電動(dòng)汽車用戶而言每天出行平均不足100公里，超級(jí)電容器的超長(zhǎng)日歷壽命可以做到與車等壽命，使得消費(fèi)者不再擔(dān)心中途更換儲(chǔ)能裝置。另外超級(jí)電容器可以滿足快速充電需求，只要快速充電設(shè)施普及其走向市場(chǎng)化比鋰電池更具優(yōu)勢(shì)。
五、關(guān)于加快電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的建議
目前由于汽車產(chǎn)能過(guò)剩，國(guó)家對(duì)汽車行業(yè)實(shí)行了比以往更為嚴(yán)格的市場(chǎng)準(zhǔn)入制度，其中也包括了新能源汽車，為了有利于新能源汽車這個(gè)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，筆者認(rèn)為對(duì)新能源汽車的準(zhǔn)入資質(zhì)管理，應(yīng)該有別于傳統(tǒng)汽車的行業(yè)管理，建議采取低門檻準(zhǔn)入、嚴(yán)格試運(yùn)行檢驗(yàn)、高門檻推廣的模式，從而推進(jìn)新能源汽車實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。
國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心產(chǎn)業(yè)部研究室主任王曉明說(shuō)過(guò)：“市場(chǎng)準(zhǔn)入方面既要放寬準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)，又要提高技術(shù)門檻。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)行業(yè)內(nèi)出現(xiàn)顛覆性的技術(shù)創(chuàng)新時(shí)，行業(yè)內(nèi)企業(yè)由于對(duì)技術(shù)路徑的依賴和轉(zhuǎn)換成本較高，往往本能地會(huì)猶豫和觀望。而新進(jìn)入者由于輕裝上陣，沒有負(fù)擔(dān)，更愿意挑戰(zhàn)難度更大、風(fēng)險(xiǎn)較高的新技術(shù)和新產(chǎn)品，成為推動(dòng)新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要力量。因此，在制定新能源汽車行業(yè)的準(zhǔn)入政策時(shí)，要充分考慮到新興產(chǎn)業(yè)與成熟產(chǎn)業(yè)的區(qū)別，放寬準(zhǔn)入門檻，重視對(duì)創(chuàng)新型中小企業(yè)的政策扶持。而為了防止“一哄而上，良莠不齊”的問題出現(xiàn)，應(yīng)加快制定當(dāng)前最需要的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)法規(guī)，盡快形成電動(dòng)汽車整車和零部件、安全檢驗(yàn)、充電設(shè)施等一系列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。”
縱觀我國(guó)新能源汽車的發(fā)展史和現(xiàn)狀，有一個(gè)非常明顯的特征不得不引起關(guān)注，那就是在新能源汽車的研發(fā)方面民營(yíng)車企的積極性明顯強(qiáng)于其它車企，最先上市的純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車均為民營(yíng)車企所為。更為值得關(guān)注的是沒有取得汽車整車生產(chǎn)許可證的企業(yè)和個(gè)人研發(fā)新能源汽車的積極性遠(yuǎn)大于已取得汽車生產(chǎn)資格的正規(guī)車企，這里筆者想舉一個(gè)例子加以說(shuō)明：那就是在電動(dòng)汽車研究方面已經(jīng)有29年歷史的父子二人李久學(xué)和李輝的創(chuàng)業(yè)之路。早在2001年其研發(fā)的電動(dòng)汽車就能夠行駛400公里以上，這是到目前為止國(guó)內(nèi)正規(guī)車企尚沒有達(dá)到的水平。李久學(xué)在兒子李輝的幫助下，成立了鄭州嘉遠(yuǎn)電動(dòng)車科技公司，后全家遷至南京成立了南京嘉遠(yuǎn)電動(dòng)車船有限公司。曾經(jīng)有很多風(fēng)險(xiǎn)投資公司陸續(xù)找過(guò)南京嘉遠(yuǎn)談合作事宜，但是由于沒有生產(chǎn)資質(zhì)而未能如愿。沒有生產(chǎn)資質(zhì)，就意味著不能在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)銷售汽車，這一門檻將很多風(fēng)投公司也擋在了門外。同樣遭遇生產(chǎn)資質(zhì)問題困擾的不止南京嘉遠(yuǎn)一個(gè)企業(yè)，比如深圳的陸地方舟電動(dòng)車有限公司、天津的清源電動(dòng)車輛有限公司等等。天津清源電動(dòng)車輛有限公司是參與科技部“863”計(jì)劃的研究單位，也由于在國(guó)內(nèi)沒資格銷售電動(dòng)汽車，產(chǎn)品不得不出口到國(guó)外，據(jù)報(bào)道目前已經(jīng)累計(jì)出口了3000多輛電動(dòng)汽車到美國(guó)。在此建議國(guó)家放寬電動(dòng)汽車的準(zhǔn)入門檻，讓那些在電動(dòng)汽車領(lǐng)域想大顯身手并有一技之長(zhǎng)的企業(yè)能順利進(jìn)入這個(gè)行業(yè)。
在放寬電動(dòng)汽車準(zhǔn)入門檻的同時(shí)提高電動(dòng)汽車的入門技術(shù)門檻，在電動(dòng)汽車技術(shù)門檻方面筆者認(rèn)為百公里耗電指標(biāo)最能反映電動(dòng)汽車的技術(shù)含量，國(guó)家對(duì)于傳統(tǒng)汽車節(jié)能補(bǔ)貼有一個(gè)百公里油耗指標(biāo)作為參考，但對(duì)于電動(dòng)汽車目前尚無(wú)任何要求，事實(shí)上百公里耗電指標(biāo)對(duì)電動(dòng)汽車的制造成本有著決定性影響，如果這個(gè)指標(biāo)定的嚴(yán)格就會(huì)促使車企積極研發(fā)更為節(jié)能的電動(dòng)汽車，從而使電動(dòng)汽車的造價(jià)可以降到與傳統(tǒng)汽車相接近的水平。目前國(guó)內(nèi)外已上市的電動(dòng)汽車?yán)碚摰人侔俟锖碾姶蟛糠衷?2到16度，實(shí)際城市綜合工況百公里耗電約在16到20度。如果能將電動(dòng)汽車?yán)碚摰人侔俟锖碾娊档?到8度，實(shí)際城市綜合工況百公里耗電降到10到12度。那么在同樣續(xù)航能力的前提下所裝車載電池組容量就會(huì)減少一倍，生產(chǎn)成本也隨之大大降低。根據(jù)筆者多次試驗(yàn)，在整車集成中如果電池組參數(shù)、電機(jī)參數(shù)及傳動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)優(yōu)化配置，再在車體設(shè)計(jì)中采用一些節(jié)能措施，實(shí)現(xiàn)這個(gè)指標(biāo)并非遙不可及。
如果有技術(shù)領(lǐng)先的非正規(guī)汽車企業(yè)先發(fā)研制出了達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的樣車，可以讓其生產(chǎn)少量的電動(dòng)汽車在當(dāng)?shù)叵葏⑴c電動(dòng)出租車試運(yùn)行，在沒有取得生產(chǎn)資質(zhì)前批準(zhǔn)在當(dāng)?shù)貟焯厥馀普眨?yán)格對(duì)試運(yùn)行進(jìn)行檢驗(yàn)，待其試運(yùn)行良好取得成功后，批準(zhǔn)小規(guī)模生產(chǎn)并在當(dāng)?shù)叵蛏鐣?huì)銷售，如果也獲得成功再考慮其上規(guī)模，支持企業(yè)盡快達(dá)到具備電動(dòng)汽車生產(chǎn)資質(zhì)的水平，再高門檻推廣，允許其面向全國(guó)銷售。
在9月21日有新聞報(bào)道三門峽市啟動(dòng)了電動(dòng)出租車的試運(yùn)行，但三門峽市并不在國(guó)家25個(gè)試點(diǎn)城市之列，而是由河南省政府批準(zhǔn)的試點(diǎn)城市。筆者注意到了其牌照是“豫M電****”,而取得工信部推薦目錄和批準(zhǔn)為國(guó)家試點(diǎn)城市的深圳、杭州、北京等電動(dòng)出租車所掛的牌照是和傳統(tǒng)汽車牌照一樣的。三門峽市的這一舉動(dòng)為新能源汽車的試運(yùn)行開了一個(gè)先河，如能獲得成功，筆者認(rèn)為其在我國(guó)新能源汽車發(fā)展史上的功績(jī)決不可抹。三門峽市的電動(dòng)出租車由速達(dá)交通節(jié)能科技有限公司研發(fā)制造，該企業(yè)是否取得了國(guó)家頒發(fā)的汽車生產(chǎn)資格證書、其產(chǎn)品是否上了工信部的推廣目錄筆者不得而知。三門峽的電動(dòng)出租車在掛了一個(gè)特殊牌照的同時(shí)，是否也像傳統(tǒng)汽車一樣取得了行駛證等合法證件，是否享有保險(xiǎn)等其它傳統(tǒng)汽車的待遇，如果這些問題都得到了解決，那么河南省三門峽市的做法肯定會(huì)起到示范作用。據(jù)報(bào)道國(guó)內(nèi)有許多目前管轄區(qū)內(nèi)沒有整車生產(chǎn)企業(yè)的城市早對(duì)發(fā)展電動(dòng)汽車做出了生產(chǎn)規(guī)劃，其對(duì)發(fā)展電動(dòng)汽車的積極性極高，尤其是像廣東的東莞、河南的焦作等城市，這些城市有著鋰電池的生產(chǎn)基礎(chǔ)，其發(fā)展電動(dòng)汽車更容易降低成本。有了三門峽市的示范作用，也為這些城市圓電動(dòng)汽車整車生產(chǎn)之夢(mèng)帶來(lái)了一線希望。
筆者寫此文的目的是希望那些在電動(dòng)汽車領(lǐng)域已經(jīng)投入大量人力、物力的企業(yè)再接再厲，不要因?yàn)槟壳笆袌?chǎng)暫時(shí)遇冷而退卻，電動(dòng)汽車最終走向市場(chǎng)是我國(guó)乃至世界必然的選擇，電動(dòng)汽車發(fā)展道路是曲折的，但前途是光明的。筆者堅(jiān)信只要政策對(duì)路，經(jīng)過(guò)國(guó)人奮發(fā)努力，電動(dòng)汽車逐步走向市場(chǎng)為期不會(huì)太遠(yuǎn)。
