电动汽车行业分析报告（推荐8篇）
一，摘要
本报告以技术成熟度、排放、参量密度、能源利用率、基础设施建设、购车成本、燃料成本、资源丰富性等几个重要指标对各种新能源汽车进行比较；阐述了锂离子电池作为蓄电池为电动汽车提供动力来源尤其独特优势；叙述了电动车在中国得天独厚的发展条件和广阔的应用前景；分析了全球电动汽车车型开发状况，对2014年全球销量前十名的纯电动车型的性能进行了比较；对政策补贴下的混合动力车型经济性分析；最后结合个人爱好，对电车汽车车型进行了选择与分析。
二，引言
电动车简而言之就是以电力为驱动。以电力为能源的车子。电动车分类电动车按类型分可分为：电动自行车，电动摩托车，电动汽车，电动三轮车，电动汽车，燃油助力两用电动车。电动车已省钱，省油而受人们喜欢。电动车行业经历了十多年的发展，国内电动车产业迅速增长，从弱逐渐到强，在中国众多的产业中独树一帜。目前，我国电动车市场主要是由电动轻便摩托车和电动摩托车以及电动自行车组成，前两类占据了60%的市场份额。近年来，随着石油价格的不断攀升，大气污染物带来环保问题，电
动汽车与其他新能源汽车再次进入人们的视线。我国电动汽车重大专项实施以来，在纯电动、混合动力和燃料电池汽车的整车集成技术、动力系统集成技术以及动力总成关键零部件技术方面取得重要技术突破，同时也在专利战略和技术标准平台建设方面为自主知识产权新能源汽车产业化奠定了良好的基础。
三，新能源汽车比较
（一）各种新能源车优劣势分析
各种新能源汽车关键指标对比图
1.以技术成熟度、排放、参量密度、能源利用率、基础设施建设、购车成本、燃料成本、资源丰富性等几个重要指标对各种新能源汽车进行比较看出；
2.混合动力汽车在能量密度方面具备突出优势，在技术成熟度、排放、基础设设施建设、成本资源等方面优势一般；
3.纯电动汽车在排放和燃料成本方面
具备突出优势，但技术成熟度、能量密度、基础设施建设及购车成本方面相对处于劣势；
4.燃料电池汽车在排放、能源利用率及资料丰富性方面均有突出优势，但在成本、技术成熟度等其它方面处于劣势；
5.替代燃料在技术成熟度及购车成本方面处于优势，但仍受限于资源供给，能源利用率也较低。
（二）电动汽车动力系统
二十世纪九十年代以来，锂离子电池的研究和生产都取得了重大的进展，在各个领域的应用也越来越广泛，近年来，锂离子电池也被研究人员用在电动车车上用作动力能源，成为电动车发展的一个新趋势。锂离子电池作为蓄电池为电动汽车提供动力来源尤其独特优势：
(1)单体电池工作电压高达3.7V，是镍镉电池,镍氢电池的3倍，铅酸电池的近2倍；(2)重量轻，比能量大，高达150Wh/Kg,是镍氢电池的2倍，铅酸电池的4倍,因此重量是相同能量的铅酸电池的三分之一到四分之一 ；
(3)体积小，高达到400Wh/L，体积是铅酸电池的二分之一到三分之一。提供了更合理的结构和更美观的外形的设计条件、设计空间和可能性；
(4)循环寿命长，循环次数可达1000次。以容量保持60%计，电池组100%充放电循环次数可以达到600次以上，使用年限可达3-
5年,寿命约为铅酸电池的两到三倍 ；(5)自放电率低，每月不到5% ；(6)允许工作温度范围宽，低温性能好，锂离子电池可在-20℃～+55℃之间工作 ；(7)无记忆效应，所以每次充电前不必像镍镉电池、镍氢电池一样需要放电，可以随时随地的进行充电。电池充放电深度，对电池的寿命影响不大，可以全充全放 ；(8)无污染，锂电池中不存在有毒物质，因此被称为“绿色电池”，而铅酸电池和镉镍电池由于存在有害物质铅和镉，环境污染问题严重。
四，中国电动车行业发展前景
电动车行业在中国崛起仅仅几年时间，在这短短的几年内，电动车行业由无到有，由零星分布到大范围普及，取得了高速的发展和长足的进步。由于不需要核心技术，进入门槛低，赢利空间大，短时间内大量企业将目光锁住电动车这个新兴行业。电动车产业的发展具有较强的地域性，一方面表现在生产，一方面表现在消费领域，而且这也是一个渐进的过程。经过十余年的发展，中国电动车行业从小到大，已经形成一个规模庞大的产业群，尤其是进入二十一世纪以后，整个产业呈现高速发展态势。我们在为这个行业快速发展而欣喜的同时也应看到，目前电动车行业的整体发展质量并不高，主要表现在厂家虽多但质量不佳。具有自主研发能力、上规模的大品牌很少，而大多数是一些靠模仿拼装、以低价运作的厂家，有些小厂甚至几个人、几把螺丝刀就能组装销售。中国发展电动车具有独特的有利条件。其中一个非常重要的因素是市场。中国人口众多，具有世界最庞大的客运交通市场，因此也具有世界最庞大的电动观光车、电动小轿车市场，这为中国电动车技术的发展创造了特殊的市场有利条件。
另外，大力发展电动车是从根本上缓解乃至消除中国石油危机的重要途径之一。目前在中国的石油消费中，交通运输业用油增长最为迅速。而中国已经成为继美国之后的第二大能源消费大国和第五大石油进口国，石油进口依存度已达40%。在这种情况下，另辟蹊径大力发展电动车，将有助于摆脱对液体燃料的依赖，从而改变我国能源安全态势。无论从环保角度还是能源角度看，未来电动车都需要有一个大的发展，其开发将关系到众多工业的兴衰，可能成为未来新的经济增长点。因此，电动车在中国有着得天独厚的发展条件和广阔的应用前景。
五,全球电动汽车车型开发状况
纯电动车在2012年与2013年全球市场增长相对缓慢，进入2014年后实现了高速增长，全年销量达30万辆，而中国电动车市场随着政策的扶持及消费者的逐渐认可，电动车销量增长很快。之前，网通社对201
4年全球销量前十名的纯电动车型进行了盘点，排名前三的分别为日产聆风、特斯拉Model S及宝马i3，其中日产聆风以6.1万辆高居榜首。值得一提的是，2014年全球
纯电动车销量前十的车型中有四款车型来自中国：康迪EV、奇瑞QQ3 EV、众泰E20及北汽E150/200EV，这四款车共销售30,463量，占全球30万电动车销量的10%。足见中国新能源汽车市场的突飞猛进。
1，奥迪A3 e-tron
奥迪A3 e-tron以纯电动形式驱动，配有一套性能强大的电动机和功率电子装置。另外，一组配有水冷系统的锂离子电池为A3 e-tron提供了相当大的电量储备并能够满足该车动态驾驶的需要。以纯电动驱动的奥迪A3 e-tron没有任何尾气排放并且在行驶过程中表现非常灵活、敏捷。
动力传动系统
作为插电式混合动力汽车，A3 e-tron概念车型由两部动力单元提供动力，即采用涡轮增压和汽油直喷技术的155千瓦（211马力）1.4 TFSI四缸发动机，以及功率为20千瓦（27马力）的电动电机。整个动力系统提供的总输出可达到175千瓦（238马力）。
汽油发动机与电动电机共同工作，能够使这部客货两用车在6.8秒内由静止加速至100公里/小时（62.14 英里/小时），最高时速为231公里/小时（143.54英里/小时）。调节型油泵、奥迪智能热管理系统、起步/停止系统以及能源回收系统（多项来自奥迪模块化高效平台的技术）均为A3概念车的卓越效率做出了贡献。
A3 e-tron概念车的核心是安装于后排座椅后方的锂离子电池组。这组电池的电量为12千瓦时，使这部客货两用车在只使用电力的情况下能够行驶54公里（34 英里）。电池可以在汽车行驶过程中通过标准能源回收系统充电，也可在泊车期间使用家用电源插座直接充电。这就意味着在多数情况下，汽车在城区驾驶时都可以实现零排放。
一部小型七速S tronic变速箱充当这部小型插电式混合动力汽车的变速系统。这部变速箱由两种变速结构组成，通过两部离
合器操作。可以使用两部离合器轮流换档――以快如闪电的速度实现舒适换档体验，同时对汽车牵引力不会产生任何可察觉的干扰。
2,日产聆风电动汽车
售价：市场指导价格18.50万元 由于日产聆风不是采用传统发动机，所以取消了大面积的进气栅，只在前脸下部保留了小型的进气栅，在日产LOGO下方巧妙设计成充电接口；同时日产聆风是零排放，所以在车身尾部也看不到了排气管熟悉的身影，相信在行驶在聆风后方的驾驶员看到一定觉得很不适应。
日产聆风的长、宽、高为4445mmX1770mmX1550mm，轴距达到了2700mm，这与紧凑级车型的数据相近。聆风并没有因
为是电动汽车的原因，而缩减车身尺寸。这些都得益于日产汽车独创的电动汽车平台以及隐藏在地板中的叠式锂离子电池，使聆风的内部空间完全没有受到干扰。聆风虽然是一款全新设计的车型，但侧面来看很容易让想到琪达的影子。
日产聆风的电池组最大输出功率可以达到90千瓦，电动机的输出功率则有80千瓦，扭矩峰值能够达到280牛•米。在完全充电的情况下，可以实现160公里以上的巡
航里程，其在加速方面的表现甚至优于很多中小排量内燃机汽车，而这些，都是在100%零排放的基础上实现的。
聆风在车头前方布置两组充电接口，一组用于在快速充电站完成的临时性快充电，半个小时内可以充80%的电量，而另一组接口则是在家中8小时左右即可充满电池, 在满电的情况只能行驶160公。在充电过程中，位于车内前挡风位置处的灯泡会提示其充电状态，在车内的仪表台上，则会清晰地显示当前的充电量。日产聆风只是一款城市性轿车的定位，同样较大的车内空间和低廉的使用成本，就为了人们节约了高燃油的负担。同样零排放对于环境来说也是一件好事。
3，特斯拉 Model S
报价：60-90万
这款车身前后各搭载一台电动机，通过对前后轮扭矩分别进行数字化独立控制，实现了在各种路况下的全天候牵引力控制。传统全轮驱动汽车通过复杂的机械联动装置，将动力从单一发动机传送到全部四个车轮。虽然实现了全时四驱，却是以牺牲效率为代价。与此相反，Model S 的两部电机都更轻、更小、更高效，因此提升了续航里程并拥有更好的加速表现。
4，宝马 i3
宝马i系列车型将主要以插电式混合动力和纯电动技术作为驱动技术。与目前宝马任何一款混合动力车型都不同，i3和i8车型分别应用了纯电力驱动和插电式混合动力系统驱动宝马i3早在2013年7月便已在国内进行了全球同步首发，之前官方公布了该车的预售指导售价，新车推纯电动版和增程式混合动力版两个版本，其指导售价分别为45.00万和52.00万。
宝马i3长宽高分别为3999/1775/1578mm，轴距为2570mm，采用了四座式设计，拥有200升的行李箱容积，适合城市代步。纯电动版车型将搭载一款名为ConnectedDrive的信息系统，它将为你提供所在地附近的充电站信息。新车拥有三种驾驶模式：舒适、经济、超级经济。
宝马i3纯电动版是第一款车体主要由碳纤维材料制成的量产汽车。它采用了四座式设计，拥有200升的行李箱容积，适合城市代步。i3的电动机最大输出功率可达125kW(168PS)，配备后轮驱动系统，0-100公里/小时加速时间为7.2秒，最高车速可达150公里/小时。采用高速充电器的话，只需1个小时就可为电池充满80%的电。
此外，宝马i3还将配备自动导航系统来实现自动驾驶功能，整套系统包括了自动刹车、自动停车系统，在车速低于40公里/小时的状态下，该车还可以实现自动变道。不足的是，宝马i3纯电动版的续航里程仅为160km。宝马准备为其增加一台650cc双缸汽油引擎，这台引擎将负责为i3的车载
电池充电，让其续航激增至300km。
宝马i3增程式混合动力版车型增加一台650cc的双缸汽油发动机（64PS）为锂电池供电，也就是说，i3可变为一辆增程式混合动力车型，匹配汽油机增程后宝马i3最大续航里可达300km。i3增程式混合动力版车型将稍后才投放市场。
5，雷诺ZOE 14万
雷诺ZOE电动车曾于2012年3月的日内瓦车展发布，新车外观看上去非常的小巧。动力方面，新车搭载的是一台88马力的电动机，峰值扭矩为220牛·米，最高时速可达135km/h。
新车配备锂离子电池组，电池容量为22千瓦时。续航能力方面，按照欧洲新循环工况(New European Driving Cycle，NEDC)测试的新车续航里程可达到210公里，在不同气候下，雷诺ZOE的行驶里程在100公里-150公里之间。
6，康迪 EV K11 名称：康迪K11 动力：纯电动 参考价格：15万元 款型：微型车 续航里程：150KM 最高时速：80KM/H
7，奇瑞QQ3 EV 目前厂商并未公布发动机数据，根据国内媒体报道，新QQ采用型号为SQR371F发动机，此款为三缸自然进气发动机，发动机最大功率：51kW，最大扭矩：93Nm。与之配备的是传统的5挡手动变速箱，这也是在我的意料之中，档杆采用塑料材质，这个级别
车型就不要奢求其手感了。
8，众泰E20
外观方面，众泰E20的整体设计偏于卡通，椭圆形的大灯搭配银色镀铬装饰的网状下进气格栅，以及短小的车尾造型，使得新车更像一个大玩具。车身尺寸方面，E20的长、宽、高分别为2765/1540/1555mm，轴距仅为1765mm，并采用了双门双座的座椅布局，只能满足日常两个人使用。
动力方面，众泰E20的设计最高时速为80km/h，行驶一百公里的用电成本约为4元人民币，并支持家用的220伏电源充电，完全充满需要大约6个小时。此外新车还提供快速充电模式，20分钟就可以充满80%的电量。
9，Smart for two ED 1
2万
车身尺寸方面，新一代车型在车身长度是并没有增长，继续保持了不足2.7米的短小尺寸。而宽度和轴距则小幅增加，不过幅度也仅是个位数的增长，车身高度下降10mm，但并未影响车内空间。
内饰方面，新一代车型延续了外观上的设计思路，布局清新简约，迎合了年轻消费群体对这款“玩具车”的需求。而在配置上，新车提供了前排侧气囊/头部气帘、安全带提醒、车身稳定控制系统、上坡辅助、定速巡航、发动机启停技术等均为全系标配。在高配车型上，它还配备了驻车辅助、多功能方向盘、3.5英寸彩色行车电脑显示屏、全景天窗等。
动力方面，新车搭载的仍是那台1.0L直列三缸发动机，最大功率为71马力/6000rpm，最大扭矩为91Nm/2850rpm。而在变速器的匹配是，新款车型用全新的6速双离合器产品替代了老款的5速AMT变速器。
10，大众 e-up
大众e-Up!电动版基于up五门版打造，采用了经过空气动力学优化的前导流板、蓝色背光的大众“VW”车标、LED式车灯以及电动车型独有的“e-UP！”标志。大众
electric up!电动车的外观造型运用了诸多“未来语言”，极具辨识度的设计：大众电动车特有蓝色缝线、时尚悦目的C型LED日间行车灯、空气动力学设计优化的车前脸、15英寸合金轮毂，展示独特的品味。入座其中，明亮友善的内部设计、四人舒适驾乘空间、拉风的汽车座椅套，车子虽小但细节都露出其电动车的特殊身份和严谨的德系工艺。大众Up的尾门采用了透明的玻璃材料，后部的缓冲杠也和前面的设计得很类似，并且迎合“笑口常开”的样式。
11，北汽E150 EV 本次上市的车型共分为两个版本，分别是官方指导价22.08万元的北汽E150 EV 时尚版和23.08万元的北汽E150 EV 科技版。
北汽E150EV电动车在外观造型上与普通E系列基本一致，车身长宽*高*分别3998mm*1720mm*1503mm，轴距达到了2500mm。该车搭载的电机最大功率为45kW（61Ps），额定功率20kW（27Ps），最大扭矩144Nm，锂电池容量为25.6kwh。最高时速100公里，单次充电续航里程为150公里，充电时间为6至8小时。购车后，厂家将为车主赠送一个充电桩并提供免费安装服务。
五，政策补贴与经济性分析
2015年4月29日，财政部、发改委、工信部和科技部四部委联合下发的新一轮新能源汽车补贴政策正式出台，在未来5年，补贴额度大幅退坡。自2010年中央实施新能源汽车补贴政策以来，补贴额度逐年下降，享受补贴的车辆标准逐年提高，同时，政府对汽车企业的燃料消耗限值不断降低，显示政府希望由市场力量来推动新能源汽车的发展。
首先，补贴退坡幅度大大提升。2014年的补贴标准是在2013年的基础上下降5%，2015年则是在2013年的基础上下降10%。但是新一轮补贴退坡幅度则大大提升，2017-2018年补助标准在2016年基础上下降20%，2019-2020年补助标准在2016年基
础上下降40%。
以续航大于250公里的纯电动乘用车为例，2014及2015年的补贴标准较2013年分别下降0.3万元和0.6万元，但是2017-2018年补贴标准则较2016年下降了1.1万元和2.2万元，新政的补贴下降幅度的确够大，再加上2017年与2018年和2019年与2020年的补贴标准一致，所以此次新政在未来能否刺激市场提前发力还是未知。
其次，从2016年开始，能够享受补贴的纯电动乘用车的续航里程门槛从80公里提高到了100公里，这给本来要求转正的低速电动车冲击不小。
比如康迪、唐骏、众泰、陆地方舟等以生产微型电动车的企业来说，他们的大部分产品虽然续航勉强够格，但是最高时速还达不到新政要求的100公里/每小时以上的标准，所以无法享受国家补贴。而这也正好体现了国家对于汽车产品性能以及技术等方面越来越高的要求，倒逼车企推出适合政策走向和市场的高质量产品。
个人爱好
说起来，城市本是为了让人们生活的更好而建设的。汽车也是为了行动的便利而发明的。可如今，交通拥堵，油价高升，连个停车位都很难找。在城市开车，多多少少都有这样那样的“难言之隐”。最近有媒体报道，全球正在流行一种“路怒症”，即指交通阻塞情况下开车压力与挫折所导致的愤怒情绪。
其实，生活中并不缺少美，而是缺少发现。同样的，在城市开车，也能享受到自由驰骋的快感和乐趣，关键是选一款适合自己的车。我想对于我来说，以后作为一个上班族，汽车的基本用处不外乎上下班、逛街购物、朋友小聚、周末兜风等短距离活动。既然如此，买车就要注重实用性、驾乘的舒适性以及省油、环保等特性。
在这次调查过程中，我还挺喜欢奥迪A3 e-tron的，首先从外观上看，它时尚、小巧、属于纯电动的汽车。
小电跑的外形非常灵动：双座双门设计、可爱小巧的造型、醒目绚丽的红色车身。
此外，小电跑的车身线条比较圆滑，炫酷前大灯和迎风天线，让小电跑更显气派和动感；前脸格栅有所收敛，颇显含蓄之美；车后部的输油口换成了充电接口，轻松开启进行充电。内饰“最牛”：五脏俱全、精致实用。
最重要的是配有水冷系统的锂离子电池为A3 e-tron提供了相当大的电量储备并能够满足该车动态驾驶的需要。这组电池的电量为12千瓦时，使这部客货两用车在只使用电力的情况下能够行驶54公里（34 英里）。电池可以在汽车行驶过程中通过标准能源回收系统充电，也可在泊车期间使用家用电源插座直接充电。这就意味着在多数情况下，以纯电动驱动的奥迪A3 e-tron没有任何尾气排放并且在行驶过程中表现非常灵活、敏捷。
动力传动系统，作为插电式混合动力汽车，A3 e-tron概念车型由两部动力单元提供动力，即采用涡轮增压和汽油直喷技术的155千瓦（211马力）1.4 TFSI四缸发动机，以及功率为20千瓦（27马力）的电动电机。整个动力系统提供的总输出可达到175千瓦（238马力）。可以感受十足的开车体验。
一部小型七速S tronic变速箱充当这部小型插电式混合动力汽车的变速系统。这部变速箱由两种变速结构组成，通过两部离合器操作。可以使用两部离合器轮流换档――以快如闪电的速度实现舒适换档体验，同时对汽车牵引力不会产生任何可察觉的干扰。
关键词：电动汽车,核心技术,发展趋势
随着经济的快速发展, 汽车保有量日益增加, 环境污染已日趋显现。电动汽车的发展和应用有利于缓解我国石油供需的紧张局面, 电动汽车能够达到零排放或超低排放, 因此, 推广和应用电动汽车是改善空气环境质量的重要措施之一。
1 发展电动汽车是一项意义深远的重大战略决策
1.1 可以实现零排放, 对环境好
以蓄电池、超级电容为动力的汽车没有排放物, 可以实现零排放。以纯氢氧为燃料的汽车在运行中只生成水, 不排放任何有害气体, 能够实现有害气体零排放。以富氢气体为燃料的燃料电池, 在富氢气体制取氢气的过程中, 排除二氧化碳气体, 但仅是内燃机排放量的40%, 燃料电池是以电化学原理发电, 不经过内燃机燃烧过程的热能—机械能转换过程, 几乎没有生成氮、硫氧化物的条件, 所以对大气造成的危害甚少。混合动力汽车在城市公交、公共场所, 以及对排放控制又能特殊要求的地方, 可以仅使用储存的电力, 不发动内燃机, 也能做到零排放。
1.2 噪声低
与内燃机相比, 振源明显减少。噪声级明显低于内燃机汽车。
1.3 热效率高
从理论上推理热电转化效率可达85%~90%。因为燃料电池是按电化学原理等温地直接将化学能转化为电能, 它不通过热力过程, 因此不受卡诺循环的限制, 即不遵守卡诺定理。但是实际上, 电池在工作时由于各种制约条件限制, 在目前技术水平条件下, 各类电池的实际能量转化效率均在40%~60%。若实现热电联供, 燃料的总利用率高80%以上。电动汽车的综合效率比汽油发动机高。
1.4 能量回馈机会多
根据电动汽车的能源组合机制, 很容易利用电动机可逆发电的功能回收制动能或下坡时势能转化的电能, 使汽车的续驶里程增加, 稳定性提高。近几年开发的新型电动汽车都具有能量回收系统, 这样设计的汽车经实地测试可使汽车续驶里程增加10%~15%。
1.5 可以解决汽车面临的能源等可持续发展的问题
纯电动汽车所用的蓄电池所蓄的电能, 可以由公用电网中得到, 故所有获取电能的方法都可以用做电动汽车的能源获取途径, 如水利发电、核电、热电、风电、地热电和太阳能等均可;燃料电池可以利用氢、甲醇等非化石燃料作为能源, 因此, 电动车改变了传统汽车依靠石油燃料的格局, 发展电动汽车是解决人类可持续发展, 化石能源面临枯竭问题的可行方法, 具有重要的能源战略意义。
2 电动汽车核心技术
研制和开发电动汽车的关键技术为:蓄电池技术, 蓄电池管理技术, 电动机技术, 电动机控制技术等。
2.1 蓄电池技术
蓄电池技术是电动汽车能否存在和发展的关键, 经过科学家不懈的努力, 电动汽车用蓄电池经过了3代的发展, 已取得突破性的进展。第1代电动汽车是采用铅酸蓄电池作为电动汽车的蓄能装置, 由于铅酸蓄电池比能量不能满足电动汽车动力的需求, 发展了阀控铅酸蓄电池, 使铅酸蓄电池的比能量有所提高, 目前仍然能够作为电动汽车的电源第2代蓄电池有镍-镉蓄电池、镍-氢蓄电池、钠-硫蓄电池、钠-氯化镍蓄电池、锂离子蓄电池、锂聚合物蓄电池、锌-空气蓄电池和铝-空气蓄电池等多种蓄电池。第2代蓄电池的比能量和比功率都比铅酸蓄电池的高, 大大提高了电动汽车的动力性能和续驶里程。第3代蓄电池是以燃料蓄电池为主的蓄电池, 燃料蓄电池直接将燃料的化学能转变为电能, 能量转变效率高, 比能量和比功率高, 并且可以控制燃料蓄电池的反应过程, 能量转化过程可以连续进行。
2.2 蓄电池管理技术
蓄电池必须进行周期性的充电, 蓄电池组对充电时的电压和电流都有一定的要求, 因此, 高效率和快速的充电装置, 都是电动汽车使用时所必须的辅助设备, 如何建立充电站系统, 或者蓄电池更换工厂, 使电动汽车的充电能够像内燃机汽车加油那样方便, 这也是推广电动汽车的重要关键问题。因为个别的蓄电池性能变化后, 会影响到整个蓄电池组的性能, 所以要采用蓄电池管理系统来对蓄电池组和蓄电池组中的每一单个的蓄电池进行监控, 还要建立蓄电池的维护系统, 来保证电动汽车的正常运行。与此同时, 还应该事先建设报废蓄电池的回收和处理工厂, 以避免在出现废料造成严重污染后, 再采取补救办法。蓄电池充电系统、管理体系、维护系统和回收处理系统是一个全新的系统工程, 是电动汽车运行的保证体系, 其重要性不亚于电动汽车本身。
2.3 蓄电池的未来发展
在未来的很长一段时间内, 锂离子动力电池将会一直占据车载动力蓄电池的头把交椅, 锂离子动力电池的应用将会深化到各种类型的电动汽车内。
一辆完全能够取代传统车的电动汽车, 其储能装置至少必须满足能量密度与汽油相当, 达到100~1000 W·h/Kg, 功率密度达到300~1500 W/Kg, 寿命必须与车相同, 工作温度范围要足够宽, 能在-45℃~80℃内都能运行。相对上述标准, 锂离子电池还是有所欠缺的。因此, 未来的发展目标是需要通过改进锂离子电池的正极、负极、电解质材料与制造工艺, 提升锂离子电池的性能与核心竞争力[6]。
2.4 电动机技术
电动汽车所采用的电动机中, 直流电动机基本上已经被交流电动机、永磁电动机或开关磁阻电动机所取代。电动汽车所用的电动机正在向大功率、高转速、高效率和小型化方向发展。采用双电动机驱动代替单电动机驱动, 可以减小电动机的直径, 便于在电动汽车底盘下部布置, 能够减轻电动汽车的簧载质量, 腾出有限空间来安装蓄电池组。轮毂电动机改变了汽车传统的驱动方式, 更有利于实现机电一体化和现代技术控制。以上几种电动机都可以制造成集中驱动、车桥驱动、轮毂驱动和双电动机驱动系统等, 可以用多种不同功率的电动机和不同驱动系统来与不同用途的电动汽车相配套, 成为不同形式的系列化电动汽车。
2.5 电动机控制技术
在采用交流电动机的电动汽车上, 一般都采用了VVVF的变频调速装置和IGBT大功率开关组件进行控制, 交流电动机的现代控制装置已经有了成熟的技术, 有VVVF控制法、转差频率控制法和矢量控制法等多种控制方法, 可以直接应用到电动汽车上。永磁无刷直流电动机的控制系统, 是由A C/D C双向功率变换器、P W M控制电路、电动机转轴位置检测器和方波无刷直流电动机等几部分组成。永磁同步电动机要采用逆变器和带有微处理器控制模块的变频器系统, 为永磁同步电动机提供正弦波形的三相交流电, 并控制输出的频率和电压来获得所需调速特性。S R D开关磁阻电动机具有更加先进的结构, 它的控制系统由功率变换器、控制器和位置检测器等组成, 开关磁阻电动机具有良好的调速性能。在电动机控制技术上应采用电动汽车专用集成化电子控制系统, 并实现机电一体化设计。通过优化设计, 提高电动机的效率。进一步提高电动汽车驱动系统的控制精度和动态响应, 以实现节能的目的, 并使电动汽车的性能指标达到内燃机汽车的水平。电动汽车的电动机控制系统, 还应扩大到电动汽车的各个电子控制系统中, 包括无级变速、防抱死制动系统 (ABS) 、制动能量回收系统、安全气囊系统、自动空调系统和其他车载电子装置上, 并在电动汽车上实现计算机控制。
3 电动汽车基础设施建设
电动汽车在过去几十年得到了迅速的发展。研究人员和工程师们通过开发先进的蓄电池、电动机、转换器、控制器及其相关的辅助子系统等来改善电动汽车的性能。现在, 电动汽车即将进入商业化阶段, 为了成功发展电动汽车的基础设施, 我们需要注意几个方面:使用方便的充电站, 充电收费简便易行, 电动汽车用蓄电池和充电方式的标准化, 制定安全清洁的充电法规, 对电动汽车用户的宣传教育和培训, 电力的供应。此外, 基础设施的发展还必须有政府、社会组织、电动汽车厂商、电池厂商等各发面的合作。
3.1 家用充电设施
对于需要为电动汽车充电的用户而言, 在家利用晚上或用电低谷期充电, 需要几千瓦的功率, 充电时间通常为5~8个小时, 电力部门愿意采取打折的措施以吸引电动汽车用户在用电低谷期充电。
家用充电基础设施的基本要求是有一个配有电源的车库或停车场地。有两种不同的方式。
(1) 对于拥有私人车库的家庭来说, 只需要安装一个专用的充电电源插座。
(2) 对带有停车场的公寓或多层住宅来说, 可安装带保护回路的室外电源插座, 保证能独立的运行。而且应保证不经允许, 居民不得靠近电源插座。
3.2 公共充电设施
公共充电设施基本上就是一些公共充电站, 公共充电站应分布广泛, 以保证电动汽车用户能够随时为电动汽车充电。发展公用充电系统为了确保一个公用充电站适用于不同品牌和型号的电动汽车, 以相当高的标准化程度来设计电动汽车的辅助设施。当然, 蓄电池充电器是公共充电设施的主要组成部分, 除了能给蓄电池充电外, 基础设施还具有其他一些功能, 如识别授权的客户、显示蓄电池的容量、计时和收费等。
3.2.1 正常充电站
正常充电站是为带车载充电器的电动汽车设计, 采用正常充电电流充电。这类充电站一般分布在居民区域或工作场所附近, 在这些地方电动汽车一般要停放5~8小时。这类充电站的设计规模一般比较大, 以便能够同时为很多电动汽车用正常充电电流充电。相应的充电电极通常是模块化设计, 包括控制端和输电端。实际应用时, 电动汽车驾驶员只需要将车停放在充电站指定的位置, 接上电线即可开始充电。
正常充电站的插座是专门设计的, 在充电过程中插头是具有锁止保护功能。充电线路通常由4根导线组成, 包括火线、零线、地线和控制性, 从单向系统中获得电能。
3.2.2 短时充电站
人们通常希望夜间在家里, 或者白天工作时把车停在正常充电站, 充电5~8小时为电动汽车充满电。由于各种因素的影响, 期望电动汽车总是满充电行驶是不现实的, 如有些电动汽车白天和晚上都要用, 因此, 每次充电都不可能使电池充满, 或者有的电动汽车每天需要行驶很长的里程。短时充电站可以在电动汽车停车几十分钟至数小时的时间内, 为它提供短时充电服务。这样的充电站通常设在停车场、飞机场、旅游胜地等。例如, 汽车可能会在洗浴室附近停放半个小时, 电影院附近停放一小时, 商场附近几个小时等。
尽管这种短时充电站的设想不仅仅局限于使用中等电流充电, 但是车主不要指望在短时停车期间就把电池充满。相反, 他们应当认识到这只是增加蓄电池可用容量的机会, 或者只是增加电池的储备容量而已。在短时充电站使用中等电流充电一个小时, 可以使电动汽车的行驶里程增加40 km。
3.2.3 快速充电站
快速充电站也可称为迅速充电或应急充电, 其目的是在较短时间内给电动汽车充电, 充电时间应该与燃油车的加油时间接近。
尽管快速充电站使得电动汽车有可能获得与燃油车相近的行驶里程, 但在大量建造之前, 它们还有许多需要完善的地方, 他们希望大量的电动汽车在夜间或用电低谷电充电, 以此来增加电力部门的生意, 提高电力设备的使用率。
4 电动汽车发展趋势分析
现在, 零排放电动汽车的技术已经逐渐成熟, 并已开始商品化, 一次充电行程基本能满足市区交通的要求。可以预见在未来的10年中, 纯电动汽车和混合动力电动汽车将在其特定市场范围内扩大其商业化生产规模并占有各自的份额, 而增长速度将取决于它们的价格因素。在20年以后, 燃料电池电动汽车会成为未来的主流技术, 定会有长远的市场前景, 其商业化速度也会加快, 因为只有它在续驶里程和性能方面能与燃油车相媲美。
无论从环保角度还是从能源角度来看, 未来的电动汽车都需要有一个大的发展, 其开发关系到众多工业的兴衰, 可能成为未来新的经济增长点。可以预见, 未来的汽车将由电气、机械和控制技术运行的车辆, 也只有开发清洁、高效、智能的电动汽车, 才能使21世纪的交通可持续地发展。在未来的五到十年, 传统汽车的使用成本必将不断上升, 而电动汽车的使用成本则必然会不断下降——电动汽车会成为人类最理想的选择。
参考文献
[1]程魁玉.电动汽车行业发展环境分析[D].天津:天津大学, 2004.
[2]亢风林, 李军民.电动汽车发展分析[J].农业装备与车辆工程, 2008, 11 (3) :63-64.
众所周知，纯电动汽车受目前动力电池比能量较小、价格高等因素的影响，续驶里程不能满足远距离出行和公交车日行驶里程的需要。为解除人们对纯电动汽车续驶里程较短的 “里程焦虑”，在纯电动汽车上减少电池组的配置，加装一套由“内燃机+发电机”组成的车载发电机组，随时可为车辆补充电能，达到延长车辆续驶里程的目的。增程式电动汽车应用和发展前景如何，本文就此进行了分析和探讨。
增程式电动汽车(E-REV)通常都搭载有动力电池组和一个由“内燃机+发电机”组成的辅助动力系统（即车载发电机组，又称增程器，简称APU）。增程式电动汽车与纯电动汽车和串联式混合动力电动汽车一样采用纯电驱动的方式工作，与插电式（Plugin）［1，2］混合动力汽车一样可以外接插电，车辆典型结构见图1。
从图1中可以看出，在系统结构中移除增程器及车载燃油箱部分，该车就是一款典型的纯电动汽车。在实际应用时，还可以根据客户选择是否需要加装增程器系统来进行车型设计，当动力电池比能量提升到较高水平后，即可取消增程器配置。
通常情况下，当车载动力电池组有足够的能量时，增程式电动汽车驱动电机的动力全部来源于车载电池组。在一定的行驶距离内与纯电动汽车相同，为“零排放、零油耗、低噪声”。在动力电池组能量消耗到设定的DOD状态下，车载发电机组自动启动，协同动力电池组一起工作，为车辆提供不间断的电能，增加车辆的续驶里程，使车辆能够工作至下一次计划充电的时间节点［3］。增程式电动汽车可以通过系统的设定使其按照以下三种不同模式进行工作。
a）纯电动工作模式。使用外部充电桩或者家用电源插座为车辆充电，在动力电池组的容量范围内车辆采用纯电动模式运行，与纯电动汽车相同。
b）混合动力模式［4］。完全依靠车载发电机组提供电能，动力电池组起到储能、车辆起步、加速助力和制动能量回收的作用，与串联式混合动力电动车工作原理相同。
c）增程式工作模式［5］。车辆先使用通过充电桩或者家用电源插座获得的电能，然后再使用车载发电机组所提供的电能来驱动车辆行驶，达到延长车辆续驶里程的目的。
通过对增程式电动车三种工作模式进行分析，可以看出增程式电动车完全不同于纯电动车和串联式混合动力车（非插电式），它所具有的c工作模式正是它与纯电动车和串联式混合动力车（非插电式）的不同之处。
增程式电动汽车配备的辅助动力系统 (APU)中的小型内燃机唯一作用是带动发电机发电。在发电工况时，内燃机被设定在最佳的运行区间工作，输出恒定的功率和扭矩，实现油—电能量转化过程，此时内燃机工作效率、排放、可靠性等均处在最佳工作状态，系统具有较高的节油率［6］。
增程式电动车的生产及使用成本低，其可以通过车载发电机组随时对车辆进行补充充电，因此车载动力电池只需配置同级别纯电动车电池用量的30%～40%。增程器系统和动力电池组共同工作时，车载动力电池组充放电倍率大大降低，这样有利于延长电池组的使用寿命和使用周期，车辆制造和使用成本也因此得以大幅降低。
由于增程式电动车通常配置的电池组容量较小，充电所需时间减少，因此可以利用小功率充电桩（或家用插座）进行充电，不必采用更换电池的方法来“换电”，节约了换（充）电站建设和“换电”所需的人工成本。
美国通用汽车推出的雪佛兰沃蓝达 （Volt）增程式电动轿车，该车获得了 “Motor Trend杂志2011年度车型”、“2011北美年度车型”和“2011沃德全球十佳发动机”等重量级奖项，现已登陆中国市场。奇瑞是国内最早研制增程式轿车的企业，2010年，奇瑞汽车自主研发了瑞麒M1-REEV增程型电驱动汽车，搭载了功率为15 kW的转子发动机作为增程器动力源，系统采用高度集成化设计、智能化控制等技术，使整车在行驶中具备低噪声、低振动、低油耗、高效率、多燃料等优势。该车为消费者设计了多种可选择的行驶模式，最大续航里程可达350 km以上。
国内客车生产企业也已将增程式电动车技术应用于大型公交客车，并列入了国家新能源示范运行推荐车型目录，车辆已经投入公交线路运行。以下简要介绍一款国外增程式轿车及国产12 m增程式城市客车的系统配置情况及有关技术参数。
国外某型增程式轿车：5门4座、前轮驱动、外形尺寸（长×宽×高）为 4 404×1 798×1 430mm、总质量1 700 kg。装有一台排量1.4 L、功率为62 kW汽油发动机。车载发电机功率55 kW，驱动电机功率111 kW，扭矩370 Nm，装有制动能量回收装置。锂离子动力电池(LG)，电池组总容量 16 kWh，质量198 kg。电池质保期为8年/16万km。最高车速160 km/h，0~100 km/h加速时间9 s。外接充电时间为4 h，一次充电续驶里程60 km，增程模式下续驶里程可达550 km。
从以上数据中可以看出，该款增程式轿车各项动力性能指标与普通轿车基本相同，但其配置的发动机功率却远小于普通轿车。车辆通常只需通过夜间对车辆进行补充充电，即可满足1~2天节能环保出行的需求。在其增程式工作模式下，可以满足长途出行的需求。
国产某型号12 m增程式城市客车：外形尺寸（长×宽×高）为 12 000×2 550×3 300 mm、总质量18 000 kg。装有一台排量2.77 L、功率为88 kW柴油发动机。车载发电机功率28 kW，驱动电机功率100 kW，扭矩1 005Nm，装有制动能量回收装置。国产锂离子电池，电池组总容量161.4 kWh，质量1 950 kg。电池的质保期为3年/15万km。最高车速80 km/h，0~50 km/h加速时间小于23 s。外接充电时间3 h，一次充电续驶里程120 km，增程模式下续驶里程可达300 km。
此款增程式城市客车所配备的电池组容量较大，一次充电可以满足公交车约80%日行驶里程的需求，其余用电通过增程器发电来补充。
比较上述两种车型的增程器设计，轿车配装的排量1.4 L、功率为62 kW汽油发动机，车载发电机功率为55 kW。12 m增程式城市客车装有一台排量2.77 L、功率为88 kW的柴油发动机，车载发电机功率为28 kW。两者相比，后者在增程器系统发动机功率利用上还存在较大差距。此外，大客车配置了高容量的电池组，导致了车辆制造成本上升。
增程式电动汽车技术方案已经在轿车和大型公交客车成功应用，通过以上使用案例进行分析得出，增程式电动汽车技术方案可以进一步推广应用于诸如校车、邮政车、环卫车、团体旅游车、专用汽车以及各种工程机械上。
依据现行国家标准 GB/T 19596-2004 《电动汽车术语》中对纯电动汽车(BEV)的表述为：“由电动机驱动的汽车。电动机的驱动电能来源于车载可充电蓄电池或其他能量储存装置”。对混合动力（电动）汽车（HEV）的表述是：“能够至少从下述两类车载储存的能量中获得动力的汽车：可消耗的燃料及可再充电能／能量储存装置。对串联式混合动（电动）汽车（SHEV）的表述是，车辆的驱动力只来源于电动机的混合动力（电动）汽车”［7］。按照国标的定义，增程式电动汽车既使用从外部获得的电能，也使用“可消耗的燃料”，使用纯电驱动，因此，增程式电动汽车是一种可插电的串联式混合动力（电动）汽车。
即将颁布的我国 《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020年）》将纯电动汽车（纯电驱动）作为我国汽车工业转型的主要战略取向［8］。现今各国电动汽车发展之路，基本上都经历了从普通混合动力车到插电式混合动力车，再到增程式电动车，进而向纯电动车型过渡的发展路径［9］。
我国对增程式电动汽车的研发尚处于起步阶段，在增程式电动汽车的研发过程中，需要综合考虑车辆的不同用途、不同使用特点及使用环境等方面的因素，特别要重视对增程器系统匹配、节能机理、动力电池（容）工作特性、整车控制策略、车辆安全性及可靠性等方面进行更深入的研究。
增程式电驱动汽车具有低成本、节油率高、低排放、基础设施投入少等诸多优点，在动力电池技术瓶颈尚未解决之前，是向纯电动车过渡的最佳技术方案。因此必将会受到社会各界的广泛重视，得到普及推广和应用。
［1］Antoni Szumanowski.混合电动车基础［M］.陈清泉，孙逢春，译.北京：北京理工大学出版社，2001.
［2］李兴虎.混合动力汽车结构与原理［M］.北京：人民交通出版社，2009.
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［5］佚名.通用汽车推出增程型电动汽车［N］.经济导报，2009(1):62-67.
［6］杨裕生.增程式电动车具有较强的过渡优势［N］.经济日报，2010.5.25，(14).
［7］GB/T 19596-2004《电动汽车术语》［S］.
［8］2011年《节能与新能源汽车年鉴》［M］.北京：中国经济出版社，2011.
电动汽车市场及充电桩行业前景综合分析
一、充电桩政策深度解读
一、充电桩国标正式发布实施
2015年12月28日，质检总局、国家标准委联合国家能源局、工信部、科技部等部门，在京发布新修订的电动汽车充电接口及通信协议5项国家标准，新标准于2016年1月1日起正式实施。
电动汽车充电用接口及通信协议作为实现电动汽车传导充电的基本要素，其技术内容的统一和规范，是保证电动汽车与充电基础设施互联互通的技术基础。此次5项标准修订全面提升了充电的安全性和兼容性。
在安全性方面，新标准增加了充电接口温度监控、电子锁、绝缘监测和泄放电路等功能，细化了直流充电车端接口安全防护措施，明确禁止不安全的充电模式应用，能够有效避免发生人员触电、设备燃烧等事故，保证充电时对电动汽车以及使用者的安全。
在兼容性方面，交直流充电接口型式及结构与原有标准兼容，新标准修改了部分触头和机械锁尺寸，但新旧插头插座能够相互配合，直流充电接口增加的电子锁止装置，不影响新旧产品间的电气连接，用户仅需更新通信协议版本，即可实现新供电设备和电动汽车能够保障基本的充电功能。
目前，我国电动汽车直流接口、控制导引电路、通信协议等国家标准与美国、欧洲、日本 并列为世界4大直流充电接口标准，显著提升了中国在国际充换电领域的影响力。
新标准对充电接口和通信协议进行了全面系统的规范，为充电设施质量保证体系提供了技术保障，确保了电动汽车与充电设施的互联互通，避免了市场的无序发展和充电“孤岛”，有利于降低因不兼容而造成的社会资源浪费，对促进电动汽车产业政策落地，增强购买使用电动汽车消费信心将起到 积极的促进作用。
截止至2015年年底，全国已建成充换电站3600座，公共充电桩4.9万个，较2014年底增加1.8万个，同比增速58%。
二、《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》
促进新能源汽车应用，有利于缓解能源与环境压力、推动汽车产业结构优化和消费升级。2015年10月，国务院办公厅印发《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》，部署大力推进充电基础设施建设，解决电动汽车充电难题。
（一）加速设施建设
近年来，我国新能源汽车应用逐步推进。截至2014年年底，我国新能源汽车保有量已经超过12万辆。2015年上半年，我国新能源汽车共生产76223辆，销售72711辆，同比分
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别增长2.5倍和2.4倍。
随着新能源汽车走进千家万户，充电设施的相对缺乏更加凸显。截至2014年底，我国建成充换电站780座，交直流充电桩3.1万个。
总体来看，建设的速度相对滞后，已经成为新能源汽车推广应用的短板或瓶颈之一。近年来，各地区、各部门积极推动电动汽车充电基础设施建设，但仍存在认识不统一、配套政策不完善、协调推进难度大、标准规范不健全等问题。
针对充电难题，此次意见明确，坚持以纯电驱动为新能源汽车发展的主要战略取向，按照“桩站先行”的要求，分类有序推进建设，确保建设规模适度超前。
在建设目标方面，意见提出，到2020年，基本建成适度超前、车桩相随、智能高效的充电基础设施体系，满足超过500万辆电动汽车的充电需求；建立较完善的标准规范和市场监管体系，形成统一开放、竞争有序的充电服务市场。
国家电网公司是充电桩建设的重点企业之一，截至2014年底，其已累计建成充换电站618座、充电桩2.4万个。下一步，国家电网将推进高速公路快充网络及重点城市充电网络建设，加快“四纵四横”高速公路快充网络及京津冀鲁、长三角地区主要城市间高速公路快充网络建设。同时，加快重点城市公共快充网络建设和完善，并为电动公交、环卫、公务等电动汽车配套建设专用充电设施。
（二）统一充电标准
充电设施标准不统一，不仅会造成重复建设，更会影响用户体验。此次意见明确了“统一标准、通用开放”的原则，提出要加快制修订充换电关键技术标准，并促进不同充电服务平台互联互通，提高设施通用性和开放性。
就像原来手机充电设施一样，也都是五花八门的，大家有一堆充电器，一堆电池，现在逐步走向完善、走向统一、走向标准。
在标准建设方面将有多项工作陆续推进，一是尽快完成充电接口和通信协议等关键国家标准的修订稿发布；二是新版国标发布以后，要对存量的充电设施进行改造升级，尽快实现充电标准全国统一；三是制定无线充电等新型充电技术标准；四是计量、计费、结算等运营服务管理规范。同时，还要加快建立充电基础设施道路交通标识体系。
（三）完善扶持政策
用户居住地是新能源汽车充电的重要场所，也是当前充电设施建设的难点之一。居民小区建设充电桩遇到的主要困难一方面是车位不足，另一方面是安装充电桩涉及物业公司、业主委员会、产权单位等多方，实际操作中协调难度较大。
此次意见特别提出，鼓励充电服务、物业服务等企业参与居民区充电设施建设运营管理，统一开展停车位改造。对有固定停车位的用户，优先在停车位配建充电设施；对没有固定停
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车位的用户，鼓励通过在居民区配建公共充电车位，建立充电车位分时共享机制，为用户充电创造条件。在增量方面，意见提出，原则上，新建住宅配建停车位应100%建设充电设施或预留建设安装条件。
为电动汽车配建充电设施已被列入住建部印发的《城市停车设施规划导则》，意味着充电网络建设步入加速期。住房和城乡建设部城建司副司长刘贺明表示，该导则旨在破解长期困扰城市交通的难停车、乱停车的问题，其中，要求停车场应按标准和要求配建电动汽车充电设施。
意见还明确了七大扶持政策：一要简化规划建设审批；二要加大补贴力度，加快制定“十三五”期间充电基础设施建设财政奖励办法；三要拓宽多元融资渠道，有效整合各类公共资源为社会资本参与充电基础设施建设运营创造条件；四要加大用地支持力度；五要加大业主委员会协调力度，制定全国统一的私人用户居住地充电基础设施建设管理示范文本；六要支持关键技术研发；七要明确安全管理要求，建立安全管理体系、完善有关制度和标准。
三、《电动汽车充电基础设施发展指南（2015-2020）》
《电动汽车充电基础设施发展指南（2015-2020）》是2015年10月9日国务院办公厅印发的《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》的配套文件。
与《指导意见》重在指导具体工作开展有所区别，《发展指南》侧重于对未来对我国充电基础设施布局提供指导，不仅提出了我国“十三五”阶段充电基础设施发展的总体目标，而且还提出了分区域和分场所建设的目标与路线图。
我国充电基础设施发展的目标是到2020年，建成集中充换电站1.2万座，分散充电桩480万个，满足全国500万辆电动汽车充电需求。
（一）分区域建设
《发展指南》将全国分为加快发展区、示范推广区、积极促进地区三个区域，并提出了分区域建设目标。
首先，在北京、天津、河北、辽宁、山东、上海、江苏、浙江、安徽、福建、广东、海南等电动汽车发展基础良好、雾霾治理任务较重，应用条件优越的加快发展地区，新建充换电站7400座，充电桩250万个，满足266万辆电动汽车的需求。
在新能源汽车推广应用城市，公共充电桩与电动汽车比例不低于1：7；城市核心区公共充电服务半径小于0.9公里；其他城市公共充电桩与电动汽车比例力争达到1：12，城市核心区公共充电服务半径力争小于2公里。
率先建成京津冀、长三角、珠三角三个雾霾防治重点区域的城际快充网络，各主要城市间实现互联互通。
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其次，在山西、内蒙古、吉林、黑龙江、江西、河南、湖北、湖南、重庆、四川、贵州、云南、陕西、甘肃等示范推广区，到2020年新增集中式充换电站超过4300座，分散式充电桩超过220万个，以满足超过233万辆电动汽车充电需求。
在新能源汽车推广应用城市，公共充电桩与电动汽车比例不低于1：8；城市核心区公共充电服务半径小于1公里；其他城市公共充电桩与电动汽车比例力争达到1：15，城市核心区公共充电服务半径力争小于2.5公里。
加强与加快发展地区的互联互通，以高速公路为基础，逐步推进全国范围的城际快充网络建设。
再者，在广西、西藏、青海、宁夏、新疆等尚未被纳入国家新能源推广应用范围的积极促进地区，到2020年新增集中式充换电站超过400座，分散式充电桩超过10万个，以满足超过11万辆电动汽车充电需求。
省会等主要城市公共充电桩与电动汽车比例不低于1：12，城市核心区公共充电服务半径小于2公里；按需开展城际快充网络建设。
（二）分场所建设
《发展指南》还提出了分场所的建设目标。
国家要求，结合公交、出租、环卫与物流等公共服务领域专用停车场所，适当补充独立占地的充换电站，新建超过3850座公交车充换电站，2500座出租车充换电站、2450座环卫与物流等专用车充电站。
在居民区，建成超过280万个用户专用充电桩，鼓励有条件的设施对社会公众开放；在公共机构、企事业单位、写字楼和工业园区等单位内部停车场，建成超过150万个用户专用充电桩。鼓励有条件的设施对社会公众开放。
在交通枢纽、大型文体设施、城市绿地、大型建筑物配建停车场、路边停车位等城市公共停车场所，建成超过2400座城市公共充电站与50万个分散式公共充电桩，满足临时补电需要。
在城际高速公路服务区，2015年之前初步形成“四纵两横三环（四纵：京沪高速、京港澳高速、沈海高速、京台高速；两横：青银高速、沪蓉高速；三环：京津冀、长三角和珠三角）的城际快充网络，建成超过500座城市快充站。
2020年之前，形成“四纵四横”（四纵：沈海、京沪、京台、京港澳；四横：青银、连霍、沪蓉和沪昆）城际快充网络，建成超过1000座城市快充站。
（三）充电服务盈利模式尚未成熟
上述目标的实现并不容易，因为现在充电服务还没有特别清晰的商业模式。
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《发展指南》提出，充电服务尚未形成成熟的商业模式。在部分城市的公交、出租等特定领域，通过实行燃油对价、峰谷电价、充电服务等措施，商业模式取得一定进展，但仍不具备大范围推广应用条件。在面向社会公众的公共充电服务领域，商业模式探索处于起步阶段，由于电动汽车数量少、设备利用率低、价格机制不健全等原因，充电服务企业普遍亏损。
针对上述问题，国家能源局提出，首先要积极引入社会资本，地方政府应有效整合公交、出租场站以及社会公共停车场等各类公共资源，通过政府与社会资本合作（PPP）等方式培育市场主体，为社会资本进入创造条件。目前社会资本对充电桩的建设还处于观望状态，这个行业的商业模式并不清楚。
其次，地方政府重点要尽早出台充电服务的分类指导价格、财政补贴实施细则、为企业提供稳定的政策预期，营造有利的投资环境。
第三，充电服务企业要发挥创新主体的作用，通过积极探索与商业设施、整车销售及售后等方面的合作，利用好融资租赁、特许经营权质押、合同能源管理等业务模式，引入众筹、线上与线下相结合等“互联网”的新兴业务模式，拓展智能充放电、电子商务和广告等增值服务的多种方式进行商业模式创新，提升企业盈利能力。
充电服务短期难以通过充电服务费用收费来实现盈利，企业可以考虑通过拉动集团内部产业上游的装备制造和下游的商贸流通来获取收益，这块业务现在还属于战略投资期。
充电服务本身无法盈利，投资回收周期太长。所以并不指望单独盈利，而是融入乐视的超级汽车生态系统，在生态系统重获得回报。
（四）2016年3月底前地方发布充电基础设施规划
为了确保《指导意见》和《发展指南》落地，国家明确了组织实施体系。
首先，根据《发展指南》各地方政府要承担充电基础设施发展的主体责任，将充电基础设施发展纳入政府专项管理，建立由发展改革（能源）部门牵头、相关部门紧密配合的协同推进机制，明确指责分工，完善配套政策。在2016年3月底前，发布充电基础设施发展规划，制定出台充电基础设施建设运营管理办法，并抓好实施。
从地方政府层面来看，目前已有10个省市出台了充电基础设施的相关政策；已有15个省市出了新能源推广方面的政策，希望其余16个省（市、区）要加快这方面的研究和政策力度。
由各地制定出台充电基础设施建设运营管理办法并不是一个最终选择，这容易导致部分地区可能会产生一定的地方保护现象，并造成市场的分割。
其次，《指导意见》提出，要在中央政府层面加强协调，依托节能与新能源汽车产业发展部际协调机制，加强部门间的协同配合，有重大情况及时向国务院报告。
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具体而言，能源局从严格标准执行、理顺定价机制、加强供电监管、促进互联互通、引入社会资本等方面加快完善充电服务监管；住建部、国土资源部、公安部要从规划建设标准、设施用地、消防安全、交通标识等方面为充电设施建设运营创造有利条件；财政部、银监会、保监会要通过加大财政支持强化金融服务与保障等方式，增强社会资本信心。国管局、国资委要分别指导政府机关、公共机构和国有企业、事业单位率先在内部停车场建设充电基础设施。其他相关部门要按照各自职责分工，做好协调配合工作。
二、充电桩运营模式深度剖析
作为车联网、智能电网的“入口”，充电桩业务潜在价值巨大，在未来智慧城市、智能小区建设中将发挥重要的数据采集与分析、资源优化配置等作用，充电桩业务已具备广阔的发展前景与商业模式创新空间。
一、“充电桩+商品零售+服务消费”模式
以电动汽车充电桩为中心，建立配套的商品零售与休闲服务商业圈，将成为未来大中型城市发展电动汽车及配套产业的新模式。
以德国、丹麦为代表的欧洲国家利用电动汽车车主充换电时间，深入拓展零售、消费等业务，以充换电业务为中心，整合带动了相关产业链发展。德国的充电桩建设实施主体包括汽车厂商、供电企业、供电企业联盟、超市便利店、私人用户等，围绕电动汽车充电的2小时建立了健身、美容、购物中心，提高了充电服务的粘性与增值性。
当前国内仅有特斯拉与酒店、商铺合作共建充电站，计划覆盖全国100多个城市。随着电动汽车的爆发式增长，未来在一线城市内部的商业区域布点建立“充电桩+商品零售+服务消费”的产业发展模式对市场的吸引力将逐渐提升。
二、“充电APP+云服务+远程智能管理”模式
随着移动互联与传感技术的发展，电动汽车车主与充电桩建立实时在线的联系已成趋势。美国ChargePoint公司以及国内电动汽车运营服务商“电桩”公司提供的实时网络信息可以通过手机移动端进行查询，以获取全国范围内可用的充电桩分布情况。
通过设计、应用功能集成度很强的APP，为电动汽车用户提供充电站实时定位，实时掌控充电时间、充电电量，以及充电意外中断、充电预约提醒、故障报警等充电状态远程监控服务。以提升用户体验为目标，提供各项便利，用户可以随时自由安排、取消、变更充电流程，同时提供灵活的支付方式，增强用户粘性。
充电桩运营可以为充电站经营业主提供灵活的管理工具、丰富的大数据分析、便捷的支付交易流程以及24*7*365的后台支撑。例如：
（一）可以提供充电定价多样化选择方案。经营业主可以根据充电时间、充电流程、充电电量或任何一种组合方式进行自由定价，或针对不同的驾驶者群体或每天峰谷时间定价进行收费。
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（二）构建智能后端“云服务”运营平台，提供能源计量与管理系统，为充电站经营业主提供多种充电容量与速率选择，可通过提供灵活的充电容量以降低运营成本。
（三）为经营业主提供详细的大数据分析支撑，为改进提升服务提供依据。基于“云服务”为其提供每个充电站具体每天的有效利用小时数、高峰期利用率、充电需求人数、平均充电周期等内容。经营业主仅需登录账户，即可得到详细的数据分析报告，有效识别各站点运营情况，将关注重点及时聚焦存在经营困难的充电站。其核心在于帮助充电站经营业主集中于充电站运营，而不是站点维护等琐碎内容。
此外，随着充电桩分布范围的不断扩大，无人值守充电站将成为市场主流。日本AEC公司对快速充电站均采用“无人值守、自助操作、远程监控”的管理模式，对于分布在各酒店、旅游景点等地的交流充电桩，由业主单位来管理，自主安排对外开放的时间和定价，并通过网络、运营商、汽车租赁公司公布站点及运营服务等相关信息。
三、“整车厂商+设备制造商+运营商+用户”模式
在下一阶段，通过将整车厂商、设备制造商、用户、充电站经营业主、金融机构等利益相关方有机融合在一起，共同创造富有吸引力的产品和服务，使生态系统中的各类型企业看到广阔的未来市场空间，深入参与到价值链创造的各个环节，最大限度地形成合力，共同推动电动汽车与充电桩市场的发展。
以国内“电桩”为例，与整车厂商开展合作，构建了国内首家电动汽车电商平台，提供在线一站式服务。包括与汽车金融、融资租赁公司等金融机构合作，启动电动汽车金融计划，提供多款金融产品，为源头购车提供便利；同时计划在城市中心兴建智能的电动汽车O2O体验中心，提供不同类型电动汽车试驾体验，促进用户体验，培育潜在的电动汽车用户。
ChargePoint则发挥价值链的主导者作用，不断拓展新的盈利点，推进与利益相关方的协作共赢。至2020年，美国预计将有230万电动汽车用户，其中有10%将会分布在公寓大楼。市场调研表明，大多数用户倾向于提前在家充好电，如果不能实现在家充电，购买电动车的意愿将显著降低。ChargePoint通过启动Multi-Family Home Service，于2015年4月推出公寓用电动车充电座，将充电服务延伸至公寓大楼。由其提供充电桩，安装费用完全由其承担，仅向用户收取每月39.99美元的费用，电费部分则由用户直接支付给公寓物业管理者。如果电动汽车用户搬离大楼，ChargePoint可以暂时关闭用户所属停车格的充电桩，直到下一位电动汽车用户入住再重新启动。
这种双赢的合作，一方面，有效降低了公寓物业管理者的风险，对于公寓大楼而言，电动汽车用户通常是收入较高、社会经济地位较好的优质客户，提供停车场充电桩设施，提升服务附加值，有利于吸引更多高价值住户。另一方面，进驻公寓大楼也将进一步延伸ChargePoint当前的充电网络，有力推进充电桩生态系统利益共享。
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三、电动汽车市场前景
图表 电动汽车发展前景预测
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数据来源：产研智库
四、充电桩行业前景分析
图表 充电桩行业需求预测
数据来源：产研智库
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图表 2015-2020年分散式充电桩需求分析
资料来源：《电动汽车充电基础设施发展指南（2015-2020）》
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图表 全国城际快充网络规划图
资料来源：《电动汽车充电基础设施发展指南（2015-2020）》
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图表 到2020年各地区充电设施建设情况
数据来源：产研智库
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图表 2015-2020充电基础设施分区域建设目标
资料来源：《电动汽车充电基础设施发展指南（2015-2020）》
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图表 2020年充电基础设施分场所建设目标
数据来源：产研智库
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图表 2020年充电基础设施分场所建设目标
编制单位：
2016年2月26日
随着新能源汽车的规模不断扩大，公共充电市场成为了兵家必争之地。充电设施不完善，严重制约了新能源汽车发展。为了促进产业发展，国家能源局制定的《电动汽车充电基础设施建设规划》与《充电基础设施建设指导意见》草案中明确提出，到2020年国内充换电站数量达到1.2万个，充电桩达到450万个。通过对我市汽车充电桩进行调研，情况如下：
一、什么是充电桩
充电桩是电动力车的电站，其功能类似于加油站里面的加油机。每个充电桩都装有充电插头，充电桩可以根据不同的电压等级，为各种型号的电动车充电。电动汽车充电桩采用的是交、直流供电方式，需要特制的充电卡刷卡使用，充电桩显示屏能显示充电量、费用、充电时间等数据。充电桩一般提供常规充电和快速充电两种充电方式，人们可以使用特定的充电卡在充电桩提供的人机交互操作界面上刷卡使用，进行相应的充电方式、充电时间、费用数据打印等操作，充电桩显示屏能显示充电量、费用、充电时间等数据。
二、我国充电桩发展历史
2006年，比亚迪在深圳总部建成深圳首个电动汽车充电站。2008年，北京市奥运会期间建设了国内第一个集中式充电站，可满足50辆纯电动大巴车的动力电池充电需求。2009 年10月，上海市电力公司投资建成上海漕溪电动汽车充电站，是国内第一座具有商业运营功能的电动汽车充电站。2009年底，北京首科集团在健翔桥建设完成了国内第一个包含完整智能微网的北京纯电动乘用车示范充电站。2009年12月31日，南方电网投产的首批电动汽车充电站（桩）在深圳建成投运，建设规模为2个充电站、134 个充电桩（栓）。2010年3月31日，国家电网公司唐山南湖充电站建成投运，是我国首座国家电网典型设计充电站，可同时为10台电动汽车按快充和慢充两种方式进行充电作业。2015年12月28日，质检总局、国家标准委联合国家能源局、工信部、科技部等部门，在京发布新修订的电动汽车充电接口及通信协议5项国家标准，新标准将于2016年1月1日起实施。
三、充电桩分类
1、充电形式：电动汽车充电桩一般每次充电可行驶200-300公里，除少数可以在自家车库进行慢速充电外，一般都要通过专用充电站（桩）进行充电，一般有三种充电形式：快速充电（10-30分钟充满），中速充电（1-2小时充满）和慢速充电（6-10小时充满）。
2、充电桩按安装方式可分为落地式充电桩、挂壁式充电桩。落地式充电桩适合安装在不靠近墙体的停车位。挂壁式充电桩适合安装在靠近墙体的停车位。
3、充电桩按安装地点可分为公共充电桩和专用充电桩。公共充电桩是建设在公共停车场（库）结合停车泊位，为社会车辆提供公共充电服务的充电桩。专用充电桩是建设单位（企业）自有停车场（库），为单位（企业）内部人员使用的充电桩。自用充电桩是建设在个人自有车位（库），为私人用户提供充电的充电桩。充电桩一般结合停车场（库）的停车位建设。
4、按充电接口数可分为一桩一充和一桩多充。
5、按充电方式充电桩（栓）可分为直流充电桩（栓），交流充电桩（栓）和交直流一体充电桩（栓）。
四、电动汽车充电站现状分析
当前，我国新能源汽车产业正加速发展，而下游充电桩数量的不足，则成为了制约其发展的主要瓶颈。数据显示，截至2014年底，我国电动汽车与充电设施的配比超过4:1，而标配为1:1，历史欠账严重，同时，新设施建设也严重滞后，而新能源汽车增量还在快速增加。电动汽车增长倒逼充电桩投资加快，应该是产业链最确定性的投资机会，对应市场规模或在千亿元级别。据统计，2014年新能源汽车共生产78499辆，销售74763辆，比上年分别增长3.5倍和3.2倍。目前，新能源汽车的发展呈现爆炸式增长，市场上在售的新能源汽车品牌和车型不断增多，现有的充电设施规模远远无法满足未来电动汽车的发展需求。随着新能源汽车的规模不 断扩大，以充电桩建设为重心的电动车后服务市场，势必会使充电桩领域吸引投资。数据显示，截至2014年底，我国共建设充换电站506个，充电桩3.73万个，加氢站4个。显然，这一数字远远不能满足市场的需要。但让人感到尴尬的是，在不少城市，这些已建成的充电站利用率并不高，相当多的充电站处于严重亏损中。
五、当前产业政策
2014年6月开始，国家能源局已经开始制定《电动汽车充电基础设施建设规划》以及《充电基础设施建设指导意见》，会从建设、运营、管理等多层面进一步加强对于充电基础设施建设的支持。而在下一步，国家也会把充电设施标准等作为示范城市考核的标准，以促进地方政府对于充电基础设施建设的积极性。“充电难”如今已经成为了制约我国电动汽车发展的主要瓶颈。充电桩是新能源汽车的基础配套设施，但处于极度的“供不应求”。政策提出了充电桩建设的最低下限值，即《电动汽车科技发展“十二五”专项规划》提出到2015年左右，在20个以上示范城市和周边区域建成由40万个充电桩、2000个充换电站构成的网络化供电体系，预计总投资在600亿元以上。虽无准确的官方数据调查充电桩数量，但市场估计我国共有充电桩数量不足3万个，未超过目标值的一半，远远滞后规划要求。市场对充电桩基础设施的需求更大，2015年新能源汽车基本产业化，纯动力汽车 和插电式汽车市场保有量至少达到50万辆，2020年新能源汽车超500万辆，按充电接口与新能源汽车数量比例不低于1:1，一辆车对应1个慢充、0.2个快充计算，2015年对慢充和快充的市场需求至少有50万和 10万个。可以预见，充电桩在短期内迎来爆发式增长，且新能源汽车与充电桩建设互为正反馈，充电设施和运营巨大的投资机会来临，充电设施市场预计达到千亿元。
山西省将实施鼓励新能源汽车生产、使用的政策措施。如，设立新能源汽车产业发展奖励资金，专项用于支持新能源汽车的生产和推广应用；实施停车费减免政策，在部分城市公共停车场、市政道路和繁华商业区停车场，对新能源汽车实行减免停车费政策；制定新能源汽车用能优惠政策，通过能源价格等杠杆，引导消费者使用新能源汽车等。
对于太原市而言，将编制新能源汽车产业基地发展规划(2014年至2020年)，并上报省经信委。同时，太原市将重点建设年产5000辆电动城市客车项目，打造电动汽车产业基地；依托江铃重汽等企业，重点建设两万辆煤层气重卡和8万台高端重卡发动机项目，打造燃气汽车产业基地；在太榆科技城开展煤层气气化和液化、煤制氢及氢能在新能源汽车领域的应用技术研究。
六、电动汽车行业趋势分析
（一）有利因素 电动汽车的发展主要源自于产品本身的优点以及国家政策的推进。与传统汽车相比，电动汽车具有能源利用效率高和环境污染少（或无污染）的特点，发展新能源汽车能够缓解能源供给和环境保护压力。传统汽车燃料来自于石油，而石油传统化石燃料是非可再生能源，总量有限。一方面石油价格持续高位运行，提高了人们的生产、生活成本；另一方面，我国作为石油进口大国，石油对外依存度已超警戒线，不利于国家安全。电动汽车的推广利于降低石油消耗，可有效缓解能源供给压力。此外，电动汽车有利于环境保护。汽车尾气中含有大量有害物质，其中主要包括固体悬浮颗粒、一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫等，危及人类的呼吸系统、心血管系统；同时，汽车尾气中含有大量二氧化碳，会加剧当前的温室效应。电动汽车可有效改变这一情况，在实际使用中，电动汽车尾气排放显著低于传统汽车：混合动力汽车尾气排放通常可以减少尾气排放5%-50%，纯电动汽车则可以真正做到“零排放，零污染”。我国电动汽车行业的发展另一方面主要受益于国家政策的支持。新能源汽车从2009年开始逐步出台国家和省地市级的补贴政策。按照国家的补贴政策的范围和车辆的运营领域，将受补贴的整车分为三
类：十米以上城市公交、公共服务领域用的乘用车和轻型商用车（主要是出租、环卫、城管等领域）和私人消费的新能源汽车。
（二）不利因素
1、电池是阻碍新能源汽车推广的最大壁垒
无论是哪种类型电池，在体积、重量、安全性都存在或多或少的问题，与消费者的要求存在一定差距。目前新能源汽车使用磷酸铁锂电池和锰酸锂电池较多：磷酸铁锂电池在安全性，使用寿命方面存在较大优势，但密度过低是其明显缺陷，这将导致电池体积过大，不利于汽车内部的布局。另外，磷酸铁锂的技术专利掌握在美国企业手中，若大规模应用，存在一定的专利风险。锰酸锂电池在振实密度方面比磷酸铁锂略好，但在能量密度、充电次数等指标上明显不如磷酸铁锂电池。
电池一致性是技术上的一大难题。新能源汽车的电池组由多块单体电池组合而成，由于各单体电池电压、内阻、容量等特性的差别，通过不断充放电，单体电池间的不一致性将会持续恶化，电池组性能不断下降，最终导致使用寿命、安全性等各方面问题。如何降低电池组的不一致性，使其控制在可以容许的范围内是各个动力电池厂商的研发重点。在实际生产中，许多电池厂商均可以生产合格的单块电池，但在组合后电池性能显著下降。
2、充电设施建设进度缓慢，充电不够方便
充电设施主要有充电站、充电桩两类。充电站采取集中式充电，可同时为多辆新能源汽车充电，常用于环卫、公交 类新能源汽车的充电。充电桩主要分布于各个居民小区或工作地附近的停车场，多用于私人用新能源汽车充电。当前我国各个试点城市的充电设备较少，且设备分布较集中，消费者充电不便，充电设施建设进度的滞后拖累了新能源汽车推广。
3、新能源汽车购置成本高
由于尚未产业化，即使扣除中央和地方的新能源汽车补贴，新能源汽车购臵成本仍大幅高于常规汽车。对于自主品牌乘用车厂商而言，其客户多为中低端消费群体，他们对产品的价格敏感度较高，高价的新能源汽车对其更加缺乏吸引力。
七、充电桩行业市场竞争程度
垄断电动汽车充换电设施建设五年后，国家电网终于在全国两会期间松口全面放开，允许社会资本与国网竞争，投资建设充换电设施。对新能源汽车企业在市场推广产品是个很大的利好，更多资金和竞争者进入，充电设施建设和充电服务会有所改善。大多数投资者和新能源车企选择观望，至少有三个待解问题让他们打消投资念头：充换电站的运营模式不清晰；各地的充电设备与当地车企挂钩，不能通用；前期投资巨大，看不到盈利时间点。
不过这项新规定，为新能源汽车企业市场化提供了更广的空间，在家用充电领域可以大范围推行。比亚迪、启辰等 车企内部人士接受21世纪经济报道记者采访时表示，他们都在积极推广家用充电设施，短期内这是最有效的模式。
国家电网放权充电桩市场不仅仅是体制改革的一个进步标志，也是企业市场竞争加剧的表现，在市场放权的同时，让市场的竞争模式更具自由，从垄断走向自由是一个时代的进步，也是国家电网的一个大进步。
八、我市电动充电桩市场情况
据了解，为保护大气环境，提升城市品位，满足市民越来越“挑剔”的出行需求，太原市决定将原来烧油烧气的出租车全部更换为环保清洁、漂亮舒适、几乎无噪音的电动汽车。据太原市交通局局长郭治明说：面对不断更新的出租车，规划部门均有规划，将继续在长风商务区、博物馆、便民中心以及新建的图书馆、南站、飞机场等地方建设充电桩。具体来说，长风商务区1000个，南站250个，图书馆建400个，环路半径中1500个，此外，太原各公园底下将建6000个停车位，其中30%将为充电桩。考虑太原市出租车今年经营期到期，以及车辆的报废期陆续到期，借此机会，将一次性更新完8292辆出租车。到2月25日为止，已经上路的电动出租车是400多辆，今年3月份将更新2000辆。春节前充电桩的建设是420个，目前更换车的数量和现在充电桩的数量是可以满足要求的。太原未来还将建设充电塔。充电塔是什么概念呢？就像10层楼房，里面全部是充电设施，可 供司机吃饭、如厕、休息、维修。长风商务区地下室部分，已经设立了驾驶员的休息厅，方便司机充电时休息。
与传统的加油加气不同，电动汽车充电充满了网络气息，费用支付也变成了线上支付方式。出租车司机在手机上下载充电设施APP后，接通电源，在充电桩上扫描二维码，点击“充电”，即可完成。一般充满一次电，大概需要两个小时。太原市目前已有三座电动汽车充电场站投入使用，共有充电桩240个。仅长风商务区2号、4号停车场充电场站，春节期间就为新出租车充电313次、用电1.3万千瓦时。
九、效益分析
太原市的电动汽车充电费用由两部分构成，电费和服务费。其中，电费又分为峰、谷、平三个价格：用电高峰期，8时至11时，18时至23时，每千瓦时0.7640元;低谷期，23时至7时，每千瓦时0.3109元;平峰期，11时至18时，7时至8时，每千瓦时0.5292元。与烧气相比，3种电价高峰期成本要略高。太原市目前制定的服务费价格是每千瓦时0.45元。据了解，目前国内电动汽车充电场站服务费的最低价格是每千瓦时0.6元。太原市之所以要低于这一标准，目的是让利出租车司机，更加有助于电动出租车在全市的推广。
二、项目推荐方案的优缺点描述
1.优点
2.存在问题
3.主要争论与分歧意见
4.对应修改的主要问题进行说明，提出修改意见
三、项目主要对比方案
1.方案描述
2.未被采纳的理由
四、结论与建议
附件
一、附图
1.电动汽车项目场址位置图
2.电动汽车项目工艺流程图
3.电动汽车项目总平面布置图
二、附表
1.电动汽车项目投资估算表
(1)电动汽车项目投入总资金估算汇总表
(2)电动汽车项目主要单项工程投资估算表
(3)电动汽车项目流动资金估算表
2.电动汽车项目财务评价报表
(1)电动汽车项目销售收入、销售税金及附加估算表
(2)电动汽车项目总成本费用估算表
(3)电动汽车项目财务现金流量表
(4)电动汽车项目损益和利润分配表
(5)电动汽车项目资金来源与运用表
(6)电动汽车项目借款偿还计划表
3.电动汽车项目国民经济评价报表
(1)电动汽车项目国民经济效益费用流量表
1 电动汽车的基本原理
在直流电动机的分类里, 永久磁铁的永磁式电动机和电磁铁的绕组励磁式电动机是主要的两种, 电动汽车一般会选用复励电动机。在需要有换向器、电刷等装置才能运行的时代里, 直流电动机因为技术的不够成熟, 在电动汽车上的应用被大大地限制了。随着技术的不断发展, 无刷电机弥补了有刷电机的不足, 从而使得直流电机在包括电动汽车在内的多种场合被应用, 无刷电机之所以能够被加以利用到电动汽车上, 与它具有与其他直流电机同样的转矩一转速特性密不可分。如图1 可知无刷电机具有与其他直流电机同样的转矩一转速特性。
所以无刷电机成为电动汽车发展的关键所在, 所以本文所述的电动汽车都是基于无刷电机来阐述的, 技术基础也基于无刷电机的发展之上。
汽车的性能一般与爬坡能力、最大行驶速度以及加速度的大小等参数息息相关。对于汽车的最大速度而言, 大小直接取决于电机的最大转速和传动装置的最小传动比。传动装置不在本文的探讨范围, 所以不提。爬坡能力和加速度也是取决于电机的功率, 这与电源系统的设计息息相关。
2 电动汽车的蓄电池要求
电动汽车蓄电池的能量高低直接决定论电动汽车行驶里程的大小, 电动汽车的行驶的距离在小范围内与蓄电池的容量成正比, 但是, 蓄电池的容量并不是越大越好, 因为随着蓄电池的体积会随着容量的递增而增大, 同样材质的电池, 体积越大, 重量也越大。这中间存在一个拐点, 再增大容量或减小容量都会减小汽车行驶里程, 这就是最佳电池容量。
蓄电池都是直流电源, 在电动汽车里面直流电源有两个作用, 第一个作用是直流电源经过斩波电路, 使之成为电动机所需要的电源;另外一个作用是电动汽车各个辅助器件如车灯、空调、各种显示仪表等需要的电源, 但是首先应将直流电源变换电压, 电流等参数以适应不同部件的需求。如图2 是蓄电池的作用框图。
连续放电不超过1C, 典型的峰值放电不超过3C是蓄电池必须满足的能量和容量要求, 这才能保证在电动汽车中的蓄电池放电要求, 而在安装反馈制动装置的情况下, 电池组能够接受的脉冲电流冲动必须高达5C。能量足够大, 才能保证电机的正常运转, 容量足够大, 才能使汽车的电机更加持久的运行。蓄电池还必须保证深度放电不会影响它的使用寿命, 这是一个特殊的要求, 汽车不可避免的会有长途运行, 电池也就会不定期的会进入深度放电的状态, 如果不能在深度放电情况下保持使用寿命不受损, 电池就无法真正长久重复的高效利用。蓄电池还要保证能够实现满负荷功率运行以及全放电运行, 这是汽车在爬坡或者负载重的时候可能达到满负荷功率和全放电运行方式的一种预防配置, 否则汽车负载或者爬坡即损坏电池, 这是代价巨大而不能承受的。另外需要安装电池管理系统和热管理系统以保证蓄电池的安全运行, 以便显示电池组的剩余能量与实现温度控制, 众所周知, 温度过高会损坏电池, 甚至导致爆炸等事故。这是电动汽车在使用过程中必不可少的信息获取过程, 否则驾驶者对于电动汽车的即时信息毫无所知, 这在驾驶过程中是危险而毫无保障的。不仅如此, 在分析选用各种电源时, 还要从中选用品质更高的电源, 注意充放电时间长短。充放电时间直接影响用户充电的频率, 时间, 周期, 直接影响使用体验, 故而不得不考虑。最后从空间布局设计来看, 由于蓄电池容积比较大, 故其设计、空间布置以及安装要合理。
3 电源蓄电池的选择
电源是电动汽车的核心部件, 电动汽车的好坏, 与其供电电源有着密切的关系, 一个好的电源可以使电动汽车行驶的更远, 更加稳定。蓄电池的选择, 首先电流必须能够达到100A以上, 功率必须大于电动机和车上配置的各种电子设备的功率之和, 这是功率电流方面选择的要求。综合来看, 锂离子电池目前是特性最为优越的蓄电池, 它的比能量可以达到100-150W.h/kg, 是铅酸蓄电池的3 倍以上, 比功率高达1500w, 功率密度大, 这能够很大解决容量、比重的问题。它比其它类型的蓄电池单片电池片电压高, 它的单体电池电压能高达3V以上, 这可以减少为串联增大电池组电压而串联的电池片数量, 从而大大减小电池的无关质量。锂电池可以循环使用1000 多次, 充电放电效率很高, 放电率能高达200A, 这达到了前面所述的要求。难能可贵的是锂电池没有记忆效应, 有利于蓄电池的重复利用。如果利用电池片的串并联技术, 可以组装成为容量巨大的蓄电池箱。但是, 锂电池并非十全十美, 它也存在一些问题, 比如说快速放电能力差, 价格过高以及过充放电保护的问题, 这些并不在本文探讨范围内, 略过不提。除此之外, 锂电池在过充的时候, 极容易导致爆炸或者火灾, 如果管理不善, 锂电池就极可能酿成大祸。所以为了确保锂离子电池的安全性, 一般会为电动汽车配置电池管理系统, 以防危险的发生。其主要功能包括:电池物理参数实时监测;在线诊断与预警;电池状态估计;充、放电与预充控制;均衡管理和热管理等, 通过电池管理系统, 可以明显减小锂电池的危险系数。这是蓄电池的选择的大致考虑。附图3 说明锂电池的充电过程。
但是, 由于价格, 技术等方面的限制, 具体操作的时候, 需要综合考虑, 选择最适合的综合方案, 均衡使用各方资源。
4 结语
现代电动汽车的电源系统的研究方兴未艾, 而且与电池技术, 新材料的发展息息相关, 本文对现代电动汽车的电源系统探讨极为有限, 但是在蓄电池的要求, 选择上面, 作出了初步的探索, 系统的安全性, 实用性方面进行了综合考虑, 对系统的安全性, 实用性进行了探讨。但是探讨绝不仅限于此, 随着技术的发展, 探索的深入, 我们必定能够找到更加合理, 环保, 安全的系统设计。
参考文献
[1]王兴贵, 黄志勇, 孙宗宇.无刷直流电动机电流滞环跟踪控制方法的研究[J].微电机, 2010 (02) .
关键词：压电效应；发电装置；设计；功能
中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2016）12-0036-03
压电材料是一种重要的功能材料，在航空航天、能源以及冶金化工工业和军事等领域有着广泛的应用。压电材料是指在受到外界应力作用时在两端面间出现电荷聚集现象的晶体材料。利用压电材料的这一性质可实现机械能—电能的互相转换。电动汽车在行驶过程中伴随着巨大的能量消耗，对这些损耗能量收集再利用是提高电动车续航性能的主要方式，也是适应当前节能减排、保护环境的重要手段，有利于电动汽车的广泛推广和长远发展。
1 国内外研究现状
1.1 美国麻省理工学院的压电发电鞋
在过去的十几年中，压电材料的研究与应用取得了重大的进展，这主要得益于材料制备工艺的成熟和对材料性能与机理的深入研究。20世纪末，美国麻省理工学院研究小组研发出一种将压电材料置于鞋底的压电发电装置（如图1所示），该装置利用人行走时对鞋底的压力，引起置于鞋底的压电片产生形变进而发电，最终获得了1.8 mW的平均输出功率[1]。
1.2 日本研发的压电发电地板
2006年，日本将研制的压电发电装置置于人流量密集的地铁检票口地板下（如图2所示），通过人行走在上面的压力发电，经过3 a的改进，2008年发电地板每天已经能够产生500 kW·s（约0.14度）的能量。
2 压电发电的原理
压电材料能充分利用机械能—电能的转换效应产生电能，并将其存储起来。压电现象分为正压电效应和逆压电效应。正压电效应是指当压电材料受外力发生形变时，其内部电介质发生取向或位移极化，在内部出现大量的电偶极子，在压电材料表面产生极化电荷的现象（如图3所示）；逆压电效应与之相反，指当压电材料受电场力作用时，其形状改变或表面电荷重新分布的现象（如图4所示）。
3 硬件系统设计
压电发电装置按其功能结构可分为电能产生、电能收集、电能转换、电能储存4个部分。设计的压电发电装置结构如图5所示。
压电发电装置的具体功能实现如下：1） 电能产生部分。压电片以弹性金属片为衬托，采用多层悬臂梁式的安装方法[2]，安装在汽车轮胎的内壁上，多个悬臂梁结构单元并联后由导线引出。2） 电能收集部分。由于需要频繁地充放电，可由电容器来完成。3） 电能处理部分。由AC-DC转换器、稳压器、电压放大器等依次相连构成，其中AC-DC转换器将压电片由于振动产生的交流电转换为直流电，经稳压器后使此时的直流电保持恒定，再经电压放大器升压后将电能充入电动汽车电池中。4） 电能储存部分。利用电动汽车自带电源，通过电池控制与管理系统控制由压电片产生电能的储存。
4 系统功能分析
压电材料本身为绝缘物质，为简化对问题的分析，当其两极加载一定电压时，可视为电容器。压电材料不仅有电容特性，同时还有正、逆压电效应，可以通过对压电材料的这一机电耦合特性对压电材料的原理进行分析，并加以利用[3]。为此，可进行如图3和图4所示压电材料机电耦合性能原理性试验。
无外加电压和外力时，此时在其伸缩方向的长度为L1。图3为外加力F时，压电材料在其伸缩方向上的变化，此时在其伸缩方向的长度为L2。图4为外加电压U（即对压电陶瓷进行充电）时，由于压电陶瓷的逆压电效应，在其伸缩变形方向发生形变，形变后压电陶瓷长度为L3；在断开电源后的一段时间里，压电材料两端的电压在无负载时基本保持不变，当外接负载时会有缓慢下降趋势；最后压电材料由于两端放电而恢复形变，放电完毕后瞬间其长度为L4。此时L4并不等于初始长度L1。
通过上述试验可以得出压电材料有机电耦合的性能，可通过压电方程进行理论分析。对于压电材料来说，只考虑其力学、电学之间的相互作用，而不考虑其他方面的因素影响时，从力学参量和电学参量中各任选一组作为自变量和因变量，可组成下列方程组[4]，即压电方程：
式中：应力σ与电场强度E为自变量，应变ε与电位移D为因变量，即认为应变ε与电位移D的变化是由于应力σ与电场强度E的变化引起的；SE为短路弹性柔顺系数；β为压电常数。
由上述分析可得出如下结论：1） 压电材料具有电容特性，能以电能的形式对外加激励时产生的电荷进行储存。2） 压电材料具有机电耦合的特性。压电材料所储存的能量可分为电场能和应变场能，其中主要为电场能。电场能可进行瞬间回收利用，应变场能释放缓慢，这与外接负荷和压电材料本身的特性有关，能否对其完全回收主要与其释放周期有关[4]。
5 结语
设计一种利用压电材料收集电动汽车在行驶过程中损耗的能量的装置，通过试验分析并验证了该装置能量收集效率较高。目前，压电材料已广泛应用于化工、医疗、国防等领域，尤其在以经济、环保、智能为目的的新能源电动汽车行业中，压电发电装置更展现出很好的应用前景，是电动汽车技术发展的前沿和重要方向，对于当前和未来发展都具有重大意义。
参考文献
[1] 钟正青.压电式轮胎发电机的设计与实验[D].重庆：重庆大学，2009.
[2] 许颖颖，龚俊杰，宋子玲，等.悬臂梁压电发电装置的实验研究[J].机械工程与自动化，2012（1）：80-81.
[3] 孙亚飞，陈仁文，陈勇，等.压电材料电荷能量回收技术研究[J].压电与声光，2001（1）：71-74.
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