电动汽车技术路线可行性

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1、电动汽车 技术路线 ”可行性 第一部分发展电动汽车已成为国际汽车发展的新趋势2005 年，全国数百家企业的各种轻型电动车 含电动自行车）的总产量预 计已经达到 900 万辆。绿源在过去的一年内共生产各种轻型电动车包括电动自行车）近 20 万辆，一些关键的技术创新成果 如能量回收技术，新型节电模 式，等等）也在产品中成功运用，企业取得了比较好的经营效果。在这个辞旧 迎新的 2006 年春天，我们是不是需要再一次超越企业经营者的本分，从业者 的角度来思考一些新的理论问题，探讨对电动车产业未来发展的新思路。在石油资源日益短缺的大背景下，如何减少交通对石油资源的不可循环的 消耗，发展电动交通工具，特别

2、是促进发展电动汽车 EV ）是世界性的重大课 题，不仅是中国社会关注的话题，也是国际社会十分关注的重大问题。最著名 的电动车促进计划就是 PNGV 计划，早在 1993 年 9 月 23 日，美国总统克林 顿 ， 在 白 宫 正 式 宣 布 美 国 政 府 开 始 实 施 “新 一 代 汽 车 合 作 计 划 ”PartnershipforaNewGenerationofVehicles ）简称 PNGV 计划，为组织实施 这个计划，美国政府每年拨款 3 亿美元，通用、福特、戴姆勒 克莱斯勒三大 汽车公司每年投入 10 亿美元，该计划由美国副总统戈尔真接分管，总体协调， 参加的政府机构有：能源

3、部、交通部、国际部、商业部、航空航天局、环保总 署等，还有地方州和市政府，参加的厂商遍及 30 个州，美国的许多名牌大学， 国家研究机构、国家实验室也参加了这个计划，参加的单位共 453 个，研究计 划包括 758 个子课题。每年春季由美国科学院研究委员会负责对该计划的成果 提出评审报告。据当时的媒体报道，在美国总统克林顿看来，也许只有 “阿波 罗”登月计划可以与此相媲美了。到了 2002 年 9 月，布什政府又制定了新的 “FreedomCA”R 计划来取代 PNGV 计划，其中 CAR 是 CooperativeAutomotiveResearch 合作汽车开发） 的缩写，进一步推动清洁汽

4、车的开发。美国总统布什在 2003 年 1 月 28 日发表 讲话公开支持 FreedomCAR 和氢燃料计划的研究，并建议投入 12 亿美元研发 经费，同时，布什还进一步建议在未来的 5 年内共投入 17 亿美元针对以氢为 燃料的燃料电池氢源基础设施以及先进车辆技术进行资助。在日本，通产省于 1991 年制定日本的电动汽车发展计划，要求到 2000 年 底在日本推广 20 万辆电动汽车， 2000 年当年的电动汽车产量达到 10 万辆。 因为技术和成本的原因，日本的这一计划未能完成。但是，日本政府仍然大力 支持电动汽车的研究及试用。 96 年又开始推动 “低公害车开发普及行动计划 ”， 不仅

5、对各种专项研究给予大规范政府资助，而且制定了各种旨在促进清洁能源 车辆推广普及的补助和免税行动。有资料称， 1998 财政年度，日本用于清洁能 源汽车普及的金额约 8 亿美元。政府对各种 EV 和 HEV 提供的补贴大约为每辆 车 90-380 万日元，按车型不同有所区别，还辅之以各种减负税收的优势政策。在欧洲，欧盟 90 年代初就制定了 FPFrameworkProgramme ）系列计划 和燃料电池研发计划 R&DD ），旨在推动电动车产业发展。 1994 年 12 月，法 国政府公开表示支持推广电动汽车， 95 年 5 月 9 日颁布各种旨在促进企业制造 和消费者购买的补助政策。到了 2

6、002 年，法国政府又开始实施新的电动汽车 研究计划“PREDIT11 2002/2006”，总预算约5700万欧元，这个计划公布的 电动车辆购买补助首次包括了电动自行车和轻型电动车 510 欧元），对电动轿 车的补助则高达 3050 欧元。其它欧洲国家如英国、瑞典等也 十分支持电动车的开发，限于篇幅就不一一描述了。总之，从克林顿时期著名的轰轰烈烈的 PNGV 计划，到布什政府的较为务 实的 FreedomCAR 计划，再从日本的 “低公害车开发普及行动计划 ”到法国政府 PREDIT111 计划，都体现出各国政府对 EV 产业的重金投入和官方主导性以及 对 EV 产业的关切程度。我们不难看出

7、，从上个世纪 90 年代初开始，经历了能 源危机和关注环境污染危害的世界各国都十分期待电力交通时代的到来。这十几年来，因为各国政府和民间力量的合力推动， EV 和 HEV 在技术上 取得了一些值得称道的成就，特别是在混合动力的 HEV 方面， HEV 已经有一 点商业化势头，目前，美国公布的节能目标是百公里油耗小于 3 升，各大企业 都有一些符合要求的产品可以投放市场，但因为 HEV 仍然不能摆脱对石油消 耗，被普遍认为是属于节能清洁型车辆的中间状态，而不是最终目标。作为真 正的电动汽车，纯电动的 EV 和 BEV 却基本遭遇了严重的产业化失败。纯电动汽车失败的著名例子有两个，一个是日本本田的

8、 Plus 被停止开发， 据科技日报 2002 年 6 月报道，本田公司从 80 年代起就开始了电动汽车的 研究开发，1996年终于推出纯电动的 EV车“Plus,” 1997年“Plus出租到美 国，该车使用镍氢电池，最高时速 130 公里，但这种纯电动汽车终于因为各种 “难题”而失败，本田公司已经停止了进一步的开发；另一个著名的例子是最著 名的美国通用的 EVI 的无奈结束。 2003 年 11 月，科技日报以醒目标题评 论全电池电动汽车的命运：无奈，无奈，无奈！胎死腹中的全电池驱动汽 车，该报驻华盛顿记者张孟军写道： “今年是全电池电动汽车的灭顶之灾年。 不仅福特、戴姆勒 克莱斯勒、丰田

9、、本田和日产等汽车制造公司全面停止了 全电池电动汽车的生产，就连开发电动汽车最积极的通用汽车公司，在生产了 1100 辆双座 EVI 电池汽车后，也停止了电池电动汽车的开发和生产计划，并表 示不再继续提供 EVI 电动汽车的出租业务。随即通用汽车公司将大约 100 辆 EVI 车送到纽约，用于研究在寒冷气候条件下电池性能，剩余车辆有些将送入 博物馆，有些将被作为废金属处理 ”。 “通用公司说，每生产一辆 EVI 要花费 8 万美元 包括研发成本），而出租这种车每日的租费为350 美元，纯属亏本生意，只好停产。 ”至此，在美国，全电池电动汽车尚未问世就已夭折。然而，同样是这个对电动车来说不平凡的

10、 2003 年，在东半球的中国却经 历了另外一种截然不同的景象。中国一大批毫不知名的小企业，开始了自己的 电动交通的事业。 1997 年，从几家企业起步，总年产电动自行车不到 2 万辆， 到了 2003 年，参加企业近千家，总年产量一举突破 400 万辆， 6 年增长超过 200 倍。更富有戏剧性的事件是，中国电动交通工具的事业一直是争议中前 进， 2002 年北京市交通管理部门明确反对电动自行车上路， 2003 年，福州禁 止销售电动车。但轻型电动车生产、创新、研发一直没有停止，市场认可度还 有所提高。 2003 年全国电动车产量比 2002 年的 170 万辆增长超过 1 倍，绿源 公司2

11、003年的产量也超过 8.2万辆，比初创时的 1997年的 0.3万辆增加了 27 倍，比 2002 年的 4.5 万辆增加了 1.8 倍。更重要的是，经过 2003 年的发展，中国的轻型电动车产业开始强大起 来，一大批原来从事摩托车配件生产的企业积极加入电动车产业，产品款式快 速的增长，新车型推出的速度极快。 2004 年开始，电机动力性能和电子控制技 术也飞速发展，电机功率从一开始的 150W 逐步上升成熟，到 2004 年底，额 定功率 500W ，最大输出功率 1KW 的高性能稀土永磁电机已经低成本地大批量 生产，极大满足了人们的使用需要。轻型的电动交通工具不仅可以满足城市中 低收入居

12、民的出行代步需要，而且也可以满足农村居民的生产生活需要，不断 降低的价格和不断提高的性能为轻型电动车赢得了实实在在的市场。为什么电 动车辆在美日会因技术原因遭遇商业上的死亡陷阱，而中国却显现出如此强劲 的生命动力呢？1）市场条件是决定技术路线的关键因素： 西方发达国家，特别是美国，是一些汽车文化高度发达的国家，它所面临 的主要问题是开发研究替代传统汽车的电动汽车。因此，无论是 PNGV 计划还 是 FreedomCAR 计划，其技术路线的核心都贯穿于希望替代汽车的电动交通工 具达到或者接近传统汽车的动力性能。在美国，汽车总保有量已经超过总人 数，几乎人人都是 或将是）汽车的消费者。如果某个公司

13、制造一种“电动汽车 ”无法快速行驶或者加速性能较差，它就无法指望消费者会认同、使用和购买这 种产品。因此，任何一种在性能上与传统汽车有很大差距的 “电动车辆 ”在美国 几乎肯定是没有市场的。但是，大家又必须面对一个严酷的现实，这就是， “电 池的储能效率与汽油相比实在是太低了 ”，美国通用公司研究发展中心的 LawrenceJ.Oswald 博士写道： “电池中的能量只有汽油式柴油的 1-2%”，以时 速96Km/H 行驶160Km，电动汽车EVI ）的电池总能量为 13.6kwh，电池总 重量为395Kg，体积172064cm3，而汽油汽车耗油总能量为 63.5kwh，重量只 有5.7Kg，

14、体积7190cm3，鉴于此，还鉴于电机技术资源等其他方面的原因， 要让电动车辆在近期内达到传统汽车的性能价格比水平是不可能的！因此， PNGV 计划实施了近十年时，美国乃至整个西方发达国家不得不放弃依靠电池 的纯粹电动的理想目标，放弃纯电动汽车在近期实现商业化的努力，代之以鼓 励混合动力型HEV ）来部分地达到节约能源和减少排放的目标，也尽力从燃 料电池上寻求技术突破，但不能够指望近期商业化。中国的情况完全不同，与美国相比，我们还远远没有达到 “汽车社会 ”。虽 然，近几年来我国的私人汽车增长迅速，轿车快速进入家庭的话题也引人关 注。但是，这种增长与拥有 13 亿人口的大局来比，仍然仅仅是一个

15、小小的开 始。媒体在 2003 年报道，我国的私人汽车总保有量达到 1200 万辆，北京 2004 年 9 月报道北京市私人汽车保有量已突破 100 万辆，其中私人轿车 65.6 万辆。因此，我们估计，到 2005 年底，全国私人汽车的社会保有量大约为 1500 万辆，按北京的比例私人轿车的水平大约为60%估计，全国私人轿车的总保有量大约为 990 万辆尚不足 1000 万辆），就以 1000 万辆计算，与 13 亿人口和 3.5 亿个的家庭来比，我国私人轿车的人口比例和家庭比例分别为 0.7%和 2.8% 。这是一个非常小的数字。相反，非机动车和摩托车在中国的保 有量却是一个十分庞大的数字。

16、在中国，有超过 5 亿辆自行车，有近 8000 万 辆两轮摩托车，有近 2000 万辆电动自行车和轻型电动车，三者相加的总数超 过 6 亿，面对这个庞大的人群中任何改善交通条件的努力都会受到热烈欢迎。 提供一种性能较好 但不及传统汽车）同时又可以遮风挡雨的廉价型低费用的清 洁交通工具，作为替代型的私人代步工具一定会具有现实而庞大的市场。有了 这个市场，具有中国特色的微型电动汽车产业就能够应运而生了。她所面对的 市场不是传统汽车的使用人群，而是一些也许 “从来都没有驾驶过汽车 ”的消费 者，这类消费者美国没有，所以美国就不具备发展这种产品的客观条件。这类 消费者大量地存在于中国社会，所以中国就现实地存在着一个令世界瞩目的绝 佳的战略机遇，就是 “循序渐进地推动交通工具电动化 ”的战略机遇。可以想象，一旦中国式的微型电动汽车商业化进程启动，与之相关的各种 关键技术产业在市场的强烈刺激下必然迅猛发展，在电池技术、电机技术、控 制器技术、轻量化车架技术等等技术领域