我國純電動汽車產業發展瓶頸問題綜述及發展建議

冶存良 王學軍

寧夏理工學院 寧夏石嘴山市 753000

1 引言

隨著汽車產業的發展和人們生活水平的提高，汽車已成為社會不可替代的交通工具和人們居家旅行必備之物。據統計2017年全國機動車保有量達到3.101億輛，其中汽車2.17億輛（含新能源汽車153.0萬輛），預計我國汽車保有量到2020年將會達到2.8億輛，2025年達到3.6億輛，而汽車保有量的峰值將會是6億輛。巨大的汽車保有量也引發了能源危機和環境污染等問題。

在此背景之下大力發展電動汽車產業便成為世界各國解決能源短缺、降低環境污染的不二之選。在我國發展新能源汽車產業是我國的一項新興的戰略性產業，也是有效解決節能減排、低碳環保的最有利，同時也是我國汽車產業升級、實現跨越式發展和提升在國際行業中的競爭力的需要，更是我國新能源汽車“彎道超車”，引領世界新能源汽車潮流的大好時機。

據我國2017年4月6日發布的《汽車產業中長期發展規劃》，到2020年和2025年，我國新能源汽車年產銷分別達到200萬輛和500萬輛。與此同時，根據華爾街日報的一份最新研究，中國眼下擁有487家電動汽車制造商，過去五年，我國對電動汽車銷售的直接補貼共達150億美元。而且據彭博數據預測，2025年全球電動汽車銷量將達到1100萬輛，而我國電動汽車銷售將占據全球市場的近50%[1]。看似我國電動汽車產業迎來了春天，發展形式一片大好，但是要想比肩西方發達國家并超越，還要走一段很長的路，有很多瓶頸性問題亟待解決。

2 制約我國電動汽車產業發展的瓶頸性問題分析

盡管我國已超越美國成為全球最大的新能源汽車市場，社會和消費者對電動車發展和優勢普遍看好，但是與發達國家相比，我國電動汽車產業的發展進程還有一段差距。動力電池的使用性能和安全性能偏低、新能源汽車IGBT關鍵技術突破問題、電動汽車配套充電基礎設施建設力度不足、廢舊動力電池回收利用問題、行業制造標準不統一和電動汽車制造及后市場維護保養人才緊缺等問題，都是制約和限制我國電動汽車發展的瓶頸性問題。

2.1 動力電池的使用性能和安全性有待提高

汽車動力電池比喻為電動汽車的臟腑一點也不為過，它把控著電動汽車行業前往康莊大道的咽喉要道。目前汽車動力電池存在的技術難題主要有電池比能量、電池成組、充電時間長、循環使用壽命和安全性能等方面。盡管鋰離子電池能量相對較高，單體電池循環使用壽命能夠達到1萬次以上，但是由于單體電池存在性能等個體差異，導致電池成組使用時，循環使用壽命相應縮短，這在一定程度上也推高了純電動汽車的經濟成本。另一方面，純電動汽車慢充一般需要3～5h，較快充大約花費1.5h，速充一般得用20～30min才能充到總容量的50%～80%。但是經常速充充電會嚴重影響電池使用壽命，目前的儲能技術尚無法完美的兼顧電池使用壽命長和充電快這兩者[2]。

而且，動力電池的安全性能還需進一步提高。電動汽車在使用和工作過程中，由于電池自身質量、技術和不規范使用等各種原因，容易引起電池自燃、電池組爆炸、線路短路、充電時著火等安全事故。短期內在電動汽車的安全技術方面很難有突破性技術出現，目前在業內人士看來，只有對電池組加強保護這一條策略，暫時能夠有效業提高電動汽車安全性[3]。

2.2 我國電動汽車用IGBT產品技術水平與發達國家相比還有很大差距

此前，中美貿易戰打的如火如荼，不得不讓人聯想到中興通訊事件。此次事件也將進一步推動國產通信設備行業走上替代化之路。反觀汽車行業的零配件市場，尤其是新能源車用芯片IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor），絕緣柵雙極型晶體管，是電機電控核心組件，IGBT芯片的技術能力也從根本上決定了電控系統的整體技術水平。汽車行業新能源與智能化的發展趨勢火熱，被廣泛看好。目前，平均每輛汽車裝載8個汽車芯片，未來將會越來越多。而目前我國車用IGBT技術才剛剛起步，芯片和模塊在國內尚未完全形成產業布局。為此，我國新能源汽車IGBT產品98%以上采用國外進口，進口費用極高。另外，IGBT目前已經發展到7.5代，第7代由三菱電機在2012年推出，三菱電機目前的水平可以看作7.5代，我國目前停留在第3代水平上，差距較大[4]。

2.3 電動汽車配套充電基礎設施建設力度不足

近3年來，我國新能源汽車銷量步入快車道，數據顯示，2015年銷量達到37.9萬輛、2016年突破50萬輛、2017年達到77.7萬輛，而2018年1-5月新能源車產量達32.8萬輛，預計2018年全年我國新能源車產銷量有望達到100-120萬輛。與銷量形成鮮明對比的是，配套設施的充電樁的建設卻顯得有些滯后。據中國電動汽車充電基礎設施促進聯盟統計，2018年前5個月，聯盟內成員單位公共類充電樁266231個，其中116761個為交流充電樁、84174個為直流充電樁、65296個為交直流一體充電樁。按照目前新能源車180萬輛的基數來算，平均每6輛車才配備一個公共充電樁[5]。

而且，電動汽車充電基礎設施建設除了數量差距外，還存在以下主要問題：

（1）城市公共場所充電基礎設施比較薄弱，分布密度低且不平衡，大都集中在市郊的新城區；

（2）居民區充電設施仍處在規劃階段，目前尚沒有開展這方面建設；

（3）機關企事業單位停車場尚沒有開展充電設施規劃和建設計劃，基本處于空白階段；

（4）對于居民自裝充電設施尚沒有出臺相關規定。

2.4 廢舊動力電池安全和環保處理暫無妥善解決措施

隨著我國《汽車產業中長期發展規劃》的出臺，和國家補貼政策的激勵下，躋身于電車制造行業的企業如雨后春筍般崛起，動力電池的用量自然水漲船高。而動力電池回收被稱為“新能源行業的最后一公里”。動力電池的使用壽命一般在5年左右，而且，自本年度開始，我國首批進入市場的動力電池將迎來“報廢潮”。

北京賽德美資源再利用研究院有限公司董事總經理趙小勇介紹，據行業估算，2018年我國約有5萬噸動力電池將面臨退役或報廢。預計到2020年，全年動力電池報廢量將達到2×105t，到2025年，全年報廢量將達到1×106t，到2030年將達到驚人的量——3×106t。報廢動力電池如不做妥善處理，一則造成資源浪費，二則由于我國目前主要使用的動力電池為磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池，其電解液中含有高毒性物質以及其他發揮性有機物，如處置不當會對環境造成嚴重的污染[6]。

目前，在動力電池的回收利用和處理技術方面，主要依靠梯次利用和拆解回收兩種方式處理，也只是暫緩燃眉之急，并未從根本上完全解決這一問題。在電池回收過程中，還存在一諸如：回收利用路線復雜，制造標準不多統一導致的多樣式動力電池的回收利用工藝不統一，回收利用率得不到保證；而且，制造商基礎設備落后，沒有智能壽命檢測相關設備，也沒有高效回收提取設備。另外，電池開發和回收利用方面的專業人才匱乏，不能充分挖掘梯級利用場景[7]。

在政策導向方面，關于動力電池回收利用首次在2006 年頒布的《汽車產品回收利用技術政策》中提及，截至目前已出臺了一系列相關政策，特別是近兩年頒布了多項政策，如2017年12月1日《車用動力電池回收利用拆解規范》的正式實施，2018年2月1日《車用動力電池回收利用余能檢測》等三項動力電池新國標的正式實施，以及為了加強新能源汽車動力蓄電池回收利用管理，工業和信息化部、科技部、環境保護部、交通運輸部、商務部、質檢總局、能源局，于2018年2 月26 日聯合印發的《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》的通知等，都可以體現出我國正大力營造動力電池回收利用的政策環境。但針對動力電池回收利用，我國并沒有專項立法。政策內容也僅使其停留在各主體自主承擔責任的層面[8]。

3 推進我國純電動汽車產業發展的建議

3.1 提高動力電池的使用性能和安全性的建議

總體而言，中國鋰離子動力電池技術與國外先進水平差距不大，但電池面向應用的研究與開發工作相對薄弱，電池集成技術水平不高，產業技術創新能力不足，產品標準化工作應進一步加強。

（1）我國鋰離子電池的產業鏈已初具規模，但結構仍不完善，鋰離子電池設備與原材料的技術水平總體上仍落后于國外先進水平，部分核心裝備及原材料還完全依賴進口。在鋰離子電池關鍵原材料生產方面，我們應該采取優勝略汰策略，將技術水平差的生產商在市場機制下淘汰，國家可以通過縮減補貼政策來倒逼企業產業和技術升級，使各企業自助提高生產設備的精度、和自動化水平。

（2）加強動力電池系統評價力度及深度，無論是整車企業還是動力電池企業，在電池系統裝車之前，需要對電池系統進行全面、綜合性的考核評價。通過深度綜合評價，可以深入開展動力電池的試驗評價，及早發現問題，及時予以改進。同時可以在相同條件下，評價、比較不同動力電池系統的特點。

（3）由于目前純電動汽車大批量進行碰撞試驗并能夠順利獲得E-NCAP 碰撞測試五星安全證書的是鳳毛麟角；而國產純電動汽車參加該碰撞測試獲得五星安全證書的幾乎為零。因此，對純電動汽車要進行安全性和碰撞測試，特別是電氣安全（觸電保護、電壓安全、電能安全、絕緣性能、電解液泄漏以及車載可充電儲能系統）測試，測試結果能讓消費者對自己購買車輛的安全性產生清楚認識。

3.2 我國電動汽車用IGBT產品技術研究建議

國內已有不少芯片廠商，但具備生產汽車級IGBT的公司并不多，而且我國新能源汽車IGBT產品98%以上采用國外進口，進口費用極高。我國電動汽車想搞自主研發，擺脫發達國家對關鍵技術的壟斷，達到彎道超車的目標，就得在IGBT技術研發方面加大人力和物力的投入。

3.3 我國電動汽車充電設施基礎建設建議

（1）完善充電設施建設規劃。政府可以要求各地要充電基礎設施專項規劃有關內容納入當地城鄉建設規劃，科學布局獨立占地的充電基礎設施，提高充電設施密度和廣度。

（2）加大充電設施建設力度。在小區內建設用戶居住地充電設施，可以鼓勵充電服務、物業服務等企業參與居民區充電設施建設運營管理；在單位內部可以建設充電設施；在城區內可建設公共服務領域充電設施，對于公交、環衛、機場通勤等定點定線運行的公共服務領域電動汽車，可根據線路運營需求，優先在停車場等地配建充電設施；

3.4 我國電動汽車廢舊動力電池回收利用的對策和建議

動力電池的回收再利用是新能源汽車的最后一公里，如若不能很好的妥善處理該問題，將會帶來新的環境污染問題，而且造成的后果嚴重性會比傳統汽車行業的有過之而無不及。針對我國電動汽車廢舊動力電池回收利用可以提出幾條建議：

（1）我國動力電池回收利用產業尚未真正成型，提前制定相關的法律法規和行業標準；

（2）研究新型動力電池材料，對報廢電池采用化學技術手段進行降解和處理；

（3）針對我國動力電池的開發、生產和使用，制定統一的設計原則和標準。

4 結語

總之，大力發展純電動汽車，要想從根本上解決傳統燃油汽造成的能源危機和環保問題，最終實現完全替代燃油汽車的夢想，不是一件一蹴的事情，也不能急于求成而引發新的環境問題出現。因此，在解決該新興綠色產業發展過程中所存在的制約問題，還需要站位高遠從長計議。所以文中提到的以上問題，仍將是科技工作者研究和探索的主要問題。