——关于中国新能源汽车产业化、规模化发展问题的研究及解决方案和建议

关键词：新能源，电动汽车，产业化规模化，解决方案，建议

    一、电动汽车全球研发现状 

    笔者经过多年的研究，得出了与政府、相关产业及大众媒体截然不同的结论：电动汽车在核心技术和研发路线选择方面，各国都在走着一条看似正确其实错误的技术路线：

    其一.美国、日本、欧洲、中国为全球电动汽车研究的主要国家，各国政府也都制定了扶持电动汽车发展的公共财政支持政策，都取得了很多研发成果。但是，所有国家、所有的跨国公司都没有突破电动汽车产业化的技术瓶颈，透过轰轰烈烈的示范运行根本就看不到电动汽车大规模推广应用的希望，退而选择“节2个油费3个劲”的混合动力汽车不可能带来革命性的结果，只会造成更大的资源浪费。因此可以说，到目前为止，电动汽车的世界性研发是不成功的，甚至是失败的。 

    其二.中国政府把电动汽车的宝都压在了汽车企业的身上，而国内的汽车企业，都缺乏自主创新精神，总想把模仿欧美、日本企业的技术当做捷径，而在电动汽车上，几乎全部跟随国外企业的技术路线走进了死胡同。这是一次全新的挑战，国内企业没有明白：欧美、日本跨国公司都走错了路，跟随他们，只能是死路一条。 

    其三. 跨国公司为了在电动汽车时代继续坐庄，就把价格昂贵的电池当做车辆的零部件，顽固坚持车电一体技术路线，这是电动汽车走入绝境的根本原因。从表面上看，是电池技术的不成熟阻碍了电动汽车实现产业化，而实际上，是车电一体的使用方式导致了电池不能最大限度发挥其潜在的功能而早期失效！只有实现车电分离，采用换电模式，就可以解决困扰电动汽车的主要难题。不仅可解决充电等待时间过长的难题，还可以大幅度提高电池的使用寿命、大幅度降低电池的使用成本，使电动汽车具有与燃油汽车同台竞争的优势。 

    其四. 电动汽车不能象手机、电脑、平板电视那样，走奢侈品去取悦于大众的产品道路。因为，电动汽车相对燃油汽车来说，并没有创造出新功能，不可能炫耀高贵身份。把电动汽车按照“宝马”车的价格去卖，根本走不通，只能通过成本价格比拼才能替代燃油汽车，才能走进千家万户。因此，电动汽车及其配套体系必须走低成本研发路线。更低的成本、更合理的价格、更安全的使用方法应该成为电动汽车研发的出发点。

    其五. 电动汽车是个全新的体系，从另外角度说它是移动的电器更合适些。汽车企业仅仅是车身的供应商而已，供电运营商才是电动汽车的枢纽。电动汽车的产业化不能指望汽车企业有新的发明，必须培养充换电运营商这个新角色，而充换电运营商的技术装备、商业模式、所能实现的技术和经济指标，才是电动汽车能否实现产业化的关键。 

    结论：在电动汽车技术上跟随发达国家和跨国公司是看不到希望的，要想取得突破，中国必须自创体系，走另外一条道路。

    二、电动汽车产业化的障碍 

    什么是产业化？不要政府补贴，可大批量生产，能够形成规模效益，能够被公众接受，能够进入百姓生活。虽说解释不一定到位，其内涵也差不多了。按照这个标准，目前的电动汽车产业显然达不到，为什么？我将其归纳为以下六条原因： 

    1.电动汽车价格过高：比燃油汽车节约的燃料成本不足以抵偿高出的价格。甚至政府补贴后仍比同类燃油汽车价格高得多。如：BYD的E6，售价36.8万元，两级政府补贴12万元后还需24.8万元，比F3贵三倍。如此价格除了政府和机构购买，根本不会被公众接受。

    2.续驶里程偏短：以出租车的电动汽车为例，续驶里程不足已成为严重短板。北京郊区县开展的电动出租车示范运行，投入了3家汽车企业的多款纯电动汽车，但最大的问题就是续驶里程偏短，最多只能跑130公里，有的甚至只能跑90公里，只能在本县区溜达，从城南到城北就回不去了，拖车的情况经常发生。纯电动公交车也存在续驶里程过短的问题。以天津的情况为例，今年天津市投放了40辆纯电动公交车，主要由国内四家传统客车制造厂提供。据该市换电站的一名工程师透露，实际运行过程中，基本上公交车行驶一趟（50公里）就会耗去电池全部电量的大约70%，跑第二趟电就不够了，必须更换电池，一天下来要换四次电池，难以满足城市公交正常营运。其次，纯电动公交车的运行成本非常高，如每年维护需数十万之多，加上电费消耗等等，比传统燃油车要高的多，典型的赔本赚吆喝。 

    3.充电不方便，尤其采用充电桩的充电模式，快速充电对电池寿命产生负面影响，慢速充电，需要6-8小时甚至更长时间，不仅耽误了车主的时间，还使价格昂贵的充电桩服务效率低下，无法收回成本，致使国家电网公司所建的充电站大部分荒废，也挫伤了电网公司的积极性。 

    4.电池价格昂贵，从江淮ieV的6万多元到BYD-E6的20万元不等。为了降低电池和整车价格，汽车企业的做法是减少电池的装载量，但电池价格降低了，续驶里程也随之下降了。江淮ieV电池装载量只有19kwh，使整车售价降低到15万元，但续驶里程却只有130公里，顾此失彼，鱼和熊掌不可兼得，这是困扰电动汽车的最大难题。 

    5.电池寿命过短：我国所有汽车企业的上公告电动汽车车型，所承诺的电池质保一般只有5年10万公里，这就意味着，在小汽车15年30万公里的正常寿命中，有可能报废和重购三次电池。而电池价格非常昂贵，电池寿命与车辆寿命不同步，这是电动汽车走向市场的主要障碍。

    6.电动汽车的安全性差，是公众担心的普遍性问题。300多伏乃至更高的电压，始终存在安全隐患。其次多次发生的燃烧事故，都为电动汽车的推广造成了负面影响。

    上述六条是电动汽车未能实现产业化规模化的主要障碍。那么，用什么方法可以打破僵局？难道搞电动汽车就死路一条？ 

    三、解决方案 

    1. 电动汽车价格过高难题的解决方案

    1.1车电分离，采用换电模式。汽车企业只生产不包括电池的裸车，车辆造价与同类燃油汽车相差无几。例如某企业研发的启宸D50EV、力帆620EV样车造价只有8万元，如果批量生产，估计生产成本可以下降到6万元以下。 

    1.2动力系统采用高效率的低电压、小功率电机（20kw以下）。电机类型为交流异步电机，比永磁同步电机成本低50%。风冷，结构简单，大幅度降低成本，15kw动力总成造价仅7000-9000元，而技术指标不比永磁同步电机差，长期工作的稳定性比永磁同步电机更好。

    1.3采用能量密度更大的第二代锂电制造技术，电池生产成本大幅度下降。50kwh电池组只需7.5万元，如果采用20kwh的电池配备，只需要3万元。低廉的电池价格，在国内外没有对手。
1.4采用启宸D50、力帆620型底盘改装电动汽车，裸车成本6-8万元。

    安装50kwh电池（续驶500公里）整车成本14-16万元，均为全国最低成本。

    2. 续驶里程偏短难题的解决方案 

    2.1采用5V锂电池新技术，能量密度比国内普遍采用的磷酸铁锂电池提高50%，可以在同样容积下安装电量更多的电池。 

    2.2由于电池成本大幅度下降，安装较多的电池并没有增加车辆成本，使较高的续驶里程与车辆的低廉造价二者兼得。 

    3.充电不方便难题的解决方案 

    3.1采用换电模式，建设低成本、占地面积小、高密度便利店式充换电站，三分钟更换电池，不仅比加油还方便，而且服务费用低廉。 

    3.2途中抛锚车辆可用流动换电服务车解决。

    4. 电池价格过高难题的解决方案 

    4.1采用电池制造新技术，由于能量密度大幅度提高，新的电池成组工艺又降低了对电芯产品一致性的要求，这就给电池的工艺技术拓展了空间，无论是正极材料、负极材料、电解液、隔膜都可以采用廉价的国产材料，使电池价格大幅度下降到1500元/kwh，比国内电池平均价格（2400~3200元/kwh）低40~50%。预期2年后电池售价会下降到1200元/kwh以下，安装50kwh电池仅需6万元。 

    4.2电池采用租赁方式供用户使用，用户只须购买不含电池的裸车。 

    4.3退役电池可阶梯利用，作为移动通讯、光伏发电的蓄能电池，使动力电池的残值率达到35%以上，进一步降低了电池的使用成本。而且电池的回收采用谁供应谁回收，避免造成环境污染（现在手机、电脑电池的回收就是个大问题）。 

    5.电池寿命偏短难题的解决方案：

    5.1车电分离，对电池进行人工维护，特别是对电池充电环节有保障，可提高电池包寿命三倍，达到30万公里。 

    5.2车辆采用多装电池的技术路线，使电池能量与电机功率的比例达到使电池大部分时间处于低于0.5C放电（浅放电）的工作状态，电池无需热管理也不会发热，可大幅度提高电池的使用寿命。
5.3采用低电压动力系统，最高工作电压低于200V，减少了电池的串联，也减少了因为电池过度串联导致发热引起电池损坏等问题，同时也降低人员触电伤亡的风险。 

    5.4采用先并后串的电池成组方式，实现多路电池的自平衡，不仅降低了对BMS的依赖进而降低成本，还大幅度延长了电池寿命。

    5.5引入“本征安全电芯”概念，采用圆柱形小电芯并联构成电池包基本单元，降低电池安全风险。 

    6. 电动汽车安全性差难题的解决方案 

    6.1动力和供电系统采用低于200V电压，降低人身触电伤害风险，比国内外汽车企业普遍采用的300V以上电压具有更优越的安全性。

    6.2由于采用了车电分离技术路线，可在每个电池模块上安装熔断器（保险片），全车共50多个模块，全部安装熔断器。只要发生过放电或短路，就可以立即实现模块单体断开，可以从根本上避免车辆被撞后的燃烧事故。这在车电一体的充电式EV上是无法实现的，因为更换熔断器需要电池箱采用开放式设计，并可以卸掉电池箱，而车电一体的电动汽车无法实现这一要求，也就失去了在电池模块上安装熔断器的可能性。

    6.3采用圆柱电池的单体生产技术，电解液外泄的可能性比软包电池小得多，可从根本上避免2011年众泰EV发生电解液泄露所引起燃烧的事故。

    6.4采用小功率电机、大容量电池组的配套系统，15KW的电机配装50kwh的电池组，电池基本上处于浅充浅放状态，低于0.5C放电，根本不存在电池发热的问题，这使车辆的安全性处于绝佳水平。 

    6.5采用换电模式的可更换式电池箱，使电动汽车电池从“免维护”变成“可维护”可以及时对电池单体进行维护和更换，及时发现和处理带病工作的电池，避免了带病电池发生事故的可能性，使电池组始终保持良好状态，使车辆的安全性大大提高。 

    6.6电池箱接线端子采用软连接技术，大幅度提高了接线端子连接的可靠性，根本不可能发生引接触不良而产生的电火花。

    6.7电池模块内的电芯，用高温防火绝缘布进行隔离，可确保在受到挤压、碰撞的条件下不出现爆炸、燃烧情况。 

    6.8将电池箱装在后座下的，可更换电池组的电动汽车，完全颠覆了平铺在汽车底盘下面的电池安装模式，而是用加强的夹紧装置进行固定，不仅比底盘平铺电池的安装方式具有高数倍的抗冲击强度，还因为电池箱的电源接口在车厢内，并装有密封胶条，与地面垂直高度超过500毫米，经过350毫米的涉水测试路试（标准要求200mm），且在倾盆大雨中跑了上千公里，防水性不仅大大好于其它品牌的电动汽车，甚至比燃油汽车还好。江淮汽车在看到本方案的电池安装方式后，在第二代电动汽车iev上已经模仿了本方案的原创技术。

    上述一系列的先进技术保障措施，使本方案的电动汽车有望成为世界上最经济最安全的电动汽车。

    四、研发成果达到国际领先水平 

    是好是劣用事实说话。 

    1.电动汽车的技术和经济指标大幅度改善 

    目前已知的国内某车型研发成果如下： 

    续航里程：510.3公里（等速60-70公里/小时） 

    市区工况续驶里程：380-400公里 

    市区开空调续驶里程：320-340公里 

    最高时速：145公里 

    0-50公里加速时间：7.2秒 

    更换电池时间：3分钟 

    整车重量：1610公斤 

    电池重量：416公斤 

    电池重量占整车重量的比例：25.8%，以上指标满足国家标准 

    百公里耗电：9-15kwh 

    百公里电费（含电池折旧：40-45元），相当于5.4-6.08L/100km。 

    基本配置：双气囊、ABS、电动车窗、方向助力、刹车助力、遥控钥匙、空调 

    预计整车成本：(不含电池：8.5万元，大批量生产后可降到7万元）

    包括电池的整车成本：15万元，大批量生产后可降到12.5万元 

    此款车作为出租车，每天只需换一次电池，已经比燃气出租车更有优势。

    2. 小型充换电站的技术和经济指标前景可观 

    标准型充换电站投资：195万元 

    占地面积：400㎡

    建筑面积：300㎡ 

    服务能力：每日为100辆电动出租车或600辆电动私家车提供服务。

    充换电量：日充换5500kwh, 月充换165000kwh

    收费标准（含电池折旧）：3元/kwh 

    车辆百公里电费（含电池折旧）：35元（2厢车、微型车）-45元（中小型车）

    月营业收入：50万元 

    月全部支出和税费：43万元 

    月税后利润：7万元 

    投资回收周期：2.4年 

    也可以采用集中充电，分散供应，化整为零战术。

    3.独创的电池维护技术相关指标实用性很强 

    电池使用方式：换电模式、专家维护，保证用户的电池始终处在健康状态。

    电池箱结构：开放防水式 

    更换电池时间：3分钟 

    电池维护方式：对单体进行人工均衡、剔换性能减弱的电池。 

    电池维护周期：每充换电20次（5000公里）维护一次 

    电池维护效果：确保电池循环寿命达到800次以上，平均达到1000次。

    人力成本：平均每个维护人员每年可为车辆提供100万㎞的电池保障。

    人力成本的投入产出比：1:20 

    4.新型电池的相关指标行业领先 

    电池能量密度：150Wh/公斤 

    特性：专门适合换电模式和定期更换的充电式纯电动汽车

    电池价格：1500元/kwh 

    使用寿命：在换电模式下可达1000次，30万公里 

    电池的经济性：每耗一度电的成本（售价）为：减去残值的电池折旧1.15元， 直接工资0.35元，直接电费0.65元，管理费用0.2元，财务费用0.2元，利税0.45元，合计3元。
城市道路行驶100公里耗电15度，百公里合计45元，比同类燃油汽车低30%，具备了与燃油汽车同台竞争的优势。 
          
    以上措施所产生的成果，将目前全国各项指标最优异的电动汽车、充换电站、电池维护技术、动力电池集于一身，已经形成电动汽车产业化完整的技术体系，提供出了后政府补贴时代电动汽车的完整解决方案。 

    五、困扰电动汽车的疑难问题全部解决 

    1．电池价格昂贵、使用寿命达不到要求、续驶里程过短、易发生触电和燃烧事故、充电不方便、充换电站造价过高是困扰电动汽车难以走向市场的主要障碍。而这些难题已经由于上述八项核心技术突破而获得完美的解决。

    2．车辆售价因为不包括电池，可以下降到与燃油汽车相当的水平。目前的成本将下降到同类燃油汽车的售价之下——低于7万元。 

    3．新电池技术已经成功解决电池价格昂贵、续驶里程过短的问题。新型动力电池采用镍锰材料，每公斤能量密度达到150wh，比规格磷酸铁锂电池高50%，下一代电池目标是180-200wh/kg，这是本方案的车辆可以续驶500公里的主要原因。同时，电池的造价大幅度下降，目前，电芯成本已经降到1050元/kwh，考虑到售后服务的因素，按照1500元/kwh的价格销售，只相当于磷酸铁锂电池市场售价的60%左右，能让车辆续驶500公里的、容量为50kwh的电池组，只需要7.5万元。随着生产批量的扩大，电芯成本下降到900元/kwh以下，售价可以降到1350元/kwh，安装40kwh电池、续驶400公里的电池组仅需5.4万元。电池昂贵问题将因此彻底解决。

    4．对于电池寿命偏短的问题，用人工维护的方法可以圆满解决，这是本方案的“杀手锏”。通过独特电池的成组技术、独特的BMS技术、独特的人工维护技术，可以保证电池组使用寿命达到1000次以上，而付出的代价仅是电芯增加20%（包含在电池售价中）、在电池的千次寿命中付出600工时，约合6000元。也就是说，能续驶500公里的50kwh电池的千次寿命总成本不超过7.5万元，每次充电的电池折旧费不超过75元，而每次充电50度，按此计算，每充一度电的电池折旧成本仅为1.5元，减去电池残值后，仅为1.15元。这就是为什么可以不依赖政府补贴敢于承担电池责任的重要原因。 

    5．采用低电压系统，又拥有独特的电池成组技术，又可以更换电池，就彻底解决了电池的安全性问题——本方案可以在每个电池模块上安装熔断器（保险片），而车电一体电动汽车根本无法做到，因为如果电池不能更换，过流烧断保险丝就无法更换。所以，本方案找到了解决电池安全性最可靠的方法，使电池安全问题彻底解决。

    6．充换电站成套设备简单实用，同规模的充换电站造价仅为国家电网目前投资的充换电站的1/20，占地面积仅为半亩，不仅可在立交桥下、绿地边缘、宽阔道路边、小区内建站，而且可使充换电服务费大幅度下降，每充换一度电的服务费仅为0.2元，加上直接电费、电池折旧费和其它费用，总成本不超过2.6元，加上利税，每度电的服务价格仅为3元，使充换电服务具有比燃油更便宜的优势。

    7．低电压高效率的动力系统，144v的电压具有很好的安全性，高效的15kw电机却能驱动车辆达到优异的技术指标，最高车速可达145公里，最大爬坡度可超过22度，启动速度也完全符合国家标准。更重要的是电机的能耗降低，百公里耗电仅为9-15kwh，这是本方案的车辆能够续驶500公里的重要原因。

    这些指标是本方案的电动汽车技术能够为襄阳新能源汽车发展，实现产业化规模化的最佳途径。可望成为后补贴时代的电动汽车。

    六、中国电动汽车的发展前景与展望 

    电动汽车是能源革命的战略焦点，今后几十年世界各国都将为此而展开激烈竞争，能源革命时代将从电动汽车起航，哪个国家占领了电动汽车制高点，它就有希望成为世界的领袖。而本方案研究出的电动汽车产业化规模化的成套技术，迅速将这一技术成熟化、标准化、市场化，将在中国乃至全球范围内打造出一个战略性新型产业。在此对政府提出几点建议： 

    1.本方案是在总结了多年来新能源汽车发展过程中各种成功和失败的经验教训而得出的结论，希望能够得到政府关注。目前，很多城市的新能源汽车产业链已经基本形成，把现有的技术骨干凝聚起来，把团队建立起来，把资源利用起来是当下首要任务。

    2. 利用已经取得的示范运行试点城市的优惠政策，打造出全球第一个电动汽车产业化试点城市，让目前最好的电动汽车、最好的充换电站、最好的电池应用技术展现在公众面前，使目前已经问世的所有同类电动汽车都相形见绌，让本方案的试点成为全国乃至全球的样板。

    3. 本方案试点的成功，将使获得一个极其重要的“敲门砖”，它可以敲开三扇门：第一市场大门，一个试点成功，就可以成为全国、全球的样板，就会有很多城市主动找上门，请求本方案去当地复制样板，巨大的市场就会在瞬间撬开，几千辆、几万辆甚至几十万辆电动汽车订单就会纷至沓来。第二汽车企业的大门，有了成熟的商业模式，成熟的经验，成熟的市场，就会吸引汽车企业成为本方案的合作伙伴，一心想在电动汽车领域继续坐庄的大型汽车企业就会主动与本方案合作，而究竟与谁合作，选用什么品牌，就完全取决于本方案。本方案要缔造的就是电动汽车的“沃尔玛”，是电动汽车走向市场的独占渠道，只有进入本方案的系统，汽车企业才能拿到订单，才能获得市场份额，本方案才是电动汽车的庄家，而汽车企业只不过是供应商。第三中央政府的大门，本方案所推动的电动汽车产业化，将成为国家工程，获得一系列的优惠政策，使本方案有可能迅速成长壮大为跨国公司，成为新能源时代的巨无霸。

    4. 进一步延伸技术，开发出电池梯级使用、回收的成套技术，实现可持续发展。将电动汽车上淘汰的电池应用在光伏发电、风能发电、通讯基站、智能电网、节能小区、节能建筑上，在地方政府支持下，搞“节能建筑示范小区”试点，在建筑物的外立面上贴上光伏发电板，用电动汽车退役电池作为储能电池，使建筑节能率达到50%，为全国的居住小区树立样板，开拓出又一个新兴产业的市场。

    5. 用能力获得新能源革命的统帅地位，实现中国梦。公司可以实现跨越式的高成长、可以获得战略投资伙伴的青睐和支持、可以得到政府的特殊关照和优惠政策、可以在国内外证券市场上市，甚至孵化出十几家上市公司、可以走出国门成为跨国企业、可以在较短时间内成为与世界一流企业平起平坐的跨国巨头！可以使所有想实现的梦想都变成现实。（作者：倪新宇）