电动汽车产业发展模式的探索与研究

（金华电业局，浙江金华321016）

电动汽车产业发展模式的探索与研究

侯健生，蔡欣谕，吴秀刚

（金华电业局，浙江金华321016）

电动汽车以电代油，能够实现“零排放”，是解决能源和环境问题的重要途径。然而，当前电动汽车产业发展仍受诸多技术因素影响，面临很多不确定性，如电池技术、充换电技术、服务定价机制、商业推广模式等，制约着整个电动汽车产业的发展。结合电动汽车产业发展现状，分析当前电动汽车产业发展遇到的问题，提出了电动汽车产业发展的新模式。

储能技术；电动汽车；电池更换站

推广使用电动汽车作为缓解城市环境污染问题的有效途径已经受到社会各界越来越多的关注，我国早在“八五”期间就将电动汽车列入科技攻关计划，积极开展电动汽车关键技术的研究规划。“九五”期间，电动汽车正式列入国家重大科技产业工程项目，“十一五”期间电动汽车与清洁燃料汽车合并列入“863”计划，至此，基本形成了完整的新能源汽车研发和示范布局，在新能源汽车技术研发和产业化领域取得了重要进展。

1 电动汽车产业发展探索

1.1 电动汽车产业发展的障碍

电动汽车是一种零排放、零污染的新能源绿色产品，具有良好的社会发展前景，但由于受制于电池技术瓶颈、缺少相应的配套基础设施、社会用户对电动汽车的使用还心存疑虑等问题，电动汽车在实践中还处于示范运行的阶段，无法真正形成有效的消费市场和产业链。

图1 电动汽车产业链中各环节相互制约的关系

从图1看出，在整个产业链中电动汽车不普及的原因在于电池成本高、配套基础设施少；而电池成本高、配套基础设施少的原因在于电动汽车的保有量少；电动汽车的保有量少的原因还在于电动汽车不普及，形成了一个怪圈，即传统的能源供应模式导致整个电动汽车产业的矛盾相互纠结，互相牵制，难以突破，严重阻碍了电动汽车产业的发展。

1.2 电池成本高昂

在传统能源供给模式下，电动汽车必须以整车带电池的方式销售，电池制造厂商将研发目标集中在提高电池全寿命周期上，造成电池价格居高不下，导致不能大规模生产，进而拔高了整车价格，进入恶性循环。目前电动汽车的电池主要包括铅酸蓄电池、镍氢电池和锂电池，其中锂电池的性能更优，价格也更高，见表1。

表1 电动车动力电池性能价格

纯电动汽车以续航里程100～150 km为例，配备电池能量容为15 kWh，每辆纯电动汽车仅电池成本就达7～8万元。对普通消费者，单车成本提高幅度过大，在电动汽车推广初期，很难被消费者接受。

1.3 充电站困境

充电站的困境在于按照传统的方式进行布点，由于单位面积利用效率低下、单位面积投资昂贵、不能收回成本、不能持续发展等原因，导致电动汽车无法社会化运营。

现有充电站模式与传统燃油汽车加油模式类同。但由于电动汽车能源的特殊性，目前充电站的规模、功能、分布和服务均不能方便快捷地为电动汽车提供电能补充。

因此，电动汽车产业亟需一种全新的产业发展模式来解决电动汽车电池成本和充电配套服务的问题，以期打开产业链恶性循环怪圈。

2 新型电动汽车产业发展模式

2.1 新型产业发展模式

根据当前电动汽车产业发展现状，新型的电动汽车产业发展模式可以是：采用以标准电池为载体的电能量供应方式，通过多级服务（配送）网络实现标准电池的流转，为离线的电动汽车提供持续不断的电能；开展以标准电池模块更换为核心，结合智能电网中固态储能、分布能源等技术的电动汽车充电设施建设与运营。

在电动汽车产业发展过程中，电网公司可以扮演重要的角色，就像航空运输离不开机场，电动汽车普及应有相对超前配套的充电设施。同时，由于用电高峰期的严重过载现象，大规模随机充电负荷会对电网产生冲击，形成影响正常电力供应的潜在风险。所以，电动汽车产业发展必须有序地将充电设施建设纳入系统的规划中。

此外，电网公司在电动汽车整个产业链中应定位于专业能源（标准电池模块）供给方。通过提供以标准电池为载体的电能量供应新模式引导整个电动汽车产业链，充分利用现有物流业、服务业、物联网等资源为客户提供极为方便的能源补给（电池更换），促进电动汽车普及和产业持续快速发展。新型电动汽车发展推广模式基本分为车电分离、集中充电、定点换电、专业服务四大内容，图2为电动汽车推广运营服务体系的构架。

图2 电动汽车推广运营服务体系

2.2 换电服务体系

根据电动汽车电池充电所需时间长、一次充电续驶里程有限的特点，采用电池租赁方式，为电动汽车客户提供快速电池更换业务。主要采用“集中充电，统一配送”的新型模式，未来用户购车不买电池，到换电站直接将耗尽的动力电池组快速更换为充满的电池组，而由专业的电池服务运营公司负责电池组的集中充电、管理、维护及统一回收等服务。

以浙江省金华市为例，该地区成立了全国首家电动汽车电池租赁更换及配送运营公司，在金华市区300 km2的范围内按5 km×5 km网格分别设置6个电池快速更换站，形成3 000辆电动汽车标准电池配送和快换网络的示范基地，负责提供金华市电动汽车标准动力电池的租赁、维护管理、充电、快速更换、回收再生等一系列综合服务，并同时提供纯电动汽车及其动力电池质量保障、售后技术支持和服务，以此来推进金华市电动汽车产业化发展，图3为金华市“十二五”电动汽车充电设施网络覆盖情况。

采用“集中充电，统一配送”的新型模式，能最大程度满足电动汽车能源供给服务对便捷性、经济性及电网友好性的需求。

2.3 服务网点建设

目前建设的电池更换站均属于电力设施范畴，其建设也纳入当地电网规划当中，建设原则主要依据国家电网公司2010年发布的企业标准执行。

依据标准，电池更换站可分为3种类型：

（1）一类电池更换站：指同时具备商用车和乘用车电池更换和电池充电的功能，并具备辐射本地区电池配送能力的电池更换站。

（2）二类电池更换站：指具备商用车或乘用车电池更换和电池充电的功能，并具备一定范围的电池配送能力的电池更换站。

（3）三类电池更换站：指通过配送获得电池，并具备电池更换能力的电池更换站。

2.4 服务流程

标准电池配送流程为：标准电池在一、二类电池更换站内集中充电，一、二类电池更换站负责向各个三类电池更换站配送标准电池，各服务网点则从就近的电池更换站获取标准电池，移动电池服务管理流程见图4。

图3 金华电动汽车服务网络覆盖情况

图4 移动电池服务管理流程

用户获取服务的方式有如下3种：用户自行开车到各电池更换站和服务网点进行更换标准电池；用户通过电话预约，服务网点可提供上门服务；用户利用直流充电桩进行充电。

2.5 新型产业发展模式突破电动汽车产业化发展障碍

电池快速更换服务网络可以有效突破电动汽车产业化存在的五大障碍，为电动汽车用户创造出1套合理的消费模式：

（1）电动汽车出厂时不配电池，用户买车不买电池，而采取向运营服务公司租赁使用。与汽油汽车相比，同档次车型的电动车价格要低20%左右，购车价格贵的问题得以解决。

（2）目前普通电动汽车的续驶里程可以达到100～150 km。新商业模式不超过5 km就有电池快速更换站提供运行保障服务，使电动汽车的运行范围不再受续驶里程的影响。随着电池快速更换网络的复制、延伸，电动汽车的运行区域可随之延伸。

（3）电动汽车正常的充电时间需要7～8 h，但电池快速更换网络由电池充电中心利用低谷电集中统一充电，用户不但不需自己充电，还可享受低谷电的价格优惠。

（4）用户只需到快速更换站更换电池，不需自己充电，因此已不存在公共充电设施问题。

（5）采用新型的产业发展模式，用户不必为电池的寿命及缺陷烦恼，由专业公司负责电池维护检测服务。

（6）运营服务公司对报废蓄电池实施规范管理和集中回收、再生，防止了污染，保护了环境。

3 结语

采用以标准电池为载体的电能量供应方式，通过多级配送网络，有效解决了现有电动汽车产业发展的困境，在推动电动汽车产业发展的同时也拉动了电池快速更换服务运营业的发展。电池快速更换网络是一种城市公共服务平台，对完善市政公共设施建设、提升城市居民生活质量和城市形象等也具有重大意义。

[1]张舒，胡泽春，宋永华.考虑电动汽车换电站与电网互动的机组组合问题研究[J].中国电机工程学报，2012（10）∶49-55.

[2]滕乐天，何维国，杜成刚，等.电动汽车能源供给模式及其对电网运营的影响[J].华东电力,2009，37（10）∶1675-1677.

（本文编辑：陆莹）

Exploration and Research on Development Model of Electric Vehicle Industry

HOU Jian-sheng，CAI Xin-yu，WU Xiu-gang
（Jinhua Electric Power Bureau Jinhua Zhejiang 321016，China）

Electric vehicles，which are powered by electricity instead of oil，can achieve"zero emission"and is an important means to solve the energy and environmental issues.However，the current development of the domestic electric car industry is still affected by lots of technical factors and is faced with many uncertainties such as the battery technology，charging and battery replacement technologies，service pricing mechanism, business promotion mode etc.which become the constraints for the industrial development.Through the analysis on the existing problems in the industry based on its domestic development status，this paper presents the new business model in the development of electric vehicles industry.

energy storage technology；electric vehicle；battery replacement station

TM714∶F416.471

：B

：1007-1881（2012）09-0072-03

2012-06-27

侯健生（1981-），男，陕西咸阳人，硕士，注册电气工程师，从事电气一次、二次及电动汽车充电设施规划设计工作。