基于快充的电动汽车产业发展趋势及设计机会展望

邢霁月 巩淼森

摘要：电动汽车产业由于充电难题所导致的木桶效应，使得电动汽车产品很难走出困境。而快速充电技术得到突破之后，电动汽车产业将得到巨大的发展，形成产业良性循环。从而引发该产业设计机会点的不断拓展。最后针对未来趋势的变化，为产业界提出相应的设计策略。

关键词：电动汽车 快速充电 智能化 发展趋势 设计机遇

中国分类号：U489

文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2015）12-0074-002

在能源危机与环境不断恶化的大背景下，电动汽车顺应低碳交通不断成为主流话题。2011年出台的《节能与新能源汽车产业规划（ 2011-2020）》将新能源汽车列入“七大战略性新兴产业”。这标志着我国新能源汽车，尤其是纯电动汽车进入一个新的发展阶段，它将引领和推动一场传统汽车工业的低碳革命。电动汽车产业充电难一直是限制该产业发展的主要问题，由江南大学设计学院DESIS国际联合实验室与江苏公爵新能源汽车有限公司组成的产学院合作组织，正在解決电动汽车快速充电难题方面不懈努力，并取得了一定的成果。

一 我国电动汽车发展现状

在能源危机、气候变暖的大背景下，人们逐渐倡导可持续生活方式和幸福观，首先它不能建立在高密度的能源和资源消耗以及环境代价的基础上；其次，可持续生活方式不应以降低生活质量为代价。近年来，我国已逐渐成为世界第一大汽车生产国与汽车消费国，汽车及其相关产业在国民经济中地位日趋重要，汽车产业的快速发展将对经济发展产生巨大的拉动作用。作为低碳环保的纯电动汽车，是未来汽车产业发展的趋势同时也是未来汽车行业的主流竞争产品。

目前各大企业都竞相在新能源汽车行业崭露头角。根据中汽协的数据显示，2012年国内纯电动汽车的销售量达到了11375辆，同比增幅达到了103.9%，纯电动汽车的生产量同比增幅达到了98.8%，纯电动汽车推广工作已有明显成效。但是在热潮之后却出现了很少人购买的尴尬局面，是什么原因阻碍了电动汽车的发展？

二 我国电动汽车发展瓶颈

分析阻碍电动汽车发展的主要因素，从三个方面入手：产业发展背景、电动汽车技术与成本、电动汽车充电服务设施。（见图1）

1）产业发展背景方面。电动汽车产业作为新兴产业，发展具有不确定性，需要从国家层面制定相应的政策来引导其发展。从全国发展态势来看，目前的电动汽车销售量与2020年纯电动汽车与插电式混合动力汽车市场保有量超500万辆还有很大差距。在政府方面，运行模式不完善、商业模式单一、推广策略针对性不强等限制发展的因素。在市场方面，目前的产业体系不健全，运营模式与技术研发相对落后，在加上市场发展自身的惯性影响，限制了电动汽车的发展。

2）电动汽车技术与成本方面。发展电动汽车必须解决四个方面关键技术：电池及管理技术、电机及控制技术、整车控制技术以及整车轻量化技术。各方面技术都尚待突破，其中电池问题最为突出。直接影响电动汽车的续航里程低、充电时间长以及制作与使用成本高等问题。

3）电动汽车充电服务设施方面。对于电动汽车，消费者一直存在“里程焦虑”的问题，同时电动汽车充电难又是消费者的共识，出现电动汽车充电难与充电站闲置现象并存，导致电动汽车市场进展缓慢，继而引发充电服务设施的不完善、充电标准不统一等问题。

在全球电动汽车的发展不断加速的背景下，产业链发展中电池效率的提高与充电设施的普及问题仍需尽快解决。电动汽车自身充电时间的长短，对充电设施的发展模式有直接的影响。在充电基础设施尚未完善的情况下，只要快速充电问题被解决，先前的电池更换、混合动力、抽屉式更换等复杂的服务模式必将会被取代，从而引领电动车充电服务模式走向另一个发展方向，实现电动汽车的真正普及。因此，快速充电技术将是未来电动汽车产业发展最有力的影响。

三 快速充电技术是未来发展趋势

1 电动车快速充电发展现状

电动汽车加能（充电）是电动汽车发展的一个重要组成部分。目前电动汽车加能方式主要有更换电池与整车充电两种模式。

在近年各大汽车厂商推出电动汽车产品中，都普遍设计了可以实现快充的电池系统。随着技术的不断发展，电动汽车的充电时间也在逐渐缩短。通过对2009年——2014年间上市后销售量始终领先的纯电动汽车车型与此领域最新技术成果的调查，对它们的电池系统充满电所需要的时间进行统计。（见表1）在电池系统被充满所需的时间中，2009年上市的三菱i电动汽车，需要7小时；2010年上市的宝马Active E需要8h；2011年上市的比亚迪E6需要6h；2012年上市的特斯拉Model S需要1.25h；2013年上市的DENZA腾势充满只需要1h。通过图表也可以看出，充电时间在大趋势上呈不断缩短态势，因此快充必将是电动汽车不可避免的发展趋势。

快充技术解决后，必然引发全新快速充电标准的建立。逐步放弃现有基于慢充衍生的充电服务，革新电动汽车行业体系及其标准。未来必须攻克电动汽车的关键技术，使电动汽车的购买成本大大降低，增加电池容量，延长续行里程。

2 快速充电技术对电动汽车产业发展带来的机遇

从内燃机汽车发明之日起，汽车就成了，人们成为人们生活中不可或缺的一部分。同时人均可支配收入的上升更促使私家车数量的上升。人们对于交通的需求，也是促使电动汽车产业蓬勃发展的一个重要原因。可快速充电的电动汽车，一旦得到普及，必将为该产业界注入新的设计机遇。

1）电动汽车设计个性化

电动汽车在内部结构与使用情境上与汽油车有一定的区别，因此基于电动汽车自身合理的内部组织结构、产品性能与产品传达语义的不同，根据现代设计的理念“形式服从于功能”理念，电动汽车会出产有全新的车型、内饰、使用特殊的材料等。

电动汽车与内燃机汽车相比，最主要区别在于动力来源不同，电动汽车动力源为电池系统。早期的电动汽车是把内燃机更换为电动机，驱动模式没变。随着电动汽车产业的不断进步，目前主要有四种内部布置结构：传统驱动模式；电动机.驱动桥组合式驱动系统；电动机一驱动桥整体式驱动系统；轮毂电动机分散驱动系统。

电动汽车技术的不断突破，包括无人驾驶技术等让汽车的驾驶门槛越来越低。根据电动汽车特性，多用于城市短距离交通，因此更加小巧、节能的两座或单座车需求量不断上升。

2）充电服务系统灵活化

目前电动汽车的加能充电业务包括整车充电、电池更换、电池租赁三类子业务，这是电动汽车用电市场生存发展的基础业务。这些都是基于慢充衍生的服务模式，快速充电与慢速充电首先在充电时间上有本质的区别，快充只需要10-30min之间，与传统汽车加油时间相当。充电时间的缩短间接影响了电动汽车的交通密度，促使快充基础设施在自身建设与整体规划上都区别于现有的充电基础设计。

充电设施与加油设施不同，充电设施的建设更具灵活性。可以在公路旁修建专门的充电站，也可以将充电设施修建城市中各处，如医院、商场、校园等车辆经常停靠的位置，这样可以满足电动汽车快速、随时充电的需求。电动汽车使用的场景会更加多样化，从而需要开发多元的功能来满足消费者不同的出行需求。

3）使用方式人性化

在信息时代的背景下，电动汽车车载平台与用户个人终端相互连接，成为用户个人智能终端的拓展，使汽车使用更具智能性。对电动汽车进行个性化设置，满足消费者个性需求。苹果公司与BMW公司合作，用Iwtch可以监测BMWi3和i8的电池电量细节，可以定位车辆位置。BMW公司发言人DaveBuchko还表示BMW将会开发集成到AppleWatch中的应用，不但能够监测电量，还可以实现控制汽车里的暖气和空调，远程解锁汽车等。这不仅优化了驾驶体验，也增强了驾驶时的安全性。

面对居民出行的各种需求，利用平台化思路，可以拓展各种应用，整合与个人出行或生活相关的种种服务与场景。在整合多方资源的条件下，可以催生一系列新的合作模式或者消费场景。例如2014年9月份，特斯拉电动汽车已与高德地图合作，建立了首个电动汽车充电站地图服务系统，帮助用户更加高效地找到充电设施。利用电动汽车自身平台，将产业链一体化，增强服务的连贯性、全面性。苹果公司在2013年宣布的iOS in the Car计划，也将促使智能车载服务系统走向平台化服务。

顺应低碳交通理念，在电动汽车智能系统中，基于出行需求的租赁、拼车、共享汽车等服务将更加安全、易用。对于可以单纯满足出行需求，同时相比公共交通又更具个性化的电动汽车租赁服务会得到很多消费者的追捧。电动汽车租赁服务是城市自行车租赁服务的拓展，在更加智能化的前提下，满足了集体低碳出行的需求，是公共交通的一种延伸。通过虚拟的交通网络，消费者可以自发组成各种团体，充分利用社会资源，衍生出多样的社会性服务。

结论

为实现快速充电背景下电动汽车的普及，社会各界应该在此技术产业化之前实施相应的措施为电动汽车的普及做铺垫。从设计的角度出发，为产业界提出相应意见或建议，顺应外部发展大环境。

积极响应政府号召，走电动汽车发展战略。电动汽车制造商不断突破技术，推出新产品。积極鼓励互联网行业与电动汽车产业的合作。充分利用互联网技术，同时注意监管互联网安全性。注重产业链服务流畅性。在整个产业链的服务系统中注重用户体验以及人性化服务，确保服务标准的统一性，节省成本。注重资源整合。利用大数据支持，在确保安全的情况下整合各种交通，从系统性的角度出发，满足用户的各种出行需求。注重可持续交通理念宣传。深入了解用户出行需求，推动可持续交通发展。增强与政府的互动。主动将监管机制平民化、信息公开化、反馈及时化、社会资源利用高效化。在电动汽车行业各方面还未成熟之际，把握电动汽车核心技术，同时相关产业界整体全面的发展，是使中国走向世界先进行列的基础。有利于增强国家在此行业竞争力，主导市场。