我国纯电动汽车产业发展瓶颈问题综述及发展建议

冶存良 王学军

宁夏理工学院 宁夏石嘴山市 753000

1 引言

随着汽车产业的发展和人们生活水平的提高，汽车已成为社会不可替代的交通工具和人们居家旅行必备之物。据统计2017年全国机动车保有量达到3.101亿辆，其中汽车2.17亿辆（含新能源汽车153.0万辆），预计我国汽车保有量到2020年将会达到2.8亿辆，2025年达到3.6亿辆，而汽车保有量的峰值将会是6亿辆。巨大的汽车保有量也引发了能源危机和环境污染等问题。

在此背景之下大力发展电动汽车产业便成为世界各国解决能源短缺、降低环境污染的不二之选。在我国发展新能源汽车产业是我国的一项新兴的战略性产业，也是有效解决节能减排、低碳环保的最有利，同时也是我国汽车产业升级、实现跨越式发展和提升在国际行业中的竞争力的需要，更是我国新能源汽车“弯道超车”，引领世界新能源汽车潮流的大好时机。

据我国2017年4月6日发布的《汽车产业中长期发展规划》，到2020年和2025年，我国新能源汽车年产销分别达到200万辆和500万辆。与此同时，根据华尔街日报的一份最新研究，中国眼下拥有487家电动汽车制造商，过去五年，我国对电动汽车销售的直接补贴共达150亿美元。而且据彭博数据预测，2025年全球电动汽车销量将达到1100万辆，而我国电动汽车销售将占据全球市场的近50%[1]。看似我国电动汽车产业迎来了春天，发展形式一片大好，但是要想比肩西方发达国家并超越，还要走一段很长的路，有很多瓶颈性问题亟待解决。

2 制约我国电动汽车产业发展的瓶颈性问题分析

尽管我国已超越美国成为全球最大的新能源汽车市场，社会和消费者对电动车发展和优势普遍看好，但是与发达国家相比，我国电动汽车产业的发展进程还有一段差距。动力电池的使用性能和安全性能偏低、新能源汽车IGBT关键技术突破问题、电动汽车配套充电基础设施建设力度不足、废旧动力电池回收利用问题、行业制造标准不统一和电动汽车制造及后市场维护保养人才紧缺等问题，都是制约和限制我国电动汽车发展的瓶颈性问题。

2.1 动力电池的使用性能和安全性有待提高

汽车动力电池比喻为电动汽车的脏腑一点也不为过，它把控着电动汽车行业前往康庄大道的咽喉要道。目前汽车动力电池存在的技术难题主要有电池比能量、电池成组、充电时间长、循环使用寿命和安全性能等方面。尽管锂离子电池能量相对较高，单体电池循环使用寿命能够达到1万次以上，但是由于单体电池存在性能等个体差异，导致电池成组使用时，循环使用寿命相应缩短，这在一定程度上也推高了纯电动汽车的经济成本。另一方面，纯电动汽车慢充一般需要3～5h，较快充大约花费1.5h，速充一般得用20～30min才能充到总容量的50%～80%。但是经常速充充电会严重影响电池使用寿命，目前的储能技术尚无法完美的兼顾电池使用寿命长和充电快这两者[2]。

而且，动力电池的安全性能还需进一步提高。电动汽车在使用和工作过程中，由于电池自身质量、技术和不规范使用等各种原因，容易引起电池自燃、电池组爆炸、线路短路、充电时着火等安全事故。短期内在电动汽车的安全技术方面很难有突破性技术出现，目前在业内人士看来，只有对电池组加强保护这一条策略，暂时能够有效业提高电动汽车安全性[3]。

2.2 我国电动汽车用IGBT产品技术水平与发达国家相比还有很大差距

此前，中美贸易战打的如火如荼，不得不让人联想到中兴通讯事件。此次事件也将进一步推动国产通信设备行业走上替代化之路。反观汽车行业的零配件市场，尤其是新能源车用芯片IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor），绝缘栅双极型晶体管，是电机电控核心组件，IGBT芯片的技术能力也从根本上决定了电控系统的整体技术水平。汽车行业新能源与智能化的发展趋势火热，被广泛看好。目前，平均每辆汽车装载8个汽车芯片，未来将会越来越多。而目前我国车用IGBT技术才刚刚起步，芯片和模块在国内尚未完全形成产业布局。为此，我国新能源汽车IGBT产品98%以上采用国外进口，进口费用极高。另外，IGBT目前已经发展到7.5代，第7代由三菱电机在2012年推出，三菱电机目前的水平可以看作7.5代，我国目前停留在第3代水平上，差距较大[4]。

2.3 电动汽车配套充电基础设施建设力度不足

近3年来，我国新能源汽车销量步入快车道，数据显示，2015年销量达到37.9万辆、2016年突破50万辆、2017年达到77.7万辆，而2018年1-5月新能源车产量达32.8万辆，预计2018年全年我国新能源车产销量有望达到100-120万辆。与销量形成鲜明对比的是，配套设施的充电桩的建设却显得有些滞后。据中国电动汽车充电基础设施促进联盟统计，2018年前5个月，联盟内成员单位公共类充电桩266231个，其中116761个为交流充电桩、84174个为直流充电桩、65296个为交直流一体充电桩。按照目前新能源车180万辆的基数来算，平均每6辆车才配备一个公共充电桩[5]。

而且，电动汽车充电基础设施建设除了数量差距外，还存在以下主要问题：

（1）城市公共场所充电基础设施比较薄弱，分布密度低且不平衡，大都集中在市郊的新城区；

（2）居民区充电设施仍处在规划阶段，目前尚没有开展这方面建设；

（3）机关企事业单位停车场尚没有开展充电设施规划和建设计划，基本处于空白阶段；

（4）对于居民自装充电设施尚没有出台相关规定。

2.4 废旧动力电池安全和环保处理暂无妥善解决措施

随着我国《汽车产业中长期发展规划》的出台，和国家补贴政策的激励下，跻身于电车制造行业的企业如雨后春笋般崛起，动力电池的用量自然水涨船高。而动力电池回收被称为“新能源行业的最后一公里”。动力电池的使用寿命一般在5年左右，而且，自本年度开始，我国首批进入市场的动力电池将迎来“报废潮”。

北京赛德美资源再利用研究院有限公司董事总经理赵小勇介绍，据行业估算，2018年我国约有5万吨动力电池将面临退役或报废。预计到2020年，全年动力电池报废量将达到2×105t，到2025年，全年报废量将达到1×106t，到2030年将达到惊人的量——3×106t。报废动力电池如不做妥善处理，一则造成资源浪费，二则由于我国目前主要使用的动力电池为磷酸铁锂电池和三元锂电池，其电解液中含有高毒性物质以及其他发挥性有机物，如处置不当会对环境造成严重的污染[6]。

目前，在动力电池的回收利用和处理技术方面，主要依靠梯次利用和拆解回收两种方式处理，也只是暂缓燃眉之急，并未从根本上完全解决这一问题。在电池回收过程中，还存在一诸如：回收利用路线复杂，制造标准不多统一导致的多样式动力电池的回收利用工艺不统一，回收利用率得不到保证；而且，制造商基础设备落后，没有智能寿命检测相关设备，也没有高效回收提取设备。另外，电池开发和回收利用方面的专业人才匮乏，不能充分挖掘梯级利用场景[7]。

在政策导向方面，关于动力电池回收利用首次在2006 年颁布的《汽车产品回收利用技术政策》中提及，截至目前已出台了一系列相关政策，特别是近两年颁布了多项政策，如2017年12月1日《车用动力电池回收利用拆解规范》的正式实施，2018年2月1日《车用动力电池回收利用余能检测》等三项动力电池新国标的正式实施，以及为了加强新能源汽车动力蓄电池回收利用管理，工业和信息化部、科技部、环境保护部、交通运输部、商务部、质检总局、能源局，于2018年2 月26 日联合印发的《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》的通知等，都可以体现出我国正大力营造动力电池回收利用的政策环境。但针对动力电池回收利用，我国并没有专项立法。政策内容也仅使其停留在各主体自主承担责任的层面[8]。

3 推进我国纯电动汽车产业发展的建议

3.1 提高动力电池的使用性能和安全性的建议

总体而言，中国锂离子动力电池技术与国外先进水平差距不大，但电池面向应用的研究与开发工作相对薄弱，电池集成技术水平不高，产业技术创新能力不足，产品标准化工作应进一步加强。

（1）我国锂离子电池的产业链已初具规模，但结构仍不完善，锂离子电池设备与原材料的技术水平总体上仍落后于国外先进水平，部分核心装备及原材料还完全依赖进口。在锂离子电池关键原材料生产方面，我们应该采取优胜略汰策略，将技术水平差的生产商在市场机制下淘汰，国家可以通过缩减补贴政策来倒逼企业产业和技术升级，使各企业自助提高生产设备的精度、和自动化水平。

（2）加强动力电池系统评价力度及深度，无论是整车企业还是动力电池企业，在电池系统装车之前，需要对电池系统进行全面、综合性的考核评价。通过深度综合评价，可以深入开展动力电池的试验评价，及早发现问题，及时予以改进。同时可以在相同条件下，评价、比较不同动力电池系统的特点。

（3）由于目前纯电动汽车大批量进行碰撞试验并能够顺利获得E-NCAP 碰撞测试五星安全证书的是凤毛麟角；而国产纯电动汽车参加该碰撞测试获得五星安全证书的几乎为零。因此，对纯电动汽车要进行安全性和碰撞测试，特别是电气安全（触电保护、电压安全、电能安全、绝缘性能、电解液泄漏以及车载可充电储能系统）测试，测试结果能让消费者对自己购买车辆的安全性产生清楚认识。

3.2 我国电动汽车用IGBT产品技术研究建议

国内已有不少芯片厂商，但具备生产汽车级IGBT的公司并不多，而且我国新能源汽车IGBT产品98%以上采用国外进口，进口费用极高。我国电动汽车想搞自主研发，摆脱发达国家对关键技术的垄断，达到弯道超车的目标，就得在IGBT技术研发方面加大人力和物力的投入。

3.3 我国电动汽车充电设施基础建设建议

（1）完善充电设施建设规划。政府可以要求各地要充电基础设施专项规划有关内容纳入当地城乡建设规划，科学布局独立占地的充电基础设施，提高充电设施密度和广度。

（2）加大充电设施建设力度。在小区内建设用户居住地充电设施，可以鼓励充电服务、物业服务等企业参与居民区充电设施建设运营管理；在单位内部可以建设充电设施；在城区内可建设公共服务领域充电设施，对于公交、环卫、机场通勤等定点定线运行的公共服务领域电动汽车，可根据线路运营需求，优先在停车场等地配建充电设施；

3.4 我国电动汽车废旧动力电池回收利用的对策和建议

动力电池的回收再利用是新能源汽车的最后一公里，如若不能很好的妥善处理该问题，将会带来新的环境污染问题，而且造成的后果严重性会比传统汽车行业的有过之而无不及。针对我国电动汽车废旧动力电池回收利用可以提出几条建议：

（1）我国动力电池回收利用产业尚未真正成型，提前制定相关的法律法规和行业标准；

（2）研究新型动力电池材料，对报废电池采用化学技术手段进行降解和处理；

（3）针对我国动力电池的开发、生产和使用，制定统一的设计原则和标准。

4 结语

总之，大力发展纯电动汽车，要想从根本上解决传统燃油汽造成的能源危机和环保问题，最终实现完全替代燃油汽车的梦想，不是一件一蹴的事情，也不能急于求成而引发新的环境问题出现。因此，在解决该新兴绿色产业发展过程中所存在的制约问题，还需要站位高远从长计议。所以文中提到的以上问题，仍将是科技工作者研究和探索的主要问题。