国内外电动汽车发展现状

1、内外电动汽车开展现状摘要本文介绍了美国、欧洲及日本等国家和地区电动汽车产业的开展历程，比照 我国电动汽车的市场结构、技术研发、产业政策及示范运营状况，指出我国电动 汽车产业开展过程中存在政策统筹、核心技术、根底设施建设和产品认可度等方 面的缺乏；对电动汽车相关技术，如电机驱动技术、能量管理系统、锂离子电池 技术等的开展现状与趋势等进行了探讨。0引言随着全球金融危机、生态环境恶化与能源、资源枯竭等问题的加剧，大力研 究和利用电动汽车相关技术及促进产业开展已成为世界汽车工业竞争的一个新 焦点。美国、曰本、德国等世界主要汽车制造强国纷纷参加抢占电动汽车技术和 市场制高点的行列，我国有关部门及各地政府

2、也积极响应行业趋势，将电动汽车 确定为国家7大战略性新兴产业之一，并先后推出了？节能与电动汽车产业开展 规划？、？电动汽车“十二五专项规划?等规划措施，积极引导和鼓励国内电动 汽车产业的开展。在各项政策的推动下，国内汽车企业不断增加对电动汽车及相 关零部件的研发投入，在突破电池、电机、电控等关键技术、完善根底设施建设、 推动电动汽车产业化等方面取得了长足的进步。1国外电动汽车的现状和开展趋势1.1全球电动汽车市场现状及趋势近年来，全球电动汽车市场正以更快的速度成长，电动汽车产销量均有明显 提升。2021年全球市场共销售353 522辆电动汽车，同比增长56.78%；其中， 电动乘用车323 8

3、64辆，占比91. 61% （电动乘用车指双80车，即最高时速 80 km/h以上，同时一次充电续航里程80 km以上）；电动客车及电动专用车29 658辆，占比8. 39%。美国、欧盟、中国、日本仍然在全球电动汽车市场中位 居前列。全球各主要国家电动汽车2021年保有量及2021年预计保有量如表1 所示。美国的通用、福特、特斯拉公司，日本的丰田、日产及本田公司，欧洲 的宝马、奔驰、雪铁龙公司等都在电动汽车的研制与开发上呈现出很强的实力。表1世界主要国家电动汽车保有量年份中国法国德国印度英国美国日本2021120 00030 91224 4197 58421425275 104108 2482

4、021500万200万100万700万150万150万200万从全球主要汽车生产厂家的销量和开展方案来看，目前，“低排放汽车(主 要指混合动力汽车)经过长时间的开展，技术最为成熟，已进入快速增长期，其 销量、增幅和占比都远远高于其他车型；随着动力电池性能的提升及充电根底设 施建设的完善，“零排放汽车(主要指纯电动汽车)也逐渐走上产业化的道路， 特别是小型的纯电动汽车更是开展迅速；燃料电池汽车在技术和经济方面仍存在 诸多瓶颈，其大规模推广还存在相当的距离。LI前，世界主要国家政府都制定了电动汽车中长期开展战略规划，预计电动 汽车市场会在未来io年内持续增长，成为拉动经济开展的新的增长点。1.2外

5、电动汽车开展历程1.2.1美国(1) 市场状况。美国是全球规模最大的电动汽车市场，2021年电动乘用车的 销量到达119 710俩，较2021年增加22.7%【3。口前，插电式混合动力汽车是美 国电动汽车市场销量和增幅最大的产品。(2) 技术研发。美国电动汽车开展以通用、福特和克莱斯勒三大汽车公司为 主导，利用三大汽车公司雄厚的技术开发力量和先进制造条件，通过汽车、机电、 电子、控制和材料等行业的分工合作，开发出电动汽车的各种总成和技术单元。 1991年，美国三大汽车公司达成协议，成立“先进电池联合体，共同致力于 纯电动汽车的研究。但经过13年的探索，蓄电池技术还是未能获得关键性突破， 以通用

6、为代表的汽车厂商不再积极鼓励开展纯电动汽车，转向了对燃料电池车的 研究。2021年奥巴马上台后乂转向了率先实现混合动力车商业化、燃料电池车 作为远期LI标的电动汽车开展战略。在国家战略的引导下，美国各类电动汽车技 术成果颇丰，先后提出了针对纯电动汽车与混合动力汽车的四大类标准，并形成 了世界上最完善的燃料电池汽车标准体系。截至2021年，在混合动力汽车、燃 料电池汽车等电动汽车关键技术领域，美国获得授权专利数量占据了全球专利总 数的22%o1.2.2欧洲(1)市场状况。步入21世纪后，电动汽车行业在欧洲迅速开展。在一些起步较晚的国家，如荷兰、挪威等，电动汽车开展尤其迅猛，电动汽车保有量持续增加

7、。据欧洲汽车制造商协会(ACEA)数据显示，2021年欧盟28个成员国加上自由贸易联盟国家电动车销量到达97 791辆，同比增长50.3%,挪威、英国等国家其至实现成倍增长。(2)技术研发。与美国相比，欧洲更崇尚纯电动汽车。1990年，欧洲“城市 电动车协会成立，旨在帮助各城市进行电动汽车可行性研究、安装必要设备和 指导其运营。1995年底，欧洲笫1批电动汽车实现批量生产，1996年到2000 年间，欧洲电动汽车从5 890辆增长到16 255辆，其中法国、瑞士和德国处于 前列。进入21世纪后，欧洲电动汽车产业快速开展，到2021年底欧盟各国电 动汽车保有量均大幅增长，如图1所示。欧洲的汽车企

8、业也纷纷在传统内燃机 汽车的技术优势的根底上推出了自己的插电式混合动力和纯电动汽车品牌，如雷 诺推出的雷诺ZOE、雷诺KangrooZOE、雷诺twizy三款纯电动汽车，宝马推出的 纯电动跑车i3、插电式混合动力跑车i8,群众推出的插电式混合动力车辆高尔夫 “TwinDrive等。虽然纯电动汽车在欧洲取得了一定的开展，但由于没能成功地 解决续航里程短的问题，商业化进程相对缓慢，因而局部企业也开始致力于其他 清洁能源车的开发和产业化。从销量上看，近年来，混合动力车型在欧洲的销量 大幅增长，2021年仅丰田公司一家企业的混合动力车型就在欧洲销售了 15.7 万辆。荷兰挪威法国徳国英国瑞典 国家50

9、 ()0045 00040 00035 000襄 30 000* 25 000呈 20 0001500010 0005 000 0图1 2021年底欧洲主要国家电动汽车保有量1.2.3日本(1)市场状况。日本是全球范围内最早开始开展电动汽车的国家之一，也是 世界上首个实现混合动力汽车量产的国家，在实现混合动力系统的低燃耗、低排 放和改良行驶性能方面稳居世界领先地位。2021年，在日本全部新车330万辆的市场上，销量位居前儿名的车型都是 混合动力产品。电动汽车占日本国内新车销量的比例为17.7%,同比增长1.5%。(2)技术研发。一直以来，日本政府特别重视电动汽车的研究和开发。早在 1965年，

10、日本政府就将电动车研发正式列入国家工程，并随后成立了日本电动 汽车协会。1996年，丰田公司成功研制出燃料电池汽车样车，并于1997年开始 混合动力汽车普锐斯的批量生产999年本田首款混合动力汽车INSIGHT上市， 随后2001年推出CIVIC混合动力，这两款混合动力在全球电动汽车市场上占有 较大份额。日产公司山于具有在锂离子电池方面的优势，其主要研发方向集中于 纯电动汽车方面，并于1997年推出了全球第一辆锂离子电池电动汽车Prairie Joyo 从国外电动汽车开展历程来看，各国政府釆取的技术路线不同，在产业化方 面除经济扶持、政策优惠和法规强制外，还通过示范运营、加强根底设施建设、 优

11、惠租赁、政府采购、节能环保宣传等手段保证生产、研发、销售等各环节协调 开展。同时，各国扶持电动汽车产业的政策都根据不同经济阶段的实际需求而动 态调整，使产业开展顺利山政府推动过渡到市场推动，为我国电动汽车开展提供 了珍贵的经验。2我国电动汽车的开展现状2.1我国电动汽车市场现状中国作为全球第二大电动汽车市场，近年来在中国政府的强力推动下，电动 汽车的产量和销量均实现了巨大的飞跃。2021年电动汽车累计生产& 39万辆, 同比增长近4倍，如表2所示。总体来说，目前我国电动汽车销量的增长以小 型车为主，我国外乡涉足电动汽车领域的企业逐渐增多，包括北汽新能源、比亚 迪、东风日产等，市场上可供选择的车

12、型也开始丰富。表22021年我国电动汽车产量类型产量/万辆同比增长纯电动乘用车3.783倍插电式混合动力乘用车1.6722倍纯电动商用车1.574倍.插电式混合动力商用车1.382倍总计8.394倍2. 2我国电动汽车技术研发现状“十五和“十一五期间，我国从维护能源平安、改善大气环境、提高汽 车工业竞争力及实现我国工业的跨越式开展的战略高度出发，先后启动了 “863 方案、“电动汽车重大科技专项、“节能与电动汽车重大工程等，投入科技经 费近20亿元，形成了以纯电动、油电混合动力、燃料电池3条技术路线为“三 纵，以多能源动力总成控制系统、驱动电机及其控制系统、电力蓄电池及其管 理系统3种共性技术

13、为“三横的电动汽车研发格局，共计200多家整车及零部 件企业、高校和科研院所参与了电动汽车专项研发。2021年7月，国务院发布 的?节能与电动汽车产业开展规划？中指出以纯电驱动为电动汽车产业开展和汽 车丄业转型的主要战略取向，当前工作重点是纯电动汽车和插电式混合动力汽车 的产业化建设。在此方针的指导下，我国电动汽车技术经过“三纵三横、整车牵头和三 纵三横、动力系统技术平台为核心两阶段攻关，继续取得重大突破，逐步形成 了整车零部件企业协同研发、标准检测平台和应用示范为支撑载体的研发创新体 系，并取得了丰硕的成果。如锂离子动力电池和燃料电池系统性能与耐久性稳步 提升，本钱大幅下降；车用电机系统性能

14、取得较大进展，产业化能力大幅提升； 高密度永磁电机功率密度达2.68 kW/kg,系统最高效率到达94%以上。国内汽 车企业也纷纷增加对电动汽车及相关零部件的研发投入。2021年，比亚迪一款 型号为F3DM的电动汽车获准批量生产和销售，标志着我国电动汽车产业正式进 入产业化阶段。2021年，我国累计发布60多项电动汽车相关标准，涉及电动汽 车及动力电池平安、能耗消耗量测量、充电接口及通信协议等多个领域，为实现 电动汽车规模产业化，尤其是纯电驱动汽车销量到达同类车型总销量1%左右的 重要门槛提供了重要的科技支撑o3我国电动汽车技术开展现状与趋势3.1电机驱动技术电动机及其控制技术是电动汽车系统的

15、核心技术。现代电动汽车和电控与 20世纪40年代开发的电瓶车技术有着本质的不同。现代电动车一般采用新型 的高效可靠的传动电机，如直流无刷永磁电机、开关磁阻电机及微电子调速控制 技术，我国生产的适合车用动力的永磁电机质量很高，已形成出口能力。因此， 这局部技术已相对成熟，有实用价值【9加】。3. 2能管理系统能量管理系统是电动汽车的智能核心。一辆设计优良的电动汽车，除了有良 好的机械性能、电驱动性能、适当的能量源（即电池）夕卜，还应该有一套维持电动 车所有蓄电池组件的丄作，并使其处于最正确状态；釆集车辆的各个子系统的运 行数据，进行监控和诊断：控制充电方式和提供剩余能量显示等职责的能量管理 系统

16、。能量管理系统研究与开发不仅要建立包括蓄电池在内的电动车的数学模型, 而且要开发以微处理器为核心的电子控制单元。口询国内比拟成型的EMS技术 主要是针对某一动力系统设计的，效果比拟好，但是不同的电动汽车动力传动结构有不同的系统配置，EMS管理体系结构的多样性及电动汽车对于高效的实时 性能的需求，大大增加了控制任务的复杂性。因此，研究新的动力传动配置和控 制器以及更具有通用性的EMS已经成为目前的开展方向。3. 3锂离子电池技术当前，制约电动汽车尤其是PHEV和EV车型开展的核心问题在于续航里程 偏短、车体偏重，存在平安隐患，并且价格居高不下，尽管这些问题短期可通过 降低整车性能要求（如缩短行驶

17、距离、延长充电时间）来解决，然而长期来看必须 从提高电池能量密度、提升电池平安性能和降低电池本钱等电池技术层面进行根 本性突破。其中，提升电池体系的能量密度以增长续航里程，口前已成为各大汽 车厂商和动力锂电池制造商共同努力方向。U前装车应用最广泛的基于磷酸铁锂 和镭酸锂正极的锂离子动力电池，其单体电池的能量密度只有130 Wh /kg；组合 成电池组后，电池系统的能量密度不到90 Wh/kgk为推动我国动力锂离子电 池产业技术突破，工信部和科技部提岀了近期的规划标，如表3所示。表3中国电池产业近期规划目标年份规划能量密度/(Wh kg-1)循环寿命/次本钱/(元 Wh-1)2021年底科技部：

18、？新能源汽车技 术政策研究？目标工信部：？电池工业十二 五开展规划？目标2 200$20002021年底2250230001总体来说，我国的电机驱动技术与国际先进水平已根本持平，但是电池能量 管理系统与锂离子电池在能量密度方面的差距限制了我国电动汽车产品的续航 里程，抑制了消费者的购车热情。我国政府已出台促进锂离子电池技术开展的相 关政策。可以预计未来5年内，锂离子电池产业会有持续大规模的投入并得到 较快的开展。4参考文献1 肖何，杨阳.2021年全球电动汽车销量突破35万辆同比增长56.78% N.中国 电池杂志,2021-03-25.2 International Energy Agency. Global-EV-Outlook 2021R.Paris: IEA,2021. 刘重才.全球新能源车销量激增国内企业或受益N.上海证券报? 2021-10-10.4程广宇.国外车用充电根底设施建设进展及启示科技创新与生产力,2021(4):11-14亚洲汽车产业调查分析J. FO