新能源汽車電池、電機(jī)等關(guān)鍵技術(shù)成為技術(shù)瓶頸

頂著高科技光環(huán)的新能源汽車近期頻頻在各大車展高調(diào)亮相，然而在規(guī)?；a(chǎn)的進(jìn)程中，電池、電機(jī)等關(guān)鍵零部件技術(shù)瓶頸凸顯，新能源汽車遭遇“叫好不叫座”的尷尬。

多種技術(shù)路線并存

自從十五期間以來，我國新能源汽車逐漸形成了“三縱三橫”的技術(shù)路線格局：“三縱”為混合動力汽車、純電動汽車、燃料電池汽車；“三橫”為多能源動力總成控制系統(tǒng)、電機(jī)及其控制系統(tǒng)和電池及其管理系統(tǒng)。清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)等國內(nèi)新能源汽車技術(shù)研究機(jī)構(gòu)在混合動力、純電動、氫燃料、代用燃料等各有側(cè)重，形成多種技術(shù)路線并存發(fā)展態(tài)勢。

根據(jù)國家產(chǎn)業(yè)政策走向，中國汽車工程學(xué)會零部件部部長閆建來推測，我國新能源汽車的技術(shù)發(fā)展思路是以混合動力為新能源汽車的起點(diǎn)、以純電動汽車為中期目標(biāo)、以燃料電池為遠(yuǎn)期目標(biāo)。

專家介紹，以氫為動力的燃料電池汽車被學(xué)術(shù)界認(rèn)為是最理想的新能源汽車，但由于目前制氫技術(shù)成本太高以及燃料電池一系列與安全相關(guān)的問題仍待破解，因而只能是望“洋”興嘆。

相比之下，擁有電動系統(tǒng)和發(fā)動機(jī)的混合動力汽車，不但能滿足短期排放需要，而且對基礎(chǔ)設(shè)施改動較少，作為由傳統(tǒng)燃油汽車向電動車的過渡產(chǎn)品，被一些汽車制造商們熱捧。一汽豐田普銳斯、上海通用別克君越、比亞迪F3DM等推出的新能源汽車產(chǎn)品便是這一理念的產(chǎn)物。

據(jù)清華大學(xué)汽車研究所專家介紹，隨著2009年初國務(wù)院頒布《汽車產(chǎn)業(yè)調(diào)整與振興規(guī)劃》，新能源汽車政策戰(zhàn)略轉(zhuǎn)向純電動汽車，在繼續(xù)維持“三縱三橫”格局的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了“三橫”中的后兩橫，即電機(jī)及其控制系統(tǒng)和電池及其管理系統(tǒng)。

這一政策變化在商家的產(chǎn)品中很快得到顯現(xiàn)：在“三縱三橫”研發(fā)格局中，以混合動力轎車為主攻方向的長安汽車在2009年年底推出純電動車奔奔MINI；一直以氫燃料汽車為研發(fā)重點(diǎn)的上汽，近期正忙于布局電池、電機(jī)等關(guān)鍵零部件，并計(jì)劃于2012年推出純電動車。

據(jù)悉，截至目前，國內(nèi)已經(jīng)有24家企業(yè)、47種新能源汽車產(chǎn)品列入中國生產(chǎn)企業(yè)和產(chǎn)品公告，這其中包含了電動車、混合動力車等，以電動車為主的新能源汽車產(chǎn)業(yè)基地在全國遍地開花。而在資本市場上，一些在電動車產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)的電池、電機(jī)等企業(yè)受到了追捧。

關(guān)鍵技術(shù)瓶頸凸顯

據(jù)介紹，雖然相比日本、歐美一些國家，我國發(fā)展新能源汽車起步不晚，但國內(nèi)汽車企業(yè)的新能源技術(shù)并不先進(jìn)。關(guān)鍵技術(shù)上的“卡殼”，使國產(chǎn)新能源汽車產(chǎn)業(yè)化的滿腔熱情難以轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力。

對于《汽車產(chǎn)業(yè)調(diào)整與振興規(guī)劃》中要“形成50萬輛電動車產(chǎn)能，新能源汽車占乘用車的5%”發(fā)展目標(biāo)，相當(dāng)一部分業(yè)內(nèi)人士所持態(tài)度并不樂觀。

工信部副部長苗圩近日在一次論壇上指出，國內(nèi)電動車面臨著電池、電機(jī)、電控系統(tǒng)等關(guān)鍵核心技術(shù)上的瓶頸問題。他推測，在2020年以前新能源汽車的銷售只會占整個銷售量很小的比例，大約在10%到15%。

中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會副會長張小虞接受媒體采訪時表示，中國汽車企業(yè)目前還沒有相應(yīng)的技術(shù)能夠生產(chǎn)出像日產(chǎn)豐田雷克薩斯那樣的混合動力汽車?！澳壳氨咎锲嚨娜趸旌蟿恿ζ嚳梢怨?jié)能38%，而中國的產(chǎn)品只能達(dá)到節(jié)能20%的水平。這就證明國內(nèi)新能源汽車在電控等技術(shù)方面還有待攻關(guān)?！?/p>

據(jù)介紹，就純電動車而言，鉛酸電池使用壽命短，鎳氫電池資源有限、成本較高，近幾年對鋰電池技術(shù)的探索逐漸興起。

苗圩說，我國尚無一家企業(yè)具備生產(chǎn)占新能源汽車電池成本約30%的隔膜，全靠進(jìn)口?！吧a(chǎn)動力電池隔膜的技術(shù)和裝備都列入了西方對我們限制出口的清單，現(xiàn)在我們想買這個設(shè)備、技術(shù)、工藝，還沒有人賣給我們?！?/p>

新舊技術(shù)難題并存

清華大學(xué)汽車工程系教授歐陽明高指出，動力蓄電池同時涉及混合動力、純電動和燃料電池三種電動汽車，因此動力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型將強(qiáng)烈依賴電池技術(shù)的突破。然而，電池技術(shù)是現(xiàn)階段我國新能源汽車實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化存在的最大難點(diǎn)，包括鎳氫電池和鋰電池的壽命、一致性、成本等各方面的問題。

“鋰電池技術(shù)的入門門檻并不高，但要做好卻并不容易。”清華大學(xué)新能源技術(shù)研究所新型能源與材料化學(xué)研究室主任何向明說，目前我國鋰電池技術(shù)的研究存在諸多課題待完善，首先是內(nèi)阻的問題，目前我國最好的水平和國外最好的水平相差10倍。另一個是電池一致性的問題，鋰電池有一個特性，過充電和過放電都不好，像手機(jī)等使用的單片鋰電池問題容易控制，但汽車使用的鋰電池是若干個復(fù)雜串并聯(lián)在一起的，如果一致性不好，就容易造成有的過充、有的充不足的現(xiàn)象，這會影響整個電池的使用壽命和成本。目前國內(nèi)外對這個問題都還沒有完全解決。

此外，現(xiàn)在電動汽車電池的電壓約為100伏至600伏，一旦發(fā)生汽車落水事故，如何保持乘客不觸電，也是當(dāng)前亟待突破的技術(shù)難題之一。

有專家指出，由于目前汽車產(chǎn)銷緊俏，各大汽車企業(yè)更多的是把注意力放在開發(fā)花色品種滿足市場需要方面，而在傳統(tǒng)能源降耗方面做得不夠。

不少業(yè)內(nèi)人士指出，傳統(tǒng)汽車的一些關(guān)鍵技術(shù)水平仍將在很大程度上決定混合動力汽車的發(fā)展水平。油電混合動力汽車雖然增加了電動機(jī)作為動力源，但傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)依然需要發(fā)揮重要作用。因此，除了電機(jī)、電池等新技術(shù)值得不斷探索外，提高自動變速箱等傳統(tǒng)汽車固有的關(guān)鍵技術(shù)同樣迫切。

“如果傳統(tǒng)能源汽車做不好，指望在新能源汽車上實(shí)現(xiàn)一步跨越這是不現(xiàn)實(shí)的。”苗圩說，我們在重視發(fā)展研發(fā)新能源汽車的同時，千萬不要忘了對傳統(tǒng)能源汽車的節(jié)能降耗，這一塊有很大的空間、有成熟的技術(shù)、也有現(xiàn)成的產(chǎn)品。日本2001年制定了雄心勃勃的技術(shù)計(jì)劃，再用10年的時間把油耗下降10%。我不敢說我們平均的油耗達(dá)到日本2005年的標(biāo)準(zhǔn)，但我也不敢說我們的標(biāo)準(zhǔn)只達(dá)到日本1985年的標(biāo)準(zhǔn)，但如果跟上他們的腳步，差距還有20%以上的空間。

配套設(shè)施不健全制約新能源汽車推廣

為了節(jié)能環(huán)保，我國汽車行業(yè)正在如火如荼研發(fā)新能源汽車。然而許多業(yè)內(nèi)人士坦言，要實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)有待時日，其中最重要的障礙來自于基礎(chǔ)配套設(shè)施不健全。

基于新能源汽車私人購買將主打電動汽車的趨勢，業(yè)內(nèi)人士建議，在推廣使用新能源汽車中，除加緊開建電動車充電站、充電樁外，現(xiàn)階段還可考慮設(shè)立電池更換網(wǎng)點(diǎn)，對電池采用政府補(bǔ)貼、車主租賃的模式。

配套設(shè)施尚不完善

新能源汽車環(huán)保又省錢，以比亞迪F3DM雙模電動車為例，此車在專業(yè)的充電站上快充10分鐘可充滿50%，在家用電源上慢充需要九個小時。F3DM百公里耗電僅為16度，電費(fèi)按每度0.5元計(jì)算，百公里花費(fèi)僅為九元，不到汽油車型的1/4。鐵電池的循環(huán)壽命超過2000次，能滿足電動車行駛60萬公里，使用10年。

但充電不便等現(xiàn)實(shí)的問題，使新能源汽車的這些優(yōu)點(diǎn)可望而不可及。目前專業(yè)汽車充電站稀缺，而家庭用戶又普遍沒有安置電源的私人車庫，小區(qū)里的私人停車位上也無家用電源。有消費(fèi)者說：“買電動汽車，我還得買幾十米、上百米的電線板，從我家13層樓接下來給汽車充電，實(shí)在是不方便?！背酥?，新能源汽車維修費(fèi)用也較高，且配件銷售點(diǎn)較少。

根據(jù)國家出臺的新能源汽車規(guī)劃要求，到2020年，我國新能源汽車的比例要占全部汽車的1/2，約為6500萬輛。如此巨量的新能源汽車要正常運(yùn)行，就必須具備完善的售后服務(wù)和配套設(shè)施，特別是動力能量的補(bǔ)充。

汽車企業(yè)大多將建設(shè)充電站的投資寄希望于政府主導(dǎo)、引入社會資金，而不愿自己掏腰包、承擔(dān)投資風(fēng)險(xiǎn)。一些企業(yè)表示，國內(nèi)電動車的技術(shù)、發(fā)展前景、政策支持、收益回報(bào)等暫時都還不明確，能否盈利還難以確定。

還有專業(yè)人士指出，當(dāng)前京津唐等地區(qū)出現(xiàn)電力供應(yīng)緊張狀況，以后出現(xiàn)類似情況時，電動車充電站是否還能維持正常運(yùn)營，這也是需要慎重考慮的問題之一。

電網(wǎng)企業(yè)“圈地”充電站領(lǐng)域

按照《深圳市新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)劃》，該市2009～2015年要興建250個充電站、12500個充電樁，如果全國20個試點(diǎn)城市均按此標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，則行業(yè)未來五年市場容量在68億元左右，巨大的市場容量隱藏著巨大商機(jī)。

針對目前電動汽車充電系統(tǒng)的政策真空期，包括央企在內(nèi)的各路投資者在汽車充電市場暗涌著“圈地運(yùn)動”。

繼南方電網(wǎng)在深圳投建兩個充電站試點(diǎn)之后，國家電網(wǎng)“將在年內(nèi)完成在27個城市建設(shè)試點(diǎn)”的計(jì)劃高調(diào)亮相。國家電網(wǎng)公司總經(jīng)理劉振亞日前在今年工作報(bào)告中說，目前國家電網(wǎng)已經(jīng)在上海、天津和西安等城市建設(shè)電動車充電站試點(diǎn)，天津?qū)⒃谀陜?nèi)再建五座充電站，北京也在籌劃加快建設(shè)電動車充電站。

據(jù)介紹，今年國家電網(wǎng)擬建公用充電站75座、交流充電樁6209臺以及部分電池更換站?！半妱榆嚦潆娬就顿Y小，技術(shù)上已經(jīng)沒有問題?！?/p>

一位能源專家指出：“一旦大量在全國主要城市占據(jù)了充電站終端，在未來的新能源汽車時代，充電站將取代現(xiàn)在廣為分布的加油站，電網(wǎng)公司完全可以很大程度上取代幾大石油巨頭的地位，成為最大的能源巨頭。這個前景對于電網(wǎng)公司來說是非常誘人的?！?/p>

分析人士表示，電網(wǎng)企業(yè)大力“圈地”充電站領(lǐng)域是其延伸供電產(chǎn)業(yè)鏈的一種方式，電動汽車相當(dāng)于其電網(wǎng)終端的新增客戶，其未來規(guī)?；l(fā)展也將大幅帶動用電量的增加。

中海油也瞄準(zhǔn)這一商機(jī)，與中國普天成立了合資公司———普天海油新能源動力有限公司，專門運(yùn)營電動汽車能源供給網(wǎng)絡(luò)。普天海油與浙江民營汽車制造商“眾泰”簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議，2010年初將在中國兩個以上省會城市啟動投入純電動汽車充電站網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

相關(guān)人士為完善基礎(chǔ)設(shè)施建言

一些汽車業(yè)內(nèi)人士就近期應(yīng)如何完善新能源汽車基礎(chǔ)和配套設(shè)施，以加快新能源汽車推廣使用提出了相關(guān)建議。

清華大學(xué)汽車研究人士建議，在開建充電站的基礎(chǔ)上，當(dāng)前新能源汽車電池還可采用租賃模式，個人購車時不必承擔(dān)電池費(fèi)用，電池及其充電由運(yùn)營商負(fù)責(zé)維護(hù)，而電池成本大部分來自于國家補(bǔ)貼，少部分來自用戶，這將使消費(fèi)者購買電動汽車成本大大降低，有利于推廣新能源汽車使用。

“在服務(wù)網(wǎng)絡(luò)上，可以建立一些像桶裝水站一樣的網(wǎng)點(diǎn)機(jī)構(gòu)，這樣可以方便消費(fèi)者定期去更換電池，相比需要較長時間的充電更為方便，更利于新能源車的推廣?！?/p>

還有研究人士指出，針對當(dāng)前我國城市居民居住特點(diǎn)，應(yīng)著重在居民住宅小區(qū)停車位建設(shè)充電樁。

全球知名咨詢機(jī)構(gòu)麥肯錫近日在上海發(fā)布的一項(xiàng)調(diào)查研究顯示，密集的公共充電設(shè)施并不是上海提高電動汽車早期普及率的必要條件。

此份調(diào)查報(bào)告中稱，相較紐約和巴黎，上海的消費(fèi)者多數(shù)擁有相對固定的車庫或私人停車位，更關(guān)心在自己的住宅小區(qū)內(nèi)建設(shè)可靠的隔夜充電設(shè)施，因此以社區(qū)隔夜充電設(shè)施為主，公共停車場中速充電站和公共快充電站為輔的充電格局更適合上海。

還有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，應(yīng)充分利用中石油、中石化現(xiàn)有加油站點(diǎn)，增設(shè)汽車充電設(shè)備。據(jù)了解，日本的電動汽車充電站中，有很大一部分是在現(xiàn)有的加油站場地內(nèi)增設(shè)充電設(shè)備改造而成的。

分析人士認(rèn)為，建設(shè)充電站所需的設(shè)備成本并不算高，但其征地成本卻不可低估，對于中石油、中石化而言，可以在其已有加油站布點(diǎn)，不必再額外圈地，對加油站現(xiàn)有電力系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)改造和投資即可。

上海新能源汽車市場潛力有多大

作為減少溫室氣體排放和減輕對原油進(jìn)口依賴的解決方案之一，電動汽車成為各國汽車工業(yè)發(fā)展的大勢所趨，然因尚處于技術(shù)研發(fā)和市場探索階段，電動汽車的投入成本巨大，車價(jià)較高，電池技術(shù)可靠性、成本和充電設(shè)施等問題也有待解決，上海作為中國超大型城市能否率先駛?cè)搿盁o油”時代

上海將出現(xiàn)巨大的電動汽車需求

全球管理咨詢公司麥肯錫用近一年的時間與上海、紐約、巴黎市政府合作，進(jìn)行大都市如何實(shí)現(xiàn)電動汽車產(chǎn)業(yè)化的深入研究，調(diào)查顯示，未來10年，上海、紐約和巴黎三大城市都將出現(xiàn)巨大的電動汽車需求。上海的市場調(diào)研包括對600名上海私家車購買者的電動車概念測試調(diào)查以及對另外600名上海私家車主的日常駕乘習(xí)慣的量化分析，研究表明，電動汽車在上海新車銷售中的比例有望在2015年達(dá)到5%，2020年達(dá)到10%-15%左右。若電池技術(shù)可靠性、成本和充電設(shè)施等問題能夠得到一定程度的解決，那么三成左右的本地消費(fèi)者將考慮嘗試購買電動汽車。

調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，90%的本地消費(fèi)者除了節(jié)假日出游的行駛里程要求超過75公里外，日常上下班/學(xué)，瑣事或社交休閑的行駛里程要求均在50公里以內(nèi)，電動汽車能夠滿足大部分消費(fèi)者除郊游以外的日常行駛里程要求。

純電池電動車如ECC(迷你城市電動車)在紐約大獲成功，多數(shù)紐約家庭在已擁有一到兩輛私家車的基礎(chǔ)之上新增電動汽車，主要為滿足短途諸如接送孩子上下學(xué)等特殊需求。上海只有一輛車的家庭占所有車主的比例為96%，作為家庭惟一用車，純電池電動車在續(xù)航里程上的限制使許多家庭無法接受。

很多首次購車者都需要功能齊全且內(nèi)部空間足夠大的私家車型，重視外形尺寸和內(nèi)部空間，在國內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)及成本條件下，插電式混合動力汽車(pHEV)結(jié)合了電動汽車和傳統(tǒng)汽車的雙重優(yōu)點(diǎn)，相對技術(shù)成熟，無續(xù)航里程限制，因此很可能成為未來十年最受歡迎的電動汽車類型。

消費(fèi)者購買動因小顧慮多

根據(jù)用戶的駕乘習(xí)慣、生活方式及對電動汽車的期望與顧慮，麥肯錫的該項(xiàng)調(diào)查研究將上海的私家車車主細(xì)分為六個不同的族群。在上海，率先購買電動汽車的并不是價(jià)格敏感的“入門級”低端消費(fèi)者，而最可能購買的是“時尚環(huán)保者”和“駕車成本敏感者”。這兩類早期購買人群占到上海私家車主的三成，他們關(guān)注電動汽車有別于傳統(tǒng)汽車的獨(dú)特外觀設(shè)計(jì)及出眾的加速性能，愿意為支持環(huán)?；蚪档婉{車成本支付溢價(jià)、犧牲性能和改變出行習(xí)慣，對電動汽車的購買意愿是其他人群的兩倍。

然而，大部分接受調(diào)查的消費(fèi)者表達(dá)了對電動汽車的多重顧慮，尤其是電動汽車相對于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車在成本、性能方面的劣勢。在消費(fèi)者不愿意接受電動車的理由中，電動汽車的續(xù)航里程不夠排在首位，其次為充電麻煩、電動汽車的技術(shù)不夠穩(wěn)定可靠，電動汽車的價(jià)格則排在第五的位置。

電池續(xù)航里程是其中最大的問題，69%的用戶表明續(xù)航里程不足是他們不想購買電動汽車的主要原因。根據(jù)麥肯錫對上海私家車主的日常駕乘習(xí)慣分析，雖然大多數(shù)用戶平均每天行駛50-70公里，但是75%的消費(fèi)者仍然希望一次充電可以滿足240公里的續(xù)航里程。上海消費(fèi)者對電動汽車的理解多停留在其電器產(chǎn)品的使用經(jīng)驗(yàn)上，因而對電動汽車電池的成本、容量和安全性抱有極大擔(dān)憂。此外，相比數(shù)分鐘的加油時間，消費(fèi)者對公共充電設(shè)施的長時間充電也表示擔(dān)心。

有效的激勵機(jī)制能否刺激需求

由于電動汽車技術(shù)仍然處于早期發(fā)展階段，廣大消費(fèi)者還在觀望并期待得到一攬子其它便利條件，以平衡價(jià)格和潛在風(fēng)險(xiǎn)。適量的購車補(bǔ)貼對于提高電動汽車初期的普及率非常重要，在紐約，已通過購買電動汽車適當(dāng)讓利7500美元的政策。上海調(diào)研表明，如果市政府不提供補(bǔ)貼，2015年電動汽車占新車銷售比例為3.8%。如果取消電動汽車的新車上牌費(fèi)(上海地區(qū)目前約三萬元人民幣)，這個比例將提高到5%，但隨著補(bǔ)貼數(shù)額增加，其銷量刺激的邊際效用也會明顯減弱，可見僅靠補(bǔ)貼無法造就巨大的市場。

一些非貨幣的激勵政策同樣將有效刺激上海消費(fèi)者的嘗試欲，超過半數(shù)的受調(diào)查消費(fèi)者表示，希望在城區(qū)設(shè)立電動汽車專用行駛道和電動汽車專屬停車位、為購買電動汽車家庭專供節(jié)假日長途自駕出游的優(yōu)惠租車服務(wù)等。

值得注意的是，密集的公共充電設(shè)施并不是上海提高電動汽車早期普及率的必要條件。相較紐約巴黎，上海的消費(fèi)者多數(shù)擁有相對固定的車庫或私人停車位，更關(guān)心在自己的住宅小區(qū)內(nèi)建設(shè)可靠的隔夜充電設(shè)施，因此以社區(qū)隔夜充電設(shè)施為主，公共停車場中速充電站和公共快充電站為輔的充電格局更適合上海。

“電動汽車作為一個全新的技術(shù)，消費(fèi)者對其性能、成本和其他潛在問題仍然缺乏了解，為了拉動早期的需求，除了直接的購車補(bǔ)貼以外，政府政策目標(biāo)更應(yīng)著力解決早期購買人群在續(xù)航里程、安全性和充電便利性方面的顧慮，協(xié)同企業(yè)打出產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等組合拳。”麥肯錫上海分公司全球董事合伙人、中國汽車資訊業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人沙莎預(yù)測，真正有競爭力的新能源汽車的實(shí)質(zhì)性推廣應(yīng)會從2015年開始，汽車和零部件廠商要充分了解消費(fèi)者的真實(shí)需求和潛在顧慮，與政府部門通力合作，開發(fā)出貼近消費(fèi)者需求的質(zhì)量可靠、設(shè)計(jì)獨(dú)特的作品。