牛 濤，居 勇

（江蘇省電力設(shè)計(jì)院，南京 211102）

在城市化和工業(yè)化進(jìn)程不斷加快、汽車工業(yè)迅速發(fā)展、國(guó)際原油供求矛盾逐步加深、全球氣候變暖日益明顯的背景下，電動(dòng)汽車以其零排放、零污染等節(jié)能特性受到了各方關(guān)注。目前對(duì)電動(dòng)汽車的研究包括：電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的支持政策制定與分析［1］、充電站選址［2］及技術(shù)支持［3］、電動(dòng)汽車的能源供給模式［4］及發(fā)展前景展望等多個(gè)方面，這些研究為電動(dòng)汽車的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 政策支持

1.1 電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)政策

電動(dòng)汽車具有行駛零排放、能源利用效率高、能源來(lái)源多樣化等特點(diǎn)，在緩解石油危機(jī)、促進(jìn)人與環(huán)境和諧發(fā)展等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。發(fā)展新能源汽車尤其是電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)是我國(guó)重要的產(chǎn)業(yè)政策，是提高汽車工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力、實(shí)施可持續(xù)發(fā)展和新型能源戰(zhàn)略的戰(zhàn)略決策。

近2年來(lái)，國(guó)家及江蘇省相繼出臺(tái)了如：《節(jié)能與新能源汽車示范推廣財(cái)政補(bǔ)助資金管理暫行辦法》、《節(jié)能與新能源汽車發(fā)展規(guī)劃（2011—2020）》等多部產(chǎn)業(yè)政策，支持鼓勵(lì)電動(dòng)汽車發(fā)展［5］。受政策影響，蘇州、揚(yáng)州、無(wú)錫、常州和南通正在申報(bào)成為“十城千輛工程”的試點(diǎn)城市；南京和鹽城還提出要建設(shè)新能源汽車產(chǎn)業(yè)基地，加快電動(dòng)汽車充電站建設(shè)，發(fā)揮示范作用。

1.2 充電站建設(shè)政策

建設(shè)電動(dòng)汽車充放電站等基礎(chǔ)配套措施是促進(jìn)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要舉措。2007年12月14日，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)修訂的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》，首次提出鼓勵(lì)建設(shè)新能源汽車充電站工程，為電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化提供了現(xiàn)實(shí)依據(jù)。

2010年1月，國(guó)家電網(wǎng)公司提出在2010年建設(shè)75座充電站，6 209個(gè)充電樁，擴(kuò)大了電動(dòng)汽車充電設(shè)施建設(shè)規(guī)模。

根據(jù)我國(guó)電動(dòng)汽車充電站的整體發(fā)展趨勢(shì)，江蘇省已加大了對(duì)電動(dòng)汽車充電站的建設(shè)力度，2010年全省建設(shè)完成18座充電站和500臺(tái)交流充電樁，增加了社會(huì)示范效應(yīng)。隨著南京電動(dòng)公交示范充電站及揚(yáng)州電動(dòng)汽車充電站等一批示范工程的投入運(yùn)行，全省的電動(dòng)汽車充電站發(fā)展政策將真正落到實(shí)處。根據(jù)規(guī)劃，到2015年末，江蘇省充電站總數(shù)將達(dá)到300個(gè)，其中大型充電站112個(gè)，中型充電站188個(gè)。

2 國(guó)外成功經(jīng)驗(yàn)

美國(guó)、法國(guó)、意大利、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家在政府、能源機(jī)構(gòu)、汽車廠商及科研院所的共同參與下，已經(jīng)在電動(dòng)汽車的研發(fā)方面取得了顯著成績(jī)。無(wú)論是在電動(dòng)汽車的車速、續(xù)駛里程、加速性能、蓄電池、基礎(chǔ)設(shè)施等技術(shù)層面［1］，還是在配套的政策支持、經(jīng)濟(jì)支持、法律法規(guī)保障、機(jī)構(gòu)設(shè)置、市場(chǎng)運(yùn)作及標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)方面［6］都有較大進(jìn)步，這些技術(shù)積累和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)使得電動(dòng)汽車的開(kāi)發(fā)和使用成為可能。

陸楓橋心頭一酸，雙淚長(zhǎng)流，怕羅香看見(jiàn)，便轉(zhuǎn)身往外走，邊走邊說(shuō)：“今晚沒(méi)月亮，正好可以放焰火。你要看嗎？”

3 技術(shù)保障

我國(guó)從“十五”時(shí)期開(kāi)始實(shí)施新能源汽車科技規(guī)劃，“863”項(xiàng)目共投入20億元研發(fā)經(jīng)費(fèi)，200多家整車及零部件企業(yè)、高校和科研院所，3 000多名科技人員直接參與了電動(dòng)汽車的專項(xiàng)研發(fā)。經(jīng)過(guò)近10年的發(fā)展，我國(guó)電動(dòng)汽車的研發(fā)取得了明顯進(jìn)展。

目前，電動(dòng)汽車進(jìn)入了快速發(fā)展新階段，截至2008年底，江蘇省共有9家新能源整車企業(yè)進(jìn)行了11款電動(dòng)汽車的研究開(kāi)發(fā)，其中鹽城市奧斯汽車公司的AX1026EV已進(jìn)入了小批量生產(chǎn)階段，其他10款電動(dòng)汽車還在研發(fā)階段。

相對(duì)整車開(kāi)發(fā)而言，動(dòng)力電池及管理系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)、電輔件等關(guān)鍵部件已總體進(jìn)入小規(guī)模生產(chǎn)階段。

此外，發(fā)展電動(dòng)汽車的諸多關(guān)鍵問(wèn)題，如：充電站接入電網(wǎng)的諧波問(wèn)題、電池耐用性等問(wèn)題的逐步解決，給充電站的建設(shè)和電動(dòng)汽車的發(fā)展提供了機(jī)會(huì)。

3.1 電網(wǎng)接入技術(shù)

大批量的電動(dòng)汽車蓄電池接入電網(wǎng)充電將對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生影響。

正面影響是：在用電低谷對(duì)動(dòng)力電池充電可以減少電網(wǎng)峰谷差，提高配電系統(tǒng)的實(shí)際利用率。

負(fù)面影響主要有2點(diǎn)：①當(dāng)電動(dòng)汽車蓄電池在正常用電期或用電高峰期充電時(shí)，額外的充電電流需求會(huì)加重供電系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)；②電動(dòng)汽車蓄電池充電設(shè)備的非線性會(huì)產(chǎn)生很大的諧波電流（諧波電流和諧波電壓對(duì)電力系統(tǒng)的影響統(tǒng)稱為諧波污染），對(duì)供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量帶來(lái)不利影響。

為減小由電動(dòng)汽車充電引起的電流過(guò)載（需求高峰），一般使用充電協(xié)調(diào)的方法［7］。該方法的關(guān)鍵是在同一充電站給一組電動(dòng)汽車同時(shí)充電時(shí)，協(xié)調(diào)好充電電流和充電時(shí)間，減少電力系統(tǒng)過(guò)載電流的出現(xiàn)，盡可能得到一條平坦的負(fù)荷曲線。充電協(xié)調(diào)一般分為分布協(xié)調(diào)和集中協(xié)調(diào)2種。

另外，可以從多方面降低充電站接入對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的諧波污染［8］：充電機(jī)供貨商采用先進(jìn)技術(shù)，使用新式充電設(shè)備，降低設(shè)備對(duì)電網(wǎng)的諧波電流注入；設(shè)計(jì)單位在方案設(shè)計(jì)時(shí)充分評(píng)估充電站對(duì)電網(wǎng)接入點(diǎn)的影響，在接入點(diǎn)的選擇、電網(wǎng)電容器配置、充電站接線方式等方面進(jìn)行優(yōu)選，必要時(shí)需要根據(jù)評(píng)估部門(mén)的建議設(shè)計(jì)濾波器，并協(xié)調(diào)好每個(gè)充電站充電器的數(shù)目；業(yè)主加強(qiáng)電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)和諧波報(bào)警以及諧波保護(hù)功能建設(shè)。

3.2 動(dòng)力電池

3.2.1 電池技術(shù)的發(fā)展

目前充電電池容量約為100 Ah，使用壽命在1 000次以上，單次行駛里程可達(dá)到約200 km，表1列出了江蘇省各電池廠商生產(chǎn)的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池技術(shù)現(xiàn)狀。

隨著電動(dòng)汽車和動(dòng)力電池的商業(yè)化開(kāi)發(fā)，動(dòng)力電池的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)將有大幅度優(yōu)化，如表2所示。

發(fā)展趨勢(shì)主要有以下4個(gè)方面：①續(xù)駛里程穩(wěn)步提高，目前市場(chǎng)上使用的電動(dòng)汽車一次充電后的續(xù)駛里程一般為100～300 km，預(yù)計(jì)到“十二五”末，電動(dòng)汽車一次充電后的續(xù)駛里程將達(dá)到300～500 km，逐步接近燃油車的續(xù)駛里程；②隨著充電技術(shù)的不斷發(fā)展，電動(dòng)汽車充電時(shí)間不斷縮短，為用戶提供快捷的服務(wù)；③隨著電池性能的提高，蓄電池使用壽命延長(zhǎng)，充放電次數(shù)將明顯提升；④隨著蓄電池使用的規(guī)范化，蓄電池逐漸標(biāo)準(zhǔn)化，同種類型的車輛將使用相同尺寸和質(zhì)量的電池，有利于蓄電池的維護(hù)和更換。

表1 動(dòng)力電池技術(shù)現(xiàn)狀

表2 動(dòng)力電池指標(biāo)

3.2.2 電池管理系統(tǒng)的發(fā)展

此外，以往制約電動(dòng)汽車普及的電池管理系統(tǒng)也取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。電池管理系統(tǒng)是在使用過(guò)程中檢測(cè)電池能量的消耗并預(yù)測(cè)剩余電量的綜合性電子控制系統(tǒng)，電動(dòng)汽車可以根據(jù)參數(shù)運(yùn)算及判斷結(jié)果對(duì)電動(dòng)汽車的運(yùn)行工況進(jìn)行智能調(diào)節(jié)［9］。電池管理系統(tǒng)的功能如表3所示。

近年來(lái)，國(guó)外一些大的汽車生產(chǎn)企業(yè)和蓄電池生產(chǎn)廠家成功地開(kāi)發(fā)出各自的電池管理系統(tǒng)。如美國(guó)的EVI型電池管理系統(tǒng)、SmartGuard電池管理系統(tǒng)，德國(guó)的BADICHEQ電池管理系統(tǒng)和BADICOaCH電池管理系統(tǒng)。

在我國(guó)，經(jīng)過(guò)電動(dòng)汽車專門(mén)研究項(xiàng)目的立項(xiàng)和多個(gè)地區(qū)地方政府的積極規(guī)劃推動(dòng)，我國(guó)的電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用能力已經(jīng)在實(shí)際運(yùn)營(yíng)測(cè)試中得到了逐步的提高。

3.3 電機(jī)技術(shù)及控制技術(shù)

驅(qū)動(dòng)電機(jī)是電動(dòng)汽車必不可少的關(guān)鍵部件，目前主要有直流有刷、永磁無(wú)刷、交流感應(yīng)和開(kāi)關(guān)磁阻4種。永磁無(wú)刷電機(jī)由于相對(duì)效率最高，在功率小于100 kW的電動(dòng)汽車上得到了廣泛的使用［10］。

此外，國(guó)外已經(jīng)有越來(lái)越多的電動(dòng)汽車采用性能先進(jìn)的輪轂電機(jī)，無(wú)傳統(tǒng)汽車的變速器、傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)橋等復(fù)雜的機(jī)械傳動(dòng)部件，美、英等國(guó)還將此種電機(jī)技術(shù)應(yīng)用于各種軍用車輛、輕型坦克上，并取得了重大成果。

針對(duì)電動(dòng)汽車駕駛模式多變、路況復(fù)雜等特點(diǎn)，可以采用比傳統(tǒng)的比例積分微分控制效果更為明顯的魯棒控制方法，這樣既不用對(duì)控制系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行較大的變化，又能得到滿意的電機(jī)控制效果［11］。

在運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的控制中，西安交通大學(xué)電動(dòng)汽車研究開(kāi)發(fā)中心通過(guò)對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行整車運(yùn)動(dòng)學(xué)建模及整車運(yùn)動(dòng)學(xué)的分析［11］，提出了一種新穎的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模糊控制方法，可以合理地分配兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪上的驅(qū)動(dòng)力矩，并以城市公交車、出租車為實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行了實(shí)際論證。

4 江蘇經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供的機(jī)遇

4.1 科研力量

江蘇省科研高校密集，科技創(chuàng)新能力突出，有良好的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和龐大的消費(fèi)人口支撐電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)?！笆晃濉逼陂g，新能源、新材料、環(huán)保產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值均有大幅上升，全省科技進(jìn)步貢獻(xiàn)率達(dá)54%，全社會(huì)研發(fā)投入占地區(qū)生產(chǎn)總值的比重為2.1%，區(qū)域創(chuàng)新能力連續(xù)2年保持全國(guó)首位。

據(jù)規(guī)劃，“十二五”期間，江蘇省的科技創(chuàng)新將繼續(xù)走在全國(guó)前列，研發(fā)投入占地區(qū)生產(chǎn)總值比重將提高到2.5%，科技進(jìn)步貢獻(xiàn)率將提高到60%以上，這些為電動(dòng)汽車的發(fā)展提供了堅(jiān)強(qiáng)的智力支持。

4.2 汽車保有量

2008年江蘇省機(jī)動(dòng)車保有量為1 350萬(wàn)輛，2009年這一數(shù)字以及已達(dá)1 446萬(wàn)輛，增長(zhǎng)了7.11%。“十二五”期間，預(yù)計(jì)全省的機(jī)動(dòng)車保有量將以100萬(wàn)輛每年的速度猛增，截至2015年全省汽車保有量預(yù)計(jì)將達(dá)到2 000萬(wàn)輛。

“十二五”期間，電動(dòng)汽車從開(kāi)始應(yīng)用到普及將有一段快速發(fā)展過(guò)程，隨著國(guó)家對(duì)新能源汽車發(fā)展的推動(dòng)，江蘇省電動(dòng)汽車近遠(yuǎn)期保有量的增長(zhǎng)速度應(yīng)大于機(jī)動(dòng)車保有量的增長(zhǎng)速度。

按照國(guó)家對(duì)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃，未來(lái)新能源汽車占汽車產(chǎn)業(yè)的比重將達(dá)到5%，按每年新增100萬(wàn)輛汽車計(jì)算，江蘇省的新能源汽車保有量在2015年末將達(dá)到25萬(wàn)輛，其中電動(dòng)汽車比例應(yīng)占到一半以上，即至少應(yīng)有12.5萬(wàn)輛。

4.3 社會(huì)發(fā)展

“十一五”期間，江蘇省大力推進(jìn)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)建設(shè)，實(shí)施重點(diǎn)節(jié)能減排項(xiàng)目，淘汰落后產(chǎn)能，單位地區(qū)生產(chǎn)總值能耗下降、化學(xué)需氧量和二氧化硫減排均完成“十一五”目標(biāo)。其中，電動(dòng)汽車的推廣作為降低環(huán)境污染、減少資源浪費(fèi)的重要手段也發(fā)揮了一定作用。

“十二五”期間，節(jié)能減排仍是全省乃至全國(guó)的根本政策，江蘇仍然面臨單位地區(qū)生產(chǎn)總值能耗、二氧化碳及主要污染物減排完成國(guó)家下達(dá)的約束性指標(biāo)的重要任務(wù)，電動(dòng)汽車在化學(xué)需氧量及二氧化硫減排方面將發(fā)揮積極作用。

按照電動(dòng)汽車保有量為12.5萬(wàn)輛、每輛電動(dòng)汽車年平均行駛里程為20 000 km測(cè)算，相對(duì)燃油機(jī)動(dòng)車，每年累計(jì)至少減少二氧化碳排放14萬(wàn)t，具有良好的環(huán)境效益。

5 結(jié)束語(yǔ)

“十二五”期間，江蘇省應(yīng)利用現(xiàn)有企業(yè)基礎(chǔ)，積極培育整車基地。充分利用上汽集團(tuán)、東風(fēng)集團(tuán)整體優(yōu)勢(shì)，依托南汽公司、鹽城奧新公司、麥克卡公司、淮海公司等公司現(xiàn)有基礎(chǔ)，在南京、鹽城等地加快培育主要面向家庭、出租車行業(yè)和特定場(chǎng)地的具有小批量生產(chǎn)能力的新能源乘用車生產(chǎn)基地；充分發(fā)揮中威、黃海、牡丹、友誼、益茂等現(xiàn)有客車企業(yè)優(yōu)勢(shì)，在鹽城、常州等地加快培育主要面向城市公交和公益行業(yè)的具有中等批量生產(chǎn)能力的大、中型新能源客車。

［1］ 李佩琦，易翔翔，侯福深.國(guó)外電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀及對(duì)我國(guó)電動(dòng)汽車發(fā)展的啟示［J］.北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004,30（1）：49-54.

［2］ 寇凌峰，劉自發(fā)，周歡.區(qū)域電動(dòng)汽車充電站規(guī)劃的模型與算法［J］.現(xiàn)代電力，2010,27（4）：44-48.

［3］ 曲巍，趙宏振.純電動(dòng)轎車的使用模式與能源供給模式［J］.電力需求側(cè)管理，2009,11（2）：21-24.

［4］ 夏德建.電動(dòng)汽車研究綜述［J］.能源技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2010,7（22）：49-55.

［5］ 吳英姿，王康，衛(wèi)振林，等.淺析中國(guó)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的配套政策［J］.電力需求側(cè)管理，2008,10（2）：71-74.

［6］ 國(guó)家電網(wǎng)公司電動(dòng)汽車考察團(tuán).法國(guó)和意大利電動(dòng)汽車考察報(bào)告［J］.電力需求側(cè)管理，2008，10（1）：1-4.

［7］ 李俄收，吳文民.電動(dòng)汽車蓄電池充電對(duì)電力系統(tǒng)的影響及對(duì)策［J］.華東電力，2010,38（1）：109-113.

［8］ 陳新琪，李鵬，胡文堂，等.電動(dòng)汽車充電站對(duì)電網(wǎng)諧波的影響分析［J］.中國(guó)電力，2008（9）：31-36.

［9］ 崔伯雄，隋欣，趙景煥，等.電池管理系統(tǒng)重點(diǎn)專利技術(shù)分布——適用于純電動(dòng)汽車［J］.電子知識(shí)產(chǎn)權(quán)，2010（6）：62-66.

［10］ 王立穎.電動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展前景［J］.汽車工業(yè)研究，2009（8）：12-15.

［11］ 倪秀英，李寶霞.電動(dòng)汽車控制技術(shù)介紹［J］.山東交通科技，2005（1）：88-91.

（本欄責(zé)任編輯 劉嘉婧 孫 晶）