冶存良 王學(xué)軍

寧夏理工學(xué)院 寧夏石嘴山市 753000

1 引言

隨著汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和人們生活水平的提高，汽車已成為社會(huì)不可替代的交通工具和人們居家旅行必備之物。據(jù)統(tǒng)計(jì)2017年全國機(jī)動(dòng)車保有量達(dá)到3.101億輛，其中汽車2.17億輛（含新能源汽車153.0萬輛），預(yù)計(jì)我國汽車保有量到2020年將會(huì)達(dá)到2.8億輛，2025年達(dá)到3.6億輛，而汽車保有量的峰值將會(huì)是6億輛。巨大的汽車保有量也引發(fā)了能源危機(jī)和環(huán)境污染等問題。

在此背景之下大力發(fā)展電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)便成為世界各國解決能源短缺、降低環(huán)境污染的不二之選。在我國發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)是我國的一項(xiàng)新興的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，也是有效解決節(jié)能減排、低碳環(huán)保的最有利，同時(shí)也是我國汽車產(chǎn)業(yè)升級、實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展和提升在國際行業(yè)中的競爭力的需要，更是我國新能源汽車“彎道超車”，引領(lǐng)世界新能源汽車潮流的大好時(shí)機(jī)。

據(jù)我國2017年4月6日發(fā)布的《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》，到2020年和2025年，我國新能源汽車年產(chǎn)銷分別達(dá)到200萬輛和500萬輛。與此同時(shí)，根據(jù)華爾街日報(bào)的一份最新研究，中國眼下?lián)碛?87家電動(dòng)汽車制造商，過去五年，我國對電動(dòng)汽車銷售的直接補(bǔ)貼共達(dá)150億美元。而且據(jù)彭博數(shù)據(jù)預(yù)測，2025年全球電動(dòng)汽車銷量將達(dá)到1100萬輛，而我國電動(dòng)汽車銷售將占據(jù)全球市場的近50%[1]?？此莆覈妱?dòng)汽車產(chǎn)業(yè)迎來了春天，發(fā)展形式一片大好，但是要想比肩西方發(fā)達(dá)國家并超越，還要走一段很長的路，有很多瓶頸性問題亟待解決。

2 制約我國電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸性問題分析

盡管我國已超越美國成為全球最大的新能源汽車市場，社會(huì)和消費(fèi)者對電動(dòng)車發(fā)展和優(yōu)勢普遍看好，但是與發(fā)達(dá)國家相比，我國電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程還有一段差距。動(dòng)力電池的使用性能和安全性能偏低、新能源汽車IGBT關(guān)鍵技術(shù)突破問題、電動(dòng)汽車配套充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度不足、廢舊動(dòng)力電池回收利用問題、行業(yè)制造標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一和電動(dòng)汽車制造及后市場維護(hù)保養(yǎng)人才緊缺等問題，都是制約和限制我國電動(dòng)汽車發(fā)展的瓶頸性問題。

2.1 動(dòng)力電池的使用性能和安全性有待提高

汽車動(dòng)力電池比喻為電動(dòng)汽車的臟腑一點(diǎn)也不為過，它把控著電動(dòng)汽車行業(yè)前往康莊大道的咽喉要道。目前汽車動(dòng)力電池存在的技術(shù)難題主要有電池比能量、電池成組、充電時(shí)間長、循環(huán)使用壽命和安全性能等方面。盡管鋰離子電池能量相對較高，單體電池循環(huán)使用壽命能夠達(dá)到1萬次以上，但是由于單體電池存在性能等個(gè)體差異，導(dǎo)致電池成組使用時(shí)，循環(huán)使用壽命相應(yīng)縮短，這在一定程度上也推高了純電動(dòng)汽車的經(jīng)濟(jì)成本。另一方面，純電動(dòng)汽車慢充一般需要3～5h，較快充大約花費(fèi)1.5h，速充一般得用20～30min才能充到總?cè)萘康?0%～80%。但是經(jīng)常速充充電會(huì)嚴(yán)重影響電池使用壽命，目前的儲(chǔ)能技術(shù)尚無法完美的兼顧電池使用壽命長和充電快這兩者[2]。

而且，動(dòng)力電池的安全性能還需進(jìn)一步提高。電動(dòng)汽車在使用和工作過程中，由于電池自身質(zhì)量、技術(shù)和不規(guī)范使用等各種原因，容易引起電池自燃、電池組爆炸、線路短路、充電時(shí)著火等安全事故。短期內(nèi)在電動(dòng)汽車的安全技術(shù)方面很難有突破性技術(shù)出現(xiàn)，目前在業(yè)內(nèi)人士看來，只有對電池組加強(qiáng)保護(hù)這一條策略，暫時(shí)能夠有效業(yè)提高電動(dòng)汽車安全性[3]。

2.2 我國電動(dòng)汽車用IGBT產(chǎn)品技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國家相比還有很大差距

此前，中美貿(mào)易戰(zhàn)打的如火如荼，不得不讓人聯(lián)想到中興通訊事件。此次事件也將進(jìn)一步推動(dòng)國產(chǎn)通信設(shè)備行業(yè)走上替代化之路。反觀汽車行業(yè)的零配件市場，尤其是新能源車用芯片IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor），絕緣柵雙極型晶體管，是電機(jī)電控核心組件，IGBT芯片的技術(shù)能力也從根本上決定了電控系統(tǒng)的整體技術(shù)水平。汽車行業(yè)新能源與智能化的發(fā)展趨勢火熱，被廣泛看好。目前，平均每輛汽車裝載8個(gè)汽車芯片，未來將會(huì)越來越多。而目前我國車用IGBT技術(shù)才剛剛起步，芯片和模塊在國內(nèi)尚未完全形成產(chǎn)業(yè)布局。為此，我國新能源汽車IGBT產(chǎn)品98%以上采用國外進(jìn)口，進(jìn)口費(fèi)用極高。另外，IGBT目前已經(jīng)發(fā)展到7.5代，第7代由三菱電機(jī)在2012年推出，三菱電機(jī)目前的水平可以看作7.5代，我國目前停留在第3代水平上，差距較大[4]。

2.3 電動(dòng)汽車配套充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度不足

近3年來，我國新能源汽車銷量步入快車道，數(shù)據(jù)顯示，2015年銷量達(dá)到37.9萬輛、2016年突破50萬輛、2017年達(dá)到77.7萬輛，而2018年1-5月新能源車產(chǎn)量達(dá)32.8萬輛，預(yù)計(jì)2018年全年我國新能源車產(chǎn)銷量有望達(dá)到100-120萬輛。與銷量形成鮮明對比的是，配套設(shè)施的充電樁的建設(shè)卻顯得有些滯后。據(jù)中國電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)，2018年前5個(gè)月，聯(lián)盟內(nèi)成員單位公共類充電樁266231個(gè)，其中116761個(gè)為交流充電樁、84174個(gè)為直流充電樁、65296個(gè)為交直流一體充電樁。按照目前新能源車180萬輛的基數(shù)來算，平均每6輛車才配備一個(gè)公共充電樁[5]。

而且，電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)除了數(shù)量差距外，還存在以下主要問題：

（1）城市公共場所充電基礎(chǔ)設(shè)施比較薄弱，分布密度低且不平衡，大都集中在市郊的新城區(qū)；

（2）居民區(qū)充電設(shè)施仍處在規(guī)劃階段，目前尚沒有開展這方面建設(shè)；

（3）機(jī)關(guān)企事業(yè)單位停車場尚沒有開展充電設(shè)施規(guī)劃和建設(shè)計(jì)劃，基本處于空白階段；

（4）對于居民自裝充電設(shè)施尚沒有出臺(tái)相關(guān)規(guī)定。

2.4 廢舊動(dòng)力電池安全和環(huán)保處理暫無妥善解決措施

隨著我國《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》的出臺(tái)，和國家補(bǔ)貼政策的激勵(lì)下，躋身于電車制造行業(yè)的企業(yè)如雨后春筍般崛起，動(dòng)力電池的用量自然水漲船高。而動(dòng)力電池回收被稱為“新能源行業(yè)的最后一公里”。動(dòng)力電池的使用壽命一般在5年左右，而且，自本年度開始，我國首批進(jìn)入市場的動(dòng)力電池將迎來“報(bào)廢潮”。

北京賽德美資源再利用研究院有限公司董事總經(jīng)理趙小勇介紹，據(jù)行業(yè)估算，2018年我國約有5萬噸動(dòng)力電池將面臨退役或報(bào)廢。預(yù)計(jì)到2020年，全年動(dòng)力電池報(bào)廢量將達(dá)到2×105t，到2025年，全年報(bào)廢量將達(dá)到1×106t，到2030年將達(dá)到驚人的量——3×106t。報(bào)廢動(dòng)力電池如不做妥善處理，一則造成資源浪費(fèi)，二則由于我國目前主要使用的動(dòng)力電池為磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池，其電解液中含有高毒性物質(zhì)以及其他發(fā)揮性有機(jī)物，如處置不當(dāng)會(huì)對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染[6]。

目前，在動(dòng)力電池的回收利用和處理技術(shù)方面，主要依靠梯次利用和拆解回收兩種方式處理，也只是暫緩燃眉之急，并未從根本上完全解決這一問題。在電池回收過程中，還存在一諸如：回收利用路線復(fù)雜，制造標(biāo)準(zhǔn)不多統(tǒng)一導(dǎo)致的多樣式動(dòng)力電池的回收利用工藝不統(tǒng)一，回收利用率得不到保證；而且，制造商基礎(chǔ)設(shè)備落后，沒有智能壽命檢測相關(guān)設(shè)備，也沒有高效回收提取設(shè)備。另外，電池開發(fā)和回收利用方面的專業(yè)人才匱乏，不能充分挖掘梯級利用場景[7]。

在政策導(dǎo)向方面，關(guān)于動(dòng)力電池回收利用首次在2006 年頒布的《汽車產(chǎn)品回收利用技術(shù)政策》中提及，截至目前已出臺(tái)了一系列相關(guān)政策，特別是近兩年頒布了多項(xiàng)政策，如2017年12月1日《車用動(dòng)力電池回收利用拆解規(guī)范》的正式實(shí)施，2018年2月1日《車用動(dòng)力電池回收利用余能檢測》等三項(xiàng)動(dòng)力電池新國標(biāo)的正式實(shí)施，以及為了加強(qiáng)新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用管理，工業(yè)和信息化部、科技部、環(huán)境保護(hù)部、交通運(yùn)輸部、商務(wù)部、質(zhì)檢總局、能源局，于2018年2 月26 日聯(lián)合印發(fā)的《新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用管理暫行辦法》的通知等，都可以體現(xiàn)出我國正大力營造動(dòng)力電池回收利用的政策環(huán)境。但針對動(dòng)力電池回收利用，我國并沒有專項(xiàng)立法。政策內(nèi)容也僅使其停留在各主體自主承擔(dān)責(zé)任的層面[8]。

3 推進(jìn)我國純電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議

3.1 提高動(dòng)力電池的使用性能和安全性的建議

總體而言，中國鋰離子動(dòng)力電池技術(shù)與國外先進(jìn)水平差距不大，但電池面向應(yīng)用的研究與開發(fā)工作相對薄弱，電池集成技術(shù)水平不高，產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力不足，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化工作應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)。

（1）我國鋰離子電池的產(chǎn)業(yè)鏈已初具規(guī)模，但結(jié)構(gòu)仍不完善，鋰離子電池設(shè)備與原材料的技術(shù)水平總體上仍落后于國外先進(jìn)水平，部分核心裝備及原材料還完全依賴進(jìn)口。在鋰離子電池關(guān)鍵原材料生產(chǎn)方面，我們應(yīng)該采取優(yōu)勝略汰策略，將技術(shù)水平差的生產(chǎn)商在市場機(jī)制下淘汰，國家可以通過縮減補(bǔ)貼政策來倒逼企業(yè)產(chǎn)業(yè)和技術(shù)升級，使各企業(yè)自助提高生產(chǎn)設(shè)備的精度、和自動(dòng)化水平。

（2）加強(qiáng)動(dòng)力電池系統(tǒng)評價(jià)力度及深度，無論是整車企業(yè)還是動(dòng)力電池企業(yè)，在電池系統(tǒng)裝車之前，需要對電池系統(tǒng)進(jìn)行全面、綜合性的考核評價(jià)。通過深度綜合評價(jià)，可以深入開展動(dòng)力電池的試驗(yàn)評價(jià)，及早發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)予以改進(jìn)。同時(shí)可以在相同條件下，評價(jià)、比較不同動(dòng)力電池系統(tǒng)的特點(diǎn)。

（3）由于目前純電動(dòng)汽車大批量進(jìn)行碰撞試驗(yàn)并能夠順利獲得E-NCAP 碰撞測試五星安全證書的是鳳毛麟角；而國產(chǎn)純電動(dòng)汽車參加該碰撞測試獲得五星安全證書的幾乎為零。因此，對純電動(dòng)汽車要進(jìn)行安全性和碰撞測試，特別是電氣安全（觸電保護(hù)、電壓安全、電能安全、絕緣性能、電解液泄漏以及車載可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)）測試，測試結(jié)果能讓消費(fèi)者對自己購買車輛的安全性產(chǎn)生清楚認(rèn)識(shí)。

3.2 我國電動(dòng)汽車用IGBT產(chǎn)品技術(shù)研究建議

國內(nèi)已有不少芯片廠商，但具備生產(chǎn)汽車級IGBT的公司并不多，而且我國新能源汽車IGBT產(chǎn)品98%以上采用國外進(jìn)口，進(jìn)口費(fèi)用極高。我國電動(dòng)汽車想搞自主研發(fā)，擺脫發(fā)達(dá)國家對關(guān)鍵技術(shù)的壟斷，達(dá)到彎道超車的目標(biāo)，就得在IGBT技術(shù)研發(fā)方面加大人力和物力的投入。

3.3 我國電動(dòng)汽車充電設(shè)施基礎(chǔ)建設(shè)建議

（1）完善充電設(shè)施建設(shè)規(guī)劃。政府可以要求各地要充電基礎(chǔ)設(shè)施專項(xiàng)規(guī)劃有關(guān)內(nèi)容納入當(dāng)?shù)爻青l(xiāng)建設(shè)規(guī)劃，科學(xué)布局獨(dú)立占地的充電基礎(chǔ)設(shè)施，提高充電設(shè)施密度和廣度。

（2）加大充電設(shè)施建設(shè)力度。在小區(qū)內(nèi)建設(shè)用戶居住地充電設(shè)施，可以鼓勵(lì)充電服務(wù)、物業(yè)服務(wù)等企業(yè)參與居民區(qū)充電設(shè)施建設(shè)運(yùn)營管理；在單位內(nèi)部可以建設(shè)充電設(shè)施；在城區(qū)內(nèi)可建設(shè)公共服務(wù)領(lǐng)域充電設(shè)施，對于公交、環(huán)衛(wèi)、機(jī)場通勤等定點(diǎn)定線運(yùn)行的公共服務(wù)領(lǐng)域電動(dòng)汽車，可根據(jù)線路運(yùn)營需求，優(yōu)先在停車場等地配建充電設(shè)施；

3.4 我國電動(dòng)汽車廢舊動(dòng)力電池回收利用的對策和建議

動(dòng)力電池的回收再利用是新能源汽車的最后一公里，如若不能很好的妥善處理該問題，將會(huì)帶來新的環(huán)境污染問題，而且造成的后果嚴(yán)重性會(huì)比傳統(tǒng)汽車行業(yè)的有過之而無不及。針對我國電動(dòng)汽車廢舊動(dòng)力電池回收利用可以提出幾條建議：

（1）我國動(dòng)力電池回收利用產(chǎn)業(yè)尚未真正成型，提前制定相關(guān)的法律法規(guī)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；

（2）研究新型動(dòng)力電池材料，對報(bào)廢電池采用化學(xué)技術(shù)手段進(jìn)行降解和處理；

（3）針對我國動(dòng)力電池的開發(fā)、生產(chǎn)和使用，制定統(tǒng)一的設(shè)計(jì)原則和標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)語

總之，大力發(fā)展純電動(dòng)汽車，要想從根本上解決傳統(tǒng)燃油汽造成的能源危機(jī)和環(huán)保問題，最終實(shí)現(xiàn)完全替代燃油汽車的夢想，不是一件一蹴的事情，也不能急于求成而引發(fā)新的環(huán)境問題出現(xiàn)。因此，在解決該新興綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中所存在的制約問題，還需要站位高遠(yuǎn)從長計(jì)議。所以文中提到的以上問題，仍將是科技工作者研究和探索的主要問題。