国内外电动汽车及其充电设施发展状况分析

国内外电动汽车及其充电设施发展状况分析华中电科院二O一O年六月1目录前言................................................................................................................................................2第一部分我国电动汽车发展状况.................................................................................................4一、新能源汽车和电动汽车的分类.......................................................................................4二、我国发展电动汽车的意义和优势...................................................................................8三、我国电动汽车的发展历程.............................................................................................11四、当前制约电动汽车发展的主要障碍.............................................................................16五、我国电动汽车发展的前景分析.....................................................................................18六、武汉地区电动汽车发展情况.........................................................................................28第二部分国外电动汽车发展状况...............................................................................................32一、国外电动汽车发展历程.................................................................................................32二、国外发展电动汽车的激励政策.....................................................................................38三、对我国电动汽车产业发展的启示.................................................................................43第三部分国内外电动汽车充电设施的发展状况.......................................................................45一、电动汽车充电的基本方式.............................................................................................46二、国外电动汽车充电设施发展状况.................................................................................48三、国内电动汽车充电设施发展状况.................................................................................50四、加快电动汽车充电设施建设的必要性.........................................................................54五、电动汽车充电的商业模式比较与发展前景分析.........................................................56六、国网公司积极推动充电设施建设的意义.....................................................................63七、国网公司在加快充电设施建设中应注意的问题.........................................................652前言据英国石油公司最近发布的《BP世界能源统计2009》，全球原油剩余探明储量按照2008年的年开采速度计算，还可以开采42年。这意味着，到本世纪中叶，以电动汽车为代表的新能源车将毫无悬念地成为全球汽车工业的主导产品。目前我国的石油对外依存度已经超过50%，电动汽车的发展将转变传统汽车的用能形式，可以大幅度地减少石油消耗，因此我国加快电动汽车的发展将成为改变能源消费结构、保障能源安全、振兴民族汽车工业的战略举措。近几年，我国电动汽车行业发展速度很快，攻克了一批关键技术，在部分领域已实现了与日美欧等国同步发展，自主研发的电动汽车整车产品已实现小批量进入市场。近期国家还出台了一系列鼓励电动汽车开发和消费的政策，如对私人购买电动汽车给予最高5-6万的补贴。在技术突破和政策扶持的双重刺激下，预计未来两年我国电动汽车的市场规模和生产规模将迅速扩大，电动汽车将进入快速成长期。《汽车产业调整和振兴规划》提出,在2009-2011年期间，我国电动汽车将形成50万辆产能，电动汽车销量将占乘用车销售总量的5%左右。电动汽车充电设施是电动汽车产业链的重要组成部分，电动汽车行业的快速发展，对加快充电设施发展提出了迫切要求。国家电网公司作为国有特大型能源企业，有义务承担起自己的社会责任，积极推动各类充电设施建设，为我国实现经济增长方式的转变做出应有的贡3献。电动汽车的产业化将给国家电网和国家电网公司的发展带来历史机遇。首先，电动汽车的普及可以显著提高电能在能源消费中的比重，有利于公司提高售电量。其次，大规模建设电动汽车充电设施，可以拓展公司的服务领域，有利于公司向下游产业延伸。再次，随着电动汽车蓄电池技术的发展，电动汽车未来将成为移动的储能设备，有利于电网的削峰填谷，对建设坚强智能电网具有积极的促进作用。近期，华中电科院围绕国内外电动汽车及其充电设施的发展状况，收集了有关资料，开展了初步分析研究，形成了分析报告。报告分三个部分：第一部分，我国电动汽车发展状况；第二部分，国外电动汽车发展状况；；第三部分，国内外电动汽车充电设施发展状况。4第一部分我国电动汽车发展状况一、新能源汽车和电动汽车的分类按照我国2009年7月1日正式实施的《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》，新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料，但采用新型车载动力装置)，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括：纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源（如高效储能器、二甲醚）汽车等。电动汽车是全部或部分由电能驱动电机作为动力系统的汽车，按照目前技术的发展方向或者车辆驱动原理，可划分为纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池电动汽车三种类型。新能源汽车和电动汽车的分类关系见下图：纯电动汽车新能源汽车混合动力汽车燃料电池电动汽车氢发动机汽车其他新能源汽车电动汽车51、纯电动汽车纯电动汽车是完全由可充电电池（如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池）提供动力源的汽车。纯电动汽车由底盘、车身、蓄电池组、电动机、控制器和辅助设施六部分组成。由于电动机具有良好的牵引特性，因此纯电动汽车的传动系统不需要离合器和变速器。车速控制由控制器通过调速系统改变电动机的转速即可实现。现在纯电动汽车技术发展已经相当成熟，国外发达国家和我国都有部分车型投入量产和商业化运营。纯电动汽车的优点：（1）减少对石油资源的依赖，实现能源利用的多元化。由于电力可以从多种一次能源获得，如煤、核能、水力、风力、光、热等，解除人们对石油资源日见枯竭的担心。（2）减少环境污染。本身不排放污染大气的有害气体，即使按所耗电量换算为发电厂的排放，除硫和微粒外，其它污染物也显著减少，由于电厂大多建于远离人口密集的城市，对人类伤害较少，而且电厂是固定不动的，集中的排放，清除各种有害排放物较容易，也已有了相关技术。（3）能源转换效率高。电动汽车的研究表明，其能源效率已超过汽油机汽车。特别是在城市运行，汽车走走停停，行驶速度不高，电动汽车更加适宜。同样的原油经过粗炼，送至电厂发电，经充入电池，再由电池驱动汽车，其能量利用效率比经过精炼变为汽油，再经汽油机驱动汽车高。按我国现行电价和油价水平，纯电动汽车的运行费用低于传统汽车，具有较好的经济性。但是目前纯电动汽车还存在着续航里程较短、6电池价格较高等缺点。2、混合动力汽车普通混合动力汽车是指那些采用常规燃料的，同时配以蓄电池、电动机来改善低速动力输出和燃油消耗的车型。普通混合动力汽车的优点是：（1）采用混合动力后可按平均需用的功率来确定发动机的最大功率，此时处于油耗低、污染少的最优工况下工作。需要大功率发动机功率不足时，由电池来补充；负荷少时，富余的功率可发电给电池充电，由于发动机可持续工作，电池又可以不断得到充电，故其行程和普通汽车一样。（2）因为有了电池，可以十分方便地回收制动、下坡时、怠速时的能量，并作为电能再次利用，从而减少能源的浪费。（3）在繁华市区，可关停发动机，由电池单独驱动，实现“零”排放。（4）有了发动机可以十分方便地解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题。缺点是：长距离高速行驶基本不能省油。有两套动力，再加上两套动力的管理控制系统，结构复杂，技术较难，价格较高。混合动力汽车按照混合度（即电动机功率与发动机功率之比或使用电的比例与使用燃油的比例）的不同，又可以分为微混、轻混、中混、强混等。普通的混合动力汽车利用发动机的富余功率给电池充电，无需外接充电，虽然节能效果明显，但是没有从根本上摆脱交通运输对石油资源的耗用问题。因此，普通混合动力汽车是电动汽车发展过程中一7段时期内的一种过渡性技术。近几年发展起来的插电式混合动力汽车（Plug-inHybridVehicle，简称PHV）是一种新型的混合动力电动汽车。通过外接充电电源为电池充电，充电后可仅凭充电电池作为电动汽车行驶。另外，在电池的剩余电量用完后，并不是切换至发动机行驶模式，而是通过发动机带动发电机，利用由此产生的电力为蓄电池充电，继续用电动机行驶。插电式混合动力汽车更接近于纯电动汽车，而且它一定程度上解决了纯电动车续航里程短和需要及时充电的问题，即使行驶到没有充电设施的地方，也可以作为一般的混合动力车来使用。3、燃料电池电动汽车燃料电池电动汽车是指以氢气、甲醇等为燃料，通过化学反应产生电流，依靠电机驱动的汽车。燃料电池车的工作原理是：作为燃料的氢在汽车搭载的燃料电池中，与大气中的氧发生化学反应，从而产生电能启动电动机，进而驱动汽车行驶。燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物，因此燃料电池车辆是无污染汽车，燃料电池的能量转换效率比内燃机要高2～3倍，因此从能源的利用和环境保护方面看，燃料电池技术是内燃机技术最好的替代物，燃料电池汽车代表了汽车未来的发展方向。现阶段，燃料电池的许多关键技术还处于研发试验阶段，此外，燃料电池的理想燃料——氢，在制备、供应、储运等方面还有着大量的技术与经济问题有待解决。因此，燃料电池汽车目前和今后