系列专题讲座结课论文国内外电动汽车发展现状与趋势.docx

结 课 论 文论文题目 国内外电动汽车发展现状与趋势作者姓名 吉人他手学科专业 车辆工程指导教师 吉人他手2017年5月系列专题讲座结课论文国内外电动汽车发展现状与趋势学 院： 车辆与能源学院专 业： 车辆工程1班 姓 名： 吉人他手 学 号： 140107050025 指导老师： 吉人他手 完成日期： 2017年 5月 摘 要随着电动汽车基础设施的日趋完善和技术的不断突破，世界各国纷纷加入抢占电动汽车技术和市场的行列。随着环境污染越来越严重、越来越恶化的现状，电动车或者是插电式电动车等必将在将来汽车中战友重要的地位，文章首先从全球电动汽车市场的现状和趋势分析，再到我国目前的电动车发展现状与趋势，谈及到电动车实现可能的政策支持和技术许可以及发展的阻碍因素。关键词：电动汽车；发展趋势；产业政策；技术研发；瓶颈IIAbstractWith continuous breakthrough in key technologies and increasingly improvement in infrastructures，countries all over the world have been joining battles for the technical and commercial commanding elevation of the electric vehicles industryAnd the Electric vehicles or plug-in electric vehicles will in future come to a important position. In this paper，we firstly concluded current status and prospect of the global electric vehicle market and then analysis of Chinas current development status and trends of electric vehicles, then the disscusion of cons ang pros of the possible such as policy support, technology .Keywords: electric vehicle; trend of development; industrial policy; technology development; bottleneck 目 录摘 要I AbstractII第1章 绪 论1第2章 国外电动汽车的现状和发展趋势12.1 全球电动汽车市场现状及趋势12.2 美国电动汽车市场现状及趋势22.3 欧洲电动汽车市场现状及趋势4第3章 我国电动汽车的发展现状53.1 我国电动汽车市场现状53.2 政策的扶持53.3 充电设备的建设趋势63.4 技术支持63.5 出现的瓶颈7结 论8参考文献9第1章 绪论随着全球金融危机、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发展已成为世界汽车工业竞争的一个新焦点。为了在新一轮全球竞争中继续领先，美国、日本、德国等世界主要汽车制造强国纷纷加入抢占电动汽车技术和市场制高点的行列，陆续出台了一系列全面促进电动汽车产业发展的政策措施。我国有关部门及各地政府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发展规划、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发展，在即将开展的十三五中，电动汽车政策的建设必定会进一步加大。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、完善基础设施建设、推动电动汽车产业化等方面取得了长足的进步。2016年全球电动车销量达到了729000台，其中，中国市场的销量达到31万台，美国将近16万台，欧洲20万台；和前几年一样，中国、美国、欧盟三个主要的电动车市场占据了世界销量的绝大部分销量，其他的日本、韩国等还有少数销量。于是我们分别美国，欧洲以及我国的电动汽车销售产量，发展趋势，以及与其他类型汽车的比较说起并谈及到影响和促进电动汽车发展的政策和技术问题。第2章 国外电动汽车的现状和发展趋势2.1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。2014年全球市场共销售353522辆电动汽车，同比增长56.78%;其中，电动乘用车323864辆，占比91.61%（电动乘用车指“双80”车，即最高时速80km/h以上，同时一次充电续航里程80km以上）;电动客车及电动专用车29658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。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。2016年，从1月份的底特律车展雪佛兰Bolt亮相开始，到3月31日特斯拉Model 3相继推出，随后又有多款续航里程长的电动车发布，这一切都说明了消费者对于电动汽车的兴趣也是在不断增加的。据统计数据，2016年汽车销售情况中比亚迪占据第一。2015年比亚迪的销量以三倍的速度增长，并且一举成为年度插电式混合动力汽车的销量冠军。消费者或许会认为2016年比亚迪的销量至少会以两倍的速度增长，但事实却是否定的，2016年比亚迪的销量约为10万辆，增长了64%。2017年中国电动汽车市场将会进一步扩大，会有更多的车企加入，包括特斯拉，宝马和北汽。除了比亚迪和北汽之外，中国市场上还有很多电动汽车品牌，包括众泰（全球排名第6），上汽荣威（全球排名第12），知豆（全球排名第13），奇瑞（全球排名第15）。特斯拉位列第二，2016 年生产了 83922 辆电动汽车（包括 Model X 和 Model S），生产总量比 2015 年新增 64%。宝马跻身第三位。在大众排放门事件之后以及特斯拉不断迎合高档消费者的胃口的情况下，宝马集团加入了电动汽车大军。在宝马i系列车型当中，i3采用的33千瓦时的电池非常好，也使得其销量创下了历史新高，也使得宝马在插电式混合动力车市场上前进迈出了坚实的一步。此外，宝马还推出了740e插电式混合动力车，也进一步扩大了宝马电动车的产品线。宝马插电式混合动力车的销量在2016年排在第三位。德国汽车生产商在全球所占的市场份额一直稳定在19%。其中宝马占据8%，超过了大众集团（5%），奔驰排在第三位（2%），紧随其后的分别是奥迪和保时捷。全球销量继续保持增长。虽然2016年前期电动汽车的销量表现并不是太好，但后程发力，2016年的销量超过72万辆，达到729000的数字，这其中，中国市场的销量达到31万台，美国将近16万台，欧洲20万台；和前几年一样，中国、美国、欧盟三个主要的电动车市场占据了世界销量的绝大部分销量，其他的日本、韩国等还有少数销量。2012年的销量约位14万辆，2013年的销量约为20万辆，2014年的销量约为32万辆，而2015年的销量约为55万辆。呈逐年上涨趋势。电动机及其控制技术是电动汽车系统的核心技术!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生产的适合车用动力的永磁电机质量很高，产业化生产也早已不是问题。2.2 美国电动汽车市场现状及趋势总销量方面，2016年全年的累计销量接近16万辆，与2015年相比增长了37%，其中，纯电动车和插电式混合动力车型之间的销量比例为54:46，这和我们先前中部图1 2016年全年美国电动汽车销售量排行的统计不同，这是前十名销量的拉动，同时，对比2015年，插电式混合动力车的市场份额在逐渐上升，相较于2015年的39%来说上升了7%。2016年，美国新能源汽车纯电动年度销冠车型是特斯拉Model S，单车售价62-96万（按美国售价，汇率1：6.9计算），总计卖出29121辆；插混车型是雪佛兰Volt，单车售价29万（按美国售价，汇率1：6.9计算），共计售出24739辆。 图2 2016年美国销售纯电动车与插电混动车型饼状图2016年，美国纯电动车和插电式混合动力车型之间的比例为54:46，但是插电式混合动力车的市场份额在逐渐上升，相较于2015年的39%来说上升了7%。特朗普上台后，想必纯电车型会受到一定冲击，预计插电混动车型会持续增长。相比于美国，中国2016新能源乘用车中插电占比25%，纯电占比75%，形成纯电动超强于插电的表现。公共收费基础设施取得良好进展：从2015年十月到2016年十月，充电站增加22%。直流快速充电桩增加近1300个，并且添加进AFDC地图。截止到目前，他们的总数应该在3300左右，包括特斯拉超级充电站。利率保持在低水平，消费者信心增强，并且就业率上升。2015年，整个轻型汽车市场完成了0.4%（+76800辆）。2016年，轻型轿车和卡车总量为 17 459 200辆，达到历史新高。2.3 欧洲电动汽车市场现状及趋势欧洲的电动汽车从2011年实质上开始启动，在2015年实现了快速增长（插电式混合动力整体增速177%、纯电动整体增速52%），电动汽车保有量已超过58.6万。但随着到了一定量，增速也开始减缓，对比2016年和2015年的前十个月，增速变为20%。图3 欧洲电动车产量发展表1 欧洲电动汽车2011年至2016年10月销量统计表可以看出，从增量和存量来看，挪威、英国、法国、德国和荷兰等五国占据了近80%的电动汽车，所以选择欧洲的研究地区以这五个国家进行聚焦。欧洲的电动汽车普及是依靠不同国家的政策因素推动的，随着之前的高速发展，2016年总体来看，欧洲的电动汽车增长趋于平缓，一些富裕国家的渗透率随之稳定；欧洲的基础充电设施发展，前期聚焦于城市，未来会打通高速公路线，使得电动汽车可以让用户更方便的进行城际旅行。下一步发展的两个重要方向，一是建立大功率充电网络，还有一个是随着高端电气化车辆配置的，对消费者更加友好和方便的无线充电网络。第3章 我国电动汽车的发展现状3.1 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。我国电动汽车重大科技项目的研发开始于2001年，经过三个五年计划的科技攻关以及奥运、世博、“十城千辆”示范平台的应用拉动，中国电动汽车从无到有，技术处于持续进步状态，建立起了具有自主知识产权的电动汽车全产业链技术体系。在新能源汽车的发展方面，2016年新能源汽车生产51.7万辆，销售50.7万辆，比2015年同期分别增长51.7%和53.0%。2017年1-3月，新能源汽车生产5.8万辆，销售5.6万辆，同比分别下降7.7%和4.7%。其中纯电动汽车产销分别完成4.8万辆和4.4万辆，同比分别增长2.9%和4.4%；插电式混合动力汽车产销分别完成1.0万辆和1.2万辆，同比分别下降37.5%和28.4%。2016年，中国新能源汽车纯电动年度销冠车型是比亚迪的e6，单车售价30.98-36.98万（补贴前），总计卖出20605辆；插混车型是比亚迪唐，单车售价25.13-27.98万，共计售出31405辆。3.2 政策的扶持2016年(截至11月底)新出台低速电动车管理办法的地方省市有河南鹤壁、濮阳、湖北十堰、广西贵港等。累计有山东、河南、河北、湖南、湖北、四川、浙江、福建、安徽、山西、贵州、辽宁12个省的28个市（县）出台了低速电动车管理办法，在路权、牌照、驾驶证、续驶、里程、时速、质保期等方面做了相关规范，允许合规范的低速电动车上牌上路。其中，山东省、河南省属于大力积极推广低速电动车的省份。未来10年是我国新能源汽车发展的战略机遇期，中国高度重视电动汽车的发展，中国已把新能源汽车列为战略性新兴产业之一，提出要重点发展插电式混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车技术，开展插电式混合动力汽车、纯电动汽车研发及大规模商业化示范工程，推进产业化应用。未来我国电动汽车将迎来新一轮的高速发展。经过十年一剑的历程，我国的电动汽车已经开始从研究开发的阶段进入了产业化的阶段，冉冉升起的中国电动汽车产业正在呈现出蓬勃的生机。当前，在各种新能源汽车的技术路线中，以混合动力、纯电动汽车和燃料电池汽车为代表的电动汽车被普遍认为是未来汽车能源动力系统转型发展的主要方向，已经成为世界汽车强国和主要汽车制造商发展重点。中国已经是世界汽车产业大国，但“大而不强”，中国未来的汽车工业必须探求新的思路。电动汽车产业有望为中国汽车工业开拓新的增长点。3.3 充电设备的建设趋势充电桩是电动力车的电站，其功能类似于加油站里面的加油机。每个充电桩都装有充电插头，充电桩可以根据不同的电压等级，为各种型号的电动车充电。电动汽车充电桩采用的是交、直流供电方式，需要特制的充电卡刷卡使用，充电桩显示屏能显示充电量、费用、充电时间等数据。充电桩一般提供常规充电和快速充电两种充电方式，人们可以使用特定的充电卡在充电桩提供的人机交互操作界面上刷卡使用，进行相应的充电方式、充电时间、费用数据打印等操作，充电桩显示屏能显示充电量、费用、充电时间等数据。充电桩是电动汽车必不可少的附带产品。为了促进产业发展，国家能源局制定的电动汽车充电基础设施建设规划与充电基础设施建设指导意见草案中明确提出，到2020年国内充换电站数量达到1.2万个，充电桩达到450万个。2016年，全国新增公共充电桩10万个，已累计建成约15万个。居民专用充电桩同步增长，“随车配桩”的安装比例达80%。城际间快充站已服务1.4万公里高速公路，站间平均距离48.6公里。3.4技术支持集中驱动是利用一个动力源通过变速器和减速器（或只通过减速器）降速增扭，最后经差速器将驱动转矩大致平均地分配给左右驱动半轴，可以采用前轮驱动、后轮驱动或四轮驱动的形式。其作为传统驱动方式在燃油车和大部分电动车辆上被采用，。如果利用两套驱动系统，分别驱动前后轴，可实现四轮驱动，能够减小单个动力源的功率需求，还可以实现前后轴驱动力和转速的单独控制，性能要好于单电机驱动系统。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)外，还应该有一套维持电动车所有蓄电池组件的工作，并使其处于最佳状态;采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。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。目前国内比较成型的EMS技术主要是针对某一动力系统设计的，效果比较好，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已经成为目前的发展方向。当前，制约电动汽车尤其是PHEV和EV车型发展的核心问题在于续航里程偏短、车体偏重，存在安全隐患，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、提升电池安全性能和降低电池成本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，目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。目前，锂离子电池的优势主要是针对单体电池和“理论”性能而言的。作为电源使用的电池组，其实际性能水平与单体电池水平和“理论值”相差较大。电池系统的循环寿命只能达到单体电池的50%70%。目前装车应用最广泛的基于磷酸铁锂和锰酸锂正极的锂离子动力电池，其单体电池的能量密度只有130Wh/kg；组合成电池组后，电池系统的能量密度不到90Wh/kg。为推动我国动力锂离子电池产业技术突破，工信部和科技部提出了近期的规划目标。总体来说，我国的电机驱动技术与国际先进水平已基本持平，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发展的相关政策。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发展。另外还有车轮独立驱动转双转子电机的驱动系统的发展也使电动汽车的发展越来越成熟。3.5出现的瓶颈当前，我国新能源汽车产业正加速发展，而下游充电桩数量的不足，则成为了制约其发展的主要瓶颈。数据显示，截至2014年底，我国电动汽车与充电设施的配比超过4:1，而标配为1:1，历史欠账严重，同时，新设施建设也严重滞后，而新能源汽车增量还在快速增加。电动汽车增长倒逼充电桩投资加快，应该是产业链最确定性的投资机会，对应市场规模或在千亿元级别。据统计，2014年新能源汽车共生产78499辆，销售74763辆，比上年分别增长3.5倍和3.2倍。目前，新能源汽车的发展呈现爆炸式增长，市场上在售的新能源汽车品牌和车型不断增多，现有的充电设施规模远远无法满足未来电动汽车的发展需求。随着新能源汽车的规模不断扩大，以充电桩建设为重心的电动车后服务市场，势必会使充电桩领域吸引投资。数据显示，截至2014年底，我国共建设充换电站506个，充电桩3.73万个，加氢站4个。显然，这一数字远远不能满足市场的需要。但让人感到尴尬的是，在不少城市，这些已建成的充电站利用率并不高，相当多的充电站处于严重亏损中。另外，当前我国在汽车车载能源系统、驱动系统及整车控制系统等核心技术上与国外相比仍存在较大差距。制造装备和工艺水平、质量控制管理和供应链管理等方面的短板导致国产电动汽车产品成熟度不高，可供市场选择的车型较少，成本也缺乏竞争优势。此外，各电动车生产企业、研究机构和大学等分头研究、各自为战，产业链上下游缺乏联动机制，造成资源重复分散、技术共享困难等问题。结论随着全球能源和生态环境问题的日益恶化，电动汽车的开发与应用问题已成为各国汽车工业积极探索的焦点。本文探讨了美国、欧盟、日本等发达国家和地区及我国电动汽车的发展历程，进而提出我国电动汽车产业的发展瓶颈。本文认为，电动汽车已经远远超出了传统汽车专业的范畴，涉及跨行业和跨部门的协同、生产消费的转型及能源结构的调整、技术设施的布局和建设等，依赖于高效的组织系统和各部门之间的合力。近年来我国电动汽车产业的发展突飞猛进，但目前我国在核心技术和产品质量等方面仍与国外先进水平有较大差距，制约电动汽车产业发展的政策统筹较难、产业链较分散、基础设施不健全、市场认可度较低等根本性问题依然没有得到明显改善。最后，本文从技术创新的视角总结了我国电动汽车技术的现状及趋势，提出未来技术发展应致力于提高锂电池电池组的能量管理能力和能量密度的建议，希望