（光学工程专业论文）我国纯电动汽车产业化发展分析.pdf

ad i s s e r t a t i o ns u b m i t t e dt o t o n g j iu n i v e r s i t yi nc o n f o r m i t yw i t ht h er e q u i r e m e n t sf o r t h ed e g r e eo fm a s t e r s t u d yo nin d u s t r i a li z a t i o no fb a t t e r y e l e c t r i cv e h i c l ei nc h i n a s c h o o l d e p a r t m e n t ：s c h o o lo f a u t o m o t i v ee n g i n e e r i n g d i s c i p l i n e ：m e c h a n i c a le n g i n e e r i n g m a j o r ：a u t o m o t i v ee n g i n e e r i n g c a n d i d a t e ：h u a n gr u i s u p e r v i s o r ：p r o f m aj u n m a r c h ，2 0 0 8 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定， 同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版 本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、 扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供 本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有 关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前 提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 搿川 加 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。 学位论文作者虢墨辱 拥年；月日 摘要 摘要 从上世纪9 0 年代起，我国就开始了纯电动汽车的初步研究工作。在科技部 “十五”国家“8 6 3 计划电动汽车重大专项实施后，纯电动汽车关键技术研究 进展顺利，各项研发工作取得显著成效。纯电动汽车也由此进入了从产品走向 商业化，并且最终实现产业化的发展历程。但是，纯电动汽车在实现自身产业 化的过程中，面临的困难非常复杂。纯电动汽车除了需要稳定成熟的动力电池 技术支撑之外，在运行系统、产业配套、产业模式等方面对于传统汽车行业都 是一个深层次的颠覆。因此，利用产业化方面的相关理论，结合纯电动汽车产 业的自身特点对这些问题进行深入分析具有重要意义。 论文首先研究了纯电动汽车作为科技商品的可行性问题。论文主要从纯电 动汽车的整车性能、能耗、排放以及成本四个方面考察了其作为科技商品的使 用价值、社会价值和获得成本问题，并且与汽油汽车进行了横向对比，研究表 明：目前微型纯电动汽车具有一定的使用价值和良好的社会价值，并且获得成 本合理，作为一种商品已经具备了一定可行性；而普通纯电动汽车虽然在性能、 能耗和排放上均表现良好，但是过高的获得成本使得其目前还不具备商业化的 条件。 其次，论文研究分析了纯电动汽车在不断深入商业化并最终实现产业化的 发展过程中所涉及的关键因素，主要包括技术、成本两个核心因素以及基础设 施、市场潜力和政府规制三个协同因素。通过分析认为：纯电动汽车的产业化 发展是一个系统工程，需要协调发展各个关键因素。一方面，纯电动汽车的技 术、成本以及基础设施作为三个制约因素需要优先解决、综合考虑、共同发展； 第二，从市场角度来看，选择农村、城市短途交通等适合纯电动汽车的市场优 先发展，是其产业化的根本动力；第三，政府规制是纯电动汽车产业化的重要 动力因素，我国需要在政府规制的深度和广度上进一步加强。 最后，论文基于纯电动汽车产品本身及其产业化关键因素分析的基础上， 为纯电动汽车的产业化发展提出了“市场拉动，低端起步，逐步升级 的发展 战略。 摘要 关键词：纯电动汽车，生命周期评价，可行性研究，产业化发展战略 r ， a b s t r a c t a b s t r a c t t h ep r i m a r yr e s e a r c ho nb e v , o n eo ft h et h r e et y p e so fe l e c t r i cv e h i c l e s ，s t a r t e d f r o mt h e19 9 0 si n c h i n a a l o n gw i t ht h ei m p l e m e n t a t i o no fe l e c t r i cv e h i c l ek e y p r o j e c ti n8 6 3p r o g r a md u r i n g10 t h5 - y e a rp l a n ，r e m a r k a b l ea c h i e v e m e n t so nk e y t e c h n o l o g yo fb e v h a v eb e e na t t a i n e d b e vi sn o wo nt h ew a yt or e a l i z ec o m m e r c i a l i z a t i o na n d f i n a l l yi n d u s t r i a l i z a t i o n h o w e v e r i nt h i sp r o c e s s ，t h e r ee x i s tm a n yc o m p l i c a t e di s s u e s i tn e e d st h es u p p o r to f s t a b l ea n dm a t u r ep o w e rb a t t e r y b e s i d e st h a t ，o p e r a t i o ns y s t e m ，i n d u s t r yc h a i na n d i n d u s t r yp a r e mo fb e vo v e r t u r nt h ec o n c e p to ft r a d i t i o n a la u t oi n d u s t r y s o ，t o c o n d u c ti n d e p t ha n a l y s i so nt h ei n d u s t r i a l i z a t i o no fb e vw i t hr e l e v a n tt h e o r yo n i n d u s t r i a l i z a t i o ni n t e g r a t i n gt h ec h a r a c t e r i s t i co fb e v i n d u s t r ya sw e l l ，i so fg r e a t s i g n i f i c a n c e f i r s to fa l l ，t h ef e a s i b i l i t yo fb e v a sat e c h n i c a lc o m m o d i t yi ss t u d i e d i nt h i s p a p e r , t h eu s ev a l u e ，s o c i a lv a l u ea n dc o s to fb e va sat e c h n i c a lc o m m o d i t ya r e s t u d i e d f u r t h e r m o r e ，t h r o u g ht h ec o m p a r i s o nw i t ht r a d i t i o n a lp e t r o lv e h i c l e ，t h e c o n c l u s i o ni so b t a i n e da sf o l l o w i n g ：p r e s e n t l y , m i c r ob e v h a sac e r t a i nu s ev a l u ea n d g o o ds o c i a lv a l u e ，a n dt h er e a s o n a b l ec o s tm a k e si tf e a s i b l et ob eac o m m o d i t y m e a n w h i l e ，n o r m a lb e vs h o w sg o o dq u a l i t yi np e r f o r m a n c e ，e n e r g yc o n s u m p t i o n a n de m i s s i o n ，h o w e v e r ，t h et o oh i 【g hc o s tp r e v e n t si tf r o mc o m m e r c i a l i z a t i o ni na s h o r tt e r m a n dt h e n ，t h ea r t i c l ea n a l y s e st h ek e yf a c t o r si n f l u e n c i n gt h ec o m m e r c i a l i z a t i o n a n di n d u s t r i a l i z a t i o no fb e v , i n c l u d i n gt w oc o r ef a c t o r sa st e c h n o l o g ya n dc o s t ，a n d t h r e ec o l l a b o r a t i v ef a c t o r sa s i n f r a s t r u c t u r e ，m a r k e tp o t e n t i a la n dg o v e r n m e n t r e g u l a t i o n b e vi n d u s t r i a l i z a t i o ni sas y s t e m a t i cp r o j e c t f i r s t ，t h et e c h n o l o g y , c o s t a n di n f r a s t r u c t u r ea r et h r e er e s t r i c t i o n f a c t o r s w h i c hn e e dac o m p r e h e n s i v e c o n s i d e r a t i o n s e c o n d ，f r o mt h ep e r s p e c t i v eo fm a r k e t ，u t i l i z e di nr u r a la r e ao r d e v e l o p e da ss h o r td i s t a n tt r a n s p o r t a t i o ni nu r b a na r e ai sm o r ea p p r o p r i a t ef o rb e v c u r r e n t l y , a n dt h eg o o dp e r f o r m a n c eo fb e vo nt h em a r k e tw i l lb eam a i nf o r c eo fi t s a b s t r a c t i n d u s t r i a l i z a t i o n t h i r d ，g o v e r n m e n tr e g u l a t i o ni sa ni m p o r t a n tp o w e rf o rb e v s i n d u s t r i a l i z a t i o na n dt h er e g u l a t i o n sn e e dt ob ef u r t h e ri m p r o v e do nt h e i rd e p t ha n d e x t e n t a tl a s t ，o nt h eb a s i so fs t u d yo nb e v p r o d u c ta n di t si n d u s t r i a l i z a t i o nk e yf a c t o r s ， t h ed e v e l o p m e n ts t r a t e g yf o rb e vi sp u tf o r w a r d e da s p u s h e db yt h em a r k e t ，s t a r t i n g f r o ml o w s e g m e n t ，u p g r a d i n gg r a d u a l l y k e yw o r d s ：b e v ( b a t t e r ye l e c t r i cv e h i c l e ) ，l i f e c y c l ea s s e s s m e n t ，f e a s i b i l i t y a n a l y s i s ，d e v e l o p m e n ts t r a t e g yo fi n d u s t r i a l i z a t i i v 目录 第1 章绪论1 1 1 研究背景1 1 1 1 发展节能与新能源汽车的必要性1 1 1 2 我国纯电动汽车的发展概述2 1 2 产业化相关理论概述4 1 2 1 商品及商业化理论4 1 2 2 产业及产业化理论5 1 2 3 商业化与产业化的关系7 1 2 4 商业化实现与产业化发展的关键因素7 1 3 选题意义9 1 4 本文的研究内容及结构9 1 4 1 本文的研究内容9 1 4 2 本文的逻辑结构1 0 第2 章纯电动汽车作为商品的可行性分析1 1 2 1 纯电动汽车作为商品的使用价值分析1 1 2 1 1 纯电动汽车使用价值的衡量标准：续驶里程和动力性能1 1 2 1 2 纯电动汽车作为车用动力的续驶里程分析1 1 2 1 3 纯电动汽车作为车用动力的动力性能分析 1 5 2 2 纯电动汽车作为商品的社会价值分析1 6 2 2 1 纯电动汽车社会价值的衡餐标准：能耗及排放性能1 6 2 2 2 基于纯电动汽车生命周期的能耗及排放分析模型1 6 2 2 3 基于纯电动汽车生命周期的能耗及排放计算及结果分析1 9 2 3 纯电动汽车作为商品的获得成本分析2 6 2 3 1 基于纯电动汽车生命周期的获得成本模型2 6 v 目录 2 3 2 基于纯电动汽车生命周期的成本计算及结果分析2 7 2 4 纯电动汽车作为商品的可行性综合分析3 0 2 5 小结3 3 第3 章纯电动汽车产业化发展的关键因素分析3 4 3 1 纯电动汽车产业化的关键因素模型3 4 3 2 纯电动汽车产业化的技术因素分析3 6 3 2 1 纯电动汽车关键技术分析3 6 3 2 2 纯电动汽车关键技术的发展前景4 1 3 3 纯电动汽车产业化的成本因素分析4 5 3 3 1 从使用者角度分析成本因素4 5 3 3 2 从生产者和供应者角度分析成本因素4 5 3 4 纯电动汽车产业化的基础设施分析4 6 3 4 。1 基础设施的充电技术4 7 3 4 2 基础设施的网络规划与建设5 0 3 5 纯电动汽车产业化的市场潜力分析5 2 3 5 1 纯电动汽车的市场竞争对手分析5 2 3 5 2 纯电动汽车的目标市场分析5 3 3 6 纯电动汽车产业化的政府规制分析5 4 3 6 1 纯电动汽车产业化的政府规制需求及现状5 4 3 6 2 国外纯电动汽车产业化发展的政府规制经验5 6 3 7 小结5 8 第4 章纯电动车产业化的发展策略建议6 0 4 1 国内外产业化发展案例启示6 0 4 1 1 国外纯电动汽车产业化案例启示6 0 4 1 2 我国纯电动自行车产业化案例启示6 1 4 2 我国纯电动汽车产业化发展建议6 2 第5 章结论与展望6 4 v i v i i 支柱型产业。一方面，汽车工 人类带来巨大贡献的同时，也 害气体，严重污染了我们赖以 生存的自然环境。 1 1 1 发展节能与新能源汽车的必要性 1 1 1 1 节能一关系国家战略安全 随着我国各项事业的发展，对于能源的消耗也与日俱增，特别是对原油的 消耗量。目前，我国已经成为美国之后的第二大原油消耗国。汽车行业作为原 油消耗的最主要行业之一，在2 0 0 1 年共消耗原油6 5 0 0 万吨，占我国整体原油 消耗的2 4 ，同年我国的原油对外依存度已经达到2 8 。预计到2 0 1 0 年，我 国的原油消耗总量将达到3 2 0 0 0 万吨，对外进口依存度将达到4 4 。而其中汽 车的消耗量将突破1 4 0 0 0 万吨，占到4 0 以上。 能源问题已经严重影响到我国的战略安全，过高的原油进口依存度将使得 我国的发展可能受到国外制纣。作为消耗原油最主要的汽车行业，发展新一代 清洁节能汽车成为当务之急。 1 1 1 2 环保一可持续发展的根本 随着我国工业化、城市化进程的加快，环境污染日趋严重，汽车排出的废 气对环境造成的污染更是人们关注的焦点。汽车排出的污染物主要有一氧化碳、 碳氢化合物、氮化合物和微粒等有害气体，它们会对人类的身体健康造成危害； 另外，汽车排出的二氧化碳虽然对人体的健康无害，但它会造成温室效应，造 成大自然的生态平衡，对大气环境造成严重的影响。 目前，中国城市的大气污染非常严重。全世界空气污染严重的5 0 个城市中， 中国占3 1 个。其中大气污染最严重的1 0 个城市，中国占了7 个。以北京为例： 第1 章绪论 北京市大气中6 8 的氮氧化物、7 6 的一氧化碳和8 8 的碳氢化合物均来自汽 车尾气。另外，目前中国的二氧化碳排放量居世界第二位，随着中国经济的发 展，二氧化碳排放的增长速度明显加快。 如果按照传统的内燃机技术发展中国的汽车工业，预计到2 0 1 0 年，汽车尾 气排放量将是目前汽车废气排放量的3 倍以上。 因此，推广清洁节能汽车对环境保护在异常重要。 1 1 1 3 汽车工业一跨越式发展巨大机遇 为缓解世界范围内所面临的环保压力，世界上主要的汽车生产商在改善传 统汽车技术、降低汽车排放上投入了巨大的资金。虽然一方面使传统汽车的排 放大为减少，但另一方面也由于新增装置( 如三元催化剂等) 而增加了汽车质 量、降低了能源使用效率，并由此影响排放改善的程度，从而在汽车上形成了 一个由能源需求一能源使用一排放处理一能源需求构筑的怪圈。这个怪圈使得 汽车的价格不断上升。 此外，不管传统的内燃机汽车可以把排放的有害污染物降低到多低，其排 放二氧化碳的特性是无法改变的。因此只有发展洁净能源汽车才能彻底解决人 们所面临的能源和环境压力。 中国的汽车工业与发达国家相比，可以说还是刚刚起步。无论是关键技术、 生产管理，还是配套设施等都需要进一步发展。在这种局面下，跳出传统汽车 发展的怪圈，大力发展新一代洁净能源汽车，使汽车工业的变革率先在中国实 现，是中国汽车工业面临的千载难逢的机遇。 1 1 2 我国纯电动汽车的发展概述 作为电动汽车中的一种，纯电动汽车的发展具有重要的意义。首先，纯电 动汽车具有广泛的能源来源。它以电能作为运行的动力源，已经完全抛弃了对 传统原油的依赖，是一种彻底的解决能源危机的方案。其次，纯电动汽车具有突 出的环保优势，不存在大气污染问题，其噪音也比燃气汽车低。同燃油汽车相比， 纯电动汽车的噪音和直接废气排放较小，其对环境的影响主要是在于电厂排放 的废气和蓄电池的废液。再次，纯电动汽车是发展其他电动汽车的技术基石。 纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车三者在很多关键技术上都有共通之 处。从发展自主技术的角度讲，纯电动汽车所涉及的电机及其驱动系统，电池 2 第1 章绪论 及其管理系统，整车的控制策略等，也是混合动力和燃料电池汽车发展的共同 的技术基石。 从上世纪9 0 年代起我国开始了纯电动汽车的初步研究工作。1 9 9 2 年，我国 电动汽车的研究第一次列于了“八五 国家科技攻关项目。“九五期间，电动 汽车的研究被列入了“九五”国家重大科技产业工程项目，并在广东汕头建成 了国家第一个电动汽车运行试验示范区，该示范区的主要职能是探讨在中国条 件下推广应用电动汽车的社会条件和支持环境，为我国进一步发展提供决策上 的依据。 我国纯电动汽车真正的迅速发展还是始于国家科技部“十五 国家8 6 3 计 划电动汽车重大专项。在此期间，纯电动汽车关键技术研究进展顺利，各项研 发工作取得显著成效。 在纯电动客车方面，纯电动客车产品首先进入了产品公告，并开始道路示 范运行和小批量生产与应用。其中北京理工大学联合有关企业研发生产的4 种 车型3 5 辆公交车已投入到12l 路公交线和密云县进行载客示范运行，如图 1 1 。 图1 1 北京纯电动汽车示范运行 在纯电动轿车方面，以天津清源电动车辆公司为主承担的纯电动轿车课题， 各项性能指标符合和超过课题合同书规定的要求，样车进行了全面的噪声、安 全性、可靠性、操纵稳定性试验考核，完成整车产品定型所需要的所有试验。 整车产品实现了在天汽生产线上的生产和组装。相关单位还组织了2 4 辆车的车 队，采用出租车、公务车、警车等多种模式进行示范运行，总行驶里程超过1 0 万公里。2 0 0 5 年1 2 月2 0 曰，1 1 2 辆“幸福使者”纯电动轿车批量出口美国， 2 0 0 6 年又有3 4 3 辆出口美国，后继需求旺盛，如图1 2 。 第1 章绪论 图1 2 我国出口美国的纯电动轿车 但是，纯电动汽车在实现自身产业化的过程中，其面临的困难非常复杂， 面临着来自多方面的质疑。 首先，虽然纯电动汽车一直被称为节能和零排放的汽车。但是有专家指出， 由于纯电动汽车纯粹使用电力驱动，其在电力生产阶段的能耗和排放并不低。 目前我国超过7 0 的电力来自火力发电，过程中会排放大量的二氧化硫和粉尘。 因此，如果一旦纯电动汽车实现产业化，势必造成对电力的需求增加，因此而 造成的发电污染会不会抵消纯电动汽车在使用阶段的排放优势成为被关注的热 点。 其次，混合动力车的产业化跨越了电池技术与成本的难点。而纯电动汽车 除了需要稳定成熟的动力电池技术作为支撑之外，在成本控制、运行系统、产 业配套、产业模式等方面对传统汽车行业都是一个深层次的颠覆。 所有这些关于纯电动汽车的质疑都将会影响其产业化的进程。因此，对这 些课题进行深入的研究分析具有重要意义。 1 2 产业化相关理论概述2 3 3 1 4 1 1 2 1 商品及商业化理论 商品 商品是指用来交换的劳动产品，是使用价值和价值的统一物。它体现一定 的社会关系。第一，作为商品，首先必须是劳动产品。第二，作为商品，还必 须要用于交换。商品总是与交换分不开的。也就是说，如果不是用来交换，即 使是劳动产品，也不能叫商品。第三，对他人或社会有用。没有用就不会发生 交换，有用才能发生交换。 一 科技商品 科技商品指与社会生产实践和企业经营活动有关，能在使用过程中产生经 4 第1 章绪论 济效益并用于市场交换的科学技术成果。科技商品具备传统商品概念的全部属 性。那些自行研究开发，自己使用但并不拿到技术市场进行交易的“一般科技 成果不属于科技商品。比如企业为了改良品种、改进质量或提高本企业劳动 生产率而自己进行的技术研究和开发成果，由于不通过市场交易，因而不是科 技商品。 科技商品作为一种特殊商品，除具有一般商品的共性外，还具有如下特殊 性： ( 1 ) 科技商品表现形态的特殊性。一般商品都有一定的物质形态，而科技 商品作为一种可以转化为物质的知识体系，其本质是观念形态的，不一定具有 物质形态。 ( 2 ) 科技商品价值测度的特殊性。由于一般物质商品价值关系中主客体相 互作用关系可以高度抽象和简化，使得物质商品的价值可以表现为生产该物质 商品的社会必要劳动时间。科技商品则不同，作为精神生产的产物，其价值主 要体现为无形价值，不可能简化为社会必要劳动时间。 ( 3 ) 科技商品使用价值的特殊性。一般商品的使用价值，都是以商品体的 自然属性直接来满足人类的需要，并在使用过程中不断将其使用价值消耗掉或 转移掉。科技商品则不同，其使用价值是能够带来经济效益和社会效益的。 ( 4 ) 科技商品生产的风险性。尽管普通商品的生产也有一定的风险性，但 科技商品生产的风险性要大得多。由于科学技术的研究是对未知领域的探索， 充满了不确定因素，因此使得科技研究具有较高的失败率。大量的科研投入，包 括资金、材料、人力、时间等，可能一无所获( 从成品意义上而言) 。 商业化 商业化不是产业化，它指的是以生产某种产品为手段，以盈利为主要目的 的行为。衡量商业化的标准是能否实现市场交换并且达到一定的盈利。对于科 技商品而言，商业化还蕴含着商业示范的意思。 1 2 2 产业及产业化理论 产业： 产业是社会分工的产物。产业是具有某种同类属性企业的总和，在市场上 表现为由构成产业的相同企业或相近的经济活动。 产业化 第1 章绪论 产业化是具有同一属性的企业或组织集合达到社会承认的规模程度，以完 成从量的集合到质的激变，真正成为国民经济中以某一标准划分的重要组成部 分。 高新技术产业 高新技术产业应包括两种理解：一种是广义的概念，把企业开发新的装备、 新的工艺、新的产品等包括在内；另一种是狭义的范围，特指利用含有现代尖 端科学成就的新技术所建立的企业群体。它是一群由技术、产品、生产、市场、 服务、管理诸要素密切相关的企业构成的一个相对独立的产业。 高新技术产业化 高新技术产业化是指从产品或工艺的开发到通过技术创新实现商业化应用 和通过技术扩散实现规模化生产的全过程。高新技术产业化是一个由技术孵化、 产品开发、生产制造、市场营销、规模化生产和成果扩散等各个环节组成的发 展过程。 广义产业化发展的主要阶段 广义的产业化对于企业而言，主要包括种子期、创建期、成长期、扩展期、 成熟期五个演变阶段。 ( 1 ) 种子期 从试验到开发的中后期，直到形成较为成熟的成果，这个阶段被称为种子 期。一项技术产品的形成要经过技术发明阶段、形成科技成果阶段、技术创新 阶段。种子期的技术企业主要面临三大风险：一是高新技术的技术风险；二是 高新技术产品的市场风险；三是高新技术企业的管理风险。 ( 2 ) 创建期 企业需要制造少量产品并进一步解决技术问题，尤其是通过中期试验排除 技术风险，开始将成果转化为商品阶段。此时技术风险已经降低。 ( 3 ) 成长期 在中试完成之后，开始有产品进入市场并建立销售体系，企业达到边际利 润目标，但尚未达到规模经济。技术风险已经显著降低，但是仍旧存在较大的 市场风险和管理风险。企业为了扩大生产和开拓市场，其资金需求迅速上升。 ( 4 ) 扩展期 企业已经实现规模生产，并且开始达到市场占有率目标。此时，企业风险 体现在仍需进行后期技术创新，完善管理体系，所需资金较大。但是技术风险 6 第1 章绪论 和市场风险已经大幅降低。 ( 5 ) 成熟期 产业化已经完成，企业利润和规模已经到达正常的上市要求，可以通过证 券市场和资本市场融资，不再被视为风险企业。 1 2 3 商业化与产业化的关系 对于某项产品而言，要实现产业化，首先其必须实现商品化和商业化。这 个产品必须具备其作为商品的各种要素，具备一定的使用价值和价值，并且最 终实现交换。如果某项产品实现交换成为商品，则它就实现了该产品的商品化 与商业化，也可以理解成某项产品进入了其产业化的种子期和创建期。 产品的产业化是建立在其商业化基础之上的，是具有规模化特征的商业化。 商业化是产业化的前提和基础，而产业化是商业化的进一步规模化。商业化是 产业化的必经阶段，但商业化不一定能够发展到产业化。 产业化发展可以理解为两个重要过程：首先是产品实现商品化或者商业化 成为商品的过程；其次是在各种因素作用下，不断推进商业化并最终实现产业 化的过程，如图1 3 。 实现商业化实现产业化 彳彳乒飞 里里里，义的 种了期创建期成长期扩展期成熟期。产业化 图1 3 商业化与产业化的关系示意图 1 2 4 商业化实现与产业化发展的关键因素 商业化实现的关键因素 一个产品要实现商业化必须具备一定的条件。最基本的条件是作为商品的使 用价值，只有产品具有一定的功效才有市场需求的可能性。另外具有一定使用 价值的产品能够实现市场交换。对于产品属性而言，决定这个环节最重要的因 素是产品的价格，即获得成本。 对于科技商品而言，除了必须具备最基本的使用价值外，还必须考虑其社会 价值。只有具备一定的社会价值，才能体现其作为科技商品的特殊性。最终使 7 第1 章绪论 得产品的整体价值不仅仅局限于基本商品的价值，如图1 4 。 以一定的价格 实现交换 实现产品商品化 和商业化 图1 4 产品商业化关键要素示意图 产业化发展的关键因素 产业化是一个动态的过程，是某个产业从无到有、不断演进的过程。从系统 理论的角度看，产业演进受三个方面因素的影响：宏观经济与社会环境的变化 构成了产业演进的外部条件与资源约束，成为产业演进的宏观系统因素；产业 内企业行为的集合构成了产业演进的微观基础与发展动力，成为产业演进的微 观因素；相关产业或群体的相互作用与影响构成了产业演进的变速函数，成为 协同演进的协同因素，如图1 5 。 具体来讲，宏观因素主要是来自于政治、经济、社会等方面的因素。它们与 产业演进的关系来自两方面：有时候某个产业的产生或发展很可能就是因为受 这些因素的推动；相反的，如果一个产业不能很好的适应这些宏观因素，则很 有可能发展不起来甚至被淘汰。 微观因素则主要分为两个方面：组织因素、技术因素这些企业行为成为影响 产业能否获得发展的激励因素，而企业家、资本因素则构成影响产业是否出现 障碍的保健因素。 协同因素是推进产业演进的重要力量，它可能包括市场本身、中介机构、政 府机构、供应商等等。 8 1 3 选题意义 图1 5 产业发展因素示意图 本文利用产品的商品化以及产业化方面的相关理论，结合纯电动汽车作为 商品及其自身产业化的特点，对纯电动汽车产业化发展这样一个动态问题做出 了全面的分析。首先对纯电动汽车商品化可行性问题做了全面的分析，明确了 在产业化发展初期首先发展微型纯电动汽车的结论。其次，论文对决定纯电动 汽车从商品化向产业化推进过程中的关键因素做出了深入的分析。最后，论文 对纯电动汽车的发展提出了策略建议。 1 4 本文的研究内容及结构 1 4 1 本文的研究内容 论文主要是对我国纯电动汽车产业化发展的相关问题进行了研究，并给出 了发展策略建议。全文主要分为三大部分： 首先，论文对目前发展情况下，纯电动汽车作为商品的可行性进行了分析。 这部分主要从两个方面展开：一方面考察了纯电动汽车作为商品的使用价值， 即它作为车用动力的可行性，以及纯电动汽车作为商品的社会价值分析，即它 的能耗与排放性能；另一个方面是考察了纯电动汽车作为商品的购置及使用成 本分析。结合这两个方面的分析，通过与燃油汽车在性能、能耗、排放以及成 本四个方面的对比，综合评价了纯电动汽车作为商品的可行性。 9 第1 章绪论 其次，论文研究分析了纯电动汽车在不断深入商业化并最终实现产业化的 发展过程中所涉及的关键因素，主要包括技术、成本两个核心因素以及基础设 施、市场潜力和政府规制三个协同因素。然后论文分别具体从这五个方面全面 分析阐述了它们对纯电动汽车产业化进程的作用以及可能带来的影响。 最后，本文研究了国内外产业化的典型案例，获得了我国纯电动汽车产业 化发展的一些启示。综合之前的分析，论文提出了我国纯电动汽车产业化发展 的建议。 ， 1 4 2 本文的逻辑结构 第一章绪论 i t 论文背景论文意义、方法、内容论文理论依据 i 、乡 第二章纯电动汽车作为商品的 日 第二章纯电动汽车产业化 可行性分析发展的关键因素分析 llll l l上 皇_ 纯纯纯纯纯纯纯纯 电电电电电电电 电 动动动动动动 动动 汽汽汽汽汽汽 汽汽 奎奎车车车盔 生奎 的的的 产 产 产 产 盘 使 社 获 业业业业业 用 厶 得化化化化化荭 价 价 成的的的 的 的 值值本 技成市 基政 分 分 分术 太 场础府 析析 析因因机设规 素素 a 施制萏 ；l 、夕 。 第四章纯电动汽车产业化发展的策略建议 图1 6 本文逻辑结构图 1 0 技产品的 后，论文 2 1 1 纯电动汽车使用价值的衡量标准：续驶里程和动力性能 汽车作为商品其最基本的使用价值是能够帮助人类实现快速移动。根据这 个概念，评价汽车使用价值高低的标准就是快速移动效率及效果的各项因素， 也就是通常所说的汽车的各项性能，主要包括汽车的动力性能、燃油经济性能、 制动性能等等。 纯电动汽车与内燃机在外表上没有什么区别。它们都采用橡胶轮胎，以及 与地面之间的力学过程也不存在本质区别。这两类汽车的转向装置、悬架装置 及制动系统基本上也是相同的。它们之间的主要差别是采用了不同的动力源。 纯电动汽车是由蓄电池提供电能，经过驱动系统和电动机，最后通过轮胎驱动 纯电动汽车行驶。因此，纯电动汽车的操纵稳定性、平顺性及通过性与内燃机 汽车完全相同。电动汽车本身除具有再生制动性能外，与内燃机的制动性能也 是相同的。 对于纯电动汽车不存在燃油经济性，目前由于受电池技术的限制，被关注 最多的是纯电动汽车的续驶里程问题，它制约了纯电动汽车的推广普及。因此， 对纯电动汽车续驶里程的研究具有重要意义。另外，纯电动汽车的动力性能是 汽车的基本性能，也是衡量其使用价值高低的重要指标。 因此在目前情况下，本文选择纯电动汽车的续驶里程和动力性能作为衡量 其使用价值具有一定的合理性。 2 1 2 纯电动汽车作为车用动力的续驶里程分析脂1 2 1 2 1 纯电动汽车整车动力学模型 第2 章纯电动汽车作为商品的可行性分析 汽车在无风天气、正常道路上行驶过程，根据力的平衡关系，纯电动汽车 的行驶方程式为： e = + e + 只+ c ( 2 1 ) e = 触c o s a 4 一篇+ m g s i n 锄口 ( 2 _ 2 ) 其中， m 为整车质量( k g ) ； ，为滚动阻力系数； 万为旋转质量换算系数； 口为车辆加速度( m s 2 ) o 7 a 为车速( m s ) ； 乙d 为空气阻力系数； a 为车辆前部迎风面积( m 2 ) ； 口为道路的坡度角； 0 纯电动汽车的驱动力( n ) ； ，纯电动汽车行驶时的滚动阻力( n ) ； ，w 纯电动汽车行驶时的空气阻力( n ) ； 0 纯电动行驶时的坡道阻力( n ) ； r 纯电动汽车行驶时的加速阻力( n ) ； 以纯电动汽车行驶速度p a 乘以( 2 2 ) 式子两端，考虑机械损失，再经过单 位换算之后可得： 只= 赤( 触c o s o r 4 黑+ m g s i n c r + 8 m a ) v # q 1 ， 乞2 寺( 弓+ 只+ 己+ e ) ( 2 4 ) 其中： 己为电动机输出功率( k w ) ； 珊为电动机输出轴至驱动轮之机械传动装置的总效率( k w ) 。 弓为克服行驶阻力所消耗的功率( k w ) ； 只为克服坡道阻力所消耗的功率( k w ) ； 1 2 的可行性分析 1 为克服加速阻力所消耗的功率( k w ) 2 1 2 2 等速法续驶里程计算 汽车在良好的水平路面上一次充电后等速行驶直至消耗掉全部携带的电能 所行驶的里程，称为等速行驶续驶里程。它是最重要的纯电动汽车经济性指标 之一。 ( 1 ) 汽车以速度y 等速行驶时，其坡度阻力和加速度阻力消耗的功率忽略 不计，所需要的电机输出功率和扭矩为： p ：! 丝鱼丝兰：! 型业 0 珊 ( 2 5 ) 7 1 ：! 生鲨鱼丝兰：! 兰! ：! ! 丛兰! ! ：鱼2 兰 0 7 7 r ( 2 6 ) 其中，为轮胎滚动半径；。g 为传动系速比。 ( 2 ) 根据电机的类型和控制方式，可以确定电机的输出扭矩t 和电池放电 电流i 的关系，即，= ，( m ) ：也可以确定电机的输出功率p 与电机效率刁的关系， 即r 2 r k p ) 。 ( 3 ) 电池携带的额定总能量为： 形= q 卅x 玑= g p x q ( 2 - 7 ) 其中：绒为电池的额定容量，单位a h ：玑为电池的端电压，单位7 ；q 为 纯电动汽车携带的电池总量，单位k g ；g 为电池比能量，单位w h k g 。 根据电池的放电特性，电池以高于额定放电电流。m 的电流，放电时，其总 能量要相应减少；以铅酸电池为例，当电池以大电流，放电时，总能量形为 形= q qx ( 每) 扣1 ( 2 8 ) 其中，当i i m 3 时，k = 1 4 1 4 。 ( 4 ) 因此，纯电动汽车等速行驶的续驶里程为： s = 筹嘲矿 志r 竽 沪9 ， 最终化简为： 第2 章纯电动汽车作为商品的可行性分析 s = 筹嘶怫一面 c 2 圳， 2 1 2 3 等速法续驶里程影响因素分析 影响纯电动汽车续驶里程的因素比较复杂，根据式子( 2 1 0 ) 可以看出， 影响它得主要因素来自纯电动汽车本身的结构条件和外部条件。下面根据式子 ( 2 - 1 0 ) 定性分析影响等速法下续驶里程的影响因素。 电池因素 在纯电动汽车中，电池是能量的来源，电池有效能量直接决定了其续驶里 程。由式子( 2 - 1 0 ) 知道，当纯电动汽车携带的电池总质量一定时，电池比能 量g 的不同，电池容量就不同。随着电池比能量增加，电池容量也随之增加，等 速行驶的续驶里程增加。可以看到，在目前蓄电池比能量不高的情况下，我国 研发的纯电动汽车续驶里程与燃油汽车相比都有一定的差距。 电机因素 电机参数中电机的效率r 对续驶里程的影响最大。额定工况的效率越高，续 驶里程的数值越大。因此，对纯电动汽车的电机而言，不仅要求电机具有较高 的额定动率，而且要求电机具有很宽的高效率区域，这样才能在各种行驶工况 下充分利用有限的能量，以提高其续驶里程。 整车因素 纯电动汽车的质量直接影响到汽车的续驶里程和驾驶性能。在汽车等速行 驶时，车体质量变化引起对电动机功率输出需求的变化，使得电动机处于不同 的工作状态。虽然随着整车质量的增加，电机效率有所提高。但是，对电动机 输出功率的需求也逐步增加，汽车的续驶里程将有所减少。总得来说，随着汽 车整车质量的增加，等速行驶续驶里程将减少。 在目前情况下，受电池以及电机技术的限制，为了尽可能大的满足使用要 求，纯电动汽车目前只能通过尽量减轻整车质量来增加续驶里程。如表2 1 所 示，是目前我国已经生产的纯电动轿车的主要参数。 1 4 第2 章纯电动汽车作为商品的可行性分析 表2 1 我国生产的纯电动轿车的主要参数 生产厂家天津清源奇瑞万向比哑迪 产品威乐威姿幸福使者q p电动轿车 f 3 e 动力性最大爬坡度( 度) 2 03 01 5 2 01 83 0 能 最高车速( k m h ) 1 2 01 0 05 01 6 01 2 01 5 0 续驶里程 2 3 01 7 08 02 0 02 0 03 0 0 从上表中可以看出，目前我国所开发的纯电动轿车的续驶里程与燃油汽车 相比有一定差距。而且，为了尽可能延长续驶里程，开发的纯电动汽车都是 些较小的车型。因此，从续驶里程这个衡量指标来看，纯电动汽车的使用价值 较差。总的来说，由于受目前电池技术的限制，纯电动轿车有向微型化发展的 趋势。 2 1 3 纯电动汽车作为车用动力的动力性能分析 汽车的动力性是衡量纯电动汽车使用性能的另外一个重要指标。而目前纯 电动汽车的动力性能普遍一般，如表2 1 。对于纯电动汽车而言，影响其动力性 能的最直接因素是蓄电池的比功率。而目前成熟电池的比功率性能还不是很高， 即使某些具备较高比功率的电池也还存在着安全性等方面的问题；另一方面， 在纯电动汽车续驶里程还不能满足要求之前，其动力性能也将受到限制。如图 2 1 所示，随着汽车行驶速度的增加，纯电动汽车的续驶里程迅速下降。因此， 在蓄电池比功率性能提高之前以及纯电动汽车的续驶里程问题没有解决之前， 只能牺牲它的动力性能来提高续驶里程。 l 吣 加 是6 0 二 童o 2 0 o 2 5 0 2 0 0 差渤 妻瑚 5 0 o o o6 0l o oo 2 04 0 如i y , “r 1 e 掣捌【k m h )嘣出啼吲h h l 图2 1 采用直流电机时的续驶里程交流电池