电动汽车能源供给模式研究报告(万向)

电动汽车能源供给模式研究PAGEPAGE－PAGE3－电动汽车能源供给模式研究报告万向电动汽车有限公司2007年10月－PAGEII－目录一、项目的背景、意义和目标…………………11．项目的背景……………….12．项目的意义与必要性…….53．项目研究的内容和目标………………….6二、电动汽车能源供给技术分析……………..91．国内外电动汽车能源供给系统现状和发展趋势……….92．电动汽车能源供给系统的关键技术…….12三、基于车载充电的能源供给模式…………..131．技术路线………………….132．商业模式………………….223．技术与经济可行性分析………………….234．适用领域与发展前景分析……………….27四、基于电池租赁的能源供给模式…………..291．技术路线………………….292．商业模式………………….313．技术与经济可行性分析………………….374．适用领域与发展前景分析……………….40五、基于梯次应用的能源供给模式研究……...421．电动汽车的产业化模式分析…………….422．基于电池梯次应用的能源供给商业模式分析………….483．充电站布局与规划……….504．经济性分析……………….52六、结论与展望………………...55－PAGE58－一、 项目的背景、意义和目标1． 项目的背景（1）面临全球交通能源与环境问题，发展电动汽车是必然选择进入20世纪90年代以来，面对环境保护和石油资源日益严峻的压力，汽车工业正面临着一场革命，交通能源与环境问题是21世纪全球面临的重大挑战。目前世界汽车保有量约8亿辆，并以每年3000万辆的速度递增，预计到2020年全球汽车保有量将达到12亿辆，主要增幅来自发展中国家。国际能源机构（IEA）的统计数据表明，2001全球57%的石油消费在交通领域（其中美国达到67%）。预计到2020年交通用油占全球石油总消耗的62%以上。美国能源部预测，2020年以后，全球石油需求与常规石油供给之间将出现净缺口，2050年的供需缺口几乎相当于2000年世界石油总产量的两倍。与此同时，交通能源消耗也是造成局部环境污染和全球温室气体排放的主要来源之一。为此，全球已达成共识：交通能源转型势在必行。经过多年讨论和探索，国际上对于汽车能源和动力转型比较一致的看法是：各种高新技术特别是新型动力电池技术的进步赋予了纯电动汽车新的生命力和发展机遇，各国政府和消费者对零排放的交通工具寄予了很高的期望。鉴于汽车工业在推动国家经济发展和保障国家能源安全方面具有重要作用，发达国家政府都对汽车节能与新能源技术发展给予了高度的重视。首先是实施大规模的“政府企业合作伙伴”项目，如美国的FreedomCAR计划、清洁城市计划、欧洲的CUTE项目、日本JHFC燃料电池汽车推广应用项目等。其次是通过各种政策鼓励节能与新能源汽车的推广和应用,例如美国在新的能源法案中对节能汽车的消费者给与一定的财税补贴，其中对纯电动汽车和燃料电池汽车减免4000美元的所得税；日本政府对购买电动汽车汽车的用户给予2000美元的补贴；韩国政府从2006年开始斥资1449亿韩元（约合人民币11.5亿元），用于刺激国内市场对节能新能源动力车的需求，为每辆电动汽车购买者提供2800万韩元的补贴。发达国家对节能零排放车辆的旺盛需求为我国发展外向型电动乘用车提供了广阔的市场空间和技术成长的舞台。近年来，我国汽车业迅猛发展。2005年，我国汽车产销量均超过570万，分别居世界第三位和第二位，自主品牌轿车和汽车出口均出现大幅增长。预计2020年前我国将成为世界上最大的汽车制造国和主要的汽车出口国之一。我国目前的汽车人均保有量还很低，2003年每千人汽车保有量仅为美国的2.5%（19辆），大约相当于美国90年前的水平，是世界上汽车市场潜力最大的国家，预计2020年汽车保有量将达到1.3—1.5亿辆。但是，当我国刚刚到达汽车社会门槛，车用石油消费在石油总消费中的比例（1/3以下）还大大低于世界平均水平时（1/2以上），我们已经感受到了石油供应的日益紧张。同时，车用石油消耗所产生的空气污染和CO2排放也正在变成愈来愈严重的问题，我国已经成为世界上CO2排放大国，由此产生的国际政治和经济争端将会愈演愈烈。这充分表明，我国所面临的石油安全与交通能源问题将来势更猛，影响更大，挑战更加严峻。按传统交通能源动力系统发展下去，不可持续，实现我国交通能源动力系统转型是大势所趋。我国的资源和能源状况适合发展新能源交通动力系统；我们具有实现交通能源动力系统转型、实现节能与新能源汽车跨越式发展的后发优势；实施汽车动力系统变革，是多年来我国发展清洁汽车和电动汽车成功实践的战略总结和发展的必然要求。目前国际上新能源汽车尚未形成新兴工业体系，而我国汽车普及率低，在汽车动力系统选择和新能源汽车研发与产业化方面，具有更大的自由度。1999年4月全国清洁汽车协调领导小组成立，得到了国务院领导及各部委的重视和支持。随后，全国清洁汽车协调领导小组启动了12个试点示范城市和地区的清洁汽车推广应用工作，启动了清洁汽车关键技术及产业化攻关项目，建立了清洁汽车五个生产基地，开展了燃气汽车的改装技术培训和广泛的技术交流，确定了燃气汽车专用装置零部件检测评价中心，开展了清洁汽车标准制订及检测技术研究工作。“十五”期间，科技部组织实施了“电动汽车重大科技专项”。全国200余家单位、2000多名骨干科技人员直接参与实施，初步形成了官、产、学、研合作机制。目前，小型纯电动车辆已经开始小规模产业化，混合动力汽车已有多个车型通过国家认证成为产品，燃料电池汽车已进入示范考核运行阶段。自主开发的燃料电池、动力蓄电池、驱动电机和电子控制系统具备批量化生产能力。为我国应对全球性的能源短缺、环境污染提出的严峻挑战打下了良好的基础。当前，世界主要汽车大国纷纷将目光瞄准到节能与新能源汽车的研发和大规模产业化。顺应历史和时代的潮流，我国汽车整车和关键零部件企业也对发展具有我国自主知识产权的电动汽车和清洁替代能源汽车表现出前所未有的积极性，节能与新能源汽车技术到了由科研转入产业化的关键时期，电动汽车产业化是国家“十一五”重大专项的重点。（2）电池技术是制约电动汽车发展的瓶颈电动汽车20年来之所以起伏跌宕，关键是电池技术。目前电动汽车难以普及的瓶颈主要是价格太高,以及一次充电后的行驶里程比较短。蓄电池单位重量储存的能量太少、较贵、没形成经济规模，故购买价格较贵；至于使用成本，有些试用结果比汽车贵，有些结果仅为汽车的1／3，这主要取决于电池的寿命及当地的油、电价格。电池是电动汽车发展的首要关键，要想在较大范围内应用电动汽车，要依靠先进的蓄电池。经过10多年的筛选，现在普遍看好的氢镍电池、锂离子和锂聚合物电池。氢镍电池单位重量储存能量比铅酸电池多一倍，其它性能也都优于铅酸电池，但目前价格为铅酸电池的4-5倍，正在大力攻关让它降下来。锂是最轻、化学特性十分活泼的金属，锂离子电池单位重量储能为铅酸电池的3倍，锂聚合物电池为4倍，而且锂资源较丰富，价格也不很贵，是很有希望的电池。我国在镍氢电池和锂离子电池的产业化开发方面均取得了快速的发展。但是它的关键技术还不成熟，不能满足市场需求，因此在我国研究发展电动汽车必须把攻克电池技术的瓶颈作为一项长远的战略意义考虑。（3）节能减排工作已纳入国家政策法规《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》中，提出了“十一五”期间，国内生产总值单位能耗要降低２０％，主要污染物排放总量要减少１０％的约束性指标。去年全国没有实现年初确定的节能降耗和污染物排放的目标，加大了“十一五”后四年节能减排的工作难度。今年国务院专门印发了《节能减排综合性工作方案》，进一步明确了节能减排的目标任务、总体要求。节能减排是全球气候变化的迫切需要。汽车行业是用油的大户，也是城市大气污染的重要分担者，对提升全国的节能减排水平具有着重要的影响。汽车业界应该承担起一定的责任，尤其是大型的汽车企业集团，一定要以对国家和人民利益高度负责的态度，争做节能减排工作的表率，这既是一种责任，更是一种义务。汽车行业企业要按国家建设资源节约型、环境友好型社会的要求，转变发展模式，走可持续发展之路，要不断提高生产技术条件和管理水平，技术研发要将节能、环保作为重要的内容，不断提高自主创新的能力。科技部部长万钢说，“发展节能与新能源汽车已经成为中国汽车技术创新的重要方向，要在政府引导的以企业为主体的技术创新体制下，集中优势资源，推动中国汽车的技术进步，增强我国汽车工业的国际竞争力”。目前我国已经形成了有利于清洁与新能源汽车发展的局面，国家发改委已经研究制定并发布了新能源汽车的准入办法，科技部在“十一五”期间将大力推动和促进节能与新能源汽车的技术进步和产业化。2、项目的意义与必要性发展节能与新能源汽车是我国国民经济可持续发展的战略需要，是提高汽车工业核心竞争力的迫切要求，是汽车技术不断发展的需求，是和谐社会发展的必然；节能与新能源汽车具有广阔的市场前景。在全球节能降耗总的趋势下，基于现在电动汽车电池技术的限制和电动汽车即将进入商业化阶段，电动汽车的基础设施有待建设，这些基础设施主要指与大批量电动汽车正常运行有关的基本配套设施和维修服务体系等。在电动汽车产业化发展的今天，研究和提出电动汽车能源供给模式刻不容缓。其意义在于：它采用的是绿色环保能源——电池；它是目前为解决电池技术瓶颈问题而提出的更合理方案；它能以最大的效益来满足消费和社会的需求；它是一种新型的电动汽车运行和维护的商业模式，对推动电动汽车产业化具有积极作用。3、项目研究的内容和目标成功实现电动汽车的基础设施建设，必须要求：使用方便的充电站；充电收费简便易行；电动汽车用蓄电池和充电方式的标准化；制定安全清洁的充电法规；对电动汽车用户的宣传教育和培训；电力的供应。电动汽车基础设施的建设是一项巨大的工程，没有任何一个部门能够支付起独立完成这项工程所需的全部费用。基础设施建设是—项长期投资，需要待之以恒地长期开发。此外，基础设施的发展还必须有政府、社会组织、电动汽车厂商、电力部门、电池厂商等各方面的通力合作。电动汽车能源供给模式研究的内容有：电动汽车能源供给模式政策支持系统研究：研究政府、社会组织、电动汽车厂商、电力部门、电池厂商等各方面的职能分配和协作等；解决电力供应、政策支持、场地和商业运营等基础问题；电动汽车能源供给网络研究；电池、电池筐的标准化和快速更换技术研究；充电技术研究：包括充电通用化、充电快速化、充电智能化以及充电安全性、电能转换的高效性和充电集成性等；充电模式研究：包括常规充电、快速充电和电池组快速更换三种基本模式的适用范围和基本要求；充电设施研究：包括家用充电设施和公共充电设施的适用范围、特点和要求等；公共充电设施（充电站）研究：包括正常充电站、短时充电站、快速充电站、电池更换站、移动式充电区等公共充电设施的适用范围、特点和要求等；基于电池租赁的能源供给模式研究：售价偏高，是制约电动汽车大规模推广的瓶颈之一，在销售环节采用“卖车不卖电池”、在使用环节采用“电池租赁、用电收费”方式。充电站将电池以租赁方式出租给用户，电池租赁公司负责充电、维修、保养、更换和回收等，每月收取租金。电池租赁方式能够大幅降低电动汽车售价，消除潜在客户的很多顾虑，将极大推动电动汽车的商业化进程。基于电池梯次应用的能源供给商业模式研究；充电收费系统研究：研究公共充电系统的多种可能的收费方案；通过电动汽车能源供给模式及其相关内容的研究，实现以下目标：在现阶段有效推动电动汽车产业化和商业化运行；有效的克服因电池技术而带来的费用高和续驶里程短的问题；为国家实现“节能减排”的基本目标与任务和人类资源与环境问题直接作贡献。二、 电动汽车能源供给技术分析1． 国内外电动汽车能源供给系统现状和发展趋势电动汽车发明于1834年。在十九世纪的最后10年中，美国、英国和法国的一些公司开始生产电动汽车。由于电池的限制以及内燃机驱动汽车的迅速发展，从1930年开始，电动汽车的研究于生产基本处于停滞状态。在20世纪70年代，由于石油危机和能源供给的问题，电动汽车的研发重新兴起。现阶段，世界各国研发电动汽车的推动力主要是环境和能源供给的双重压力。通过对1984年以来重要国际学术会议上发表的与电动汽车能源供给系统相关的论文的调研，了解到电力驱动和能量来源一直是电动汽车的关键技术。电动汽车的能源供给被公认为电动汽车商业化的主要问题。因此，在目前和不远的将来，如何发展能源供给装置将会是电动汽车发展的主要方面，综合考虑各种因素，我们认为能源供给系统应遵循以下发展准则：使用方便的充（换）电站；充（换）电收费简便易行；电动汽车用蓄电池和充电方式的标准化；制定安全、清洁的充电法规；电力供应的保障与电网安全；对电动汽车用户的宣传和培训；法国电动汽车能源供给系统的研制和推广较为典型。在法国，法国电力公司（EDF）负责电动汽车充电设施与设备的研制和推广。EDF将能源供给系统分为三个类别：常规充电、快速充电和专用充电系统。常规充电包括三种形式：家用车库、停车场、路边充电机。如下图所示：路边充电机路边充电机巴黎充电站布置图巴黎充电站布置图地下停车场充电站路边充电机快速充电站充电站标示公交车专用充电机120KW充电站标示公交车专用充电机120KW快速充电机快速充电机在巴黎，拥有31个公用停车场充电站、23个路边充电站（点）、5个快速充电站和一个公交线路的专用充电设施。区别与传统的接触式能源供给系统，在美国、日本和法国，非接触式能源供给系统的研发取得了初步的进展。非接触式能源供给主要核心技术是感应式充电技术。法国研制的Tramway（有轨电车）感应式能源供给系统已经在波尔多地区得到应用，其原理图如下所示：日本研制的下一代非接触式充电系统也是采用感应线圈传递能量的方式，其原理图与实物如下图所示：由于电动汽车目前还没有大规模的应用推广，在能源供给系统的商务模式研究方面还缺乏比较有效的数据支撑。在巴黎，由于充电费用远低于停车费用，所以在停车场基本都是实行免费停车充电的政策。对于家用轿车的充电，法国EDF配售标准家用专用充电设施，以300欧元的优惠价格向电动汽车车主销售，提供安装服务，并装备专用电度表。2． 电动汽车能源供给系统的关键技术电动汽车能源供给系统涉及到电动汽车、电池组、充电机以及电网等电力传输、存储与使用各个环节，关键技术主要集中在安全供电、安全充电和便捷服务三个方面。主要关键技术体现在以下几点：各种应用模式下高效率充电机；充电站信息采集与自动化控制系统；能源供给计量计费系统；电池组模块标准化研究与应用；大功率充电状态下对电网的干扰与防范；（1）各种应用模式下高效率充电机充电机是能源供给系统的关键设备，也是充（换）电站建设的核心设备，衡量充电机性能的主要指标有以下几点：充电效率（功率因素、功率损耗）；谐波比例（对电网的影响）；智能化程度（充电保护、自动调整充电模式）；电动汽车的充电机分为车载充电机和地面充电设备，考虑电力供应因素，在充电机的前端还考虑配套供电柜。国内车载充电机一般选用单相220V交流电源作为电力输入，充电机功率在3kw以下，以便于使用民用照明电源。车载充电机主要应用于微型电动轿车和电动摩托车，充电时间往往设计在6－10小时。作为车载能源供给设备，车载充电机的安全性要求非常高，在充电阶段，充电机要与整车控制器、电池管理系统以及电气安全控制器保持通信，通过车载信息平台显示能量供给信息和报警信息，并接收整车控制器的指令，执行相应的充电模式切换。常见的车载充电机如下所示：泰坦3kw充电机泰坦3kw充电机加拿大2.5kw充电机法国6kw充电机地面充电设备的形式较多，按照使用特点可分为整车充电机和模块化充电机。整车充电机是国内外电动汽车能源供给的常用设备，一般为柜式，通过高频IGBT实现整流和充电控制。整车充电机功率一般在20kw以上，采用恒压限流、三段式（恒流、恒压、涓流）以及脉冲式（又称间歇式）充电控制技术。模块化充电机是采用大规模小功率充电机（一般在3kw以下）组网工作，通过建立完善的信息系统对各个充电模块实现集中优化控制，对车用电池采用模块化结构设计，分模块进行能源供给。模块化充电机的技术与整车充电机相同，相比而言，模块化充电机的整体效率更高，但是信息技术较为复杂。常见的地面充电设备如下所示：泰坦30kw充电机泰坦30kw充电机法国EDF50kw充电机法国15kw充电机（2）充电站信息采集与自动化控制系统充电站的信息采集与自动化控制系统是能源供给系统商业化运营的重要技术支撑。电动汽车智能充电站是近十年来随着电动汽车商业化运营规模的扩大而提出的新课题。智能化充电站能够为探索电动汽车的运营模式、经营模式提供大量的技术经济数据，因而成为电动汽车商业化推广的重要技术平台。充电站信息采集和自动化控制系统的网络拓扑结构如下图所示，系统是一个分布式数据采集控制系统。系统由n个支点充电站和主控中心构成，每个充电站又由m台充电机和充电站监控计算机构成。充电站监控计算机与主控中心的通讯采用专用电缆、因特网连接技术；充电站内监控计算机与充电机之间、电池管理系统与充电机之间通过CAN总线进行通讯。n号充（换）电站n号充（换）电站专用网络因特网无线网络1号充（换）电站2号充（换）电站主控中心智能充电站信息系统示意图在每一个充电站内，充电机、电池管理系统和监控计算机共同构成信息采集和自动化控制系统，充电站内信息来源主要为充电过程中采集的电池电压、温度以及充放电曲线信息，系统拓扑图如下所示：ICBICBRS-485总线驾驶台显示面板―――――――中央控制器MC控制输出1控制输出2总电压/电流SensorICBICBICBICBICB450V/60AICS正负CB1B2B3B4Bn电动汽车充电站信息系统结构示意图CAN总线接口（3）能源供给计量计费系统能量供给计量计费系统是实现电动汽车商业化运营和能源供给的基础，由于电动汽车运营商业模式还不成熟，能源供给的手段和模式也多样化，对能源供给的计量与计费带来了很大的不确定性。电动汽车能源供给计量计费系统要具有以下技术特点：投资小、见效快、性价比高。安全可靠、易于维护，采用成熟、稳定、先进的网络结构和数据库管理系统，有效保证了信息的可靠性、完整性和一致性。简单易学、贴近用户，本系统界面采用人性化设计，简单易懂、操作快捷，操作员可以在很短时间内就掌握本系统的使用方法。强大的自定义功能。发票格式、计量方式、阶梯电价、附加费、滞纳金计算、各种报表格式等，均可灵活定义，可以满足全国各地的电力公司的业务需求。灵活通用的自定义报表功能。具备通用报表功能，可以直接从数据库中取数据生成格式报表。能源供给计量计费系统的建设要与充电站的建设结合进行，能源计量可以在车载端进行，也可以在充电机端设置，一般根据不同的能源供给商务模式而定。若是提供路边、家用以及公用充电服务，能源计量则应与充电机绑定，用户可以享受自助充电服务；若采用电池租赁与快速更换的商务模式，则能源的计量应与车辆的实际使用能耗相结合，计量装置应与电池管理系统有通讯接口。计费数据系统一般采用成熟的Client/Server结构。在主控中心设置MicrosoftSQLServer2000数据库服务器；各充电站通过交换机与数据库服务器组成局域网。远程收费网点一般采用VPN通过Internet与公司总部的数据库服务器连接。在主控中心设置一台VPN网关，并接入Internet。为了减轻操作员的工作量、提高服务速度及准确度、提高工作效率，可采用便携式读卡机进行计量与计费。读卡机也可以与便携式微型打印机配合，在计量现场直接打印缴费通知单，进一步提高工作效率、方便用户、改善公司形象。为了方便用户交费、减去收费员收费时查找用户号的工作量，可向用户发放用户卡（磁卡）。用户持磁卡交费，收费员只需轻轻划卡，就可以轻松完成收费。磁卡读卡器直接与各收费电脑连接。能源计量计费系统的硬件拓扑结构如下所示：（4）电池组模块标准化研究与应用能源供给系统的标准化建设对电动汽车的电池组提出了更高的工程化要求。各种类型的电动汽车在商业化运营过程中需要接收同规格的能源供给服务，因此要求各种车型的电池组要采用模块化、标准化的设计。具体而言，提出了以下要求：电池组的电压等级要标准化；电池组的连线方式、接插件规格要标准化；电池组包含的电池管理系统的通讯协议要标准化；电池组的尺寸与外形要标准化；结合国家电网对电动汽车充电机及车用蓄电池标准规范的指导性意见，在能源供给系统的建设中，重点考虑建立48V电源系统的模块，通过模块的串并联保障不同车型对能量存储的需求，如电力流动服务车采用7组100Ah电源模块串连、2组并联的方式，存储能量近80kwh。标准电池组模块如下图所示：电池组模块图大功率充电状态下对电网的干扰与防范随着电动汽车的推广，充电站高频开关电源的大功率投入使用，高次谐波对电网的影响将不可忽视。单台充电机功率在50KVA左右，一座中等规模的充电站（每天能够为100台车提供服务）功率应在1000KVA左右。大功率使用时，对电网影响的研究主要集中在以下几个方面：高次谐波的产生机理、特征和防范措施研究；充电站对电网负载率调控作用的研究；电力供应需求侧管理机制研究；三、 基于车载充电的能源供给模式车载充电模式在法国已经使用了近二十年，技术比较成熟，是电动汽车商业推广阶段示范运营的主要能源供给模式。车载充电分为两种方式：（1）车载小功率智能充电机，从电网获取单相220V或三相380V电源给车载电池组充电；（2）车上不携带充电机，使用地面大功率充电设备对车载电池组进行能源供给。基于车载充电的能源供给模式，其优点是方便，只需要有电力供应的地方就能实现对电动汽车能量的补给，适合在停车场、路边停车点以及条件合适的家庭停车库设置能源供给装置。不利的方面主要在于电池是随车的固定装备，电池组绑定整车使用，车主一次性投入较大；而且随着电池容量的衰减，车载充电模式在商业上成功主要依赖于电池组的寿命和成本；另外，车载充电方式的能量供给模式给计量和计费系统也提出了较高的技术要求，以满足不同地点、不同方式的能量供给计量计费要求。1．技术路线车载充电的技术主要在于充电机的选配和电力供应措施两个方面。一般而言，电动轿车或微型车往往采用车载充电机，并与整车控制系统连接，在充电过程中在车辆仪表上显示充电状态，还可以接收整车控制器和电气安全控制器的控制指令，调整充电模式。对于商用车，由于电池组能量较大，车载充电机不能满足充电时间的要求，因此大多采用地面整车充电机给车载电池组供给能源，在车辆外表面设置充电口，通过接插件与充电机输出端口连接。充电状态的显示一般在充电机显示屏显示，充电控制由充电机设置和执行。为保障车载充电能源供给模式的技术经济可行性，需在以下几个方面开展技术研发工作：（1）降低电动汽车电池组的成本，使电动汽车整车的全寿命综合性价比优于或近于传统车，结合政府为消费者创造使用电动汽车有利条件和优惠政策，让消费者有能力使用电动汽车。（2）保障电动汽车的使用安全，首先，电动汽车用动力电池组生产厂家必须解决电池的使用安全性，开发出完善且可靠的电池组管理系统，不能因部分电池异常而影响电动汽车正常使用或导致财产损失。其次，电池制造企业必须解决电池的一致性、一定的循环寿命和容量等性能指标，不能因电池的性能变化影响车辆的性能，否则电池生产企业须承担电池带来的相应责任和风险；再次，要让消费者了解当前电池的性能和使用须知，做到能根据电池的性能变化而采用不同的使用方式，不能过于依赖电池的技术。（3）电动汽车整车电池组随车卖给用户，充电采用车载充电机给电池组充电，或采用地面充电站给电池组充电的模式来实现电动汽电池组的能源供给。电动汽车安装车载充电机，或电动汽车生产厂家与政府联合在固定区域或停车场建立便于电动汽车用户使用的充电站，让电动汽车用户最大程度上得到充电便捷化、安全化和人性化，得到优越于传统燃油汽车的各项实惠。（4）采用车载充电机或充电站充电可以仿照传统汽车建立市场及服务体系。随着电动汽车关键技术的不断成熟，电动汽车市场和服务体系由电动汽车厂家逐步向现有市场过度。就可以像传统汽车一样建立市场及服务体系，在当前市场保有量较低的前提下，可利用现有汽车市场及服务体系进行电动汽车的销售和服务。随着电动汽车的成本逐步降低，关键技术逐步提高和完善，这种车载充电或车载充电站充电的模式不受使用领域的限制，可从目前的企业集团、固定领域用户逐步到家庭使用。2． 商业模式多方合作、由电网公司负责经营电池生产企业确保电池的安全使用，并使电动汽车整车电池组的全寿命综合性价比优于或近于传统车相同使用时间或行驶里程的成本，让电动汽车能够进行商业应用。电动汽车用电池组随车一起卖给消费者，由消费者根据电动汽车说明书对整车和电池组进行日常保养维护，并定期到厂家指定的服务站进行维护保养。电动汽车主机厂根据整车所配电池组给电动汽车安装相应型号的车载充电机，车载充电机具有与电网充电站接口配套，与电池管理系统能够兼容，且具有保护电池组及相关的设备功能。电池生产企业提出充电机充电要求，与充电机研发生产厂家、电网公司合作在大型停车场、风景区、特定充电站等合适场地建立充电站，满足不同的电动汽车充电使用。由电网公司委托机构管理地面充电机或车载充电机的输电端，电动汽车主机厂设定4S店定期对车载电池组进行保养。电网公司统一建设并管理各充电站和车载充电机插座，费用采用终端插卡计费的方式，即电动汽车用户持预先有冲值的IC卡进行自行充电，电费可分为峰谷价格收取，减少中间环节，降低客户的最终费用，方便电动汽车的用户使用。但是，该模式对电网公司的一次性投入成本较大，特别是市内某些区域建造功率较大的充电站还需考虑对电网的谐波等因素。各充电站独立经营由各小区或企业向电网公司申请建立充电站，降低电网公司的一次投入风险，给充电站的建设出资单位相应的电价差，给出资方得到实惠并提高出资的投资积极性，最后由物价部门统一核定价格，保持消费者最终享受优惠统一的电价，这样可以高效的经营好充电站并得到好的管理。3． 技术与经济可行性分析电动汽车车载充电机或车载充电技术如不考虑电池的影响，单从充电机的技术上来讲已基本成熟。但是考虑到当前电池的性能和使用特性、电池的维护设备等，对车载充电机或车载充电要求较高，电网一次投入和风险较大。

（1）车载充电机技术因需要控制电动汽车的整备质量，再加上车内有限的空间，故车载充电机不同于地面充电机，它的功率较小，对电池组进行充电需要时间长，主要是对蓄电池进行补充电。对其技术要求如下：满足车辆要求，主要包括：高功率密度、高效率、高功率因数；安全要求，包括隔离，以及过压、过流、短路保护。采用智能充电算法，根据不同的蓄电池自身特性，自动跟随最优充电曲线，达到高效率的充电效果。根据当前充电机技术核算成本，大约每千瓦在2000元，加上电池管理系统和电量计费等功能，每千瓦成本在3000元左右（批量生产价格）。车载充电机在3到5千瓦，即每台车的充电机成本在1到2万元。（2）地面充电机地面充电机不受体积和质量的限制，可设计成功率大、功能齐全的多功能充电机，进行快速大电流电池组充电，主要是对蓄电池进行充电。对其技术要求如下：满足各种电动车辆要求，功率可调，有电池管理系统的接口，并带可视界面，能显示电压、电流、充进能量和费用等，人性化使用，且具备高功率密度、高效率、高功率因数；安全要求，包括隔离，以及过压、过流、短路保护等功能。地面充电机功率在30到50千瓦，价格在9到15万之间。（3）经济性分析采用车载充电模式的能源供给系统，电池作为储能部件已经由消费者购置，其经济性的主要从消费环节考虑，核心在于电池使用的综合费用与燃油车的可比性。我们选择家用轿车和城市公交车为典型进行经济性比较。对与家用轿车，与经济性相关的统计数据如下：项目家用轿车同等纯电动轿车年均行驶里程20000公里百公里能耗7.5升15kWh电能电池购置费用080000元家用轿车在不同油价的能源费用：油价（元/升）每年燃油费（元）5.075008.01200010.01500015.022500纯电动轿车在不同电价和电池使用寿命条件下的能源费用年费用电价年费用电价电池寿命3年5年8年0.392783117164111640.532825717590115900.822912718460124601.50311672050014500从上述表格的数据可以得到以下结论：在目前油价条件下，传统家用轿车经济性好于纯电动轿车，油价高于8元/升后，电动汽车经济性优势开始显现；电池的寿命达到8年（或15万公里）以上，纯电动轿车经济性优势日益显著。12米公交车及同等纯电动公交车的统计参数如下表：项目传统公交车同等纯电动公交车年均行驶里程60000公里百公里能耗45升柴油145kWh电能电池购置费用040万元传统公交车在不同油价的能源费用油价（元/升）5.06.28.010.015.0每年燃油费（万元）13.516.721.627.040.5纯电动公交车在不同电价和电池使用寿命条件下的能源费用（万元）如下表所示：电价电价年费用电池寿命2年3年4年0.3923.416.713.40.5324.617.914.60.8227.120.517.11.5033.126.323.1从上述表格的数据可以得到以下结论：在目前油价条件下，传统柴油公交车经济性略好于纯电动轿车，油价高于6.2元/升后，电动公交车经济性优势开始显现；电池的寿命只要达到3年（或18万公里）以上，纯电动公交车经济性优势日益显著。采用车载或车载充电不需要建设多功能的充电站，只需在固定停车场布置相应的充电机。节省了大量的土地资源和充电站建设相关的费用，但是布局复杂，对电网的污染较大，对电池的安全性要求较高，对消费者（驾驶员）的充电操作要求较高。但当前电池的安全性、一致性差，使用一段时间需进行配组和维护，对操作人员的专业要求较高，对电网公司建充电站的投入较大，管理困难。电动汽车动力电池的充电设备，必须具备工作效率高，同时解决其可能对电网和其他用电设备造成的电力谐波污染问题。目前，蓄电池充电机研制生产厂家基本都处于前期开发阶段，作为车载充电设备，还不能同时满足高效率和高功率因数的要求。再说电动汽车的市场占有率太低，对电网公司和电池生产企业的风险较大，故该模式实施难度和风险较大。4． 适用领域与发展前景分析车载充电机或车载充电的电动汽车大多为小、中型电动汽车，大型电动汽车或固定的场地托运型电动汽车由于电池组装载较多，充电机功率很大，不适合电动汽车电池组的车载充电。因此，车载充电电动汽车应运领域较广，适合城市内运行的家庭、企业、政府部门、公安、电信、电力、邮政、物流、大型小区、超市接送车、景区观光旅游等领域。纯电动汽车商业化的基础设施是公用充电站，这些公用设施，由当地政府规划，由发电厂和当地城市供电公司共同投资建设，由充电站企业来独立经营，利润不会低于加油站。在一个城市内建设十几个或数十个公用充电站，市区内的出租汽车、私家车、商务车均可在公用充电站快速地充电。而公交公司可在终点站、始点站自行建设充电站，为本线路公交车提供充电服务，环卫车辆可在本企业的停车场内充电，同时私家车在晚上可回家充电，充分利用谷电来慢充电，既省电又对调峰有益。公用充电站是电动汽车的一个公用设施，当地政府、电力企业、汽车企业三位一体的基础设施，它是延长行驶里程，使充电像加油一样快捷便利的根本保障。它的建设和形成网络系统只需当地政府的规划，再由电力公司参与，由发电企业建设便水到渠成。公用充电站系统建设由发电厂和电力公司共同建设、经营是最合适的，充电成本相对较低，且充电站建设的投资规模仅为加油站的10%不到，安全生产要求也比加油站、加气站低。由于目前车载电池和充电机还存在一定的技术障碍，电动汽车整体行业还处在研发阶段，没有批量导致电动汽车关键零部件的成本、特别是电池组的价格较高，政府相应的政策迟迟未能出台给电动汽车市场应用带来最大的阻碍。要扩大市场占有率，政府必须出台相应的措施，如发改委、电网公司、交通、城管、环保、公安等职能部门联合出台便于电动汽车推广应用的措施；电动汽车及电池生产厂家必须在整车购买价格、电池成本及使用费用与燃油汽车一致或相近，最大限度的方便或给予消费者的各种实惠。从电动汽车电池组的使用便捷性来讲，电动汽车的最终发展必须向车载充电或车载充电机的方向转变。四、 基于电池租赁的能源供给模式自电动汽车诞生开始，电池一直就是电动汽车商业化推广的瓶颈，上世纪90年代以来，随着锂离子动力电池的研发成功，电池在技术指标方面已经具备了电动汽车在城市交通系统商业运营的技术条件，但是由于其成本（综合成本）较高，使得电动汽车的商业化运营仍然受到较大制约。电池租赁就是在这一背景下提出的过渡阶段解决办法。基于电池租赁的能源供给模式的出发点是：集中统一维护管理电池，按需向用户提供标准化的电池模块，能源供给随着电池租赁进行。这样最大的优势是解决了客户的后顾之忧，同时“卖车不卖电池”也为用户大大节省了初次投资，提高了社会使用电动汽车的积极性。电池租赁需要解决的技术条件由以下几点：电池租赁综合成本与燃油成本有可比性；各种类型车辆采用通用规格的电源模块组合；需要专业的能源供给机构（公司）组织能源供给和电池维护；基于电池租赁的电动汽车能源供给模式，其优点表现在两个方面：（1）规避了用户一次性投入瓶颈和后顾之忧，便于快速推广；（2）便于对电池的跟踪和维护，延长电池寿命。当然，为了保证电池租赁的能源供给模式能够可持续经营，需要着重解决以下问题：租赁的电池需要统一的技术标准；电池租赁相比电池销售，其商业模式更为复杂，需要有专业的能源提供商参与整个商业模式的建设；电池集中管理和维护需要系统、信息化的充电站；能源供给机构的可持续经营需要稳定的盈利模式；信用体系的不健全，为保障财产安全，需要比较完善的技术手段监控电动汽车的运行；1．技术路线电池租赁的能源供给模式：是指在销售环节采用“卖车不卖电池”、在使用环节采用“电池租赁、用电收费”方式，充电站将电池以租赁方式出租给用户，电池租赁公司负责充电、维修、保养、更换和回收等，按时或按里程收取租金。这种方式能够有效解决目前面临的因电池问题而带来的电动车辆续驶里程短和充电时间长的问题；能够大幅降低电动汽车售价，消除潜在客户的很多顾虑，将极大推动电动汽车的商业化进程；电池租赁模式是电动汽车公共能源供给系统的发展方向之一，是实现电动汽车产业化和低谷电能开发利用的可行方案。电池租赁模式要解决的首要问题是电池组的标准化。由于各种车型所需电池组的电压等级、容量以及通讯指令各不相同，为实行电池租赁，就必须按照将电池组按照适当的规格组成标准化模块，即要选择各种车型能源系统的“最大公约数”。根据目前电动汽车的电池装备现状和国家电网公司对充电系统的规范性指导意见，选择48V/100Ah电源模块作为标准化电池的基本规格。在此基础上，需要解决电池箱快速连接、安全分离以及电池组快换、通讯协议标准化等技术问题。电池租赁的能源供给模式需要对电池集中管理和充电维护，电池的数量较大、充电功率需求也较大，技术研发和保障任务较重。模块化充电技术是解决电池维护充电的重要研发内容，基于模块化电池箱的模块化充电需要机械化、自动化作业以减轻操作强度、提高效率。电池租赁的能源供给模式比照传统汽车的燃油供给，能源的费用发生的环节有很大的不同：由于计量方式的差异，电池租赁费用与能量消耗的关系很难在电池更换环节确定，而是需要一套车载信息监控系统以了解电池组能源的消耗情况，从而确定租赁费用。也就是说，电池租赁的能源供给模式下，能源费用的发生在车辆运行的过程中，相应的计量计费系统就比较复杂。2．商业模式基于电池租赁的能源供给在商业模式方面涉及电池供应商、能源提供商、整车制造商以及电动汽车客户等多个方面。具体而言，商务模式围绕以下几个环节展开：电池租赁机构的经营服务模式；电池供应商与电池租赁机构之间的电池供应商业模式；能源提供商与电池租赁机构之间的电力供应商业模式；电动汽车用户与电池租赁机构之间的电池租赁商业模式；电池租赁机构、电动汽车客户、电动汽车销售商三者之间的服务模式；（1）电池租赁机构的经营服务模式电池租赁机构是电池租赁的运作平台，也是电池租赁能源供给的执行单位，其可持续经营是电池租赁能源供给的关键。电池租赁机构的主要业务收入来源于电池租赁，而支出主要包含电费支出、电池采购支出和电池维护管理费用。由于租赁模式下电池的所有权归电池租赁机构所有，需要有较大规模资金的投入和长期占用，这为电池租赁机构的可持续经营提出了较高的资金门槛。同时，为保障客户使用电动汽车的积极性，电池的租赁费用不得高于同类燃油车的燃油消耗费用，这也在一定程度上制约了该机构的经济来源。这两个方面的制约，使得电池租赁机构的可持续经营模式成为电池租赁能源供给的核心问题。为保障电池租赁机构的可持续经营，需要在商业模式上有以下考虑：电池的供给需要电池制造商提供分期付款或参与租赁收入分成的商业条件，电池制造商要分担电池租赁的资金压力。电池制造商参与或支持电池租赁机构的可持续经营，就能够与电池租赁机构形成产业联盟，有效地保障电池租赁模式的可持续发展。否则，电池得不到大规模应用，相应也会制约电池技术的发展和成本的控制；能源供应商应给予电池租赁机构优惠的电价和充电设备等基础建设的资金支持。国家电网作为电力供应商，扶持和推动电动汽车的商业化推广是其承担社会责任、改善我国能源消费结构、发展电力市场的战略举措，对电池租赁机构的扶持能够直接促进电动汽车的大规模应用，能够起到事半功倍的效果；电池租赁机构在经营模式上要拓展到整车的销售与服务领域，由于采用“卖车不卖电池”的模式，整车销售需要电池租赁机构的强力支持，相应的，电池租赁机构应得到整车制造商的支持分享电动汽车销售环节的利润，以提高其持续经营能力；从上述因素分析，电池租赁机构的设立与电池制造商和能源供应商的关系最为密切，因此电池租赁机构应由电池制造商、能源供应商发起成立，或者由二者共同发起设立；同时，电池租赁机构作为电动汽车推广的商业中枢和平台，也应积极争取政府的支持。（2）电池制造商与电池租赁机构之间的电池供应商业模式电池制造商与电池租赁机构之间存在产品供应的商务关系，但是由于电池数量庞大，为向客户提供租赁服务，电池租赁机构需要储备大量的电池，这就需要有足够的资金，大量资金的投入，为电池租赁带来了极大的经营压力和风险。因此，在电池供应环节，合适的商务模式尤为重要，可能的商务模式有以下几种：简单的商品供应模式，电池制造商提供产品质量全寿命保证。在目前的技术条件下，电池使用寿命受使用条件、维护水平的影响比较大，在80%DOD、0.3C充放电技术条件下，电池的循环寿命（65%初始容量）大多在1000次以下，有效使用时间在3年左右。而且，当电池容量低于初始容量80%时，对车辆的性能有较大的影响。可见，简单的商品供应模式，对电池租赁机构和电池制造商都不是最好的商业模式，没有达到“双赢”的商业效果。电池制造商向电池租赁机构提供分期付款或参与电池租赁收入提成的模式。在此模式下，电池租赁机构不需承担高额的电池购置成本，减轻了资金压力，同时也与电池制造商保持密切的技术和商务联系。相应地，电池租赁机构也参与到电池的质量和寿命保证，电池的维护与保养成为企业重要的经营管理内容，对提高企业的经营能力也大有裨益。与此同时，电池制造商在付出资金时间成本的同时，为保证利益最大化，也将开发寿命更长、成本更低的电池作为企业的主方向。通过努力，双方都能分享电池技术提升和电动汽车应用规模扩大带来的长久受益。从而实现商务与发展的“双赢”局面。（3）能源提供商与电池租赁机构之间电力供应的商业模式能源提供商向电池租赁机构保障电力供应，并向其提供电力服务与技术支撑，两者之间存在着密切的技术和商务联系。电池租赁模式下电池需要集中管理和维护，对基础设施的要求非产专业，而电力公司作为电力能源的资源保障与管理机构，电力基础设施的建设是其职责范围的业务。电池租赁机构所使用的充电及其辅助设备的投资需要纳入地方电力基础设施建设规划，并按照国家电网制定的技术规范与标准实施。充电站等基础设施的建设由电力公司（能源提供商）实施，其权益在电池租赁模式下如何保障成为能源供应商与电池租赁机构之间商务模式的核心内容。总体而言，有以下几种方式可考虑：资产产权归属能源供应商，由电池租赁机构负责免费维护保养，减少电力公司费用开支；能源供应商按照优惠电价收取电费，增加用电收益；设置或要求充电设备在用电低谷工作，充电站管理纳入“避峰填谷”用电管理，由电力公司统一调度。以此发挥其电网调节功能，增加电网效益；在技术条件成熟的情况下，以充电站为储能平台，开展“小区电站”的商业模式探索，电池蓄能逆变380V或220V供应社区，起到“削峰填谷”的用电效果，增加用电综合效益。（4）电池租赁机构与电动汽车用户之间电池租赁的商业模式电池租赁模式提出的目的就是要最大化电动汽车用户的利益，即减少用户的购置成本，同时用户能够享受便捷、专业的技术服务，免去其使用电动汽车的后顾之忧。为达到此目的，电池租赁机构与电动汽车用户之间的电池租赁模式要具备以下特点：电池租赁费用的计量计费要科学合理；电池租赁的信用保障；方便快捷的电池更换保障；费用结算要方便快捷；参照法国电动汽车商业租赁运营的经验，我们提出“会员卡”式的商务模式。结合目前国内金融机构发行“联名卡”的模式，可以设计“信用卡结算费用、会员卡计量计费”的商务模式。即在电动汽车用户购车时，同时办理“联名卡”（信用卡）和“会员卡”。会员卡作为身份识别及计量计费载体，联名卡作为结算工具。会员卡：会员卡一方面标识电动汽车用户的身份信息，同时也是电动汽车车载能源消耗的计量计费载体。其功能如下图所示:办理会员卡办理会员卡记录用户信息插入会员卡车辆启动车辆运行记录能量消耗信息读取会员卡计费、更换电池记录用户信息记录用户信息为了便于对电池租赁的管理，在电动汽车上应装备会员卡识别器，在车辆启动之前，必须插入会员卡才能启动电池组的能源。在车辆运行过程中，电池组能量的消耗情况将记录在会员卡上，在更换电池时，通过计费系统读取会员卡上能源消耗信息，并计费。联名卡：联名卡由金融机构（商业银行）发放，具有信用卡功能。联名卡一方面作为电池租赁费用的结算工具，同时也可以此为平台与金融机构合作，为电池租赁模式提供系统的金融服务。在会员卡计费后，通过联名卡POS消费，在方便电动汽车用户的同时，也可以促进电池租赁业务的消费需求。发行联名卡时，可以向用户要求存入适当金额的不可撤销定期存款以保障电池租赁信用，不但可以增加金融机构的收益，还可以据此向金融机构申请融资服务，解决电池租赁机构的正常运转的流动资金需求，形成“多赢”的商业局面。在“会员卡”、“联名卡”的商业模式下，解决了计量计费的技术问题和商业操作问题。电池租赁费用的收取标准，是电池租赁机构经营活动的核心内容，也是租赁机构与电动汽车用户的核心问题。对此，我们有以下考虑：租赁费用的计量方式，按照车载能耗计量比较科学，也公平合理。车载能耗和充电能耗之间存在一个转换效率或充电效率的因素要考虑。即合理的租赁费用按如下公式计算：在电动汽车推广初期，由于“电池折旧”较高，为保证用户的积极性，参照同类型燃油车辆能量消耗费用的水平核算电池租赁费用，比燃油汽车的能耗费用略低一些。即“绑定油价”方式确定租赁费用，亏损部分在其它相关环节的商务模式中予以分摊或补充；在电池成本下降到一定程度或者油价上涨到一定程度，即“合理的租赁费用”小于“绑定油价”，则可以切换租赁费用的计量方式；（5）电池租赁机构、电动汽车客户、电动汽车销售商三者之间的服务模式电池是电动汽车核心总成部件，其价值与电动汽车的其余部件总和相当。当采用电池租赁模式推广电动汽车时，因为电池的所有权归电池租赁机构所有，因此电池租赁机构在电动汽车销售与售后环节中天然地占据了举足轻重的作用。电池租赁机构参与电动汽车的销售与售后服务是电动汽车制造商自然的优先选择。从商务价值链的角度看，电动汽车制造商也必须依靠电池租赁机构的能源供给才能保证其生产的电动汽车能够正常运行。因此，电池租赁机构理所当然地要从电动汽车的销售和售后环节中分享合理的利润。这一方面保证了电池租赁机构的可持续经营，同时也为电动汽车用户提供了“一站式”的系统服务。从这个环节的商务模式可以看出：电池租赁机构作为电动汽车整个产业链的商业中枢，它不仅是能源的供给单位，同时也是电动汽车销售、售后的服务中心，它可以从多个环节获取利润，以保证其可持续经营。3．技术与经济可行性分析（1）技术可行性分析电池租赁模式下的能源供给模式，是在现有技术条件下、以电动汽车用户利益为优先保障目标，通过产业链上电动汽车制造商、能源提供商、电池制造商以及电池租赁机构的通力合作，利益共享、风险共担以尽快推广电动汽车的应用，希望通过规模效应集聚产业资源，从而促进电动汽车相关产业的健康发展。在技术领域，电池租赁模式下的能源供给需要解决以下问题：电池组的模块化、标准化设计；充电站信息系统的规划与通讯协议的标准化；充电设备的小型化、规模化使用与维护管理；能源消耗的计量计费标准的研究；这些技术问题依托于能源供应商、电动汽车制造商和电池制造商现有的技术能力，能够加以解决。电池租赁机构在日常经营过程中的技术问题可以由相应单位提供强有力的技术支持。在技术层面，电池租赁模式下的能源供给是可行的。（2）经济可行性分析为测算电池租赁模式下的经济性，以电池租赁机构为核算单位进行分析。有关技术经济条件参数统计如下：项目参数项目参数电池成本3.2元/Wh轿车百公里油耗8L电池寿命（里程）15万公里轿车百公里电耗15kWh电价0.53元/kWh公交车百公里油耗45L公交车月运营里程5000km公交车百公里电耗150kWh轿车月运营里程1500km在推广阶段，设定一个示范性电池租赁机构（充电站）保障50台公交车和20台电动轿车的商业运营，投入20000块100Ah电池以保证每一台车都能行驶15万公里。根据上述统计数据，电池租赁的合理租金如下方式计算：车型电费电池折旧其它费用合理租金电动轿车0.08元/km0.72元/km0.1元/km0.9元/km电动公交车0.8元/km2.87元/km3.77元/km注：其它费用为租赁机构管理费用，按0.1元/km收取，每月总额在28000元左右，基本可以维持10人左右的运营维护团队。参照同类型燃油车的油耗，按照“绑定油价”的思路，租赁费用如下：费用车型油价5.5元/L8.0元/L10.0元/L轿车电池租赁费0.44元/km0.64元/km0.8元/km公交车电池租赁2.48元/km3.6元/km4.50元/km从上述分析数据看，考虑到国内燃油税开征的因素，参照8.0元/L的燃油价格确定电动汽车推广阶段的电池租赁费用是比较合适的。在此条件下，轿车的电池租赁费用为0.64元/公里，公交车电池租赁费为3.6元/公里。以此数据为基础，对电池租赁机构的经济性分析如下：电池租赁业务月度经营情况分析表项目收入(元)支出(元)电池租赁费月收入919,200电费月支出201,135电池折旧费用739,100管理费用支出28,000合计919,200968,235按照50台公交车、20台轿车运营15万公里的总体要求，对电池租赁业务的总体情况分析如下表所示：电池租赁业务总体情况分析表项目收入(万元)支出(万元)电池租赁费总收入2892电费总支出62020000块电池费用2368管理费用支出105合计28923093注：管理费用，按0.1元/km收取。上表数据表明，投入20000块100Ah电池，确保50台公交车、20台轿车运行15万公里，全过程累计略亏201万元。上述分析表明，按照现行的油价政策，电动公交车、电动轿车通过电池租赁的商务模式，经济上还是略有亏损，通过政策扶持和产业链各企业的共同分担，电池租赁机构的可持续经营是可以持续的。电池租赁模式下的能源供给，规避了电池现有技术水平与电动汽车使用需求之间的矛盾，通过商业收益期限的延长缓解了社会对电池技术、成本的消费压力，能够极大地调动用户使用零排放电动汽车、推广电动汽车积极性。随着电池技术的日益成熟，规模化成本的进一步下降，电池租赁的模式必将成为推广电动汽车的有力方式。4． 适用领域与发展前景分析适用领域：适用于城市公交车、出租车（客运、货运）、城市环卫车辆、城市商用车、城市绿化车、私家用车、市政工程专用车辆、城市政府机构公务用车、城市行政事业（邮政、电力、税务、民航、医院、学校等）服务车辆等。发展前景分析：电池租赁的能源供给模式能够有效解决目前面临的因电池诸多问题而带来的电动车辆续驶里程短和充电时间长的问题，能够大幅降低电动汽车售价，消除潜在客户的很多顾虑，将极大推动电动汽车的商业化进程，是现阶段电动汽车公共能源供给系统的发展方向之一，是实现电动汽车产业化和低谷电能开发利用的可行方案，其应用前景十分广阔。但是，电池租赁的能源供给模式仍存在下列问题有待解决。电池更换系统的初始成本很高，其中包括昂贵的机械装置和大量的蓄电池；由于存放大量未充电和已充电的蓄电池需要很多空间，因此修建一个蓄电池快速（在10min内）更换站所需空间远大于修建一个正常充电站或快速充电站所需的空间；在蓄电池更换系统得到应用之前，需要对蓄电池的物理尺寸和电气参数制定统一的标准和规范。这些问题的有效解决，除了依靠电池供应商、能源提供商、整车制造商以及电动汽车客户等的通力协作外，还要积极争取国家和地方政府出台相关政策，并且吸收民间资本和民企踊跃加入。五、 基于梯次应用的能源供给模式研究1． 电动汽车产业化阶段性模式分析城市公共交通是由公共汽车、电车、出租车等交通方式组成的公共客运系统，是重要的城市基础建设，随着经济的发展和人民生活水平的提高，城市公共交通也在飞速发展和完善中。目前，城市公交以大运量的轨道交通和公共汽车、电车为骨干，以专线车、小公共汽车、出租汽车等交通工具为辅助的公共交通结构已基本形成。下面以浙江省电动汽车发展的思路讨论电动汽车产业化模式。浙江省是沿海开发和经济较发达地区，城市化程度高，在率先全面实现小康社会的进程中，城市的发展日新月异，城市公共设施建设也走在了前列。根据浙江省统计局（2006）年鉴的资料，浙江省公共车辆总数2002年为12098辆，2003年为13244辆，2004年为15115辆，2006年为15981辆，三年增长32%；平均每万人拥有量2002年为8.85标台，2003年为9.91标台，2004年为11.09标台，2005年为11.71标台，三年提高2.86标台，增长32.3%。据调查，杭州市截止到2007年6月共有公交车辆5484台，其中电车120台，小区巴士126台，每年预计新增300台左右，全市万人平均拥有公交车已达23标台，公交出行率达到20%。其发展趋势向大容量和大功率，低排放、低油耗和低地板车辆发展。宁波市目前城区公交车辆2644辆，每年更新及增加10%以上。根据浙江省统计局（2006）年鉴的资料，浙江省民用汽车拥有量2004年为1647435辆，2005年为2046626辆，增长24.2%；其中大型客车2004年为31174辆，2005年为35221辆，增长12.98%；中型客车2004年为66111辆，2005年为72835辆，增长10.2%；小型客车2004年为842732辆，2005年为1183356辆，增长40.4%；假设2006年、2007年按同增长测算，到2007年底，浙江民用车辆拥有量将达到3157051辆，大型客车将达到44958辆，中型客车将达88451辆，小型客车将达到2332650辆。由以上数据可见，随着经济的发展和城市化，浙江省民用车辆发展迅速，且各大中小型客车数量逐渐形成一定的梯次。（1）推广城市电动公交是发展纯电动汽车的重点。2005年，国务院办公厅就下发了《关于优先发展城市公共交通的意见》，国务院总理温家宝、副总理曾培炎分别作出批示，要求优先发展城市公共交通。“公交优先”是近几年杭州市委市政府对城市交通发展的总体思路。杭州市政府将从2007年开始采取12项措施推进“公交优先”，努力构建“便捷、安全、经济、舒适”的城市公交服务体系，其中有一条是加快引进环保车。加快多能源环保车辆的引进，在积极探索和试验的基础上逐步推广，力争2010年使多能源环保车辆达到10%-15%。通过措施，基本形成以轨道交通和快速公交为骨干，以普通公交为主体，以出租车、小区巴士、水上巴士、旅游观光巴士为补充，保障市民方便出行的公交服务体系。推广应用纯电动汽车的突破口和重点领域首选城市公交。由于城市公交运营区域范围和行驶速度的局限，以及对城市空气污染的限制，使得纯电动公交车能扬长避短。而且城市公交的自然垄断区域性经营和其公益服务性，有利于在公交企业内有效解决集中充电（或集中置换租赁动力蓄电池组）的能源供应模式，也有利于政府兼顾社会效益和企业经营效益，落实相应的鼓励纯电动公交车发展的经济优惠政策。在杭、宁、温等重点城市扩大纯电动公交车的试点示范运行线路，选择城市中心区域的公交车辆有计划地逐步改造成纯电动公交车，对淘汰更新或新增的公交车辆以纯电动公交车为主，对其他中小城市或县级城区主推纯电动公交车辆，对减少尾气污染和噪音干扰改善城市空气质量，保障人民健康必将产生积极的示范作用和良好的社会影响，北京、上海、武汉、杭州、株洲、威海等城市已投入运营的公交示范试验的成功经验，已完全证明了这一点。（2）中型车辆发展迅速，具有纯电动化可行性。城市社会公共服务车辆是推广应用纯电动汽车的另一重要领域。城市社会公共服务车辆具有两个明显特征：一是隶属于社会公共服务企事业单位，具有较强的行政管理垄断性质，政府对其具有较强的管理调控力。二是社会公共服务车辆的运营区域一般在城区范围，有的还划分为区块包干服务。因此，在城市社会公共服务车辆市场中推广应用电动汽车特别是纯电动汽车具有有利的政府推动条件和适宜运营的基础，应该是推广应用电动汽车的重要领域。据省统计局（2006）统计年鉴，全省生活垃圾清运量从2000年的436万吨到2005年的763万吨，五年增长75%，年均递增15%以上。相应的城市环卫车辆保有量是个不容小看的数字，而且每年还将以10%以上的速度递增。因此，着眼于节能环保的社会效益，政府应该把城市和城镇环境卫生管理领域的扫地车、垃圾车、洒水车和环境卫生监督车等改造替代推广、应用纯电动车作为一个重要的抓手。此外，供水、供气、供电、电信、城管等公用事业单位和公共服务部门为市民提供公共服务和公共管理的车辆以及在城市区域范围的工程检修和业务服务用车，也可以有计划地改装成纯电动汽车，为城市交通的节能减排改善城市环境作出示范。此外，随着中心城市的扩大和工业化进程的加速，城市近郊与中心城区的联系日益密切，同时近郊与中心城区的交通需求也随之增加，近郊客运行业发展迅速。而一般城郊间客运车多以方便快捷的中型客车为主，以杭州为例，目前，杭州市萧山区、余杭区和富阳区、临安市至老城区的中巴营运线路有8条，老城区内有2条，共计10条，有营运定线中巴538辆。其中，萧山2条，中巴80辆；余杭4条，中巴279辆；富阳1条，中巴76辆；临安1条，中巴63辆；老城区内尚有中巴32辆。由于城市近郊与中心城区的距离相对较近，提出进行城郊中巴改造，实现中巴纯电动化，在中巴终点站进行电量的补充的方案。（3）出租车行业发展迅速，推广实施纯电动出租车，推进绿色城市交通。城市公共交通一个重要的辅助系统出租汽车，也将逐步成为纯电动汽车的目标市场之一。随着城市空间规模的不断扩大和城市居民中中高收入人群,公务人群、年轻人群比例的提高，出租车的市场需求促使出租车总量还是处于稳步增长的态势。经过近20年的发展，浙江省出租车行业基本上满足了人民群众的需求。出租车数量稳步增长，从1995年的1.87万辆增长到2005年年底的近3.5万辆。2.0排量以上的中高档出租车占出租车总数的27%，其中杭州中高档出租汽车的比例达到97%。目前，杭州主城区(不含萧山、余杭)共有出租车7500辆，宁波市共有出租车5000余辆。型多、排量大、档次高、发展快是我省出租车行业近年来的显著特点。由于浙江经济发展较快、城镇化程度较高，城市发展很快，就是县级城镇的出租车市场也迅速空大。除了利用高新技术、使用环保动力，提供低排量、低污染、低噪音的新一代公交车辆外逐步实施城市出租车的节能环保改造也是推进绿色城市交通的一个重要方面。科学的城市公共交通系统应该有快速和慢速之分，两者相辅相成。快速公交系统保证城市各项功能的正常运作，又能满足通勤者远距离出行时间上的需要。而作为城市的慢速公交系统正是城市交通主动脉的辅助系统，在购建有序的城市慢速公交系统中的一个恰当的选择就是小型纯电动出租车。小型纯电动出租车以地铁等轨道交通和快速公交的枢纽为节点，在相应的商住区域范围作为辅助公共交通工具，短程、慢速、方便灵活其节能，环保的优势将充分展现，将为城市郊区居民的出行带来莫大的便利，也将为城市中心区改善拥堵作出贡献。我国小型纯电动车的研发已有一定基础，在进一步解决小电动汽车的制造成本、提高性能的基础上，必将为构建大城市新的城市公交结构发挥其积极作用。此外，我省县级城镇区域面积有限，城镇居民出行近距离为多。因此，城镇出租车领域也将是小型纯电动出租车的一个潜在市场。当然，构建以小型纯电动出租车为主的城市辅助公交系统，一是需要政府着眼长运，倡导节能环保的绿色公共交通，在城市发展规划中统筹兼顾、未雨绸缪。二是要加快建设完善大城市的地铁、轨道交通和快速公交的快速公交系统，为构建小型纯电动出租汽车和支线公交的辅助慢速公交系统创造条件。三是要认真探索研究小型纯电动出租汽车独特的运营模式，在政府和企业的资助下开展小型纯电动汽车租乘或租驾项目，以满足通勤者雏形的慢速交通需求，兼顾经济效益和社会效益，促进城市进一步文明化发展。（4）浙江工业、旅游业、教育业发达，绿色环保的旅游观光车的应用前景广阔。浙江是旅游大省，山水锦绣，旅游资源优势突出，旅游经济持续健康，旅游产业规模不断扩大，旅游产业素质不断提升，旅游经济综合实力不断增强。2006年

全年接待入境旅游者426.7万人次，实现旅游外汇收入21.3亿美元，分别比去年增长22.6%和24.2%；国内旅游人数1.61亿人次，国内旅游收入1520亿元，将分别较去年增长26.2%和22.5%，实现旅游收1690亿元,增长22.6%。

浙江旅游市场发展潜力巨大，前景颇好。浙江旅游的发展将以推进旅游大产业、建设大项目、拓展大市场、提升大品牌，实现休闲度假的区块化、观光旅游精品化、乡村旅游特色化、旅游产业体系化为目标，突出生态、环保、和谐、提升生活品质的主题。这对在各旅游风景区内的交通用车提出了严格控制排放污染的要求，纯电动汽车零排放的特点是旅游景区内交通用车的最佳选择。同时，随着旅游大产业的发展，在旅游大产业链中的交通运输服务业，也提供了推广应用纯电动观光车的潜在空间。浙江旅游产业的发展对节能环保推出了越来越高的要求，大力推广应用纯电动汽车，必将为浙江旅游的绿色、环保、和谐和生活品质作出其应有的贡献。经济的快速发展，城市的膨胀拓延，使占地面积几百公顷的大型厂区和住宅区不断涌现。厂区内部和住宅区内部的管理服务用车、交通用车对续驶里程、行驶速度都没有过高的要求，而对环保、噪声的控制相对提高，企业、社区和物业管理部门对内部运行车辆的管理相对容易组织和实施。因此，电动汽车特别是纯电动汽车在大型厂区和大型住宅区内具有推广应用的有利条件和前景。政府应研究相应的鼓励政策与促进措施。随着高等教育的发展和高校的扩招，新建高等院校面积不断扩大，形成了占地面积较大的大学城。据省统计局（2006）统计年鉴，浙江省高等院校数从2000年的35所增加到2005年的67所，在校生人数也由2000年的212375人增加到2005年的651307人，这势必导致高等院校校园面积的不断扩大，相应的对于校内交通工具的需求也随之而生。纯电动旅游观光车正好填补了大学校园交通和校园旅游观光的需求。浙江大学、宁波大学、浙江林学院等省内高校都相继在校内开通了纯电动旅游观光车，方便学生生活和学习。2、基于电池梯次应用的能源供给商业模式分析考虑城市公交车、市政、环卫特种用途车、城乡短途客运以及遍布全国各地的风景旅游区用观光车都有零排放电动汽车的使用需求。结合电动汽车推广应用的实际情况，探索基于电池租赁模式的电池梯次应用的能源供给模式非常符合电动汽车产业化的需求。（1）电池的梯次应用的必要性与可行性必要性：（电池成本过高，能够提高电池的利用效率）就目前已有的蓄电池而言，锂离子电池在综合效率和能量密度方面优于其他蓄电池体系，可作为理想的牵引动力，具有良好的前景，但目前锂离子电池应用于电动汽车存在着成本太高的弊端，这严重制约了锂离子电池纯电动车的使用推广。要在短期内大幅降低成本，这对于现有技术条件和原材料成本来说还具有一定难度。基于这一点有关专家提出，电池由电池制造商以出租的形式租给电动车用户。问题是这种方式虽降低了电动车的购买成本，但同时也大大增加了电池制造商的成本，要建立起这一套电池更换系统投入巨大，而且回收投资太慢，电池的所有问题均由电池商承担。而电池的梯次应用从一定程度上解决了这个问题，降低了成本，减小了电池商回报投资周期。电池的梯次应用，简单地讲，即上一梯次电动车车使用一段时间后不能满足该级车型动力需求的电池，经对电池剩余容量进行较准确的检测，根据一定的判断依据，循环利用，作为较小型电动车的动力能源。可行性：（各种车型对电池储能需求有梯度）根据浙江省公共交通用车呈现出来的明显梯度分布和今后公共交通系统的发展趋势，电动车将在今后的公交系统中占有重要地位，大型纯电动公交车、中型电动客车、纯电动出租车、旅游观光车各占一定的比重。而不同车型对于电池储能容量的需求也具有相应的梯度。大型电动车使用较大储能容量的电池，小型电动车使用较小储能容量的电池。电动车用锂离子电池在经过一段时间的充放电后，造成电池容量衰退减小，不能满足本梯次电动车动力需求时，可移用为下一梯次电动车作为动力源。实施方式根据现有浙江省现有车辆的组成格局，今后，对于纯电动车辆购建的公共交通系统，也将呈现明显的梯次特征。现将纯电动公交系统车辆和相应车型的电池使用容量分为5个梯次，见下表：梯次第一梯次第二梯次第三梯次第四梯次第五梯次电池容量（AH）80—10060—8040—6030—4030以下适用车型大型公交车中型客车、城市特殊用途车、市政车等纯电动出租车、轿车旅游观光车电站UPS储能（2）电池梯次应用要解决的关键技术电池梯次应用的判定标准作为梯次分类的判断依据，电池容量的检测至关重要。对于已使用的锂电池，一般采用电池容量检测仪进行电池容量的测量。其基本原理是根据放电时间与放电电流的积来计算出电池的容量，是电动车制造与维修用来测量电池性能的最佳设备。为方便电池的梯次归类，我们拟将电池容量检测仪在线测得的电池容量通过车内CAN总线动态反映到仪表上。电池组的模块化、标准化设计；为了便于之后电池梯次分类，使电动车用电池组具有可移植性，故电池在使用前的分选和电池模块的通用化设计非常关键。不同种类及新旧程度不同的电池不能混用，以免由于电池容量的不匹配而引起过充过放等情况。为方便上下梯次车型电池的移用，对车用电池模块的标准化、通用化设计也至关重要，以保证各梯次车型之间电池梯次应用方便且可行。3、充电站布局与规划（1）充电站和电池租赁站方案纯电动汽车商业化的必备条件之一是公用充电站和由此组成的超快充电网络，它的发展直接决定了各式纯电动汽车的应用，推广。针对电池梯次应用的能源供给模式，需要有与之相适应的充电站建设和布局方案。充电站的布局规划遵循以下原则：依托商用车运营需求、循序渐进发展充电站的建设不仅需要投入大量的基础建设资金，而且还需要一定数量的电池储备。商用车，尤其是城市公交车对能源供给的需求不仅量大且需求稳定，对充电站的利用率较高；而且，城市公交车在城市的布局比较合理，充电站围绕公交车的需求进行规划布局，不仅能够尽快实现正常经营，而且在发展中也能逐步覆盖市区所有区域，为下一步发展电动乘用车提供基础。形成以公交车充电站为骨干，以社区、景区为分站的营运模式围绕电池梯次应用的商务模式特点，相应地可将充电站分为三类型：电动公交车充（换）电站、特种用车充（换）电站、小型车辆换电服务站。在公交车充（换）电站，电池储备最多，确保公交车辆及时更换电池；用电负荷最大，采用专供线路供应电力。同时公交车充（换）电站还要覆盖周边社区、景区的小型车辆换