一、歐盟擬定電動車發展路線圖
(一)出台背景。
(二)路線圖基本框架。歐盟於(yu)
1.基本階段及其總體(ti) 目標。(1)第一裏程碑,預定在2012年前為(wei) 引入階段,對現有汽車進行調整和改裝。(2)第二裏程碑,2012~2016年為(wei) 過渡階段,第二代電動車問世。(3)第三裏程碑,預定在2016~2020年,為(wei) 大規模生產(chan) 階段。到2020年,全歐範圍混合動力汽車和電動車將得到全麵使用。作為(wei) 最關(guan) 鍵部件,電池使用壽命和電量密度(待機時間)將是現在的3倍,而製造成本將是現在的30%。電動車形成市場競爭(zheng) 力,不需政府補貼就能贏得消費者。電網和充電設施能為(wei) 消費者提供自動、便捷、高效的充電服務。經10年左右的發展,整個(ge) 歐盟將實現總計有500萬(wan) 左右電動和混合動力車上路的發展目標。
2.六大技術領域的細分目標。據歐盟工作小組辨識,電能儲(chu) 存係統、車輛驅動技術、係統一體(ti) 化、電網一體(ti) 化、交通係統、安全為(wei) 電動車發展六大關(guan) 鍵技術領域。表1所示的是六大技術領域分階段細化目標。
3.具體(ti) 技術領域下工作事項細化目標。六大技術領域,又可進一步細分為(wei) 具體(ti) 工作事項。歐盟路線圖為(wei) 每一工作事項的啟動和完成都厘定時間表。如在“電能儲(chu) 存係統”下第7工作事項為(wei) “研究後鋰電池技術”,路線圖規定該項工作2012年啟動,2018年完成研發,2020年實現生產(chan) 和銷售(因以下將詳示德國電動車發展路徑,歐盟細化工作事項計劃時間表從(cong) 略)。
表1:歐盟電動車發展六大技術領域細化目標
技術領域 |
裏程碑1:2012 |
裏程碑2:2016 |
裏程碑3: 2018~2020 |
電能儲(chu) 存係統 |
全麵理解和正確管理安全、性能和壽命等方麵的參數 |
製造安全、廉價(jia) 電能儲(chu) 存係統,延長電池壽命和電量密度 |
電池使用壽命和電量密度是2009年3倍,製造成本降至20~30%。 |
車輛驅動技術 |
開發出有效使用和再使用電能的車輛驅動部件 |
提升電力發動機的材料、性能,製造出燃油增程引擎 |
實現無限程電動係統工作,溫室氣體(ti) 排放迅速降低 |
係統一體(ti) 化 |
形成安全、耐用、節能的電機和電池互動工作方案 |
基於(yu) 軟件硬件設計,優(you) 化電動架構的能源流控製 |
一體(ti) 化係統全麵改善和創新 |
電網一體(ti) 化 |
電網開始適應電動車和電網運行需要調整 |
充電速度提高。 |
迅速、便捷和智能化雙向充電。 |
交通係統 |
為(wei) 促進電動車使用,調整公路設施和通信工具。 |
電動車和其他運輸方式實現全麵一體(ti) 化 |
基於(yu) 積極安全係統和汽車至路邊(car-to-x)通信實現自動駕駛。 |
安全 |
推出(經測試和查驗)同程度符合類傳(chuan) 統車(新)安全標準的電動車 |
實施與(yu) 電動車大規模使用及與(yu) 道路交通關(guan) 聯的所有特定安全問題解決(jue) 方案 |
麵向電動車最大程度開發利用積極安全措施 |
(三)歐盟層麵其他促進措施。除發布路線圖開展指導之外,在歐盟層麵,還開展以下重要工作。
1.在(2008年11月啟動的)歐盟經濟複蘇計劃(EERP)框架下,歐委會(hui) 發起公私夥(huo) 伴綠色轎車行動(Public Private Partnership Green Cars Initiatives),預計歐委會(hui) 、各成員國政府、產(chan) 業(ye) 界將為(wei) 這一行動撥付資金總額10億(yi) 歐元。2010~2013年,歐委會(hui) 將繼續使用已建成框架工具,麵向綠色轎車行動,執行歐盟第7期研發框架項目。2010年,歐委會(hui) 通過相關(guan) 指令,開展“歐盟綠色轎車行動--2010年機會(hui) ”活動,歐委會(hui) 和歐洲投資銀行一道推進相關(guan) 工作項目。
2. 歐盟成員國通過歐盟研究區域聯絡網(ERA-NET)框架,可開展電動車的聯合研發和信息溝通;法國、意大利、比利時、丹麥、荷蘭(lan) 、瑞典等國,還可在國際能源組織“混動和電動車”協議框架下,開展電動車研發信息交流。
二、德國政府促進電動車發展的規劃和行動
(一)總體(ti) 規劃。德聯邦政府於(yu) 2009年8月發布《德國聯邦政府國家電動車發展規劃》,其目標是:到2020年,德國所擁有已上路電動和插電混合動力車(PHEV)達100萬(wan) 輛。在規劃第一實施期(2009~2011年),研發資金總額4億(yi) 歐元,作為(wei) 2009年春季啟動的德經濟刺激計劃組成部分而發起,研發範圍包括電能儲(chu) 存係統、機車技術、汽車電網互動及其示範,現場運作測試。在規劃第二(2012~2016年)、第三 (2017~2020年)實施期,除進行研發外,還將開展市場啟動和商務開發等方麵的工作。
(二)德國聯邦政府已開展主要促進行動回顧
1.麵向電動車研發的主要政府資助框架。德聯邦政府“第5期能源創新和新能源技術研究項目”是由聯邦經濟部領導的“能源和氣候項目”的組成部分。從(cong) 側(ce) 麵支持了電動運輸研發行動。聯邦政府第3期“汽車和運輸技術交通研究項目”(3rd TRPMTT),政府高技術戰略(High-Tech Strategy),與(yu) 民間研究活動(見下文)一道,集聚了研究力量,帶來了協同效應;聯邦交通部(BMVBS)組織實施的“國家氫燃料電池技術創新項目”,致力於(yu) 以氫燃料電池為(wei) 支撐,開發替代性機車驅動方式。
2.各技術領域政府研發資助及配套產(chan) 業(ye) 界行動。
(1)電能儲(chu) 存。產(chan) 業(ye) 界承諾要在此領域投入多於(yu) 政府資助的資金。在政府高技術戰略下,聯邦教研部(BMBF)發起鋰電池聯盟(Lithium-ion Battery Alliance,LIB 2015)。該聯盟開展的研發始於(yu) 2008年末。聯邦政府曾為(wei) 該聯盟行動撥付6000萬(wan) 歐元預算資金;產(chan) 業(ye) 界則再投入3.6億(yi) 歐元。LIB 2015聯盟主要行動目標是持續推進鋰電池研發。在該聯盟行動下開展的若幹聯合研究項目值得一提:LISA,投入資金170萬(wan) 歐元;REALIBATT,投入資金210萬(wan) 歐元;LIHEBE,投入資金220萬(wan) 歐元。
在能源儲(chu) 存元器件開發方麵,經濟部組織的專(zhuan) 家工作小組於(yu) 2007年10月形成工作成果,由此聯邦經濟部得以在2008年發布汽車和普通蓄電池概念。與(yu) 能源儲(chu) 存元器件技術關(guan) 聯的多個(ge) 研究項目,既要在技術上實現集聚能源、提升能量容量和周期穩定性,也要基於(yu) 新手段(如基於(yu) 超導材料)探索新儲(chu) 存方式。2009~2012年,由經濟部負責實施“蓄電池項目計劃”,聯邦政府將為(wei) 此提供3500萬(wan) 美元,促進電池創新開發。
(2)車輛驅動技術。由聯邦經濟部領導實施第3期“關(guan) 於(yu) 汽車和運輸技術的交通研究項目”(3rd Transport Research Program on Mobility and Transport Technologies),所設定目標包括對驅車技術研究開展資助,特別重視形成能降低能耗、減少道路交通汙染的新機車概念和技術。
隨著2005年“關(guan) 於(yu) 替代動力/混合動力概念的意見書(shu) ”發布,聯邦經濟部對驅動技術的資助集中於(yu) 開發混動車。當前研究的目標是提升混動車關(guan) 鍵部件,新工作模塊的應用開發和一體(ti) 化。開發目標是整個(ge) 係統的標準化和模式化。為(wei) 此,德聯邦經濟部提供3000萬(wan) 歐元資金,資助研究機構和工業(ye) 企業(ye) 開展研究,包括35個(ge) 合作方正聯合開展10個(ge) 研究項目,其中所做工作還包括要尋求解決(jue) 方案,實現燃油消耗減少30%的目標。
在聯邦教研部 “ICT 2020 I創新研究項目”框架下,政府還對“汽車電子創新聯盟”(EENOVA)開展支持。該聯盟關(guan) 鍵行動之一也包括汽車能源管理。聯邦教研部總計將在未來若幹年間為(wei) EENOVA提供1億(yi) 歐元資金;而產(chan) 業(ye) 界則承諾在這一研究領域投入5億(yi) 歐元的資金。其他對汽車電子學研究的資助,則通過資助公告的途徑開展,如對“能源效率提升電力電子學(PEEEE)”開展資助。
(3)係統和電網一體(ti) 化。聯邦經濟部和環境部2008年末聯合發起E-Energy項目,推進采用信息通訊(ICT)技術控製和優(you) 化供電係統。其目標是在6個(ge) 試點地區,形成數字化網路和技術係統、供電市場關(guan) 係的新調度方案,並開展廣泛試驗。這將提供解決(jue) 方案,使所有電力生產(chan) 、電網、儲(chu) 存和消費更加智能化,並推進可再生能源一體(ti) 化。經濟部和環境部已為(wei) E-Energy項目提供總計6000萬(wan) 歐元資金,以支持直至2012年的研究;加上企業(ye) 界資金,E-Energy總計可籌集資金總額為(wei) 1.4億(yi) 歐元。
先進電網一體(ti) 化,不僅(jin) 能做到電網向汽車供電,而且也能實現汽車向電網回充電量;這是聯邦經濟部2008年4月所成立工作組擬解決(jue) 的問題。在工作組框架下,來自汽車製造和能源供應行業(ye) 的代表與(yu) 元器件製造商和科學家,探討了全麵電動化的必要步驟,並強烈建議經濟部啟動新的研究項目,首選課題方向為(wei) “未來電網”,並將其納入德聯邦政府“能源研究計劃”。
基於(yu) 《可再生能源優(you) 先法》促進可再生能源發展。可再生能源供電比率已提高至15%,到2020年要再提高至30%。通過電傳(chuan) 輸車中間儲(chu) 存,可再生能源發電量要在用電高峰時注入到電網之中,並滿足負荷需要。關(guan) 於(yu) 如何提升可資利用的可再生能源總量,聯邦環境部正開展相關(guan) 項目。
3.市場開發。德聯邦政府已開始通過具體(ti) 多個(ge) 行動啟動市場準備。在聯邦環境部氣候保護行動框架下,由政府提供1500萬(wan) 歐元資金,開展持續4年的現場測試工作,用於(yu) 解決(jue) 各種實際問題。其中,可再生電能的中間儲(chu) 存和使用是重點問題之一。
(三)即將開展和得到提議的促進措施。在第二套經濟刺激方案框架下,德聯邦政府已主要麵向電動車促進增加5億(yi) 歐元撥款。該方案提出的汽車扶持重點包括研發、市場準備等,並對試點地區事項給予特別關(guan) 注。第二套經濟刺激方案的措施在2010~2011年間生效。此外,政府和產(chan) 業(ye) 界還提出一係列要在未來幾年開展的項目和措施,包括:(1)建立一個(ge) 電動車係統研究的人才網絡,目的在於(yu) 將弗朗霍夫學會(hui) 所有電動車專(zhuan) 業(ye) 人士聯係起來,充分發揮作用;(2)在大學和非學術研究機構,著眼解決(jue) 電動電池技術問題,確定電化學領域研究重點,形成培養(yang) 年輕科學家的課程體(ti) 係;(3)在能源研究方麵,啟動新資助行動,資助電動汽車配套電力行業(ye) 關(guan) 鍵技術,重點是電力儲(chu) 存單元、未來供電網,電網一體(ti) 化和燃料電池概念;(4)開發鋰電池和電池係統,形成富有競爭(zheng) 力的自動流水線技術和鋰電池生產(chan) 線;(5)交通領域研究,實施正提出的項目建議(如元件和係統,電力機車優(you) 化,發電增程、使用廢棄物加熱發電,各方麵標準化等),場地測試的科學技術準備和監控;(6)擴充E-Energy項目,主要著眼於(yu) 在電動和電網中滲透ICT技術;(7)電動轎車場地試驗,研究領域包括替代充電方式,可再生能源電網一體(ti) 化的進一步發展,升級版推動係統的測試與(yu) 接受;(8)電動商用車場地試驗,包括麵向可再生能源在商用交通領域應用開發電網一體(ti) 化方式、日常機車測試、保證能源要求和客戶接受;(9)公共交通領域電動車工作計劃,在所選試點地區開展重點事項;(10)建立電池測試中心;(11)鋰電池回收試驗廠的研究開發;(12)(通過複興(xing) 信貸銀行支持)實現開展地方生態客運的混合動力公共汽車;(13)建立25個(ge) 試點氫燃料電池充電站;(14)開展生物柴油車試點項目;(15)建立生產(chan) 高質量合成燃油的試點製造廠。
(四)德國成為(wei) 電動車領導市場的路徑。分三個(ge) 階段:階段1從(cong) 2009~2011年,市場準備;階段2從(cong) 2011~2016年,市場快速發展;階段3從(cong) 2017~2020年,培育形成大規模市場,使德成為(wei) 世界電動汽車領導市場。
1.研究與(yu) 開發。研發在各階段,對各技術環節都非常重要。
2.電池和雙層電容器。(1)2009~2011年。基於(yu) 研發,啟動第1代鋰電池生產(chan) ;研究開發第2代鋰電池和雙層電容器。(2)2011~2016年。鋰電池和雙層電容器示範和現場測試;第1代鋰電池規模化生產(chan) ;啟動第2代鋰電池和雙層電容器生產(chan) ;啟動第3、第4代鋰電池研發。(3)2017~2020年。第2代鋰電池和雙層電容器大規模生產(chan) ;啟動第2代鋰電池和雙層電容器生產(chan) ;繼續研發鋰電池和替代電力儲(chu) 存技術。
3.車輛技術。(1)2009~2011年。以現有車輛樣式為(wei) 模板,生產(chan) 插電式複合電動車(PHEV);基於(yu) 性能、安裝、安全、可靠性要求調整驅車技術(發電機/轉換器);研發麵向插電式混合電動車(PHEV)和純電動車(BEV)的電氣、電子和機械部件。(2)2011~2016年。以貼牌生產(chan) (OEM)方式,小規模生產(chan) 插電式混合電動車和純電動車;第2代複合電動車和純電動車批量生產(chan) 走向成熟;為(wei) 第2代車研發經濟的驅車技術和機車部件。(3)2017~2020年。第2代PHEV/BEV規模化生產(chan) ;生產(chan) 高性能BEV/PHEV。
4.基礎設施。(1)2009~2011年。研發新元器件;為(wei) 電網一體(ti) 化試驗建立測試和模擬設施;建立首座公共充電站;為(wei) 匹配可再生能源開展研究和示範。(2)2011~2016年。在多城鄉(xiang) 地區建立充電基礎設施;就電網一體(ti) 化(負荷管理)開展研發和啟動實驗;與(yu) 可再生能源供電相匹配,開發先進充電和能源傳(chuan) 輸係統。(3)2017~2020年。對全套係統開展現場測試;充電設施實現道路全覆蓋;實現電網一體(ti) 化和電力回充;對快速符合、無接觸電力傳(chuan) 送開展初步實驗。
5.管理和促進框架。(1)2009~2011年。製定安全標準、技術規範框架,實現界麵標準化。(2)2011~2016年。在公共部門推行采購指導,建立激勵評估體(ti) 係。
6.市場開發。(1)2009~2011年。車隊測試成果應用。(2)2011~2016年。出現首個(ge) 私人電動車客戶;形成充電、回充和電池商業(ye) 模式。(3)2017~2020年。2020年德國電動車擁有量達100萬(wan) 輛,成為(wei) 世界電動車領導市場。
三、若幹典型德國企業(ye) 電動車成就及企業(ye) 外合作
(一)戴姆勒公司。在2009年第63屆法蘭(lan) 克福車展上,戴姆勒旗下的梅塞德斯-奔馳公司推出B係F-CELL氫燃料電動汽車,續航裏程達400公裏,2010年將投入約200輛進入市場。另外該公司還展出新版Smart電動車,續航裏程達115公裏,預計由法國Hambach公司小量代工投入生產(chan) 。該公司近年主要在電動汽車領域開展以下對外合作。
1.2009年1月,戴姆勒和美國電動車製造商Tesla開始著手鋰電池和充電設施方麵的合作研發;
2.2009年3月,戴姆勒與(yu) 德贏創(Evonik)公司合作成立Accumotive有限責任公司,專(zhuan) 業(ye) 從(cong) 事電動車電池開發生產(chan) 。
3.2009年6月,戴姆勒與(yu) 德國第二大公用事業(ye) 公司啟動Smart電動車實驗。
4.2010年3月,戴姆勒宣布,與(yu) 中國比亞(ya) 迪股份有限公司簽署備忘錄,雙方將共同開發新型電動汽車,並創立新品牌。雙方還將在中國建立用於(yu) 開發和測試電動汽車的技術中心;
(二)大眾(zhong) 公司。在2009年第63屆法蘭(lan) 克福車展上,大眾(zhong) 汽車展出新一代“E-Up”,續航裏程130公裏,預計2013年投放市場;大眾(zhong) 旗下奧迪還展出電動R8概念車型;在2010年3月上旬日內(nei) 瓦車展上,大眾(zhong) 展示Touareg混合動力汽車,奧迪展出A1 e-Tron電動概念車。
1.2008年6月,大眾(zhong) 公司宣布與(yu) 日本三洋公司達成協議,聯合開發電動車鋰電池。
2.2009年2月,大眾(zhong) 公司與(yu) 日本東(dong) 芝公司簽署備忘錄,共同開發電動汽車動力係統和附屬電子部件,雙方還有意合作開發新一代電動汽車高能源密度電池。
3.2009年5月,大眾(zhong) 與(yu) 中國比亞(ya) 迪公司簽署備忘錄,準備在混合動力和純電動車領域開展合作。
4.2009年12月,大眾(zhong) 出資收購日本鈴木公司19.9%的股份,鈴木人士透露,雙方將在電動、混合動力車研發和汽油引擎改良方麵,開展合作。
(三)寶馬公司。在2009年第63屆法蘭(lan) 克福車展上,寶馬公司首次推出混合動力車ActiveHybrid 7和ActiveHybrid X6。在2010年3月北美車展上,寶馬公司將展出BMW Active E高效電動車;這是寶馬公司自Mini E之後的第二款純電動車。寶馬將電動車汽車發展項目稱為(wei) “項目i”,在項目i框架內(nei) ,已有600輛Mini純電動車在全球進行了實路測試。目前,寶馬集團“項目i”第二步已經啟動,計劃開展基於(yu) BMW concept Active E的第二組電動汽車測試。寶馬會(hui) 把測試經驗反饋到未來電動車開發中,該款車預定2015年以後麵市。正是由於(yu) 各國政策支持重點和市場行情有所改變,寶馬公司對發展新能源汽車的側(ce) 重點也有所轉變,原來寶馬在氫能源汽車上投入很大,並取得相應成就;從(cong) 2010年開始,寶馬集團暫緩推行正在開展的某些氫能源汽車行動,將新能源汽車開發重點轉移到電動汽車上來。在企業(ye) 外合作方麵,寶馬Mini E是寶馬集團和瑞典國有電力企業(ye) 瓦滕法爾電力公司的合作成果。
五、啟示
歐盟和德國政府、行業(ye) 、企業(ye) 的實踐和進展能為(wei) 我國電動汽車發展提供有益啟示。一是中國電動車發展也應有類似路線圖的全麵規劃。規劃要明確指出關(guan) 鍵技術、科研開發、產(chan) 業(ye) 製造、公共管理等方麵的具體(ti) 步驟和分階段目標。二是新能源汽車發展為(wei) 中國搶占產(chan) 業(ye) 技術、品牌銷售的製高點提供了新機遇。目前,即使發達國家,以電動汽車為(wei) 代表的新能源汽車,都處在研發早期,大規模生產(chan) 尚需時日。相比傳(chuan) 統汽車,在電動汽車技術領域,中國和發達國家的技術差距相對較小,由此全球汽車產(chan) 業(ye) 技術的專(zhuan) 利、技術標準、市場格局都將重新洗牌,隻要中國積極參與(yu) ,必將在新能源汽車技術、市場方麵爭(zheng) 得一席之地。三是新能源汽車發展,為(wei) 中國和發達國家在汽車研發、生產(chan) 、銷售等方麵開展各種合作提供了機遇。發展新能源汽車,已成為(wei) 全球的共識和抉擇,開展相互合作,能夠縮短全球汽車技術和產(chan) 業(ye) 創新的時間。
在新能源汽車開發和商業(ye) 化方麵,中國和德國,中國和歐洲在以下領域的合作將富有潛力和前景:
(一)電池技術領域。電池技術是電動汽車開發的關(guan) 鍵,中國應密切關(guan) 注,包括歐洲和德國在內(nei) 世界各國電池技術進展,取長補短,謀取電池技術的領先地位。
(二)混合動力車和電動車的研發、製造和商業(ye) 化。目前,我國在解決(jue) 充電回充、電動驅車等技術問題方麵,可能和德國等發達國家一爭(zheng) 高低,但德國汽車商在規模化生產(chan) 、品牌影響力、全球營銷網絡、企業(ye) 管理等方麵的優(you) 勢,是不容質疑的。當我們(men) 在電動汽車某些技術領域取得突破的時候,就可通過技術協議、合資等方式與(yu) 德方形成合作關(guan) 係,讓我們(men) 的技術、品牌或重新組建的品牌,借助德方營銷、管理、製造優(you) 勢,贏得世界影響力。
(三)可再生能源融入充電電網。德國的可再生能源發電及可再生能源材料製造,在世界處於(yu) 領先地位。德國也是汽車消費大國。今後,在可再生能源和充電電網一體(ti) 化、利用可再生能源充電等方麵,德國也會(hui) 相對走在世界前列;中國應跟蹤、借鑒德國經驗,必要時開展相關(guan) 技術和生產(chan) 合作。
(四)電動車配套電子電信技術。德國電子電信科學技術先進,其利用電子電信技術解決(jue) 電力驅動、電網一體(ti) 化、汽車控製的問題,值得中國跟蹤和借鑒。
(五)技術標準和管理框架。隨著電動車開發深入,在電動車、電動車部件的技術標準、安全標準、產(chan) 品規格、測試參數等方麵,政府管理步伐都要及時跟上;在這方麵,中國應密切關(guan) 注德國和歐盟的動向,通過競爭(zheng) 、合作、互動,一方麵力圖跟上全球電動車先進規格和標準步伐,另一方麵應注意基於(yu) 中國部分先進技術、標準,提升中國技術、標準、產(chan) 品的國際影響力。