(一)《经济振兴计划Ⅱ》支持项目
为了尽快使德国工业在电动汽车领域达到世界顶尖水平,推动市场发展,在《经济振兴计划Ⅱ》中除了已计划的各项措施之外,还支持了一系列项目。这些项目是德国成为电动汽车应用市场的重要前提条件,为减少交通排放作出显著贡献。
表7-3显示的是《经济振兴计划Ⅱ》框架内在电动汽车创新驱动技术方面追加的资助和各部门协调确定的重点。
表7-3 资助研究项目一览表
表7-4 行动或项目一览
(二)《电动汽车国家发展计划》支持重点
《经济振兴计划Ⅱ》制定的发展目标已成为德国向电动汽车引导市场进军道路上的里程碑。在《国家电动汽车发展计划》框架内,电动汽车各领域研发工作得到了有针对性的组织和实施。电动汽车领域的创新引发了车辆技术、交通运输和能源产业的深刻变革。《经济振兴计划Ⅱ》通过支持电动汽车的发展将对德国未来产业发展、科技进步和政府管理产生深远影响。《电动汽车国家发展计划》作为一个长期项目实施,其设计实施期限超过10年。重点研发领域如下:
1.电池与能量存储器 研发新型、经济、高效和可靠的能量存储器。为电动汽车能量存储器发展制定了雄心勃勃的技术性和经济性指标。在今后的发展过程中仍然需付出相当大的努力。随着联邦政府资助计划(第4章)的实施,德国将走上电动汽年能量存储器的良性发展道路。相关支持措施还将通过德国研究联合会的高性能锂电池研究倡议和海姆霍茨大研究中心联合在该领域的新优先主题得以落实。
《经济振兴计划Ⅱ》(第5.1章)相关投资措施为推动研发工作与企业紧密结合,加快推进研究成果的市场转化提供了行动基础。
支持年轻人才的发展。在《锂离子电池创新联盟2015》框架下,联邦教研部将对首批青年研发群体进行资助,以满足他们未来的发展需求。为了确保未来德国在该重要技术领域的竞争力和发展可持续性,必须对年轻人才提供系统和全面的资助。
从汽车行业(纯电动汽车和Phug-In混合动力汽车)来看,在中长期最具发展潜力的是可重复充电的电化学能量存储器。特别是锂离子电池,当然zEBRA电池(高温电池)、氧化还原液流电池和镁电池也将在未来发挥重要作用。今后值得期待的是以高能量和高性能为特征的金属空气电池(燃料电池)。
2.新材料技术 发展高能量、高功率电池的核心任务就是要研发第二代到第四代新型电极、电解质和隔板技术,为此,必须开发更多的新材‘料组合技术。如:
锂离子电池可以划分若干代。第一代锂离子电池采用钴酸锂阴极材料技术,电池阳极材料是锂/石墨,采用有机电解液和聚乙烯作为隔离物。这类电池已经在笔记本电脑和手机市场得到了使用,其主要问题是能量密度低、安全性不高。第二代锂离子电池采用铁磷酸盐作为阴极、锂/碳材料作为阳极,电解质与一代相同,隔离物采用聚合物或陶瓷膜。在未来,柔韧的、陶瓷的、纳米结构的、特别是膜结构的隔离物将取代目前技术。这就是具有高熔点隔离物的第三代锂离子电池,第三代电池的高压阴极采用了不同的锂金属氧化物或者锂铁磷酸盐材料,也可能是这些材料与其他金属材料的混合。电池阳极由:锂/碳/硅/锡组合材料、锂钛酸盐或硅碳纳米管等制成。目前,特别是第一类组合材料在充放电过程中存在着显著的容量变化问题,需要开发新型的电解质(优化聚合物电解质,无机电解质和离子液体,实现电池电压增加到6V的目标)。从长期来看,第四代锂离子电池将以先进性和高性能为显著特征。目前,很多不同的电极系统还有待研究,如金属空气即锂/空气和锂/硫电池,或镁电池。
一般技术路线是:抑制表面钝化(研究固体电解质界面膜(SEI)),优化电极结构(采用与纳米复合材料提高电极结构的性能),替代钴材料(该材料有毒,资源稀缺且价格昂贵),该材料主要应用在涂层组件上来增加导电性。
3.高效电池与温度管理 温度管理研究对于先进高性能电池的发展是必需的。每个电池模块必须经过长期的监测和测试(电压、电流、温度和负载条件)。需要有针对性地研发电池的充放电过程,优化工作温度以及其他可能的冷却措施(以提升电池性能、安全性和耐久性)。
4.安全措施 除了技术性和经济性外,电池的安全性要求对电动车辆来说具有特别重要的意义。电池的高能量密度与高安全性要求是相互冲突的。这就需要通过使用适当的电池隔离物等方式尽量减少电池燃烧爆炸的危险。关键是要应用无争议,并相互协调优化的电池电极和电解质材料。通过发展适用的电池过载保护技术来完善必要的安全措施。
5.计算机模拟 利用计算机模拟技术可以更好地了解在不同电池系统中的化学,电子和电化学过程的表现(特别是钝化和退化过程)。利用建模与仿真技术可以模拟电池和电池组在实际运行中的情况,如为分析电池成分结构变化进行长期运行模拟,以及为分析电池磁滞现象而模拟周期性的重复充放电过程。计算机模拟技术也可以用来检测电池使用寿命,从而缩短新电池系统的开发时间、降低设计成本。
6.测试和验证 测试和验证技术对于部件和能量存储子系统开发都很重要。一致性的充电状况和老化情况测试程序是发展新的充放电策略的需要。另外,在电池大规模生产过程中也需要对电池的安全性进行全面测试和验证。
7.发展精确成熟的流程工艺 发展精确成熟的流程工艺是确保先进高性能电池质量的要求。流程工艺的发展必须符合目前最先进技术标准。因此,为了实现电极、电解质、隔离物材料的大批量生产,进一步优化电池部件的连接,就必须发展可靠的生产流程工艺。
8.循环利用 需要特别关注废旧电池金属材料的市场回收利用(如锂、钴、锰、镍、钛等)和废旧电池电解质的市场回收利用(有机的、离子的、导电盐)。考虑到有些电池原料的稀缺性,应该对其特定材料成分进行需求分析并确定实际原料资源。尤其是要注意确定战略金属资源(如钴元素)的来源供应。同样,也要综合考虑相关法律法规的执行(如在《欧盟电池指令》中要求:锂离子电池回收率至少要达到50%)。在该方面越来越需要对电池回收利用的设计有一个系统清晰的认识,电池的各组成部分和电极都含有不同的可回收利用材料。根据金属和电解质同收利用的经济性和可持续性目标,提供智能化综合回收利用方案。另外,至关重要的是发展和应用在安全、环保和经济方面都能够接受的原材料回收利用与再生产流程。德国还必须进一步提高不同材料组合电池的回收利用率和经济性,开展回收利用能力建设。总的来说,实现电池的高回收率意义重大。
9.发展双层电容器 除了电池外,双层电容器也是电动车辆另一个重要可选择应用。双层电容器具有高容量和充电快速等特点,因此将成为未来高能量密度电池的有力补充。其研发目标是:增加锂离子电池有效存储容量,扩展工作温度领域,并将生产成本降低到市场接受范围内。研发内容主要包括:批量化和规模化生产模式,在一定原材料、工艺参数和环境下确保生产的可重复性及环境安全性。
10.电动交通车辆技术 在《国家电动汽车发展计划》的框架内,高能效电动汽车车辆技术有两个发展路线:从短期看以当前车辆设计为基础,一是纯电力驱动,二是Plug-In混合驱动。这些车辆将开展小规模生产和测试。它们主要用于场地测试研究,来收集用户反馈和评估技术部件性能。在现有相关措施和《经济振兴计划Ⅱ》支持下,根据工作进度安排首批小规模的测试车队将在2011年底建成。
人们认识到要向电动交通过渡就必须具备生产各类型高性能电动车辆的能力。从目前情况看,电动交通将首先在小型城市交通车辆市场领域扩大份额。随后,再向更高性能级别的车辆市场领域发展。
根据不同车型和性能对未来电器系统发展提出了不同需求,这些需求只有通过现有技术与待发展技术的集成创新才能得以实现。因此,发展电动汽车的能量存储、电动推进系统和电子控制系统就需要对材料、配件、电路设计和系统集成等技术开展长期研发。
在《国家电动汽车发展计划》框架下,场地测试研究与全新电能存储与驱动车设计开发将实现衔接。此外,车辆设计还取决于车辆的使用目的。未来对于高效率电动汽车推动的力度将大于传统动力驱动车辆。目前面临的挑战是场地测试的新车在行驶里程和动力性能方面依然不足,还需要对电力驱动系统进行优化。未来电动汽车各方面性能至少能够被广大消费者所接受。
为了实现经济性和市场认可,需要对Plug-In混合动力汽车和电动汽车继续进行改进,包括优化电力系统,电子和机械部件等。
11.发动机和配件 混合动力和电动汽车的电动机效率非常重要,包括动力和发电两方面。下面将对不同种类发动机,以及其使用的材料等问题给予说明。这里对不同工作模式、操控、能源存储器和车辆大小的需求进行系统分析。
(1)开发和选择合适的电动机设计(例如:永磁同步电动机、永磁异步电动机,或者横向磁场电动机,开关磁阻电机),实现性能、尺寸、重量及安全性和经济性等方面的最优化(也可通过轮边电动机技术实现)。
(2)开发和优化电子部件,如制动能量回收系统、电子控制系统等。
(3)应用燃料电池为纯电动汽车提供更多电力(续驶里程延长装置)。
(4)开发适合混合动力汽车的专用内燃机(续驶里程延长装置)。
从内燃机自身也可以看到内燃机和电动机相结合的潜在优势。比如为发动机提供“瘦身”的可能性,与原来内燃机驱动相比(不包括组合装置)混合动力驱动装置的重量并没有增加。当完成从发动机控制到实时控制的过渡后,良好的调控将使车辆的减排和节能能力实现提升两位数。为此,必须大幅提高当前汽车控制转换系统和电路系统的计算处理能力和可靠性。
按照“续驶里程延长装置”的理念,电动车辆设计将采用小型内燃机或燃料电池作为辅助动力来源。它与混合动力车辆不仅在设计尺度方面不同,而且在工作特性和工作机制方面也不相同。
12.驱动系统集成 优化整体驱动系统或单个部件的效率、重量、体积、成本、质量、安全性、可靠性、功率密度和使用材料,在车辆设计中进行系统集成。根据车辆的大小与用途优化车辆电力驱动系统,特别是要实现它与车辆系统的相互整合(比如驾驶与安个系统)。
13.传动装置传动装置是车辆驱动和实现不同驱动形式转换的重要部件。明确需要对该领域的部件生产和发展战略进行优化。为了实现机械联合驱动(内燃机和电动机)就需要建立合适的机械耦合传动装置,如行星齿轮变速器。根据不同的生产战略,很多电路组件的运行效率并不总是最优化的。装备传动效率达98%,而这样的配置无法实现生产战略的差异化。电磁传感器介质将成为进一步优化改进传动装置的研究领域。为了实现两种驱动方式(内燃机和电动机)结合,必须应用如行星齿轮组等传动装置技术。
14.优化电子控制技术 电动汽车各个部分是通过控制器和变流器来连接的。这些电子元件控制车辆的电器部件(能量存储器,动力马达,辅助装置等),实现车辆的能源供应。通过调节驱动或能量回收阶段的电流和电压可以显示内部转换带来的损耗。考虑到电动汽车的动力装置、使用年限以及降低结构空间和技术成本(如冷却)的需求,就要优化车辆电子组件控制技术、应用新型半导体材料。这在很大程度上有赖于电子控制技术水平的提高。为了满足不同类型车辆的需要,就要在材料、零部件、电路设计和系统集成领域开展长期研发。
15.设备更新 研究混合动力即Plug-In混合动力车辆技术低成本更新的可行性。
16.安全和电磁兼容性 电动汽车在安全领域带来了许多新的挑战:除了对电池安全性要求外还有对电子部件的安全性要求,特别是车辆的结构必须确保在事故发生后乘客和救援人员的安全。这就需要研发合适的高电压电力驱动系统的绝缘、识别和关闭技术。
此外还要实现车辆电子部件的电磁兼容性。一方面保护电子元件抵抗超额电压,另一方面减少电力驱动电子部件与其他部件间的相互干扰,以及其对环境、健康的影响。
由于电动发动机噪音很低,为了保护易受伤害的道路行人安全就要求有全新的交通安全设计。自感应传感器和车辆通讯等主动安全系统将发挥关键的作用。
从长期来看,未来电动车辆与常规动力汽车至少保持相同的安全性将成为德国产品与远东地区竞争对手相比最重要的特点。
17.可靠性 除了具有技术可行性外,可靠性也是车辆电气/电子系统未来面临的一个重要问题。虽然单个电子元件错误概率很低,但由于电子元件数量庞大,基于目前车辆情况推测(2009年标准),大约每200辆中高级汽车就有一辆在交货出厂时存在电子部件错误问题。而且车辆电子元件数量越多,某个错误传递导致一组电子部件失灵的可能性也就越大。随着车辆电气化程度增加,就需要全新的设计来避免此类错误的发生,以增加电气/电子元件可靠性。
18.制冷 需要对电动车辆的驱动和电池散热要求进行评估。利用余热来驱动车辆空调系统或者带动热电系统产生电能。
19.车辆技术 新动力系统与车辆技术和车载电子技术领域的优化集成,为整车系统进一步改善提供了潜力。车辆部件的电气化使提高生产用车和乘用车的能源利用效率成为可能,总的来看电力驱动是最具有吸引力的。比如像城市公交车的开门装置和工作车辆的辅助设备等部件集成了综合能源管理技术。特别是供暖和空调设备(包括电池空调)领域不断出现创新性方案(例如:余热利用、太阳能)。
混合动力汽车动力系统管理研究初步显示,了解车辆行驶路线信息与优化车辆能源消耗是相关的。重要的是要研究在何种路况下,动力系统的潜力可得到更好应用和发挥。这可以与车辆导航,车载驾驶信息与辅助驾驶系统集成应用。通过分析已知路况信息(如拓扑结构、交通状况、速度等),能够给驾驶者提供最节能和最快速的车路线选择。车间通信或导航服务领域还有进一步优化的潜力,而这最终将取决于地图提供商是否愿意提供和更新适当信息。
20.基础设施技术与系统网络集成 建设网络基础设施是电动车辆市场导入阶段实现充电和缴费结算的需求。先进通信技术的应用是至关重要的因素之一。随着电动汽车的发展,对车辆的电力供应将占电力需求的很大部分,大量的汽车电池将成为电力网组成部分,同时可再生能源将在能源供应方面作出更大贡献,以上这些都需要通过技术发展来得以解决。在市场导入阶段,未来网络系统将出现交互式充放电装置、全程网络管理战略、全新的网络构成和变化的网络结构等新变化。
在联邦经济部实施的《电力经济关键要素资助倡议:存储、网络、整合》框架内,依托《经济振兴计划Ⅱ》的支持,德国的电动汽车战略将逐步完成发展、测试和市场化转换。通过发展和应用先进的测试设备和测试网络组件,将为未来构建高效网络的技术基础。在能源项目研究框架下,未来网络的基础设施将实现无缝连接。这包括概念研究,对大规模乘用车领域应用混合动力和电动汽车带来的影响开展研究。在考虑可再生能源特点的情况下,制定发电与输电的高峰期解决方案。为此,还要考虑到德国对欧洲电力传输协调联盟承诺的义务。在此基础上对发电厂、输电网络和能源需求进行评估,并确定国家气候政策。积极开展经济性、可行性和制约因素分析,明确技术经济方面的现状和限制。
21.发电和网络基础设施 由于需要长期资本投入,电力和网络基础设施领域的技术设备更新非常缓慢。但从长远来看,为实现更高的电力供应效率而制定新的网络战略是必要的。该领域研究发展目标是:在充分利用既有发电厂和输电网络的基础上,逐步优化部分网络部件,降低电力网络负荷、减少余量储备、提高可再生能源份额。为此,将在能源研究框架下,发展网络局部与系统的管理控制,建设基于能源联产技术的分散式能源供应与存储试点。同时,能源供应商、城市规划部门、市政部门和消费者的广泛参与将发挥关键性作用。能源公司、网络运营商、停车场业主和电池制造商将根据不同运营模式的需求,共同致力于相关技术设计的发展完善。
22.车辆网络接口 必须为车辆网络接口研发适合的基础设施和装备。这包括充电和网站设备,以及控制器、仪表和测量设备。为了使发电、配送和储存工作相协调,还需要开发和测试新型网络通信结构(智能计量)。为此,网络方面的限制必须与动力电池充电情况和大多数车辆运行状况协调一致。此外,考虑到经济和竞争力还要对最后一组环境变量:税收标准、结算方式和数据保护情况等进行研究和测试。
在国际领域,将重点支持未来欧盟内电动车辆和电力网络领域智能网络管理的跨系统交互作用。目标是更好地实现可再生能源与分布式发/供电体系的整合。在国际合作方面,德国将关注并支持国际能源机构(IEA)在电动和混合动力汽车网格化领域的相关工作。
23.电动汽车信息通讯技术 在联邦经济部(《面向电动汽车的信息通讯技术》)和环境部(《智能网络、可再生能源与电动汽车》)研究计划支持下,将开展电动汽车与电力网络、运输基础设施间相互作用的基础研究。2009~2011年,共有5700万欧元研究经费投入。这两个《E-Energy》计划的目标是:以现代信息和通信技术为支撑,开展电动和混合动力汽车与现有能源和交通网络集成的研发与测试。重点任务包括:开发以信息通信技术为基础的收费,控制和结算基础设施,并以此为基础发展相应的商业服务模式和标准规范。开展电动汽车作为移动能源储存器的潜力,以及电动汽车市场优化网络管理方面的研究。为此,需要对车辆、运输和能源等领域的信息通讯技术应用进行集成优化。逐步开展持续综合数据传输系统、智能引导系统、电池交流充电与更换站的建设与测试工作。此外,研究利用信息通信技术调控车辆电池充/放电过程与电力供需、车辆能量存储潜力以及网络服务如负荷高峰时住户电力供应(智能家庭)间的相互关系。为了保证未来市场能够接受电动汽车,应研发测试客户友好型的结算和漫游模式。这将在公共旅客运输方面发挥关键作用(如集成充电站的停车换乘停车场(P+R))。
(三)德国电动汽车发展的框架条件
为了给电动汽车发展创造良好的框架条件,联邦政府将密切跟踪两个主要目标:一、在新上牌的车辆里尽可能多地增加电动汽车的份额;二、资助电动汽车使用从可再生能源里产生的电能。要将电动汽车成功地导入市场并进一步推广,就必须有简便易行、费用清晰的充电方式。因此目标是建设方便电动汽车在家和行车途中充电的基础设施。只有给消费者提供充足的充电场所、可衡量的充电价格,才‘能使他们对电动汽车感兴趣。
1.可再生能源 通过使用可再生能源可以让电动汽车充分发挥它的生态创新潜力。根据一项能源利用率的评估,电动汽车如果使用传统的电力来源,相对于高效率的内燃机汽车来说在二氧化碳排放方面的优势微乎其微,因为传统的发电方法会产牛大量二氧化碳排放。只有使用可再生能源转化的电力,电动汽车才‘是真正的零排放汽车。要实现这个目标,就必须大力发展可再生能源、进一步提高能源利用效率-同时这也有利于减少越来越昂贵的能源进口,确保德国的能源供应安全。
出于这个原因联邦政府想通过发展可再生能源满足电动汽车产生的额外电力需求。电动汽车引起的电力消耗只占德国电力总消耗的相对较少的份额。如果德国有100万辆全电动汽车,大约只需要德国电力总消耗的0.3%。从中期来看(到2020年)电力消耗肯定不会突破这样的规模,当然从长期来看电动汽车消耗的电力份额会越来越大。如果把今天乘用车运行总里程的三分之一都替换成电力驱动(预计要到2020年以后才能实现),也只占德国现有电力消耗总量的5%。
尽管额外增加的电力需求相对较小,但是新的电力需求对于能源、工业界受排放配额限制的行业的影响也必须进行评估。这是因为,电动汽车产生的电力需求涉及二氧化碳排放上限的问题,这不会影响到交通部门,而是这些受排放配额影响的部门。
公众误把电动汽车和发电过程中产生的新的排放联系在一起。因此要避免这样一种状况,即由于公众心目中的错误印象加大了电动汽车的市场准入的难度。要向公众强调电动汽车环保的一面,特别是电动汽车提高了总体能源效率,从中期来看几乎不会增加电力需求,而且通过“能源和气候综合计划”所确定的可再生能源发电技术,可以真正做到低排放行驶。
这些措施也有助于达到《欧盟可再生能源资助指令》(全称《欧盟议会和欧盟委员会关于在欧盟内部电力市场资助可再生能源发电的指令》)所规定的可再生能源在交通领域的最低百分比目标,也就是到2020年可再生能源的比例要达到10%。目前根据可再生能源占全国或者全欧盟电力结构的比例已经制定了补贴额度。
此外电动汽车还能促进智能管理电网建设和可再生能源发电存储,在这方‘面具有重要的经济潜力。这样可以最大程度地利用这项技术的优势,帮助提高德国电力结构中可再生能源发电的比例(例如可以补偿风力发电的并网电量不稳定问题)。只要在智能电网的载荷、存储管理框架下,使电动汽车的电池充电时间点适应电网整体用电需求以及太阳能、风能等可再生能源发电的可用时间,就有助于可再生能源发电更好地融入德国整体电网系统。
从中长期来看,通过建设集成信息和通讯技术的智能电网(Smart Crid),电动汽车的电池可以整合到整体电网中,并在电力调配、存储、负荷管理和电网稳定方面发挥积极作用。例如汽车上安装的智能电表可以从电网中获得信号,什么时间给汽车电池充电最合适,费用最低。切合消费者个人需要的充电方案也成为可能:如果很快就需要继续行驶就用快速充电;如果在是过夜或者周末不急于驾驶就可以用慢速充电。通过引入分时电价等手段,满足消费者个性化的充电和车辆维护需求,并引导消费者选择最优化的充电方案,使之与可再生能源发电并网时存在的电量波动的情况相适应。
比在负荷管理体系中向电动汽车电池存入能量更重要的是,从长期来看,电池要具备把电能反馈回电网的能力,并为保证电网的稳定功率作贡献。很大数量的电动汽车可以形成一个虚拟电站,和一套集中管理的设施一起产生可再生能源。这样一个体系可以对平衡整个地区内的能源供给和消耗起到重要作用。理论上这约100万辆电动汽车的蓄电能力是现有的所有抽水蓄能电站的容量的两倍。这样就可以充分利用电网负荷低谷时间段的可再生能源电力。为了使进一步促进可再生能源和电动汽车的优势互补,需要实施以下措施:
在可再生能源法的框架内,考虑寻求建立适合电动汽车的可再生能源发电的系统集成措施。(根据法律第64章第一节第六点)
在2013年将对《乘用车二氧化碳排放法规》(13章第5节)中的特定排放目标进行评估,在磋商中要争取实现对使用可再生能源的电动汽车在排放限值鼓励措施方面给更多的补贴。此外还要确保乘用车二氧化碳排放法规的排放目标更有效率地得以实现。
在德国要实现电动汽车所使用的可再生能源电力,都能享受到《欧盟可再生能源资助指令》确定的交通领域国家目标的奖励措施。
2.标准和标准化 德国政府资助私营机构组织的在电力驱动交通领域的标准制定和标准化活动。这对德国经济的成功定位很重要,同样重要的是在制定电力驱动交通相关技术解决方案的时候加强这方面的标准化和制定公开标准。在国际环境下尽早地导入技术规范将对电力驱动交通的发展产生持续影响。
电力驱动交通无国界,电动汽车产品也应可以在全球范围内销售,囚此需要国际标准和标准化(例如在通用连接接口、消耗功率或者安全措施方面)。作为世界领先的出口大国,德国必须及早主动行动。在这方面国际标准长期服务于国际商品流通领域。为了实现这一点,德国必须尽早对制标过程施加影响,确保德国经济从中获益。利用国家标准化还能够立竿见影地促进和鼓励创新(如通过制定所谓的规范)。除了技术接口外还应该重视质量、安全和环境保护方面的标准化工作。
标准化和标准的核心挑战在于:
电动汽车发展的关键囚素是能量存储装置。标准和标准化要特别规定其中必要的安全要求、性能要求和抗损耗指标。由此产生的能源存储装置的有关信息能增加市场的透明度。
标准化的部件和接口,特别是在未来的电动汽车高压电网中的有关部件和接口,将使市场更加开放,减少市场上不同厂家因为标准不统一产生的壁垒。标准对系统和部件的性能和指标要求有助于促进高能效、低成本的新技术的应用。标准对于材料、测量方法和质量以及质量安全都要提出要求。对于新型驱动概念来说,人机交互界面的标准化也是必要的。
充电站也要标准化和规范化。这也包括待研发的充电计量技术和计费系统。未来的公共充电站必须能够适应所有的输电方式,使每一种车型都能够无障碍的使用。不提倡每个厂商都单独建立自己的充电站为自己的客户服务。电动汽车的电力供应和家用电力供应一样要有竞争机制。
在电动汽车的软硬件架构中集成标准化的充电接口是一个重要的挑战。充电站和能量存储装置之间的接口和电网智能负荷调整、电网应用与支持一样都具有重要意义。
要制定电动汽车的安全标准要求(碰撞要求、急救和救护等问题)。
最后还要制定商业模式的标准并实施标准化运作,这样有利于将来例如在制定标准格式合同的时候减少交易成本。除了考虑到方便交易、明晰费用外,同时还要考虑保护消费者的数据安全和隐私。
3.工作和职业资格 电力驱动交通的发展会导致很多今天从事汽车及零配件产业的劳动者的职业变化。这些影响工作职位的问题应该通过和主管行业协会与雇员代表密切协商来解决。德国要成为电力驱动交通的市场领先国家,很重要的一个前提条件就是,要对汽车工业、修车行业、销售行业和其他汽车行业的从业人员进行职业资格认证和继续教育。
作为一项积极的应对措施,要和工业界与雇员代表-起倡议加强电动汽车相关领域的这些职业培训:工程领域学习、博士计划、在大学和研究所的研究重点、技师和工艺专家的工业培训。
还有一个重点是那些今天已经在工业领域工作的专业人员。通过专注于德国整个产业链条中最核心的部分,可以降低即将到来的产业结构转型带来的社会成本,维持并创造工作岗位。
4.原材料供应 在动力电池方面最重要的原料是锂,关于锂的总储量评估存在很大的差异。单纯的锂矿的总储量还不是评估未来汽车电池锂可用性的主要因素,以下和时间有关的因素是必须要首先注意的:
(1)碳酸锂的年产量是否能够快速提高(2007年约为80000吨)。
(2)获取已知和潜在矿藏的机会。
(3)在非汽车领域的锂的消耗情况,特别是在移动通讯终端设备的电源上使用的锂。
(4)混合动力车、Plug-In混合动力车或者电动汽车在市场上的覆盖面。
(5)电池回收和循环再利用。
(四)德国支持电动汽车发展的其他措施
电动汽车的市场成果可以从整体上改变电网用户的消费行为,特别是涉及电网负荷高峰期和错峰避峰用电的场合。如果在某些区域出现了由于电动汽车的负荷显著增加导致的网络瓶颈,就可以对这种以市场为基础的管理机制进行验证,看管理机制是否有效。
为了实现具备成本效益的电力供应,需要建立电力供应的规范化机制。其中一个方法就是,通过今天在家用电力供应中已经使用的针对不同负荷定价的手段调整消费行为。通过合适的资费标准(如分时电价、分负荷电价)给消费者发出明确的价格信号,引导和优化消费者的充电行为,实现电动汽车对电能的最佳经济性利用。当然,消费者也可以要求有足够的灵活性,任何时候都可以充电。如果消费者的便利性受到了损害,那么,该类型车辆要进入市场就会受到阻碍。
对电动汽车使用者的优待,例如提供特别行车道、特殊停车场和其他使用便利也能对进一步鼓励私人用户和商业货运交通使用电动汽车。为此需要研究标示电动汽车的方法。
政府采购指南可以在国家部署电动汽车时提供很好的范例。
为了支持电动汽车进入市场,联邦政府在国家研究计划框架下制定了电动汽车市场刺激计划,鼓励实现10万辆电动汽车的销售量。该计划会对企业投资决策产生积极影响,给生产商信心,并会直接推动电动汽车的销售。
总之,电动汽车最终获得推广的前提条件是:包括基础设施在内的总体费用必须能够有竞争力,确保在行业竞争中不再需要长期的财政补贴。
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