德國電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動項目_析德國可持續(xù)發(fā)展

（一）《經(jīng)濟(jì)振興計劃Ⅱ》支持項目

為了盡快使德國工業(yè)在電動汽車領(lǐng)域達(dá)到世界頂尖水平，推動市場發(fā)展，在《經(jīng)濟(jì)振興計劃Ⅱ》中除了已計劃的各項措施之外，還支持了一系列項目。這些項目是德國成為電動汽車應(yīng)用市場的重要前提條件，為減少交通排放作出顯著貢獻(xiàn)。

表7-3顯示的是《經(jīng)濟(jì)振興計劃Ⅱ》框架內(nèi)在電動汽車創(chuàng)新驅(qū)動技術(shù)方面追加的資助和各部門協(xié)調(diào)確定的重點。

表7-3　資助研究項目一覽表

表7-4　行動或項目一覽

（二）《電動汽車國家發(fā)展計劃》支持重點

《經(jīng)濟(jì)振興計劃Ⅱ》制定的發(fā)展目標(biāo)已成為德國向電動汽車引導(dǎo)市場進(jìn)軍道路上的里程碑。在《國家電動汽車發(fā)展計劃》框架內(nèi)，電動汽車各領(lǐng)域研發(fā)工作得到了有針對性的組織和實施。電動汽車領(lǐng)域的創(chuàng)新引發(fā)了車輛技術(shù)、交通運(yùn)輸和能源產(chǎn)業(yè)的深刻變革?！督?jīng)濟(jì)振興計劃Ⅱ》通過支持電動汽車的發(fā)展將對德國未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展、科技進(jìn)步和政府管理產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。《電動汽車國家發(fā)展計劃》作為一個長期項目實施，其設(shè)計實施期限超過10年。重點研發(fā)領(lǐng)域如下：

1.電池與能量存儲器 研發(fā)新型、經(jīng)濟(jì)、高效和可靠的能量存儲器。為電動汽車能量存儲器發(fā)展制定了雄心勃勃的技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。在今后的發(fā)展過程中仍然需付出相當(dāng)大的努力。隨著聯(lián)邦政府資助計劃（第4章）的實施，德國將走上電動汽年能量存儲器的良性發(fā)展道路。相關(guān)支持措施還將通過德國研究聯(lián)合會的高性能鋰電池研究倡議和海姆霍茨大研究中心聯(lián)合在該領(lǐng)域的新優(yōu)先主題得以落實。

《經(jīng)濟(jì)振興計劃Ⅱ》（第5.1章）相關(guān)投資措施為推動研發(fā)工作與企業(yè)緊密結(jié)合，加快推進(jìn)研究成果的市場轉(zhuǎn)化提供了行動基礎(chǔ)。

支持年輕人才的發(fā)展。在《鋰離子電池創(chuàng)新聯(lián)盟2015》框架下，聯(lián)邦教研部將對首批青年研發(fā)群體進(jìn)行資助，以滿足他們未來的發(fā)展需求。為了確保未來德國在該重要技術(shù)領(lǐng)域的競爭力和發(fā)展可持續(xù)性，必須對年輕人才提供系統(tǒng)和全面的資助。

從汽車行業(yè)（純電動汽車和Phug-In混合動力汽車）來看，在中長期最具發(fā)展?jié)摿Φ氖强芍貜?fù)充電的電化學(xué)能量存儲器。特別是鋰離子電池，當(dāng)然zEBRA電池（高溫電池）、氧化還原液流電池和鎂電池也將在未來發(fā)揮重要作用。今后值得期待的是以高能量和高性能為特征的金屬空氣電池（燃料電池）。

2.新材料技術(shù) 發(fā)展高能量、高功率電池的核心任務(wù)就是要研發(fā)第二代到第四代新型電極、電解質(zhì)和隔板技術(shù)，為此，必須開發(fā)更多的新材‘料組合技術(shù)。如：

鋰離子電池可以劃分若干代。第一代鋰離子電池采用鈷酸鋰陰極材料技術(shù)，電池陽極材料是鋰/石墨，采用有機(jī)電解液和聚乙烯作為隔離物。這類電池已經(jīng)在筆記本電腦和手機(jī)市場得到了使用，其主要問題是能量密度低、安全性不高。第二代鋰離子電池采用鐵磷酸鹽作為陰極、鋰/碳材料作為陽極，電解質(zhì)與一代相同，隔離物采用聚合物或陶瓷膜。在未來，柔韌的、陶瓷的、納米結(jié)構(gòu)的、特別是膜結(jié)構(gòu)的隔離物將取代目前技術(shù)。這就是具有高熔點隔離物的第三代鋰離子電池，第三代電池的高壓陰極采用了不同的鋰金屬氧化物或者鋰鐵磷酸鹽材料，也可能是這些材料與其他金屬材料的混合。電池陽極由：鋰/碳/硅/錫組合材料、鋰鈦酸鹽或硅碳納米管等制成。目前，特別是第一類組合材料在充放電過程中存在著顯著的容量變化問題，需要開發(fā)新型的電解質(zhì)（優(yōu)化聚合物電解質(zhì)，無機(jī)電解質(zhì)和離子液體，實現(xiàn)電池電壓增加到6V的目標(biāo)）。從長期來看，第四代鋰離子電池將以先進(jìn)性和高性能為顯著特征。目前，很多不同的電極系統(tǒng)還有待研究，如金屬空氣即鋰/空氣和鋰/硫電池，或鎂電池。

一般技術(shù)路線是：抑制表面鈍化（研究固體電解質(zhì)界面膜（SEI）），優(yōu)化電極結(jié)構(gòu)（采用與納米復(fù)合材料提高電極結(jié)構(gòu)的性能），替代鈷材料（該材料有毒，資源稀缺且價格昂貴），該材料主要應(yīng)用在涂層組件上來增加導(dǎo)電性。

3.高效電池與溫度管理 溫度管理研究對于先進(jìn)高性能電池的發(fā)展是必需的。每個電池模塊必須經(jīng)過長期的監(jiān)測和測試（電壓、電流、溫度和負(fù)載條件）。需要有針對性地研發(fā)電池的充放電過程，優(yōu)化工作溫度以及其他可能的冷卻措施（以提升電池性能、安全性和耐久性）。

4.安全措施 除了技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性外，電池的安全性要求對電動車輛來說具有特別重要的意義。電池的高能量密度與高安全性要求是相互沖突的。這就需要通過使用適當(dāng)?shù)碾姵馗綦x物等方式盡量減少電池燃燒爆炸的危險。關(guān)鍵是要應(yīng)用無爭議，并相互協(xié)調(diào)優(yōu)化的電池電極和電解質(zhì)材料。通過發(fā)展適用的電池過載保護(hù)技術(shù)來完善必要的安全措施。

5.計算機(jī)模擬 利用計算機(jī)模擬技術(shù)可以更好地了解在不同電池系統(tǒng)中的化學(xué)，電子和電化學(xué)過程的表現(xiàn)（特別是鈍化和退化過程）。利用建模與仿真技術(shù)可以模擬電池和電池組在實際運(yùn)行中的情況，如為分析電池成分結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行長期運(yùn)行模擬，以及為分析電池磁滯現(xiàn)象而模擬周期性的重復(fù)充放電過程。計算機(jī)模擬技術(shù)也可以用來檢測電池使用壽命，從而縮短新電池系統(tǒng)的開發(fā)時間、降低設(shè)計成本。

6.測試和驗證 測試和驗證技術(shù)對于部件和能量存儲子系統(tǒng)開發(fā)都很重要。一致性的充電狀況和老化情況測試程序是發(fā)展新的充放電策略的需要。另外，在電池大規(guī)模生產(chǎn)過程中也需要對電池的安全性進(jìn)行全面測試和驗證。

7.發(fā)展精確成熟的流程工藝 發(fā)展精確成熟的流程工藝是確保先進(jìn)高性能電池質(zhì)量的要求。流程工藝的發(fā)展必須符合目前最先進(jìn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。因此，為了實現(xiàn)電極、電解質(zhì)、隔離物材料的大批量生產(chǎn)，進(jìn)一步優(yōu)化電池部件的連接，就必須發(fā)展可靠的生產(chǎn)流程工藝。

8.循環(huán)利用 需要特別關(guān)注廢舊電池金屬材料的市場回收利用（如鋰、鈷、錳、鎳、鈦等）和廢舊電池電解質(zhì)的市場回收利用（有機(jī)的、離子的、導(dǎo)電鹽）?？紤]到有些電池原料的稀缺性，應(yīng)該對其特定材料成分進(jìn)行需求分析并確定實際原料資源。尤其是要注意確定戰(zhàn)略金屬資源（如鈷元素）的來源供應(yīng)。同樣，也要綜合考慮相關(guān)法律法規(guī)的執(zhí)行（如在《歐盟電池指令》中要求：鋰離子電池回收率至少要達(dá)到50%）。在該方面越來越需要對電池回收利用的設(shè)計有一個系統(tǒng)清晰的認(rèn)識，電池的各組成部分和電極都含有不同的可回收利用材料。根據(jù)金屬和電解質(zhì)同收利用的經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)性目標(biāo)，提供智能化綜合回收利用方案。另外，至關(guān)重要的是發(fā)展和應(yīng)用在安全、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)方面都能夠接受的原材料回收利用與再生產(chǎn)流程。德國還必須進(jìn)一步提高不同材料組合電池的回收利用率和經(jīng)濟(jì)性，開展回收利用能力建設(shè)。總的來說，實現(xiàn)電池的高回收率意義重大。

9.發(fā)展雙層電容器 除了電池外，雙層電容器也是電動車輛另一個重要可選擇應(yīng)用。雙層電容器具有高容量和充電快速等特點，因此將成為未來高能量密度電池的有力補(bǔ)充。其研發(fā)目標(biāo)是：增加鋰離子電池有效存儲容量，擴(kuò)展工作溫度領(lǐng)域，并將生產(chǎn)成本降低到市場接受范圍內(nèi)。研發(fā)內(nèi)容主要包括：批量化和規(guī)模化生產(chǎn)模式，在一定原材料、工藝參數(shù)和環(huán)境下確保生產(chǎn)的可重復(fù)性及環(huán)境安全性。

10.電動交通車輛技術(shù) 在《國家電動汽車發(fā)展計劃》的框架內(nèi)，高能效電動汽車車輛技術(shù)有兩個發(fā)展路線：從短期看以當(dāng)前車輛設(shè)計為基礎(chǔ)，一是純電力驅(qū)動，二是Plug-In混合驅(qū)動。這些車輛將開展小規(guī)模生產(chǎn)和測試。它們主要用于場地測試研究，來收集用戶反饋和評估技術(shù)部件性能。在現(xiàn)有相關(guān)措施和《經(jīng)濟(jì)振興計劃Ⅱ》支持下，根據(jù)工作進(jìn)度安排首批小規(guī)模的測試車隊將在2011年底建成。

人們認(rèn)識到要向電動交通過渡就必須具備生產(chǎn)各類型高性能電動車輛的能力。從目前情況看，電動交通將首先在小型城市交通車輛市場領(lǐng)域擴(kuò)大份額。隨后，再向更高性能級別的車輛市場領(lǐng)域發(fā)展。

根據(jù)不同車型和性能對未來電器系統(tǒng)發(fā)展提出了不同需求，這些需求只有通過現(xiàn)有技術(shù)與待發(fā)展技術(shù)的集成創(chuàng)新才能得以實現(xiàn)。因此，發(fā)展電動汽車的能量存儲、電動推進(jìn)系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)就需要對材料、配件、電路設(shè)計和系統(tǒng)集成等技術(shù)開展長期研發(fā)。

在《國家電動汽車發(fā)展計劃》框架下，場地測試研究與全新電能存儲與驅(qū)動車設(shè)計開發(fā)將實現(xiàn)銜接。此外，車輛設(shè)計還取決于車輛的使用目的。未來對于高效率電動汽車推動的力度將大于傳統(tǒng)動力驅(qū)動車輛。目前面臨的挑戰(zhàn)是場地測試的新車在行駛里程和動力性能方面依然不足，還需要對電力驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。未來電動汽車各方面性能至少能夠被廣大消費(fèi)者所接受。

為了實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性和市場認(rèn)可，需要對Plug-In混合動力汽車和電動汽車?yán)^續(xù)進(jìn)行改進(jìn)，包括優(yōu)化電力系統(tǒng)，電子和機(jī)械部件等。

11.發(fā)動機(jī)和配件 混合動力和電動汽車的電動機(jī)效率非常重要，包括動力和發(fā)電兩方面。下面將對不同種類發(fā)動機(jī)，以及其使用的材料等問題給予說明。這里對不同工作模式、操控、能源存儲器和車輛大小的需求進(jìn)行系統(tǒng)分析。

（1）開發(fā)和選擇合適的電動機(jī)設(shè)計（例如：永磁同步電動機(jī)、永磁異步電動機(jī)，或者橫向磁場電動機(jī)，開關(guān)磁阻電機(jī)），實現(xiàn)性能、尺寸、重量及安全性和經(jīng)濟(jì)性等方面的最優(yōu)化（也可通過輪邊電動機(jī)技術(shù)實現(xiàn)）。

（2）開發(fā)和優(yōu)化電子部件，如制動能量回收系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)等。

（3）應(yīng)用燃料電池為純電動汽車提供更多電力（續(xù)駛里程延長裝置）。

（4）開發(fā)適合混合動力汽車的專用內(nèi)燃機(jī)（續(xù)駛里程延長裝置）。

從內(nèi)燃機(jī)自身也可以看到內(nèi)燃機(jī)和電動機(jī)相結(jié)合的潛在優(yōu)勢。比如為發(fā)動機(jī)提供“瘦身”的可能性，與原來內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動相比（不包括組合裝置）混合動力驅(qū)動裝置的重量并沒有增加。當(dāng)完成從發(fā)動機(jī)控制到實時控制的過渡后，良好的調(diào)控將使車輛的減排和節(jié)能能力實現(xiàn)提升兩位數(shù)。為此，必須大幅提高當(dāng)前汽車控制轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和電路系統(tǒng)的計算處理能力和可靠性。

按照“續(xù)駛里程延長裝置”的理念，電動車輛設(shè)計將采用小型內(nèi)燃機(jī)或燃料電池作為輔助動力來源。它與混合動力車輛不僅在設(shè)計尺度方面不同，而且在工作特性和工作機(jī)制方面也不相同。

12.驅(qū)動系統(tǒng)集成 優(yōu)化整體驅(qū)動系統(tǒng)或單個部件的效率、重量、體積、成本、質(zhì)量、安全性、可靠性、功率密度和使用材料，在車輛設(shè)計中進(jìn)行系統(tǒng)集成。根據(jù)車輛的大小與用途優(yōu)化車輛電力驅(qū)動系統(tǒng)，特別是要實現(xiàn)它與車輛系統(tǒng)的相互整合（比如駕駛與安個系統(tǒng)）。

13.傳動裝置傳動裝置是車輛驅(qū)動和實現(xiàn)不同驅(qū)動形式轉(zhuǎn)換的重要部件。明確需要對該領(lǐng)域的部件生產(chǎn)和發(fā)展戰(zhàn)略進(jìn)行優(yōu)化。為了實現(xiàn)機(jī)械聯(lián)合驅(qū)動（內(nèi)燃機(jī)和電動機(jī)）就需要建立合適的機(jī)械耦合傳動裝置，如行星齒輪變速器。根據(jù)不同的生產(chǎn)戰(zhàn)略，很多電路組件的運(yùn)行效率并不總是最優(yōu)化的。裝備傳動效率達(dá)98%，而這樣的配置無法實現(xiàn)生產(chǎn)戰(zhàn)略的差異化。電磁傳感器介質(zhì)將成為進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn)傳動裝置的研究領(lǐng)域。為了實現(xiàn)兩種驅(qū)動方式（內(nèi)燃機(jī)和電動機(jī)）結(jié)合，必須應(yīng)用如行星齒輪組等傳動裝置技術(shù)。

14.優(yōu)化電子控制技術(shù) 電動汽車各個部分是通過控制器和變流器來連接的。這些電子元件控制車輛的電器部件（能量存儲器，動力馬達(dá)，輔助裝置等），實現(xiàn)車輛的能源供應(yīng)。通過調(diào)節(jié)驅(qū)動或能量回收階段的電流和電壓可以顯示內(nèi)部轉(zhuǎn)換帶來的損耗?？紤]到電動汽車的動力裝置、使用年限以及降低結(jié)構(gòu)空間和技術(shù)成本（如冷卻）的需求，就要優(yōu)化車輛電子組件控制技術(shù)、應(yīng)用新型半導(dǎo)體材料。這在很大程度上有賴于電子控制技術(shù)水平的提高。為了滿足不同類型車輛的需要，就要在材料、零部件、電路設(shè)計和系統(tǒng)集成領(lǐng)域開展長期研發(fā)。

15.設(shè)備更新 研究混合動力即Plug-In混合動力車輛技術(shù)低成本更新的可行性。

16.安全和電磁兼容性 電動汽車在安全領(lǐng)域帶來了許多新的挑戰(zhàn)：除了對電池安全性要求外還有對電子部件的安全性要求，特別是車輛的結(jié)構(gòu)必須確保在事故發(fā)生后乘客和救援人員的安全。這就需要研發(fā)合適的高電壓電力驅(qū)動系統(tǒng)的絕緣、識別和關(guān)閉技術(shù)。

此外還要實現(xiàn)車輛電子部件的電磁兼容性。一方面保護(hù)電子元件抵抗超額電壓，另一方面減少電力驅(qū)動電子部件與其他部件間的相互干擾，以及其對環(huán)境、健康的影響。

由于電動發(fā)動機(jī)噪音很低，為了保護(hù)易受傷害的道路行人安全就要求有全新的交通安全設(shè)計。自感應(yīng)傳感器和車輛通訊等主動安全系統(tǒng)將發(fā)揮關(guān)鍵的作用。

從長期來看，未來電動車輛與常規(guī)動力汽車至少保持相同的安全性將成為德國產(chǎn)品與遠(yuǎn)東地區(qū)競爭對手相比最重要的特點。

17.可靠性 除了具有技術(shù)可行性外，可靠性也是車輛電氣/電子系統(tǒng)未來面臨的一個重要問題。雖然單個電子元件錯誤概率很低，但由于電子元件數(shù)量龐大，基于目前車輛情況推測（2009年標(biāo)準(zhǔn)），大約每200輛中高級汽車就有一輛在交貨出廠時存在電子部件錯誤問題。而且車輛電子元件數(shù)量越多，某個錯誤傳遞導(dǎo)致一組電子部件失靈的可能性也就越大。隨著車輛電氣化程度增加，就需要全新的設(shè)計來避免此類錯誤的發(fā)生，以增加電氣/電子元件可靠性。

18.制冷 需要對電動車輛的驅(qū)動和電池散熱要求進(jìn)行評估。利用余熱來驅(qū)動車輛空調(diào)系統(tǒng)或者帶動熱電系統(tǒng)產(chǎn)生電能。

19.車輛技術(shù) 新動力系統(tǒng)與車輛技術(shù)和車載電子技術(shù)領(lǐng)域的優(yōu)化集成，為整車系統(tǒng)進(jìn)一步改善提供了潛力。車輛部件的電氣化使提高生產(chǎn)用車和乘用車的能源利用效率成為可能，總的來看電力驅(qū)動是最具有吸引力的。比如像城市公交車的開門裝置和工作車輛的輔助設(shè)備等部件集成了綜合能源管理技術(shù)。特別是供暖和空調(diào)設(shè)備（包括電池空調(diào)）領(lǐng)域不斷出現(xiàn)創(chuàng)新性方案（例如：余熱利用、太陽能）。

混合動力汽車動力系統(tǒng)管理研究初步顯示，了解車輛行駛路線信息與優(yōu)化車輛能源消耗是相關(guān)的。重要的是要研究在何種路況下，動力系統(tǒng)的潛力可得到更好應(yīng)用和發(fā)揮。這可以與車輛導(dǎo)航，車載駕駛信息與輔助駕駛系統(tǒng)集成應(yīng)用。通過分析已知路況信息（如拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、交通狀況、速度等），能夠給駕駛者提供最節(jié)能和最快速的車路線選擇。車間通信或?qū)Ш椒?wù)領(lǐng)域還有進(jìn)一步優(yōu)化的潛力，而這最終將取決于地圖提供商是否愿意提供和更新適當(dāng)信息。

20.基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)與系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)集成 建設(shè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施是電動車輛市場導(dǎo)入階段實現(xiàn)充電和繳費(fèi)結(jié)算的需求。先進(jìn)通信技術(shù)的應(yīng)用是至關(guān)重要的因素之一。隨著電動汽車的發(fā)展，對車輛的電力供應(yīng)將占電力需求的很大部分，大量的汽車電池將成為電力網(wǎng)組成部分，同時可再生能源將在能源供應(yīng)方面作出更大貢獻(xiàn)，以上這些都需要通過技術(shù)發(fā)展來得以解決。在市場導(dǎo)入階段，未來網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將出現(xiàn)交互式充放電裝置、全程網(wǎng)絡(luò)管理戰(zhàn)略、全新的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成和變化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等新變化。

在聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)部實施的《電力經(jīng)濟(jì)關(guān)鍵要素資助倡議：存儲、網(wǎng)絡(luò)、整合》框架內(nèi)，依托《經(jīng)濟(jì)振興計劃Ⅱ》的支持，德國的電動汽車戰(zhàn)略將逐步完成發(fā)展、測試和市場化轉(zhuǎn)換。通過發(fā)展和應(yīng)用先進(jìn)的測試設(shè)備和測試網(wǎng)絡(luò)組件，將為未來構(gòu)建高效網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)基礎(chǔ)。在能源項目研究框架下，未來網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施將實現(xiàn)無縫連接。這包括概念研究，對大規(guī)模乘用車領(lǐng)域應(yīng)用混合動力和電動汽車帶來的影響開展研究。在考慮可再生能源特點的情況下，制定發(fā)電與輸電的高峰期解決方案。為此，還要考慮到德國對歐洲電力傳輸協(xié)調(diào)聯(lián)盟承諾的義務(wù)。在此基礎(chǔ)上對發(fā)電廠、輸電網(wǎng)絡(luò)和能源需求進(jìn)行評估，并確定國家氣候政策。積極開展經(jīng)濟(jì)性、可行性和制約因素分析，明確技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面的現(xiàn)狀和限制。

21.發(fā)電和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施 由于需要長期資本投入，電力和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的技術(shù)設(shè)備更新非常緩慢。但從長遠(yuǎn)來看，為實現(xiàn)更高的電力供應(yīng)效率而制定新的網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)略是必要的。該領(lǐng)域研究發(fā)展目標(biāo)是：在充分利用既有發(fā)電廠和輸電網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，逐步優(yōu)化部分網(wǎng)絡(luò)部件，降低電力網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷、減少余量儲備、提高可再生能源份額。為此，將在能源研究框架下，發(fā)展網(wǎng)絡(luò)局部與系統(tǒng)的管理控制，建設(shè)基于能源聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的分散式能源供應(yīng)與存儲試點。同時，能源供應(yīng)商、城市規(guī)劃部門、市政部門和消費(fèi)者的廣泛參與將發(fā)揮關(guān)鍵性作用。能源公司、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商、停車場業(yè)主和電池制造商將根據(jù)不同運(yùn)營模式的需求，共同致力于相關(guān)技術(shù)設(shè)計的發(fā)展完善。

22.車輛網(wǎng)絡(luò)接口 必須為車輛網(wǎng)絡(luò)接口研發(fā)適合的基礎(chǔ)設(shè)施和裝備。這包括充電和網(wǎng)站設(shè)備，以及控制器、儀表和測量設(shè)備。為了使發(fā)電、配送和儲存工作相協(xié)調(diào)，還需要開發(fā)和測試新型網(wǎng)絡(luò)通信結(jié)構(gòu)（智能計量）。為此，網(wǎng)絡(luò)方面的限制必須與動力電池充電情況和大多數(shù)車輛運(yùn)行狀況協(xié)調(diào)一致。此外，考慮到經(jīng)濟(jì)和競爭力還要對最后一組環(huán)境變量：稅收標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)算方式和數(shù)據(jù)保護(hù)情況等進(jìn)行研究和測試。

在國際領(lǐng)域，將重點支持未來歐盟內(nèi)電動車輛和電力網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域智能網(wǎng)絡(luò)管理的跨系統(tǒng)交互作用。目標(biāo)是更好地實現(xiàn)可再生能源與分布式發(fā)/供電體系的整合。在國際合作方面，德國將關(guān)注并支持國際能源機(jī)構(gòu)（IEA）在電動和混合動力汽車網(wǎng)格化領(lǐng)域的相關(guān)工作。

23.電動汽車信息通訊技術(shù) 在聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)部（《面向電動汽車的信息通訊技術(shù)》）和環(huán)境部（《智能網(wǎng)絡(luò)、可再生能源與電動汽車》）研究計劃支持下，將開展電動汽車與電力網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施間相互作用的基礎(chǔ)研究。2009～2011年，共有5700萬歐元研究經(jīng)費(fèi)投入。這兩個《E-Energy》計劃的目標(biāo)是：以現(xiàn)代信息和通信技術(shù)為支撐，開展電動和混合動力汽車與現(xiàn)有能源和交通網(wǎng)絡(luò)集成的研發(fā)與測試。重點任務(wù)包括：開發(fā)以信息通信技術(shù)為基礎(chǔ)的收費(fèi)，控制和結(jié)算基礎(chǔ)設(shè)施，并以此為基礎(chǔ)發(fā)展相應(yīng)的商業(yè)服務(wù)模式和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。開展電動汽車作為移動能源儲存器的潛力，以及電動汽車市場優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)管理方面的研究。為此，需要對車輛、運(yùn)輸和能源等領(lǐng)域的信息通訊技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行集成優(yōu)化。逐步開展持續(xù)綜合數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、智能引導(dǎo)系統(tǒng)、電池交流充電與更換站的建設(shè)與測試工作。此外，研究利用信息通信技術(shù)調(diào)控車輛電池充/放電過程與電力供需、車輛能量存儲潛力以及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)如負(fù)荷高峰時住戶電力供應(yīng)（智能家庭）間的相互關(guān)系。為了保證未來市場能夠接受電動汽車，應(yīng)研發(fā)測試客戶友好型的結(jié)算和漫游模式。這將在公共旅客運(yùn)輸方面發(fā)揮關(guān)鍵作用（如集成充電站的停車換乘停車場（P+R））。

（三）德國電動汽車發(fā)展的框架條件

為了給電動汽車發(fā)展創(chuàng)造良好的框架條件，聯(lián)邦政府將密切跟蹤兩個主要目標(biāo)：一、在新上牌的車輛里盡可能多地增加電動汽車的份額；二、資助電動汽車使用從可再生能源里產(chǎn)生的電能。要將電動汽車成功地導(dǎo)入市場并進(jìn)一步推廣，就必須有簡便易行、費(fèi)用清晰的充電方式。因此目標(biāo)是建設(shè)方便電動汽車在家和行車途中充電的基礎(chǔ)設(shè)施。只有給消費(fèi)者提供充足的充電場所、可衡量的充電價格，才‘能使他們對電動汽車感興趣。

1.可再生能源 通過使用可再生能源可以讓電動汽車充分發(fā)揮它的生態(tài)創(chuàng)新潛力。根據(jù)一項能源利用率的評估，電動汽車如果使用傳統(tǒng)的電力來源，相對于高效率的內(nèi)燃機(jī)汽車來說在二氧化碳排放方面的優(yōu)勢微乎其微，因為傳統(tǒng)的發(fā)電方法會產(chǎn)牛大量二氧化碳排放。只有使用可再生能源轉(zhuǎn)化的電力，電動汽車才‘是真正的零排放汽車。要實現(xiàn)這個目標(biāo)，就必須大力發(fā)展可再生能源、進(jìn)一步提高能源利用效率-同時這也有利于減少越來越昂貴的能源進(jìn)口，確保德國的能源供應(yīng)安全。

出于這個原因聯(lián)邦政府想通過發(fā)展可再生能源滿足電動汽車產(chǎn)生的額外電力需求。電動汽車引起的電力消耗只占德國電力總消耗的相對較少的份額。如果德國有100萬輛全電動汽車，大約只需要德國電力總消耗的0.3%。從中期來看（到2020年）電力消耗肯定不會突破這樣的規(guī)模，當(dāng)然從長期來看電動汽車消耗的電力份額會越來越大。如果把今天乘用車運(yùn)行總里程的三分之一都替換成電力驅(qū)動（預(yù)計要到2020年以后才能實現(xiàn)），也只占德國現(xiàn)有電力消耗總量的5%。

盡管額外增加的電力需求相對較小，但是新的電力需求對于能源、工業(yè)界受排放配額限制的行業(yè)的影響也必須進(jìn)行評估。這是因為，電動汽車產(chǎn)生的電力需求涉及二氧化碳排放上限的問題，這不會影響到交通部門，而是這些受排放配額影響的部門。

公眾誤把電動汽車和發(fā)電過程中產(chǎn)生的新的排放聯(lián)系在一起。因此要避免這樣一種狀況，即由于公眾心目中的錯誤印象加大了電動汽車的市場準(zhǔn)入的難度。要向公眾強(qiáng)調(diào)電動汽車環(huán)保的一面，特別是電動汽車提高了總體能源效率，從中期來看幾乎不會增加電力需求，而且通過“能源和氣候綜合計劃”所確定的可再生能源發(fā)電技術(shù)，可以真正做到低排放行駛。

這些措施也有助于達(dá)到《歐盟可再生能源資助指令》（全稱《歐盟議會和歐盟委員會關(guān)于在歐盟內(nèi)部電力市場資助可再生能源發(fā)電的指令》）所規(guī)定的可再生能源在交通領(lǐng)域的最低百分比目標(biāo)，也就是到2020年可再生能源的比例要達(dá)到10%。目前根據(jù)可再生能源占全國或者全歐盟電力結(jié)構(gòu)的比例已經(jīng)制定了補(bǔ)貼額度。

此外電動汽車還能促進(jìn)智能管理電網(wǎng)建設(shè)和可再生能源發(fā)電存儲，在這方‘面具有重要的經(jīng)濟(jì)潛力。這樣可以最大程度地利用這項技術(shù)的優(yōu)勢，幫助提高德國電力結(jié)構(gòu)中可再生能源發(fā)電的比例（例如可以補(bǔ)償風(fēng)力發(fā)電的并網(wǎng)電量不穩(wěn)定問題）。只要在智能電網(wǎng)的載荷、存儲管理框架下，使電動汽車的電池充電時間點適應(yīng)電網(wǎng)整體用電需求以及太陽能、風(fēng)能等可再生能源發(fā)電的可用時間，就有助于可再生能源發(fā)電更好地融入德國整體電網(wǎng)系統(tǒng)。

從中長期來看，通過建設(shè)集成信息和通訊技術(shù)的智能電網(wǎng)（Smart Crid），電動汽車的電池可以整合到整體電網(wǎng)中，并在電力調(diào)配、存儲、負(fù)荷管理和電網(wǎng)穩(wěn)定方面發(fā)揮積極作用。例如汽車上安裝的智能電表可以從電網(wǎng)中獲得信號，什么時間給汽車電池充電最合適，費(fèi)用最低。切合消費(fèi)者個人需要的充電方案也成為可能：如果很快就需要繼續(xù)行駛就用快速充電；如果在是過夜或者周末不急于駕駛就可以用慢速充電。通過引入分時電價等手段，滿足消費(fèi)者個性化的充電和車輛維護(hù)需求，并引導(dǎo)消費(fèi)者選擇最優(yōu)化的充電方案，使之與可再生能源發(fā)電并網(wǎng)時存在的電量波動的情況相適應(yīng)。

比在負(fù)荷管理體系中向電動汽車電池存入能量更重要的是，從長期來看，電池要具備把電能反饋回電網(wǎng)的能力，并為保證電網(wǎng)的穩(wěn)定功率作貢獻(xiàn)。很大數(shù)量的電動汽車可以形成一個虛擬電站，和一套集中管理的設(shè)施一起產(chǎn)生可再生能源。這樣一個體系可以對平衡整個地區(qū)內(nèi)的能源供給和消耗起到重要作用。理論上這約100萬輛電動汽車的蓄電能力是現(xiàn)有的所有抽水蓄能電站的容量的兩倍。這樣就可以充分利用電網(wǎng)負(fù)荷低谷時間段的可再生能源電力。為了使進(jìn)一步促進(jìn)可再生能源和電動汽車的優(yōu)勢互補(bǔ)，需要實施以下措施：

在可再生能源法的框架內(nèi)，考慮尋求建立適合電動汽車的可再生能源發(fā)電的系統(tǒng)集成措施。（根據(jù)法律第64章第一節(jié)第六點）

在2013年將對《乘用車二氧化碳排放法規(guī)》（13章第5節(jié)）中的特定排放目標(biāo)進(jìn)行評估，在磋商中要爭取實現(xiàn)對使用可再生能源的電動汽車在排放限值鼓勵措施方面給更多的補(bǔ)貼。此外還要確保乘用車二氧化碳排放法規(guī)的排放目標(biāo)更有效率地得以實現(xiàn)。

在德國要實現(xiàn)電動汽車所使用的可再生能源電力，都能享受到《歐盟可再生能源資助指令》確定的交通領(lǐng)域國家目標(biāo)的獎勵措施。

2.標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化 德國政府資助私營機(jī)構(gòu)組織的在電力驅(qū)動交通領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)制定和標(biāo)準(zhǔn)化活動。這對德國經(jīng)濟(jì)的成功定位很重要，同樣重要的是在制定電力驅(qū)動交通相關(guān)技術(shù)解決方案的時候加強(qiáng)這方面的標(biāo)準(zhǔn)化和制定公開標(biāo)準(zhǔn)。在國際環(huán)境下盡早地導(dǎo)入技術(shù)規(guī)范將對電力驅(qū)動交通的發(fā)展產(chǎn)生持續(xù)影響。

電力驅(qū)動交通無國界，電動汽車產(chǎn)品也應(yīng)可以在全球范圍內(nèi)銷售，囚此需要國際標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化（例如在通用連接接口、消耗功率或者安全措施方面）。作為世界領(lǐng)先的出口大國，德國必須及早主動行動。在這方面國際標(biāo)準(zhǔn)長期服務(wù)于國際商品流通領(lǐng)域。為了實現(xiàn)這一點，德國必須盡早對制標(biāo)過程施加影響，確保德國經(jīng)濟(jì)從中獲益。利用國家標(biāo)準(zhǔn)化還能夠立竿見影地促進(jìn)和鼓勵創(chuàng)新（如通過制定所謂的規(guī)范）。除了技術(shù)接口外還應(yīng)該重視質(zhì)量、安全和環(huán)境保護(hù)方面的標(biāo)準(zhǔn)化工作。

標(biāo)準(zhǔn)化和標(biāo)準(zhǔn)的核心挑戰(zhàn)在于：

電動汽車發(fā)展的關(guān)鍵囚素是能量存儲裝置。標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化要特別規(guī)定其中必要的安全要求、性能要求和抗損耗指標(biāo)。由此產(chǎn)生的能源存儲裝置的有關(guān)信息能增加市場的透明度。

標(biāo)準(zhǔn)化的部件和接口，特別是在未來的電動汽車高壓電網(wǎng)中的有關(guān)部件和接口，將使市場更加開放，減少市場上不同廠家因為標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一產(chǎn)生的壁壘。標(biāo)準(zhǔn)對系統(tǒng)和部件的性能和指標(biāo)要求有助于促進(jìn)高能效、低成本的新技術(shù)的應(yīng)用。標(biāo)準(zhǔn)對于材料、測量方法和質(zhì)量以及質(zhì)量安全都要提出要求。對于新型驅(qū)動概念來說，人機(jī)交互界面的標(biāo)準(zhǔn)化也是必要的。

充電站也要標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。這也包括待研發(fā)的充電計量技術(shù)和計費(fèi)系統(tǒng)。未來的公共充電站必須能夠適應(yīng)所有的輸電方式，使每一種車型都能夠無障礙的使用。不提倡每個廠商都單獨(dú)建立自己的充電站為自己的客戶服務(wù)。電動汽車的電力供應(yīng)和家用電力供應(yīng)一樣要有競爭機(jī)制。

在電動汽車的軟硬件架構(gòu)中集成標(biāo)準(zhǔn)化的充電接口是一個重要的挑戰(zhàn)。充電站和能量存儲裝置之間的接口和電網(wǎng)智能負(fù)荷調(diào)整、電網(wǎng)應(yīng)用與支持一樣都具有重要意義。

要制定電動汽車的安全標(biāo)準(zhǔn)要求（碰撞要求、急救和救護(hù)等問題）。

最后還要制定商業(yè)模式的標(biāo)準(zhǔn)并實施標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)作，這樣有利于將來例如在制定標(biāo)準(zhǔn)格式合同的時候減少交易成本。除了考慮到方便交易、明晰費(fèi)用外，同時還要考慮保護(hù)消費(fèi)者的數(shù)據(jù)安全和隱私。

3.工作和職業(yè)資格 電力驅(qū)動交通的發(fā)展會導(dǎo)致很多今天從事汽車及零配件產(chǎn)業(yè)的勞動者的職業(yè)變化。這些影響工作職位的問題應(yīng)該通過和主管行業(yè)協(xié)會與雇員代表密切協(xié)商來解決。德國要成為電力驅(qū)動交通的市場領(lǐng)先國家，很重要的一個前提條件就是，要對汽車工業(yè)、修車行業(yè)、銷售行業(yè)和其他汽車行業(yè)的從業(yè)人員進(jìn)行職業(yè)資格認(rèn)證和繼續(xù)教育。

作為一項積極的應(yīng)對措施，要和工業(yè)界與雇員代表-起倡議加強(qiáng)電動汽車相關(guān)領(lǐng)域的這些職業(yè)培訓(xùn)：工程領(lǐng)域?qū)W習(xí)、博士計劃、在大學(xué)和研究所的研究重點、技師和工藝專家的工業(yè)培訓(xùn)。

還有一個重點是那些今天已經(jīng)在工業(yè)領(lǐng)域工作的專業(yè)人員。通過專注于德國整個產(chǎn)業(yè)鏈條中最核心的部分，可以降低即將到來的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型帶來的社會成本，維持并創(chuàng)造工作崗位。

4.原材料供應(yīng) 在動力電池方面最重要的原料是鋰，關(guān)于鋰的總儲量評估存在很大的差異。單純的鋰礦的總儲量還不是評估未來汽車電池鋰可用性的主要因素，以下和時間有關(guān)的因素是必須要首先注意的：

（1）碳酸鋰的年產(chǎn)量是否能夠快速提高（2007年約為80000噸）。

（2）獲取已知和潛在礦藏的機(jī)會。

（3）在非汽車領(lǐng)域的鋰的消耗情況，特別是在移動通訊終端設(shè)備的電源上使用的鋰。

（4）混合動力車、Plug-In混合動力車或者電動汽車在市場上的覆蓋面。

（5）電池回收和循環(huán)再利用。

（四）德國支持電動汽車發(fā)展的其他措施

電動汽車的市場成果可以從整體上改變電網(wǎng)用戶的消費(fèi)行為，特別是涉及電網(wǎng)負(fù)荷高峰期和錯峰避峰用電的場合。如果在某些區(qū)域出現(xiàn)了由于電動汽車的負(fù)荷顯著增加導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)瓶頸，就可以對這種以市場為基礎(chǔ)的管理機(jī)制進(jìn)行驗證，看管理機(jī)制是否有效。

為了實現(xiàn)具備成本效益的電力供應(yīng)，需要建立電力供應(yīng)的規(guī)范化機(jī)制。其中一個方法就是，通過今天在家用電力供應(yīng)中已經(jīng)使用的針對不同負(fù)荷定價的手段調(diào)整消費(fèi)行為。通過合適的資費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)（如分時電價、分負(fù)荷電價）給消費(fèi)者發(fā)出明確的價格信號，引導(dǎo)和優(yōu)化消費(fèi)者的充電行為，實現(xiàn)電動汽車對電能的最佳經(jīng)濟(jì)性利用。當(dāng)然，消費(fèi)者也可以要求有足夠的靈活性，任何時候都可以充電。如果消費(fèi)者的便利性受到了損害，那么，該類型車輛要進(jìn)入市場就會受到阻礙。

對電動汽車使用者的優(yōu)待，例如提供特別行車道、特殊停車場和其他使用便利也能對進(jìn)一步鼓勵私人用戶和商業(yè)貨運(yùn)交通使用電動汽車。為此需要研究標(biāo)示電動汽車的方法。

政府采購指南可以在國家部署電動汽車時提供很好的范例。

為了支持電動汽車進(jìn)入市場，聯(lián)邦政府在國家研究計劃框架下制定了電動汽車市場刺激計劃，鼓勵實現(xiàn)10萬輛電動汽車的銷售量。該計劃會對企業(yè)投資決策產(chǎn)生積極影響，給生產(chǎn)商信心，并會直接推動電動汽車的銷售。

總之，電動汽車最終獲得推廣的前提條件是：包括基礎(chǔ)設(shè)施在內(nèi)的總體費(fèi)用必須能夠有競爭力，確保在行業(yè)競爭中不再需要長期的財政補(bǔ)貼。