王岩庆，周均，丛若晨，王力成，黄一诺，陈道炼

（1.青岛大学电气工程学院，山东 青岛 266071；2.国网浙江诸暨市供电有限公司，浙江 诸暨 311800；3.浙江工业大学信息工程学院，杭州 310014）

0 引言

区块链技术是构建比特币系统的底层技术［1］，数字货币比特币于2008年被提出［2］，在没有任何权威机构统筹下，互不信任的人可以直接采用比特币支付。区块链技术的突出优势是去中心化［3］，依托于智能合约、防篡改、带有数据时间戳等优点，在金融［4］、医学［5］、数据管理［6］、保险［7］等领域得到了广泛的应用。区块链作为可以记录交易数据的去中心化的分布式数据库［8］，其发展可以划分为三代［9］：区块链1.0时期，主要用于比特币等虚拟货币，实现虚拟货币的共识及安全；区块链2.0时期的标志为以太坊等平台的产生，为区块链技术带来了可编写智能合约的平台；而区块链3.0时期进入超越交易外的区块链自治社会阶段［10］。

目前已有众多学者研究了区块链技术在能源互联网中的应用。能源互联网的去中心化、区域自治协同等理念［11］与区块链特点具有一定的相似性，区块链技术特性与能源互联网相结合［12-15］，可进一步推动能源互联网各方面的建设，改变传统能源的交易及管理方式。区块链技术特性与分布式的电能交易相结合［16］，可为电力交易带来技术创新［17-19］，提高交易处理效率，有助于消纳分布式能源。基于区块链技术的分布式账本与微电网拍卖结合［20-21］，使交易更加安全私密［22］，保证用户数据足够安全。

区块链技术的推广不仅对能源领域产生了深刻的影响，也逐步应用于电动汽车电能交易领域［23-25］。电动汽车交易数据庞大且分散，采用传统的中心化交易方式进行数据处理及存储时存在安全性问题，建立点对点电能交易模型，用于智能电网中的电动汽车购买和销售电能［26-27］，可以有效提高电动汽车与充电桩之间交易的安全性。除安全性问题外，远程控制中心处理能源交易决策会导致延迟和网络开销的增加［28］，应用区块链技术的分布式特点，进行去中心化交易处理还可通过多节点对电动汽车请求进行验证，降低了通信和计算成本［29-31］。

总体而言，目前区块链技术在电动汽车领域应用的研究主要集中在金融领域外延的电动汽车电能交易结算方面。然而，随着人们对区块链技术研究的不断深入，其研究范围也从电动汽车电能交易方面逐步触及电动汽车的更多应用领域。例如：基于电动汽车联盟链，可有效解决电动汽车充电困难问题［32］，通过区块链建立充电站充电权拍卖交易模型可保证充电权公开透明［33］，区块链技术与充电桩维运系统结合，可有效保护充电桩维运系统的实用性［34］，通过区块链技术建立电动汽车激励系统，可提高可再生能源的利用率［35］。

随着我国电动汽车行业的迅猛发展，电动汽车领域也面临共享化、智能化、联网化的大变局，区块链技术对于升级电动汽车领域各方面应用将带来颠覆性的突破，全面总结区块链技术在电动汽车领域的应用现状和发展潜力有着十分重要的意义。因此，本文首先分析了区块链技术在电动汽车领域的应用可行性；然后对研究场景进行属性分类后，对各场景的研究现状进行归纳总结；并对区块链技术在电动汽车领域的实际应用进展进行分析；最后，指出了区块链技术在电动汽车领域应用过程中可能面临的挑战并提出了发展意见。

1 区块链技术在电动汽车领域的应用可行性分析

为更好地分析区块链技术在电动汽车领域的应用可行性，本节从电动汽车智能化发展过程中存在的问题入手，分析了区块链技术在电动汽车智能化管理中的应用优势。

1.1 电动汽车智能化发展过程中存在的问题

随着人工智能、大数据、5G等各项新兴技术的持续发展，电动汽车信息的采集、存储及处理变得更为高效便捷。电动汽车的智能化发展是指电动汽车应具有先进的底层操作系统以及信息网络平台，并具备安全性、可靠性等优越性质［36］。然而，电动汽车在智能化发展的同时，也会遭遇以下问题：

1）中心化数据处理问题

在电动汽车的电能交易、充放电调度等应用领域，电动汽车的各项数据都需要汇总到中心化系统进行存储和处理，然而随着电动汽车规模的剧增，中心化系统所承担的数据计算工作也将呈几何形式增长，中心化服务系统将出现难以为继的情况。

2）交易透明问题

在电动汽车零部件供应、电能交易等应用领域，参与主体类型众多，涉及的交易规则复杂，若无法保证交易公开透明，那么各交易主体很容易因为交易规则不清晰的问题而产生纠纷，使得各方主体难以建立相互信任。因此，现实中往往需要第三方管理机构进行交易信任担保，增加了交易的成本。

3）信息安全问题

与现代通信技术进行融合是电动汽车信息智能化发展的特征［37］，而电动汽车各项信息经由无线网络传输时极易被窃取，而且海量电动汽车数据存储在少数中心节点，数据缺少备份，信息安全得不到保证。随着电动汽车联网设备所存储数据的价值的提升，电动汽车联网设备也成为了不法分子恶意攻击的主要对象［38］。

4）自动化推进问题

在电动汽车智能化发展的背景下，各方车企对电动汽车管理的自动化水平也提出了更高的要求，在多方参与情况下，保证事件按照一定规律自动执行是电动汽车智能化发展所面临的重要问题。

1.2 区块链技术在电动汽车智能化管理中的应用优势

区块链技术以数据库为数据操作载体［39］，凭借其分布式结构以及众多技术特点得到了广泛发展。在电动汽车智能化发展的背景下，区块链技术在电动汽车智能化管理中的应用优势体现如下。

1）去中心化：在电动汽车电能交易、集群调度等应用领域，数据分散且复杂，对电动汽车群体进行数据管理时，通过多节点采用分布式数据存储的方式进行数据管理可以提高数据的可靠性。基于区块链的分布式结构，使得交易网络不需要控制中心便可以保证整个数据网络的安全。

2）开放透明：在电动汽车电能安全交易、自动支付等应用场景中，需要一个透明的运行平台保证交易规则的公平开放［40］。区块链运作过程中交易规则公开透明，充分实现了数据的互联共享，可以保证节点之间数据可信。

3）智能合约：智能合约的引入可以为开发者带来更多可操作空间，有助于提升信息处理的效率。智能合约的自动化特性还可保证电动汽车各应用领域在实际运作时无需监管便可以完成自动化运行。

4）可溯源性：区块链系统存储的信息均可以通过其可溯源性的特点实现追踪，类似电动汽车电池溯源、绿色供应链等便是可溯源性的典型应用场景，该特性保证信息不可篡改，可以为监管带来便利。

2 区块链技术在电动汽车领域研究内容的属性分类

从应用场景角度，将区块链技术在电动汽车领域的实际或潜在研究内容划分为价值属性、能量属性和社会属性等3类，表1对各类研究属性的应用场景和区块链技术的主要优势进行了说明。

表1 区块链技术在电动汽车领域应用的属性分类Tab.1 Attribute classification of the application of blockchain technology in the field of electric vehicles

2.1 区块链在电动汽车领域应用的价值属性

区块链在电动汽车领域应用的价值属性是指区块链技术可以为电动汽车自动支付、充放电交易、车网互动环境下电力市场电价博弈等应用场景提供交易透明、信息可查询、结算安全的去中心化交易平台，解决现有电能结算环境下的安全性问题。采用区块链技术进行电动汽车电能结算，无需第三方信任，便可实现交易标准化、电费的自动计量与结算。本节通过电动汽车电能交易、电力市场交易主体多元化发展、智能收费3个方面展开介绍区块链在电动汽车领域应用的价值属性。

2.1.1 电动汽车电能交易

现阶段电力市场的电能交易信息通常是由中心系统进行统一管理［41-42］，但是该管理方式并不能保证电动汽车用户的信息安全，如果中心系统受损可能会出现电动汽车用户信息泄露、数据遗失以及交易信息被篡改等问题。另外，通过远程控制中心进行交易也无法保证用户身份的真实性，可能会出现因用户身份被盗用带来的虚假交易问题［43］。

应用区块链技术后对电动汽车电能交易方面可进行如下改进：

1）分布式信息存储方式使全网交易节点均保留了信息库的完整备份，即使部分节点在受到攻击后出现信息瘫痪的情况，也可以通过其他节点重构交易信息，有效保障电能交易信息不可篡改。

2）通过区块链中的数字加密技术注册并识别用户的身份信息，可以减少用户身份被盗用带来的不可靠电能交易，使用户电能交易安全得到保障。

针对电动汽车电能交易问题，文献［44］提出了一种保护隐私的电动汽车能源交易方案，引入了一种基于区块链的支付系统，有效保护了用户的安全和隐私。文献［45］提出了一种电动汽车隐私保护算法，用以对能源价格的谈判，其研究结果表明，所提出的方案在效率、隐私保护和能源价格等方面均优于传统技术。文献［46］建立了由扩展区块链、公平交易智能合约和V2G隐私保护协议组成的V2G隐私保护公平交换方案，为电能安全交易问题提供了参考。

2.1.2 电力市场交易主体多元化发展

大量分布式能源以及电动汽车加入电力市场后，电力市场的电能交易更加多元化［17］，但是挑战也随之而来。一方面，参与电力市场的各主体对能源设备的自动计量技术提出了更高的要求，另一方面，大量电动汽车的充放电资源以及分布式能源参与到电力市场竞价［24］时需要一个更加安全、可信的交易平台以及智能化的交易体系促进多方能源交易处理。

应用区块链技术后对电力市场交易主体多元化发展方面可进行如下改进：

1）区块链体系下数据的采集及存储都具有验证功能，使得新能源电量的实时计量数据准确并可在链上共享，为产销新能源的供应商提供便利，降低通信及能源结算成本。

2）在电动汽车电能交易中应用区块链的智能合约技术，建立完善的交易规则，可以促进电能交易的多元化，例如：合约中添加清洁能源补贴等交易激励规则可以促进清洁能源的利用；完善分时电价合约可有效减少系统负荷波动。

在推动电力市场交易主体多元化发展方面，文献［47］提出了一个基于区块链的电动汽车激励系统，可以最大限度地利用可再生能源。文献［48］通过分布式账本和加密货币技术为电动汽车和能源节点提供了能源传输服务的安全性保障，在定价机制的推动下，能源节点与电动汽车合作将可再生能源输送到具有不同电力负荷需求的区域。文献［49］提出通过在电力市场中整合电动汽车和可再生能源，以降低运营成本，而且在需求响应程序中添加智能合约还可以提高这些程序的运行效率。文献［50］提出了一种新颖的安全电力交易和激励合约模型，减少了传输延迟，可以有效激励可再生能源的使用。

2.1.3 智能计费

现阶段，我国高速公路开始大量普及电子不停车收费系统（electronic toll collection，ETC）［51］，极大地节省了通行费的缴纳时间，但是由于使用该系统需要安装相应的感应设备，办理过程繁琐，因此在收费站还是设立人工收费与电子收费同时进行的状态，无法实现真正不停车收费的目的［52］。另外，由于传统电量计费软件以及电量测量设备存在安全性问题，可能会出现充电站测量的充电电量与电动汽车实际充电电量不符以及电费账单信息被篡改的问题［53］。因此需建立更完善、自动化的智能计费机制。

应用区块链技术后对智能收费问题可进行如下改进。

1）通过区块链技术对汽车进行身份认证，汽车数据的传输、存储过程均建立在区块链体系之上，感应设备节点和数据库都改造为具有通信与验证功能的分布式账本，可以有效提升计费的准确性。

2）各运营商通过区块链技术的智能合约功能，根据指定的计费规则进行自动扣费，并开具链上凭证，可以实现收费透明，有效防止账单信息被篡改。

在基于区块链的智能计费方面，文献［54］为了防止人为操纵计费信息以及电动汽车测量的充电结果与在充电站的充电量不相符等问题，提出了一种基于区块链的计费系统，电动汽车和充电站相互认证后将计费信息存储在区块链中防止被修改，通过结合各种工作证明和加密算法来建立一个更加优越的计费系统，为当前智能计费问题提供了参考。

2.2 区块链在电动汽车领域应用的能量属性

区块链技术在电动汽车领域应用的能量属性是指在电动汽车作为分布式储能元件［55］与智能电网协同优化工作时［56］，区块链技术可以有效解决传统情况下计算负担过重，电动汽车数据检索困难等问题，有助于保护用户隐私并管理电动汽车充放电行为。本节将通过分布式优化、智能调度、调度用户行为管理三个方面展开介绍区块链在电动汽车领域应用的能量属性。

2.2.1 分布式优化

电动汽车的充放电调度一般通过数据控制中心采集配电网、用户以及电动汽车充电需求等数据信息，进行优化计算后，再将充电命令下达到每个充电桩或电动汽车，每次存储的信息和计算量相当大，而且优化时间过长，随着电动汽车规模的增大甚至会出现“维数灾”问题［57］。另外，采用中心化方式处理数据时，如果出现单点故障，可能会造成调度方案失败的情况［58］，无法保证调度的可靠性。

应用区块链技术后对分布式优化问题可进行如下改进。

1）基于区块链的分布式控制方式对电动汽车进行调度，使各个独立充电站作为调度管理机构对调度数据智能决策，有利于计算量分散，缓解集中调度情况下控制中心的计算负担。

2）引入区块链技术后，其非对称加密技术与哈希运算保证了调度数据传输的安全性以及不可篡改性，有效保证了电动汽车用户及电网调度数据的信息安全。

针对分布式优化问题的研究，文献［43］提出了分布式实时优化模型，将独立的充电站、大型停车场或某一区域内所有充电桩的聚合体作为区域内充电设备的管理机构，直接与配网运营商保持通信，以求解集中式优化难以计算的问题。文献［58］指出通过配电系统运营商和充电站、电动汽车之间的集中优化得出最佳充电计划，会出现运营商计算负担过重、受到单点故障后易出现系统协调失败等问题，该文通过基于区块链的优化协调机制，可以实现在不需要第三方协调的情况下对电动汽车的可信赖充电调度。

2.2.2 智能调度

为实现配电网的不同优化效果，调度决策中心应根据电网实际问题（如电压、负荷波动等）制定各充电站的不同充放电计划，在调度过程中充电站应在满足电动汽车用户个性需求的前提下对各电动汽车制定具体的充电计划［43］，然而电动汽车的充电时间以及电动汽车用户的充电行为等均具有较强的随机性和实时性，难以预测，给配电网优化调度带来了困难。

应用区块链技术后对智能调度问题可进行如下改进。

1）电动汽车、充电站以及调度决策中心三方可以通过区块链签署一系列智能合约，使参与调度的电动汽车成为稳定的可控负荷，从而针对不同配电网问题开展相应的调度计划。

2）区块链技术中的点对点通信广播特点可以将调度计划及电动汽车的实时数据传播至各节点，使调度数据的获取及传输成本大大降低。

针对电动汽车参与电网调度的研究，文献［59］通过优化电动汽车的充放电周期来最小化总负荷偏差，利用联盟区块链为电动汽车和电网之间的双向电力交易设计了一个去中心化、安全并保护隐私的方案。文献［60］指出电动汽车可为电网提供储能、旋转备用、频率和电压调节等辅助服务，提出了一个智能能源管理控制器，通过考虑当前容量、电网频率和太阳能可用性来优化决定电动汽车充电和放电操作，以满足配电网的个性需求。

2.2.3 调度用户行为管理

如果无法对电动汽车用户的充放电行为进行有效管理，那么电动汽车参与电网调度的稳定性就会出现问题。然而由于电动汽车参与调度的历史记录分散、杂乱而且查询困难，不利于管控电动汽车用户的充放电行为，因此对用户的充放电违约情况很难做出违约惩罚。

应用区块链技术后对调度用户行为管理问题可进行如下改进。

1）依靠区块链技术的可溯源性，可以对电动汽车用户的执行情况进行记录，以便对用户进行监管和责任处理，对车主违约行为进行有效惩罚。

2）通过建立电动汽车充放电信用管理智能合约，可以直接对电动汽车的充放电违约情况自动执行惩罚措施，有效保证了调度策略的执行力。

为了对电动汽车用户行为进行有效管控，保证电动汽车可以给电网提供稳定的充电负荷，文献［61］提出了“EVChain”，在电动汽车车主之间建立共享充电积分，用于电动汽车充电市场的充电管理。文献［62］为有效引导需求侧资源积极参与电网调度，降低违约风险，建了考虑信用值的资源交易机制，使守信用户获得更多利益，从而长期有效引导需求侧资源参与市场交易，为解决电动汽车用户行为管控问题提供了参考。同样地，文献［63］基于区块链设计了带有激励的光伏交易机制，使低违约用户可以获得更加满意的交易。文献［64］设计了信用评分用于电力市场交易平台。

2.3 区块链在电动汽车领域应用的社会属性

区块链技术在电动汽车领域的社会属性应用场景包括电动汽车寻桩处理［65］、电池溯源［66］、共享电动汽车的里程追踪、绿色供应链［67］等问题。这些信息的处理都需要可靠的信息保存以及数据计量体系，区块链技术可促进这些领域的多方主体信任，为各项数据监管提供可靠平台。本节将通过充电桩管理、电动汽车电池溯源、绿色供应链3个方面展开介绍区块链在电动汽车领域应用的社会属性。

2.3.1 充电桩管理

目前电动汽车公共充电站和私人充电桩都存在一些使用方面的问题。一方面，用户出行习惯及路网交通的不确定性会导致电动汽车的出行充电选择难以预测，可能会导致公共充电站之间的利用率不均衡［68］，另一方面，电动汽车与充电站的实时数据获取困难以及用户充电选择的主观性等问题也导致了部分公共充电站的排队时间难以预测。私人充电桩则存在缺乏有效管理、利用率低［69］等情况。

应用区块链技术后对充电桩管理问题可进行如下改进。

1）建立基于区块链的充电桩平台，可以帮助用户获取充电桩的实时信息，电动汽车用户可以基于智能合约智能选择充电站，以减小因盲目选择充电站导致的充电等待时间过长等问题。

2）对于加入区块链的私人充电桩，通过区块链技术的数据共享特征将充电桩数据共享后，再对电动汽车进行有效充电引导可有助于提高私人充电桩的利用率。

在区块链技术与充电桩管理结合的问题上，文献［70］为私人充电桩共享网络中的电动汽车提供了一种基于区块链的私人充电桩共享方案，通过开发一种基于信誉的私人充电桩共享协议，有效地达成了私人充电桩共享共识。文献［71］提出了一个基于区块链的电动汽车充电桩共享平台策略，可以有效提高平台的安全性以及用户的使用效用。

2.3.2 电动汽车电池溯源

由于缺乏健全的电池溯源机制，我国电动汽车电池回收工作体系还未建立，电动汽车电池退役后的回收利用价值尚未体现。因此应当建立一个完备的电池溯源机制，做到电动汽车电池生命周期内信息全程可追溯［72］。

应用区块链技术后对电动汽车电池溯源问题可进行如下改进。

1）区块链分布式存储的特点可有效解决电池溯源系统参与主体复杂、数据量庞大以及信息分散的问题［73］。

2）对电动汽车电池的各使用环节加盖时间戳，可以实现电池使用周期内的信息可溯源，保障用户在遇到缺陷电池问题时维护自身权利。

在基于区块链技术的电池溯源体系探索中，文献［74］提出在各个溯源环节上部署联盟链节点，从而建立兼顾隐私保护的电动汽车电池溯源系统，实现针对电动汽车各个环节的全方位监管和溯源。文献［66］将射频识别（radio frequency identification，RFID）、条码技术运用到区块链平台以高效实现缺陷电池的跟踪与逆溯，解决了由于信息不透明导致的供应链企业溯源效率低下的问题。

2.3.3 绿色供应链

受到资源、环境等多方面压力影响，我国汽车产业供应链计划实施绿色供应链管理实践［75］。但在实施低碳转型的情况下，汽车供应链的循环运行将是一个巨大挑战。另一方面，在碳排放认证与交易场景中，多部门标准尚未统一，因此应建立有效管理对碳排放量进行记录［76］，实现供应链稳定并降低碳排放，保证碳排放记录真实，碳足迹可溯源［77］。

应用区块链技术后对绿色供应链问题可进行如下改进。

1）通过区块链技术建立电动汽车供应链信息记录平台，可以有效保证供应链信息真实可靠，实现电动汽车零部件可溯源。

2）基于区块链技术的共识机制，各部门可以共同维护碳排放认证与交易的过程，实现碳排放标准的统一。

3）通过区块链的智能合约，对碳排放量进行自动计量［78］，对不符合要求的企业进行相应政策处罚，实现汽车零部件绿色供应链的目标。

为有效管理电动汽车供应链，文献［79］基于混合区块链技术提出了一种跟踪电动汽车供应链整个生命周期的，保持供应链记录可信任、透明、不可篡改的方法。而文献［80］以汽车制造为例展示区块链和物联网集成的原理，通过区块链平台从机器和传感器收集数据，确保了信息的完整性、集成数据库并实现可追溯性。在用户碳排放问题上，文献［81］介绍了以用户为中心的排放交易系统的设计，用户工作在市场交易模式下，每次排放温室气体时都会花费代币，实现了未来以大规模用户为中心的碳排放标记及管理，为电动汽车绿色供应链提供了参考。

3 区块链技术在电动汽车领域中的实际应用进展

1）MOBI移动开放区块链计划

在大数据背景下，改革车险费率确定方式已成为大势所趋［82］。另外，如何以安全高效的方式实现自动汽车支付是一个有待解决的重要问题［83］。

MOBI组织主要开发区块链技术在车辆注册以及跟踪维护两方面的应用。车辆注册是指在区块链账本上建立车辆数字移动生态系统［84］，存储车辆使用周期内所有信息，用于车辆识别、自动支付等功能。维护跟踪则是期望实现汽车维护历史防篡改，方便保险公司更透明地了解必要信息。该计划示意图如图1所示。

图1 MOBI移动开放区块链计划示意图Fig.1 Schematic diagram of MOBI mobile open blockchain plan

该计划的车辆注册项目依靠区块链的数据安全、信息共享等特点，对用户身份进行认证，解决了车辆识别、自动支付等问题，降低了车辆管理成本；维护跟踪项目基于区块链技术下可溯源性的特点对用户保险记录进行监管，方便各机构了解必要信息。

2）德国Share&Charge项目

目前，私人充电桩缺乏有效的统筹管理，如何在共享网络中优化私人充电桩的共享方案成为了一个严峻的挑战［85］。

将私人充电桩通过区块链技术实现共享是Share&Charge的应用项目［40］。该项目通过以太坊推出，电动汽车通过应用程序完成验证后便可在已加入区块链的充电桩中选择合适的充电桩充电［86］。德国Share&Charge项目示意图如图2所示。

图2 Share&Charge项目示意图Fig.2 Share&Charge schematic diagram of the project

Share&Charge项目基于区块链技术开放透明的特点，实现了私人充电桩的信息共享，通过基于以太坊的智能合约为电动汽车用户推荐充电桩，有效提升了私人充电桩利用率，也为电动汽车用户带来了便利。

3）本田及通用公司电动汽车与智能电网协同调度项目

尽管电动汽车与家庭电能供应方面［87］已趋于实际应用，但是大规模电动汽车与大电网的连接仍然只处在研究试验阶段，主要原因是大规模电动汽车的电池充放电状态难以确定，随机性较强。

本田与通用汽车公司展开合作，计划探索利用区块链技术研究电动汽车和智能电网协同工作，稳定智能电网电力供应。项目示意图如图3所示。

图3 电动汽车与智能电网项目示意图Fig.3 Schematic diagram of electric vehicle and smart grid project

该项目依靠区块链技术的数据透明、安全传输等特点，可实现电动汽车和与智能电网数据连接的可靠性，提高电动汽车群对智能电网电能出力的预测精度，减小新能源发电给智能电网带来的不稳定情况。

4）通用公司自动驾驶导航更新专利

自动驾驶汽车通过车内各类感应设备来感知车辆周围的环境［88］，根据所感应的各类信息控制车速及转向，保证车辆在道路上安全可靠地行驶［89］，因此自动驾驶汽车对“时间事件数据”的“高度完整性”要求极高。

通用公司提出通过装有传感器设备的汽车对周围信息进行采集［90］，将采集的信息与已有信息进行差异比对，产生的差异将会传输到区块链网络，经过验证后进行分布式存储并更新导航地图。项目示意图如图4所示。

图4 自动驾驶汽车导航更新示意图Fig.4 Auto driving vehicle navigation update map

该专利项目表明，通过区块链技术可以扩大自动驾驶汽车与交通管理系统之间的互动。另外该系统创建了一个在线区块链分类账本，可以有效管理管理车辆行为和驾驶员行为等相关信息。

5）Koopman更高效的汽车供应链计划

由于新冠肺炎疫情的冲击，促使全球各国家和企业对供应链安全问题展开了高度关注［91］。传统的供应链管理机制通常存在信息共享不足、数据检索延迟时间长、产品追溯不可靠、供应链成本高昂［92］等问题。

为此，Koopman与IBM展开了合作，以数字化流程制造了第一批车辆。这意味着零件可以在世界范围内追踪，该项目示意图如图5所示。

图5 Koopman汽车供应链计划示意图Fig.5 Schematic diagram of Koopman automobile supply chain plan

该汽车供应链计划基于区块链技术不可篡改的特点，更容易分辨汽车零件的各类信息，确保了信息的完整性。这将提高汽车生产效率，提高产业可视性，削减供应链的成本。

4 区块链技术未来在电动汽车领域应用中可能出现的问题以及发展建议

区块链技术应用在电动汽车领域可解决现存的一些问题，但是由于区块链本身的特点，其与电动汽车结合时可能会出现一些局限性问题。

1）响应速度问题：区块链应用平台在确定计算结果时往往需要经过大量节点间的数据传输及相互验证，从而导致区块链技术在实际应用时会出现响应速度不够快的问题［12］。区块链技术应用最为成熟的场景是虚拟货币，但虚拟货币交易平台平均每秒也只能处理7笔交易，而且交易过程中还会出现交易延迟的问题［11］，因此对于电动汽车领域中数据实时性要求高的场景，如自动驾驶汽车的地图实时更新等，可能无法完全满足要求。

2）区块链技术在电动汽车领域的实践经验较少：以太坊等区块链平台的建立，使区块链技术得到了快速的发展，但与区块链技术应用较为成熟的金融领域不同，电动汽车领域各应用场景所涉及的主体较为复杂，各应用方向的信息标准［93］也难以统一，因此区块链技术在电动汽车领域实际实践时会面临诸多挑战，而且电动汽车领域的实际应用进展基本仍处在摸索阶段，将区块链技术在电动汽车领域进行开发、推广仍需要更多经验的积累。

3）智能合约风险问题：虽然智能合约为区块链技术拓展了更多应用领域，提升了区块链应用的可扩展性，但是区块链平台的主体往往是虚拟账户，虽然保证了用户的信息隐私，但难以对违约主体进行追责。另外，区块链防篡改的特点保障了合约的稳定运行，但也给智能合约的修改带来了困难，编写智能合约代码时如果出现错误，则需要付出极大代价才能进行弥补。

4）相关法律有待完善：由于区块链技术在电动汽车领域的应用涉及智能联网、电网运行、电能消费以及市场运营等诸多方面，因此区块链技术在汽车产业应用时要严格监管，保证其应用的合法性。另外，区块链技术在电动汽车领域的应用尚处于起步阶段，实际试点项目较少，因此涉及电动汽车领域的区块链技术监管体系尚未成型。

针对我国区块链技术在电动汽车领域的应用现状及存在的问题，提出发展建议如下。

1）新技术结合应用：受限于自身技术的原因，区块链技术的响应速度可能无法完全满足实时性要求高的应用场景，这就需要将区块链技术与人工智能、大数据、5G等新兴技术深度结合，以便改善区块链自身存在的响应速度问题。也可以发展侧链技术，将主链的计算工作转移到侧链上，以对主链数据进行有效分流，提高区块链的处理性能［16］。

2）激励企业展开实际应用：当前区块链在电动汽车领域应用的研究大都处于理论或测试状态，缺乏实际应用经验，部分原因是政府支持政策不够完善，相关企业缺乏创新动力，不愿以自身利益为代价尝试创新。因此，政府应完善相关支持政策，激励企业开展区块链技术在电动汽车领域的研发项目，推动区块链技术在电动汽车领域的长远发展。

3）智能合约部署前到区块链前进行充分测试：智能合约作为一种计算机协议，其自动执行的特点为电动汽车领域的诸多应用场景带来了方便，但是智能合约在区块链上运行后，合约的内容将无法修改。因此，针对可能存在的智能合约漏洞问题，最佳的处理方法是在上链前进行充分测试，避免出现合约漏洞问题。也可以在合约中设置外部调用端口以应对合约漏洞或无法满足现实要求的情况［8］。

4）完善相关法律及监管体系：我国在2019年已将区块链技术上升为了国家发展战略［94］，然而我国相关法律法规及监管政策不够细化。国家及各汽车企业应在创新发展的基础上尽快完善相关法律及监管政策，保证区块链技术应用的合法性，建立适用于区块链技术的监管体系。

5 结语

区块链作为一种高度安全的数据管理技术，其众多技术特点会深刻影响电动汽车智能联网、信息存储、电能安全支付以及充电桩管理等多个应用环节，促进电动汽车领域的高效化和智能化发展。在国外，已有业内领先的汽车企业开展了区块链技术在汽车行业的实际应用，然而现阶段区块链技术作为新兴技术在电动汽车领域的实际应用经验不够丰富，将其推进至实际应用层面可能存在风险，因此后期可以将其与人工智能、5G等新兴技术结合以完善更多电动汽车应用场景。