時(shí)間：2023-08-04 17:26:01
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電動(dòng)汽車專業(yè)方向，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
在新能源汽車“大行其道”的今天,國內(nèi)少有整車企業(yè)根據(jù)電動(dòng)汽車的特點(diǎn)研發(fā)出一款全新的產(chǎn)品,大多還停留在由內(nèi)燃機(jī)車型改裝的“產(chǎn)品”階段,卻宣稱“批量銷售”,并依靠政府買單來實(shí)現(xiàn)所謂“產(chǎn)業(yè)化”。
究其原因,筆者認(rèn)為一方面是技術(shù)本身的突破還不夠,另一方面是當(dāng)今即得利益價(jià)值觀帶來的浮躁的經(jīng)濟(jì)秩序所致。在關(guān)鍵技術(shù)上,有不少觀點(diǎn)認(rèn)為,電池技術(shù)的突破是電動(dòng)汽車能否產(chǎn)業(yè)化的最大瓶頸,筆者對此并不完全認(rèn)同,電池技術(shù)的重要性無容置疑,但即使突破了電池瓶頸,產(chǎn)業(yè)化也未必就是柳暗花明。產(chǎn)業(yè)化是一個(gè)復(fù)雜的過程,與政策環(huán)境、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、商業(yè)模式以及對產(chǎn)業(yè)的認(rèn)識等密切相關(guān),如果不進(jìn)行深入市場研究和技術(shù)開發(fā),產(chǎn)業(yè)化就無從談起。
別拿短板去叫板
電動(dòng)汽車有其自身的優(yōu)勢,同時(shí)目前也具有很多“短板”――成本高、續(xù)駛里程短、性能不夠成熟、可靠性還較差、零部件產(chǎn)業(yè)化配套基礎(chǔ)還很薄弱、社會環(huán)境服務(wù)體系還很欠缺等。
目前國內(nèi)外電動(dòng)汽車產(chǎn)品有小型電動(dòng)汽車、B級以上的中高檔電動(dòng)轎車、電動(dòng)SUV多功能車、電動(dòng)公交客車及雙層電動(dòng)客車等。提供這些車型的廠家大多數(shù)都是傳統(tǒng)汽車生產(chǎn)廠家,大都結(jié)合其工廠的產(chǎn)品型號進(jìn)行一些簡單的改造形成的“產(chǎn)品”,且不說技術(shù)成熟度和核心技術(shù)有多少,連產(chǎn)品的市場基數(shù)甚至都不去考慮。試想一輛造價(jià)30萬元左右的中級電動(dòng)轎車又有多少優(yōu)勢和同級別的傳統(tǒng)車相比呢?一輛售價(jià)近200萬元甚至更高的電動(dòng)公交客車又有幾個(gè)運(yùn)營公司能買得起用得起呢?在明知現(xiàn)代電池技術(shù)還難有重大突破的今天,非要拿電動(dòng)汽車的“短板”去和傳統(tǒng)車來“叫板”,這種不理智的市場行為是一個(gè)企業(yè)對待產(chǎn)品的輕率,同時(shí)又不負(fù)責(zé)任地去“忽悠”政府和國家拿更多的社會資源去填這個(gè)黑洞,最終有可能導(dǎo)致這個(gè)行業(yè)的敗落。
那么,目前電動(dòng)汽車有市場嗎?答案是有,而且很大。從市場調(diào)研來看,3000多份有效問卷中得出67%的20-40歲消費(fèi)者期待市內(nèi)小型電動(dòng)汽車代步(A0級車,軸距小于2300mm)。
試想如果一款全新設(shè)計(jì)、造型獨(dú)特時(shí)尚、內(nèi)飾工藝謹(jǐn)細(xì)、基本達(dá)到同級別燃油車之性能和配置的電動(dòng)車型出現(xiàn),價(jià)格約6-10萬元,那么,有多少公務(wù)員、教師、醫(yī)生和時(shí)尚年輕人會選擇它作為市內(nèi)代步工具呢?而在這群未來消費(fèi)者中僅有9.2%的人會用它來跑長途。此外,只要有家用普通電源的地方就可以充電。那么這個(gè)產(chǎn)品國內(nèi)市場有多大?市場調(diào)研的結(jié)果是約297萬輛/年。這個(gè)數(shù)字遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了國家定位在5年內(nèi)超過50萬輛的基數(shù)(這還不算國際市場),足以支撐一個(gè)產(chǎn)業(yè)的未來。
產(chǎn)業(yè)方向要把握
目前大部分主流電動(dòng)汽車技術(shù)主線依然采取擴(kuò)大電機(jī)轉(zhuǎn)矩優(yōu)良的特性降低對變速系統(tǒng)的依賴直接調(diào)速,采用更多的專用系統(tǒng)零部件提高產(chǎn)品的科技含量和專業(yè)性的路線做產(chǎn)品;而部分非主流企業(yè)過于強(qiáng)調(diào)技術(shù)基礎(chǔ)的薄弱和低端市場的需求,走傳統(tǒng)電瓶車的技術(shù)產(chǎn)品路線,認(rèn)為低速電動(dòng)車應(yīng)納入電動(dòng)汽車的范疇。
這些技術(shù)路線產(chǎn)品不能說完全不對,但其或過于強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品專業(yè)技術(shù)的前瞻性,或過于強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的市場含量,都或多或少地偏離了真正意義上的電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。過于強(qiáng)調(diào)技術(shù)基礎(chǔ)的薄弱和低端市場的需求偏離了國家實(shí)施電動(dòng)汽車技術(shù)突破趕超國際汽車技術(shù)的“彎道超車”政策戰(zhàn)略方針,過于強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品專業(yè)技術(shù)的前瞻性和科技含量又降低了市場進(jìn)入和產(chǎn)業(yè)化速度。因此,整合市場和技術(shù)貫通成為電動(dòng)汽車技術(shù)路線和產(chǎn)業(yè)化方案的核心。
在電動(dòng)汽車大發(fā)展的背景下,大部分主流研發(fā)企業(yè)和整車企業(yè)崇尚運(yùn)用DC/DC、電動(dòng)汽車專用空調(diào)等專業(yè)技術(shù)產(chǎn)品,實(shí)際上就其可靠性和成本而言,大規(guī)模應(yīng)用此類電動(dòng)汽車專業(yè)零部件的時(shí)機(jī)還未到來。這些專業(yè)零部件不但價(jià)格高、可靠性差,甚至還有可能導(dǎo)致整體系統(tǒng)技術(shù)的缺陷。而我們知道,現(xiàn)有燃油車的變速箱、空調(diào)壓縮機(jī)和剎車、方向助力與發(fā)電機(jī)等零部件都是規(guī)模化的成熟工業(yè)產(chǎn)品,有著非常高的性價(jià)比和可靠性。這些燃油車部件的廣泛使用不但降低了電動(dòng)汽車成本,而且提高了可靠性,為產(chǎn)品初期進(jìn)入市場贏得了信任。
南京嘉遠(yuǎn)電動(dòng)汽車產(chǎn)品便充分運(yùn)用了目前燃油車的常規(guī)零部件,如原燃油車的發(fā)電機(jī)、空調(diào)系統(tǒng)、助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和助力剎車等,其安裝方式、工作狀態(tài)等完全延續(xù)燃油車狀態(tài),由于電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速范圍等參數(shù)和內(nèi)燃機(jī)接近,直接替代了內(nèi)燃機(jī),主軸的一端帶了變速箱,軸的另外一端則帶了皮帶輪,分別帶了空調(diào)泵和剎車助力/方向助力與發(fā)電機(jī)。
此外,電動(dòng)汽車作為商業(yè)化產(chǎn)品推向市場,應(yīng)該具有與燃油車相同的操作習(xí)慣,實(shí)現(xiàn)維修快捷簡便、零配件更換市場化、人機(jī)信息交換基于燃油車簡單的功能符號顯示等,做到會開傳統(tǒng)汽油汽車就可以開電動(dòng)汽車,會修傳統(tǒng)燃油車就基本可以維護(hù)維修電動(dòng)汽車。某種程度上說,電動(dòng)汽車也應(yīng)該像數(shù)碼相機(jī)一樣“傻瓜化”。
核心驅(qū)動(dòng)技術(shù)很關(guān)鍵
電機(jī)本身有多種類型,例如直流電機(jī)、永磁同步電機(jī)、開關(guān)磁阻電機(jī)、交流感應(yīng)電機(jī)、方波多相電機(jī)等,到底哪種電機(jī)最適合當(dāng)前快速進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化的電動(dòng)汽車呢?
南京嘉遠(yuǎn)電動(dòng)汽車早在上個(gè)世紀(jì)90年代初就對多種類型的電機(jī)進(jìn)行了對比試驗(yàn),取得了大量技術(shù)數(shù)據(jù)。簡單說來普通直流電機(jī)需要經(jīng)常維護(hù),永磁直流電機(jī)由于用了永磁體,高溫震動(dòng)失磁的特性和相關(guān)技術(shù)工藝有待完善,開關(guān)磁阻電機(jī)低速震動(dòng)噪音大等多種原因致使還有諸多需要攻克的技術(shù)難點(diǎn)。
實(shí)踐證明交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)是工藝水平最完善、成本最低、具備產(chǎn)業(yè)化平臺、可靠性高,綜合性最好的電機(jī)種類,經(jīng)過南京嘉遠(yuǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì),在“九五”期間交流驅(qū)動(dòng)技術(shù)被嘉遠(yuǎn)作為我國電動(dòng)汽車未來的主要驅(qū)動(dòng)方案上報(bào)國家有關(guān)部門立項(xiàng)。
而電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的好壞,不僅取決于它技術(shù)的先進(jìn)性,更加取決于電機(jī)本身的適用性。目前備受主流研發(fā)單位看好的直流永磁電機(jī)的確具有相當(dāng)多的優(yōu)點(diǎn),但當(dāng)今電動(dòng)汽車進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化急需有成熟的產(chǎn)業(yè)化平臺為依托,急迫需要降低成本、增強(qiáng)可靠性。以南京嘉遠(yuǎn)電動(dòng)汽車額定功率15KW的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為例,其最大功率超過30KW,最大扭矩超過150NM,效率達(dá)到93%;同比目前直流無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)額定功率22KW的最大扭矩僅132NM,雖說其效率高達(dá)95%,綜合比較,15KW的適用性已超過直流無刷22KW,整體效率反而超過其10%以上,更重要的是成本僅為同等直流無刷產(chǎn)品的20%～30%。所以,驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)劣應(yīng)以整體綜合技術(shù)條件作為判斷依據(jù),電動(dòng)汽車總體技術(shù)方案和產(chǎn)品技術(shù)的銜接才能真正體現(xiàn)整個(gè)產(chǎn)品技術(shù)的實(shí)際。
另外,由于產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化平臺的選擇,決定了技術(shù)產(chǎn)品工藝的狀態(tài),其工藝水平的完善是奠定該技術(shù)產(chǎn)品批量化生產(chǎn)和可靠一致性的關(guān)鍵。雖然直流永磁電機(jī)系統(tǒng)存在一定優(yōu)勢,但是由于其工藝水平要求較高,還未被大批量生產(chǎn)所適應(yīng),又加之成本高等特點(diǎn),在現(xiàn)階段還不具備產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ),這為電動(dòng)汽車急迫產(chǎn)業(yè)化造成了一定障礙。
電動(dòng)汽車電機(jī)的選擇決定了其控制系統(tǒng)的匹配,也決定了控制系統(tǒng)是否同樣具備產(chǎn)業(yè)化平臺基礎(chǔ)。交流電機(jī)是多年來工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用的量化產(chǎn)品,控制系統(tǒng)一樣具備廣泛的產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ),從而達(dá)到了產(chǎn)業(yè)化平臺的統(tǒng)一,使整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具備了批量化生產(chǎn)的基礎(chǔ),為電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)核心部件奠定了高的可靠性、好的一致性和優(yōu)秀的性價(jià)比。
雷諾-日產(chǎn)聯(lián)盟在華開發(fā)新能源汽車
中國政府鼓勵(lì)國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)通過發(fā)展新能源車向零排放電動(dòng)汽車方向轉(zhuǎn)變。自“十五”以來，中國政府的863計(jì)劃設(shè)立了電動(dòng)汽車專項(xiàng)；2000～2005年間，國家和地方政府直接劃撥以及國有企業(yè)投入的資金總額約30億元。汽車產(chǎn)業(yè)是國務(wù)院2009年的《工業(yè)產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》關(guān)注的四大產(chǎn)業(yè)之一。涉及汽車產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃指出，電動(dòng)汽車產(chǎn)銷形成規(guī)模將是2009～2011年的目標(biāo)；規(guī)劃要求“改造現(xiàn)有生產(chǎn)能力，形成50萬輛純電動(dòng)、充電式混合動(dòng)力和普通型混合動(dòng)力等新能源汽車產(chǎn)能”，“新能源汽車銷量要求占到乘用車銷售總量的5％左右”，“主要乘用車生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)具有通過認(rèn)證的新能源汽車產(chǎn)品”。
中國國家工業(yè)信息化部將攜手雷諾-日產(chǎn)聯(lián)盟一起推動(dòng)中國電動(dòng)汽車規(guī)模化發(fā)展。4月10日，雷諾-日產(chǎn)在北京宣布，已與工信部就在國內(nèi)推廣零排放汽車項(xiàng)目上達(dá)成了合作伙伴關(guān)系。根據(jù)雷諾-日產(chǎn)汽車與工信部達(dá)成的協(xié)議，日產(chǎn)汽車將為工信部提供電動(dòng)汽車發(fā)展的相關(guān)信息，制定包括電池充電網(wǎng)絡(luò)建立和維護(hù)、促進(jìn)電動(dòng)汽車大規(guī)模使用的綜合規(guī)劃。武漢將成為日產(chǎn)在國內(nèi)首個(gè)電動(dòng)汽車試點(diǎn)城市，雷諾-日產(chǎn)聯(lián)盟將在武漢開始電動(dòng)汽車項(xiàng)目，使武漢成為日產(chǎn)在國內(nèi)推行其零排放汽車計(jì)劃的首個(gè)試點(diǎn)城市。
因?yàn)轭檻]環(huán)境污染及燃油價(jià)格，不只中國，歐美諸國都有扶持電動(dòng)汽車的特殊政策。法國設(shè)有對電動(dòng)汽車的國家補(bǔ)助金：一輛純電動(dòng)汽車補(bǔ)助3200歐元，一輛混合動(dòng)力汽車補(bǔ)助2000歐元。意大利政府對純電動(dòng)汽車，道路稅的保險(xiǎn)費(fèi)免5年，保費(fèi)約減少50％。挪威政府規(guī)定，對純電動(dòng)汽車免征所有登記稅、進(jìn)口增值稅、道路稅，城市免費(fèi)停車、養(yǎng)路費(fèi)打折等。美國2005年能源政策法案規(guī)定，購買合格的混合動(dòng)力車，可得到減免稅的優(yōu)惠，如福特車及Mercury車每輛減免稅2220～3000美元。
雷諾-日產(chǎn)聯(lián)盟在全球范圍內(nèi)積極推動(dòng)電動(dòng)汽車的量產(chǎn)。雷諾-日產(chǎn)的電動(dòng)汽車研發(fā)領(lǐng)域?qū)儆谌蝾I(lǐng)先水平，其計(jì)劃2010年向日本和美國市場引進(jìn)電動(dòng)汽車，2011年進(jìn)入中國，2012年在全球范圍內(nèi)推廣。零排放汽車是新能源汽車的發(fā)展方向，然而對電動(dòng)汽車這類的零排放汽車實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)則需要在全球范圍內(nèi)聯(lián)合政府、地方城市及相關(guān)機(jī)構(gòu)規(guī)劃充電網(wǎng)絡(luò)。目前，雷諾-日產(chǎn)聯(lián)盟已經(jīng)與全球19個(gè)政府、城市和相關(guān)組織建立了合作關(guān)系。雷諾-日產(chǎn)聯(lián)盟在日本的神奈川縣和橫濱市，以及以色列、丹麥、葡萄牙、摩納哥、英國、法國、瑞士和愛爾蘭開展了零排放汽車的推廣舉措。
Better Place：雷諾-日產(chǎn)聯(lián)盟背后的創(chuàng)新模式
昂貴的電動(dòng)汽車及有限的電池續(xù)駛里程阻礙了電動(dòng)汽車的普及，而BetterPlace提供了一個(gè)能讓消費(fèi)者經(jīng)濟(jì)且便捷地享用電動(dòng)汽車的方案。電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)汽車的成本差距主要在于電池，如果能把電池的成本從電動(dòng)汽車的成本中割離出來，分?jǐn)偟今{駛的里程數(shù)中，電動(dòng)汽車將會比傳統(tǒng)汽車更有價(jià)格競爭力。電動(dòng)汽車的核心是電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、功率轉(zhuǎn)換器和能源系統(tǒng)，而能源系統(tǒng)中電池是關(guān)鍵，是電動(dòng)車中最貴的部件。如果使用Better Place的駕駛方案，2015～2020年，駕駛電動(dòng)車的里程費(fèi)用可以實(shí)現(xiàn)8分錢一公里；而以一升油5元的價(jià)格計(jì)算，一輛假設(shè)每百公里耗油5.5升的燃油汽車每公里平均消費(fèi)價(jià)格是0.275元。
廣泛建立充電點(diǎn)和換電池站將消除消費(fèi)者對有限的電池續(xù)駛里程的顧慮，同時(shí)換電池站將由機(jī)器實(shí)現(xiàn)空電池與蓄滿電池在半分鐘內(nèi)替換的操作，這比在傳統(tǒng)加油站需要的時(shí)間還要短。所有的Better Place的充、替電站都將采用國際標(biāo)準(zhǔn)，便于提高電動(dòng)汽車網(wǎng)絡(luò)在世界范圍內(nèi)的兼容性。Better Place將通過提供包月不限里程或年費(fèi)買固定里程等方式，通過與政府合作實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車網(wǎng)絡(luò)建立，讓消費(fèi)者經(jīng)濟(jì)且便捷地享用電動(dòng)汽車。
雷諾-日產(chǎn)與Better Place攜手，開始在世界范圍內(nèi)推進(jìn)這個(gè)新的商業(yè)模式的應(yīng)用。用Better Place的CEO的比喻來形容，這個(gè)新的模式是一個(gè)移動(dòng)手機(jī)消費(fèi)的模式：汽車生產(chǎn)商將好比手機(jī)生產(chǎn)商，而Better Place就好像是汽車界的中國移動(dòng)。與雷諾-日產(chǎn)一起，Better Place已與以色列、丹麥、澳大利亞、美國加利福尼亞州、美國夏威夷洲以及加拿大安大略省的政府開始進(jìn)行世界上第一批電動(dòng)汽車網(wǎng)絡(luò)的建立。
電池開發(fā)原本是發(fā)展電動(dòng)汽車量產(chǎn)的一個(gè)技術(shù)瓶頸，Better Place的商業(yè)模式創(chuàng)新了突破這個(gè)瓶頸的辦法，使電動(dòng)汽車的大規(guī)模應(yīng)用不再取決于電池成本的大規(guī)模下降。電池的能量密度大大低于汽油的能量密度，意味著同等重量的電池和汽油所能支持的行車?yán)锍虜?shù)相差較大，傳統(tǒng)經(jīng)營模式下，電池開發(fā)一直是電動(dòng)汽車實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的瓶頸。因?yàn)殡姵丶夹g(shù)復(fù)雜，電動(dòng)汽車蓄電池成本居高不下，普通的蓄電池基本以100美元／千瓦時(shí)銷售，甚至有的高達(dá)350美元／千瓦時(shí)，消費(fèi)者很難承受。
車載電池的研發(fā)早就在各國間開始了角力，但是產(chǎn)業(yè)化方案一直懸而未決。在法國，其政府與法國電力公司、標(biāo)致一雪鐵龍和雷諾汽車合資組建的電動(dòng)汽車的電池公司――薩夫特公司，專門進(jìn)行高能電池的研發(fā)、租賃與維修。從上世紀(jì)70年代就開始開發(fā)純電動(dòng)車的日本，其車載電池研發(fā)主要由三菱重工、富士重工等軍工企業(yè)承擔(dān)。美國的“先進(jìn)電池聯(lián)合體”(USABC)由通用、福特和克萊斯勒于1991年成立，擁有美國能源部的資助，是研發(fā)電動(dòng)汽車用的高能電池的主體。Better Phce強(qiáng)調(diào)了其在世界范圍內(nèi)建設(shè)充替電站中應(yīng)用國際標(biāo)準(zhǔn)的重要性，和對不同電池技術(shù)的支持性。
中國本土電動(dòng)汽車最近動(dòng)向
目前，中國有上百家企業(yè)、高校和研究所進(jìn)行電動(dòng)汽車研發(fā)項(xiàng)目，如三大汽車集團(tuán)、長安汽車公司、奇瑞汽車公司，以及電機(jī)、電池企業(yè)。2002年以來，隨著電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)的實(shí)施，已形成了多家產(chǎn)學(xué)研結(jié)合、金融機(jī)構(gòu)介入的專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)電動(dòng)汽車的新型股份制企業(yè)。專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)電動(dòng)汽車的企業(yè)包括東風(fēng)電動(dòng)車輛股份公司、天津清源電動(dòng)車輛有限公司、上海燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)有限公司、北京時(shí)光科技有限公司、奇瑞電動(dòng)汽車股份有限公司、大連新源動(dòng)力股份有限公司、北京清華新能源汽車工程中心等。整車方面已初步形成產(chǎn)品開發(fā)的系統(tǒng)配套、管理機(jī)制和團(tuán)隊(duì)組合，純電動(dòng)汽車樣車已實(shí)現(xiàn)，關(guān)鍵零部件、燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)已形成系統(tǒng)，高功率鎳氫電池、鋰離子電池性能有了較大提高，多能源控制系統(tǒng)初步形成。
自電動(dòng)汽車重大科技專項(xiàng)實(shí)施以來，中國的純電動(dòng)汽車及車載電池的生產(chǎn)能力初縣規(guī)模。比亞迪是掌握車用磷酸鐵鋰電池組規(guī)模化生產(chǎn)技術(shù)的中國企業(yè)，已正式推出搭載其自主研發(fā)的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池的比亞迪F3DM雙模汽車。
萬向同時(shí)具備電池、電機(jī)和電控等電動(dòng)汽車關(guān)鍵零部件和動(dòng)力總成系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)能力，1999年建立了進(jìn)行純電動(dòng)汽車研發(fā)的技術(shù)中心，如今車載鋰電池開始進(jìn)入批量生產(chǎn)，2007年的銷售總額達(dá)到1150萬元。目前中國已有純電動(dòng)轎車和純電動(dòng)客車通過國家質(zhì)檢中心的型式認(rèn)證試驗(yàn)。天津清源電動(dòng)車輛有限公司純電動(dòng)轎車的研發(fā)顯示其初步形成關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)能力；北京理工大學(xué)等單位初步完成了北京理工科凌電動(dòng)車輛股份有限公司密云電動(dòng)車輛產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)基地的建設(shè)。
關(guān)鍵詞：純電動(dòng)汽車；電機(jī)控制；發(fā)展概況；趨勢
中圖分類號：TM38 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1000－8136（2012）06－0051－02
1 研究的背景及意義
1.1 研究的背景
隨著資源與環(huán)境雙重壓力的持續(xù)增大，電動(dòng)汽車已成為未來汽車工業(yè)的發(fā)展方向。電動(dòng)汽車具有環(huán)保、節(jié)約、簡單三大優(yōu)勢，這在純電動(dòng)汽車上體現(xiàn)尤為明顯：以電動(dòng)機(jī)代替燃油機(jī)，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)而無需變速箱。相對于變速箱，電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠。
隨著國家節(jié)能與新能源汽車補(bǔ)貼政策的出臺，我國重點(diǎn)扶持純電動(dòng)汽車的戰(zhàn)略路線基本確定。當(dāng)前市場在售或即將進(jìn)入市場的純電動(dòng)汽車基本都是高端電動(dòng)車，價(jià)格大都在15萬元以上，甚至有的達(dá)到20多萬元，即便是享受國家補(bǔ)貼，但大部分人還是覺得價(jià)格偏高，同時(shí)擔(dān)心充電設(shè)施不配套及電池的續(xù)航里程短等問題，導(dǎo)致企業(yè)已上“公告”的純電動(dòng)汽車遲遲無法推出市場，個(gè)別已上市的產(chǎn)品也得不到消費(fèi)者的認(rèn)可，“熱政策”遇到了“冷市場”。相反，低速電動(dòng)汽車因?yàn)閮r(jià)廉物美，得到了不少消費(fèi)者的青睞。在山東、河北、河南、浙江等地一些城鎮(zhèn)，節(jié)能環(huán)保低速純電動(dòng)汽車已形成一定的規(guī)模，數(shù)量日益增長。
1.2 研究的意義
發(fā)展低速電動(dòng)汽車具有長遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。從現(xiàn)實(shí)角度來看，低速電動(dòng)汽車是推動(dòng)我國電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化、開啟電動(dòng)汽車大規(guī)模消費(fèi)市場的最佳產(chǎn)品；從長遠(yuǎn)發(fā)展來看，通過低速電動(dòng)汽車的技術(shù)升級提升高端電動(dòng)汽車的核心技術(shù)。相信國家行業(yè)主管部門會在立足國情的基礎(chǔ)上，出臺低速電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)，引導(dǎo)低速電動(dòng)汽車行業(yè)的規(guī)范發(fā)展，為低速電動(dòng)汽車健康發(fā)展?fàn)I造良好的市場環(huán)境。
2 純電動(dòng)汽車用電磁型電機(jī)分類介紹
純電動(dòng)汽車用電磁型電機(jī)大致可以分為直流電機(jī)和交流電機(jī)，交流電機(jī)包括交流異步電機(jī)（感應(yīng)電機(jī)）和交流同步電機(jī)。車用交流同步電機(jī)一般是永磁同步電機(jī)或是開關(guān)磁阻電機(jī)。當(dāng)永磁同步電機(jī)工作在方波換向模式時(shí)，又常稱為無刷直流電機(jī)。
2.1 直流電機(jī)
直流電機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子、換向器和電刷組成，定子上有磁極，轉(zhuǎn)子有繞組，通電后，轉(zhuǎn)子上也形成磁極，定子和轉(zhuǎn)子的磁場之間有一個(gè)夾角，在定轉(zhuǎn)子磁場的相互吸引下，使電機(jī)旋轉(zhuǎn)。直流電機(jī)商品化歷史最長，控制簡單且具有優(yōu)良的電磁轉(zhuǎn)矩控制特性，串勵(lì)直流電機(jī)、他勵(lì)直流電機(jī)、永磁（有刷）直流電機(jī)控制系統(tǒng)至今仍在電動(dòng)車輛中大量應(yīng)用，缺點(diǎn)是電機(jī)本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)械換向，有電刷的維護(hù)問題，換向的電火花會產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾，高速可能有環(huán)火，不適宜高速運(yùn)行，體積偏大，防護(hù)差。鑒于缺點(diǎn)眾多以及其他電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的迅速發(fā)展，可以預(yù)見，直流電機(jī)將逐步被淘汰。
2.2 交流異步電機(jī)
交流異步電機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成，簡單堅(jiān)固，成本較低。在運(yùn)行時(shí)，定子通過交流電而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子中的導(dǎo)體，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電流產(chǎn)生一個(gè)新的磁場，兩個(gè)磁場相互作用則使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。
3 電機(jī)控制技術(shù)發(fā)展概況
3.1 交流異步電機(jī)控制發(fā)展迅速
交流異步電機(jī)控制復(fù)雜，近年之所以得到迅速推廣，主要得益于電力電子技術(shù)、微處理器技術(shù)和交流電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展。交流異步電機(jī)的控制方式包括V/f控制、滑差頻率控制、矢量控制（磁場定向控制和直接轉(zhuǎn)矩控制）。20世紀(jì)90年代前常用前兩種，但存在轉(zhuǎn)速控制范圍小，轉(zhuǎn)矩控制特性不理想的問題，近年來，為得到最佳的控制性能，高端電機(jī)控制器一般都采用矢量控制技術(shù)。
3.2 永磁同步電機(jī)應(yīng)用廣泛
永磁同步電機(jī)是利用永磁體建立勵(lì)磁磁場的同步電機(jī)，其定子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子用永磁材料制成，磁場相互作用使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。永磁同步電機(jī)具有效率高、轉(zhuǎn)矩和功率密度大、功率因數(shù)高、可靠性高和便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。
3.3 無刷直流電機(jī)成本優(yōu)勢明顯
無刷直流電機(jī)多為表貼式永磁同步電機(jī)，但一般基于Hall反饋采用方波換相控制，大大降低了控制器成本，但因受限于轉(zhuǎn)子位置分辨精度差（±30電角度）、控制策略過于簡單以及極差的高速弱磁性能，較少作為車用中置驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
3.4 開關(guān)磁阻電機(jī)應(yīng)用受限
開關(guān)磁阻電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子鐵心均由硅鋼片疊壓而成定，轉(zhuǎn)子沖片均有一齒槽，構(gòu)成雙凸極結(jié)構(gòu)，依定子和轉(zhuǎn)子片上齒槽的多少，形成不同的極數(shù)。開關(guān)磁阻電機(jī)的工作原理遵循“磁阻最小原理”――磁通總是沿磁阻最小的路徑閉合，因此，由磁場扭曲而產(chǎn)生磁阻性質(zhì)的電磁轉(zhuǎn)矩。
4 國內(nèi)外發(fā)展趨勢
4.1 基于成本分析
對低壓（100VDC以內(nèi)）、微型、低速（最高70 km/h）純電動(dòng)汽車的應(yīng)用，考慮市場成熟度和成本因素，應(yīng)優(yōu)先考慮交流異步電機(jī)控制系統(tǒng)，未來可逐漸向內(nèi)置式永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)過渡。
4.2 國內(nèi)外主流車用低壓控制器廠家
目前，中國市場上供應(yīng)的車用低壓交流電機(jī)控制器產(chǎn)品的公司主要包括：
（1）國際上專業(yè)提供電動(dòng)車輛交流控制器的廠商，如美國Curtis、英國Sevcon、意大利ZAPI、意大利SME、美國Danaher、英國PG，這些企業(yè)在電動(dòng)車輛領(lǐng)域積累多年，有成熟的產(chǎn)品，但并非專門針對電動(dòng)汽車應(yīng)用，很多產(chǎn)品的市場定位僅為交流電控叉車領(lǐng)域。
（2）國內(nèi)專業(yè)從事電動(dòng)車輛電機(jī)控制器研發(fā)生產(chǎn)的公司，如深圳大地和、北京時(shí)光科技、上海電驅(qū)動(dòng)、天津松正（提供永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)）、上海大郡，交流電機(jī)控制器一般在2010年以后研發(fā)完成或正在研發(fā)之中，功能不夠全面，性能不夠高、也不夠穩(wěn)定。
（3）國內(nèi)從事工業(yè)用交流電機(jī)控制器研發(fā)生產(chǎn)的公司，成立車用電機(jī)控制器的事業(yè)部，如匯川技術(shù)。由于車用低壓交流控制器與工業(yè)用變頻器在技術(shù)上有一定的相通性，匯川技術(shù)利用它在交流電機(jī)控制方面的技術(shù)優(yōu)勢以及批量生產(chǎn)能力迅速開發(fā)出車用交流電機(jī)控制器并將其推向市場，但因?yàn)槠髽I(yè)進(jìn)入電動(dòng)汽車領(lǐng)域的時(shí)間不長，對需求的把握還有所欠缺。
可見，車用低壓交流控制器的市場成熟度不高，未來隨著微型汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)需求量的逐漸增大，相信越來越多的企業(yè)會加入到研發(fā)、制造車用低壓交流控制器的行列中。
4.3 交流電機(jī)控制技術(shù)的飛躍發(fā)展
交流異步電機(jī)是一個(gè)多變量、非線性、強(qiáng)耦合的復(fù)雜系統(tǒng)，這也是其控制難的根源所在。過去的標(biāo)量控制方法（如V/f控制、滑差頻率控制）都是從電機(jī)穩(wěn)態(tài)方程的角度研究其控制特性，因此保持定子、氣隙或是轉(zhuǎn)子磁鏈恒定僅有穩(wěn)態(tài)下成立，動(dòng)態(tài)控制效果很不理想。而矢量控制從TM坐標(biāo)系（M軸按轉(zhuǎn)子磁鏈的方向定向）下的交流異步電機(jī)模型出發(fā)，采用矢量變換的方法研究電機(jī)的動(dòng)態(tài)過程，不僅控制電流、磁鏈變量的幅值，同時(shí)控制其相位，并利用現(xiàn)代控制理念，巧妙實(shí)現(xiàn)了交流電機(jī)磁通和轉(zhuǎn)矩的解耦控制，促成了高性能交流異步電機(jī)控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，控制性能完全可以媲美有刷直流電機(jī)。可以說，矢量控制是交流電機(jī)控制技術(shù)的一次飛躍。隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字控制芯片的運(yùn)算能力和可靠性得到很大提高，這為實(shí)施復(fù)雜的交流電機(jī)控制算法提供了硬件支撐。
5 結(jié)束語
目前，可以確定的是，直流電機(jī)將逐步被交流電機(jī)取代，開關(guān)磁阻電機(jī)應(yīng)用還不成熟，然而交流異步電機(jī)、永磁同步電機(jī)孰優(yōu)孰劣還難下定論。近年來，在批量生產(chǎn)的日本電動(dòng)汽車車型上以內(nèi)置式永磁同步電機(jī)為主流，而美、歐開發(fā)的電動(dòng)汽車多采用交流異步電機(jī)。
參考文獻(xiàn)：
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The Development Profile and Trend of Pure Electric
Vehicle Motor and Control Technology
Gu Yan
國際能源署整理的各國規(guī)劃顯示，全球2015年將銷售約200萬輛電動(dòng)汽車/插電式混動(dòng)汽車，到2020年銷售大約440萬輛。美國、日本和歐洲是主要市場，中國市場也在積極成長。而2012年全球新能源汽車銷量僅為120萬輛，且以混合動(dòng)力為主。
電池、電機(jī)和電控為產(chǎn)業(yè)鏈核心部分。電池方面，鋰電池是目前公認(rèn)最安全、產(chǎn)業(yè)化后成本最有可能為消費(fèi)者所接受的汽車動(dòng)力電池。電機(jī)方面，目前高端車型（Tesla）采用交流電機(jī)，而從經(jīng)濟(jì)及性能考慮，永磁同步電機(jī)為主流發(fā)展方向。
發(fā)展新能源汽車成戰(zhàn)略選擇
新能源汽車包括純電動(dòng)汽車、插電式混合動(dòng)力汽車、非插電式混合動(dòng)力汽車和燃料電池汽車等。2013年之前，全球新能源汽車發(fā)展較緩慢，一方面由于新能源汽車開發(fā)成本居高不下，相關(guān)車企大多虧損，另一方面也沒有代表性車型吸引消費(fèi)者；2013年初開始，特斯拉成為新能源汽車領(lǐng)域最大亮點(diǎn)，Model S榮登一季度北美豪車銷售榜首位，并且實(shí)現(xiàn)盈利，成為全球迄今為止最成功的新能源汽車。
發(fā)展新能源汽車是大勢所趨。從國家戰(zhàn)略高度思考，在化石能源緊缺，環(huán)境污染愈加嚴(yán)重的今天，發(fā)展新能源汽車已成為降低化石能源消耗、減少環(huán)境污染的有效舉措，各國政府扶持新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意圖十分明顯。而中國面臨著嚴(yán)重的環(huán)境污染問題、原油對外依賴度居高不下、汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展也落后于發(fā)達(dá)國家，發(fā)展新能源汽車是中國國家戰(zhàn)略的必然選擇。
20世紀(jì)末，高漲的油價(jià)和人們對氣候問題的擔(dān)憂，使電動(dòng)車受到廣泛關(guān)注。歐美日各系廠商都開始在電動(dòng)車領(lǐng)域發(fā)力。1993年，美國政府制訂了PNGV計(jì)劃，三大整車廠紛紛推出以內(nèi)燃機(jī)為基本動(dòng)力源的混合動(dòng)力概念車（輕混），這些概念車型由于采用了制動(dòng)能量回收技術(shù)而更加節(jié)能，在降低油耗和排放方面都有十分出色的表現(xiàn)。盡管過高的成本未能使這些概念車實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，但這個(gè)計(jì)劃在美國掀起了一波汽車新技術(shù)研潮。大眾、豐田等車廠也推出了各自的混合動(dòng)力車，其中，豐田Prius獲得了巨大成功。
如今，插電式混合電動(dòng)汽車（重混）和純電動(dòng)車已成為電動(dòng)車發(fā)展方向。目前插電式混合動(dòng)力汽車的性能已經(jīng)基本可以滿足消費(fèi)者的日常需求。純電動(dòng)車方面，Tesla Model S最高續(xù)航已經(jīng)超過500公里，部分性能甚至超過了傳統(tǒng)汽車。
為了促進(jìn)新能源汽車的發(fā)展，全球各主要經(jīng)濟(jì)體均制定了電動(dòng)汽車的發(fā)展規(guī)劃或目標(biāo)。根據(jù)國際能源署的統(tǒng)計(jì)，如果所有這些國家公布的目標(biāo)都能夠?qū)崿F(xiàn)，到2015年會銷售大約200萬輛電動(dòng)汽車/插電式混合電動(dòng)汽車，到2020年將銷售大約440萬輛。
2012年美國國內(nèi)電動(dòng)汽車銷售總量為5.3萬輛，其中純電動(dòng)汽車銷售14687輛，僅為全年汽車銷售量的0.1%。2013年這一數(shù)據(jù)有了明顯的改善，2013年電動(dòng)汽車的銷售總量為9.6萬輛，其中純電動(dòng)車銷售量為4.8萬輛，是2012年的三倍之多。整個(gè)銷量呈上升趨勢，純電動(dòng)汽車的貢獻(xiàn)較大。相較于美國，歐洲更青睞零污染的純電動(dòng)汽車。在新能源車的推廣過程中，最為成功也是最為著名的一款車型是EV版標(biāo)志106。該車型在歐洲各國的政府部門當(dāng)中擁有大量的用戶。可以預(yù)見，未來市場將更偏向于消費(fèi)純電動(dòng)汽車。
“十一五”期間中國新能源汽車扶持政策密集出臺，且對于產(chǎn)銷量、補(bǔ)貼政策等進(jìn)行了更為明確、細(xì)致的規(guī)劃，為行業(yè)發(fā)展提供了基礎(chǔ)與動(dòng)力。這標(biāo)志著中國新能源汽車進(jìn)入實(shí)質(zhì)性、快速發(fā)展階段。
2013-2014年，財(cái)政部、科技部、工信部、發(fā)改委公布前兩批新能源汽車推廣應(yīng)用城市名單，涉及40個(gè)城市、區(qū)域。這40個(gè)城市、區(qū)域中，以經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)居多，亦包含城市群形式聯(lián)合申報(bào)的二三線城市，各個(gè)地區(qū)對于新能源汽車推廣具有較高積極性。
隨著中國新能源汽車進(jìn)入實(shí)質(zhì)性發(fā)展階段，中國新能源汽車呈現(xiàn)產(chǎn)銷兩旺的格局。2010-2013年中國新能源汽車產(chǎn)量復(fù)合增速51.78%，銷量復(fù)合增速55.01%。2013年，中國新能源汽車產(chǎn)銷量分別達(dá)1.75萬輛、1.76萬輛。
從車型結(jié)構(gòu)來看，2013年，新能源汽車以純電動(dòng)汽車為主，2012-2013年該車型銷量占比88.93%、82.78%，混動(dòng)車型占比11.07%、17.22%。
截至2013年底，中國新能源汽車產(chǎn)銷量累計(jì)約5.6萬輛。根據(jù)《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012-2020年）》，規(guī)劃到2015年，純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)銷量力爭達(dá)到50萬輛；到2020年，累計(jì)產(chǎn)銷量超過500萬輛。中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)在未來數(shù)年將迎來快速增長階段，“十三五”期間市場容量約450萬輛。
與儲能對接推動(dòng)鋰電成本下降
電池技術(shù)路線（燃料、鎳氫、超級電容等）一直有爭議。而Tesla千兆鋰電池工廠的開工，至少說明Tesla對鋰電池中期發(fā)展有信心。盡管可能會有企業(yè)跳出Tesla的框架另起爐灶，但不可否認(rèn)的是，更多的國家和企業(yè)（尤其是中國）會作為跟隨者和模仿者參與其中，而產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步速度往往與參與者的數(shù)量正相關(guān)。我們認(rèn)為技術(shù)路線的基本確定，會加速產(chǎn)業(yè)的集群，產(chǎn)業(yè)集群會加速技術(shù)進(jìn)步，并且由于鋰電池的產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)比較成熟，而且分工明確，成本下降空間大。
在技術(shù)路線確定，產(chǎn)業(yè)競爭加速成本下降的過程中，不僅是新能源汽車，儲能的需求也會快速甚至爆發(fā)式增長。電動(dòng)車的電池可與儲能天然緊密對接。電動(dòng)車對鋰電池的質(zhì)量要求高，而儲能則不然，待新能源汽車市場啟動(dòng)后，可以將置換或者淘汰的車用電池用于儲能（充電樁或者家用的系統(tǒng)），這樣多次利用，成本會大幅攤薄；鋰電池的成本下降不但會帶動(dòng)電動(dòng)車，也會帶動(dòng)光伏自發(fā)自用的需求。
電解液、隔膜、正極材料和負(fù)極材料被稱為鋰電池的四大材料。
相較于鋰電紛繁復(fù)雜的技術(shù)路線選擇，鋰的需求非常明確，只要是“鋰電池”就需要鋰，不論是碳酸鋰、氫氧化鋰，甚至是金屬鋰。當(dāng)前全球鋰資源供給呈高度壟斷態(tài)勢，三大鹵水廠商SQM、Rockwood、FMC合計(jì)占據(jù)了全球鋰市場45%的份額，鋰精礦供應(yīng)商Talison依托中國強(qiáng)勁需求成功二期擴(kuò)產(chǎn)，市占率2012年躍居首位，高達(dá)35%。三份鹵水+一份礦合計(jì)供應(yīng)了全球80%的市場。
全球鋰供給與需求基本持平。基于對電動(dòng)汽車增長的預(yù)期，不論是原有四家寡頭，還是新進(jìn)入者，均有產(chǎn)能擴(kuò)張計(jì)劃。但是，由于資源品位不同、自然環(huán)境差異、融資進(jìn)展以及開發(fā)工藝試驗(yàn)等方面的不確定性，新進(jìn)入者規(guī)劃的產(chǎn)能并不能迅速轉(zhuǎn)化成產(chǎn)量，因此在中短期內(nèi)，供給仍主要由四家寡頭控制。
正極材料方面，目前鋰離子電池正極材料選擇方向很多，主流材料包括鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料等方向。正極材料約占整個(gè)電池成本的30%-40%。
負(fù)極材料方面，技術(shù)相對最成熟。通常將鋰電池負(fù)極材料分為兩大類：碳材料和非碳材料。其中碳材料又分為石墨和無定形碳，如天然石墨、改性石墨、石墨化中間相碳微珠、軟炭（如焦炭）和一些硬炭等。其他非碳負(fù)極材料有氮化物、硅基材料、錫基材料、鈦基材料、合金材料等。
隔膜方面技術(shù)壁壘較高。鋰電池隔膜主要功能是使電池的正、負(fù)極分隔開來，防止兩極接觸而短路，同時(shí)允許電解質(zhì)離子于其間通過；在電池過熱時(shí)，通過閉孔功能來阻隔電流傳導(dǎo)。
目前隔膜的發(fā)展有兩條路線，對消費(fèi)電子類電芯而言，為了迎合美觀、便于攜帶的要求，輕薄化和提高能量密度是發(fā)展趨勢，一般采用單層PP、PE隔膜；對動(dòng)力電池而言，由于主要應(yīng)用在電動(dòng)自行車、汽車、儲能電站上，因此更注重安全性，通常采用多層功能性復(fù)合隔膜。
預(yù)計(jì)2014-2016年全球鋰電池年需求增速在25%-30%左右，到2016年，全球鋰電池隔膜市場將達(dá)到86億元左右，國內(nèi)隔膜市場規(guī)模在13億元左右。未來若電動(dòng)汽車、儲能電站需求爆發(fā)，隔膜市場更有望大幅增長。
電解液由鋰鹽（六氟磷酸鋰）、溶劑、添加劑組成，其中六氟磷酸鋰是電解液成本最重要的組成部分，約占到電解液總成本的43%。
2011年之前，國內(nèi)可實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的六氟磷酸鋰生產(chǎn)企業(yè)僅日本森田化學(xué)（張家港）和天津金牛兩家，本土的天津金牛2010年產(chǎn)能僅250噸，六氟磷酸鋰幾乎全部依賴日本，當(dāng)時(shí)Stella Chemifa、關(guān)東電化學(xué)工業(yè)、森田化學(xué)等幾家日本企業(yè)壟斷了全球90%的市場份額。
六氟磷酸鋰原本是電解液產(chǎn)業(yè)鏈條中技術(shù)壁壘最高的產(chǎn)品，但隨著國內(nèi)廠商技術(shù)的突破，多氟多、九九久為首的國內(nèi)廠商快速擴(kuò)張產(chǎn)能，使得原本具有高壁壘高毛利率的六氟磷酸鋰盈利能力大幅下滑。
目前全球動(dòng)力電池主要朝向三個(gè)方向發(fā)展：三元材料（NCA、NMC）、磷酸鐵鋰材料（LFP）以及錳酸鋰材料（LMO），主要為兼顧能量密度、成本和安全性。其中三元材料具有較好的能量密度和功率密度，但安全性能較低，成本相對較高；磷酸鐵鋰安全性能較好，成本較低，但能量密度以及功率密度較差；錳酸鋰綜合性能較為均衡，無突出優(yōu)勢和劣勢。
以當(dāng)前新能源汽車廠商選擇路徑來看，一種是以美國、中國為主的磷酸鐵鋰為正極的電池路線，另外一種是以韓國、日本為主的三元材料、錳酸鋰為正極的電池路線，目前還未確認(rèn)哪種技術(shù)路線會成為最終的選擇，但因主流汽車生產(chǎn)廠商多為日系及美系汽車，而美系汽車鋰電池較多的由日韓鋰電企業(yè)供應(yīng)，因此動(dòng)力鋰電池更多是在三元以及錳酸鋰材料之間選擇。
此外，就電池單體容量發(fā)展方向看，除Tesla使用小容量18650電池單體（單體容量3.1Ah）外，更多的是專注于大容量鋰電單體研發(fā)，如為日產(chǎn)Leaf提供配套電池的AESC公司，PHEV、EV用鋰電池多為單體容量33.1Ah的鋰電單體。但因大電池單體市場研發(fā)尚處于初級階段，成本較高，以Tesla Model S與日產(chǎn)Leaf為例，Leaf所用鋰電池單位儲能成本約為Tesla Model S的兩倍左右。使得市場上大多電動(dòng)汽車在電池組容量不大的情況下（約20Kwh）僅鋰電池成本就高達(dá)2-3萬美元。從而在成本上限制了電動(dòng)汽車的電池組容量，進(jìn)而限定了整車的動(dòng)力性能。Tesla的成功將為整個(gè)動(dòng)力鋰電產(chǎn)業(yè)樹立標(biāo)桿，改變研發(fā)資源的配置路徑，鋰電池將會從專注于大容量單體的研發(fā)改為小容量單體、電池管理系統(tǒng)的研發(fā)，從而縮短電動(dòng)汽車革命的進(jìn)程。
核心產(chǎn)業(yè)鏈逐漸完善
新能源汽車是在傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)上進(jìn)行延伸，增加了電池、電機(jī)、電控系統(tǒng)等組件，其與傳統(tǒng)汽車最大區(qū)別在于動(dòng)力系統(tǒng)。這些環(huán)節(jié)再加上充電樁、零部件等組成了新能源汽車的重要產(chǎn)業(yè)鏈。
新能源汽車電機(jī)取動(dòng)機(jī)并在電機(jī)控制器控制下，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能來驅(qū)動(dòng)汽車行駛。驅(qū)動(dòng)電機(jī)的性能將直接影響整車運(yùn)行性能。
目前電動(dòng)汽車主要配備交流感應(yīng)電機(jī)和永磁電機(jī)。前者歐美使用較多，特點(diǎn)是成本低，但轉(zhuǎn)速區(qū)間小，效率低；后者受日系車青睞，轉(zhuǎn)速區(qū)間和效率都有所提升，但需要使用昂貴的稀土永磁材料釹鐵硼。日本資源匱乏，面對日益升高的稀土價(jià)格，日本正在潛力開發(fā)開關(guān)磁阻電機(jī)，這種電機(jī)在性能上不輸給永磁電機(jī)，重要的是擺脫了對稀土的依賴。由于中國稀土儲量極大豐富，而且電機(jī)工藝已經(jīng)接近世界先進(jìn)水平，預(yù)計(jì)永磁電機(jī)將在較長時(shí)間內(nèi)占據(jù)新能源汽車的電機(jī)市場。根據(jù)賽迪經(jīng)智預(yù)計(jì)，“十二五”末中國新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)整體市場規(guī)模將達(dá)到250億元左右。
目前全球主要存在兩類新能源電機(jī)供應(yīng)商：第一類是具有整車或者零部件制造背景的企業(yè)進(jìn)入電機(jī)及電驅(qū)系統(tǒng)領(lǐng)域。這一類企業(yè)的優(yōu)勢是具有整車或零部件的制造經(jīng)驗(yàn)，便于電驅(qū)系統(tǒng)與之相試驗(yàn)相結(jié)合，如本田、豐田、上汽集團(tuán)、一汽集團(tuán)等。第二類是專業(yè)的電機(jī)電控企業(yè)，如大洋電機(jī)、江特電機(jī)、上海電驅(qū)動(dòng)等。
從產(chǎn)業(yè)鏈角度看，釹鐵硼（磁材）是永磁電機(jī)的上游原料，隨著新能源汽車的普及發(fā)展，將刺激稀土磁材需求。釹鐵硼的磁性能高，性價(jià)比高，不足之處是工作溫度較低；目前國內(nèi)及日本車用永磁電機(jī)一般采用釹鐵硼永磁材料。
未來新能源汽車和變頻設(shè)備是磁材發(fā)展的主要領(lǐng)域。對于新能源汽車而言，如果混動(dòng)汽車使用永磁同步電機(jī)，單位需要磁材2.5千克/輛；而純電動(dòng)汽車若永磁同步電機(jī)，其單位需要磁材會更多，具體的用量按照電機(jī)個(gè)數(shù)倍增。
永磁電機(jī)的原材料釹鐵硼雖然造價(jià)高，但僅占電機(jī)成本10%。其余主要材料是銅材（漆包線）和鋼材（硅鋼片、冷軋鋼板）價(jià)格下跌空間有限。如果按照90Kw車用電機(jī)，功能密度1.5KW/Kg計(jì)算，1輛轎車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)重量大概60千克。因此電機(jī)的降價(jià)還是來自于量產(chǎn)后規(guī)模效應(yīng)導(dǎo)致折舊攤銷等成本的下降。
電機(jī)零部件配套市場是在近20年全球工業(yè)發(fā)展的歷次變革過程中逐步從電機(jī)整機(jī)行業(yè)分離并發(fā)展完善的。各大電機(jī)整機(jī)制造商在實(shí)行規(guī)模化精益生產(chǎn)過程中，逐漸降低電機(jī)零部件自制率，致力于電機(jī)核心技術(shù)研發(fā)、終端銷售和品牌塑造，零部件主要依賴外部獨(dú)立的供應(yīng)商，涉及定子、轉(zhuǎn)子、繼電器等。
新能源汽車電控系統(tǒng)主要包括電池管理系統(tǒng)、電機(jī)控制系統(tǒng)、能量回饋系統(tǒng)、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等環(huán)節(jié)。
配套服務(wù)方面有充電站及充電樁。充電模式主要分為：慢速充電和快速充電。慢速充電運(yùn)用32A、63A等水平的電流連續(xù)充電5-8小時(shí)，可利用電價(jià)較低的夜間時(shí)間，節(jié)約充電成本，但難以滿足電動(dòng)汽車應(yīng)急充電需求。快速充電運(yùn)用75-400A電流短時(shí)間充電20分鐘-2小時(shí)，高效快速，但電流較大，對安全性亦提出更高要求。
從成本構(gòu)成來看，充電機(jī)、充電樁為充電站核心設(shè)備，占充電站總成本的45%-55%。充電樁成本主要由樁體、電能計(jì)量裝置等構(gòu)成，預(yù)計(jì)國網(wǎng)集采后較小的慢充電樁價(jià)格4000元左右，毛利率約30%。
截至2013年底，國家電網(wǎng)累計(jì)建成400座充換電站、1.9萬個(gè)充電樁。南方電網(wǎng)公司在深圳共建設(shè)運(yùn)營充、換電站7座，197個(gè)中速直流充電樁，2273個(gè)慢速交流充電樁。分區(qū)域來看，北京、上海、浙江城市群、廣東充電站、充電樁建設(shè)推進(jìn)較快。
根據(jù)《電動(dòng)汽車科技發(fā)展十二五專項(xiàng)規(guī)劃》，中國規(guī)劃到2015年底，在20個(gè)以上示范城市和周邊區(qū)域建成由40萬個(gè)充電樁、2000個(gè)充換電站構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)化供電體系。
3月19日，國網(wǎng)啟動(dòng)2014年第一批電動(dòng)汽車充換電設(shè)備招標(biāo)。直流充電設(shè)備招標(biāo)383套，交流充電設(shè)備招標(biāo)156套，換電系統(tǒng)招標(biāo)8套。我們預(yù)估交直流充電樁、充電屏招標(biāo)金額約5000萬元。
招標(biāo)節(jié)奏方面，預(yù)計(jì)2014年國網(wǎng)共進(jìn)行五次招標(biāo)。2014年初國網(wǎng)規(guī)劃充換電站投資約39億元，近期根據(jù)各省網(wǎng)公司上報(bào)的數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)未來國網(wǎng)充換電站投資將達(dá)到600億元，其中充換電設(shè)備投資120億元。
【關(guān)鍵詞】汽車發(fā)展 發(fā)展方向
一、前言
據(jù)統(tǒng)計(jì)2013年中國汽車保有量超日追美私車過億，10年左右每百戶汽車擁有量將達(dá)到或接近60輛。私車過億，標(biāo)志著中國汽車大國地位的進(jìn)一步確立。全世界8.5億汽車保有量中，80%左右是轎車，而轎車中絕大多數(shù)是私人轎車。中國汽車工業(yè)協(xié)會（以下簡稱“中汽協(xié)”）最新數(shù)據(jù)顯示，去年我國汽車產(chǎn)銷分別為1927.18萬輛和1930.64萬輛，同比增長4.6%和4.3%。雖然雙雙突破了1900萬輛。據(jù)國務(wù)院發(fā)展研究中心預(yù)測，2015年汽車總需求量為1457萬輛，其中轎車為1126萬輛；2020年汽車總需求量為2074萬輛，其中轎車為2043萬輛。
隨著汽車越來越普及，汽車對日常生活的影響變的越來越大，有關(guān)能源問題、交通問題、環(huán)境問題等都越來越多的被提及和關(guān)注，這些熱點(diǎn)問題勢必會影響汽車未來的發(fā)展。
二、汽車未來發(fā)展方向
（一）液壓混合動(dòng)力汽車。
眾所周知，液壓元件和系統(tǒng)具有很高的功率密度，比較液壓蓄能器、飛輪和蓄電池這三種儲能元件的功率密度，液壓蓄能器為1000W/kg、飛輪為700W/kg、鎳氫蓄電池170W/kg。液壓蓄能器的功率密度在三者中最大，其充放能量速度要比蓄電池快得多。
液壓混合動(dòng)力汽車HHV，是利用液壓蓄能器大功率密度和快速充放能量的特點(diǎn)，在大中型運(yùn)輸車輛或是城市公交車輛上，配置帶液壓能量再生裝置，與發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳動(dòng)系相混合組成的多能源動(dòng)力驅(qū)動(dòng)車輛。液壓混合動(dòng)力車輛可以充分地利用剎車能量的71%進(jìn)行再啟動(dòng)和加速，在頻繁剎車和啟動(dòng)的路況，將明顯地改善車輛啟動(dòng)時(shí)黑煙的排放、降低油耗、提高車輛加速和減速特性，延長剎車裝置的壽命。同時(shí)還可減少車輛總能量的需求，與混合動(dòng)力電動(dòng)車相比于液壓混合動(dòng)力車輛不僅可以實(shí)現(xiàn)在短時(shí)間內(nèi)的大功率剎車能量回收和釋放，達(dá)到40%的節(jié)油標(biāo)，而且在成本價(jià)格、技術(shù)成熟、工作可靠及便于維護(hù)等方面均占有較大的優(yōu)勢。近幾年來，液壓混合動(dòng)力車輛重新引起人們的注意。
按照動(dòng)力驅(qū)動(dòng)方式分類，液壓混合動(dòng)力車輛基本上有三種動(dòng)力傳動(dòng)方式，即串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)。目前，串聯(lián)式液壓混合動(dòng)力汽車正處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。而并聯(lián)式液壓混合動(dòng)力汽車技術(shù)成熟、結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低廉。
在液壓混合動(dòng)力汽車領(lǐng)域，我國已有數(shù)家單位的樣車通過了產(chǎn)品性能測試和試驗(yàn)，效果明顯。其技術(shù)在許多方面比混合動(dòng)力電動(dòng)車更為成熟可靠，在一些電動(dòng)車關(guān)鍵技術(shù)尚不能解決的今天，液壓混合動(dòng)力車有很好的應(yīng)用前景。尤其是對于城市公交車，無論是并聯(lián)還是串聯(lián)，液壓混合動(dòng)力車都將會充分發(fā)揮出其技術(shù)優(yōu)勢。
（二）燃料電池汽車。
燃料電池汽車PCEV，是近年來發(fā)展起來的一種以清潔燃料為燃料、無CO2和有害氣體排放的新型環(huán)保汽車。因此，從能源的利用和環(huán)境保護(hù)方面來說，燃料電池汽車是一種理想的無污染汽車。近年來，燃料電池汽車的迅猛發(fā)展和商業(yè)化的推進(jìn)席卷了整個(gè)世界，其高效節(jié)能、零排放或接近零排放的良好環(huán)境性能，使之成為當(dāng)今世界能源和交通領(lǐng)域開發(fā)的熱點(diǎn)。隨著國際各大汽車生產(chǎn)商和石油巨頭的積極參與，從資金到技術(shù)的大力投入，燃料電池汽車已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)化階段。燃料電池汽車將引發(fā)汽車工業(yè)的革命，最終取代傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車成為主流。
我國的燃料電池研究始于1958年，經(jīng)過多年的積累與發(fā)展；已初步形成了一支學(xué)科專業(yè)較為齊全的研究與開發(fā)隊(duì)伍，研究條件明顯改善。尤其在PEMFC方面，總體水平與先進(jìn)國家的差距正在縮小。
（三）純電動(dòng)汽車。
純電動(dòng)汽車是指采用蓄電池作為能量存儲單元，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的車輛，因?yàn)檐嚊]有HC、NOx和CO等有害氣體排放，被喻為真正的“綠色環(huán)保汽車”。
就目前電池的技術(shù)水平而言，小型四輪純電動(dòng)汽車商業(yè)化生產(chǎn)條件已經(jīng)具備。它可作為短距離代步交通工具或出租車使用，尤其是配合社會主義新農(nóng)村建設(shè)；大型純電動(dòng)車輛主要應(yīng)用于特殊場合，如機(jī)場擺渡車、市區(qū)定線公交車以及其他特殊用途；超級電容純電動(dòng)大客車具備很高的推廣價(jià)值；假使純電動(dòng)轎車投入使用，每次充電續(xù)駛里程不應(yīng)低于200km，最高時(shí)速可達(dá)到120km/h。
純電動(dòng)汽車的核心技術(shù)是電機(jī)電控技術(shù)、電池組能量等管理技術(shù)。通過近年來的努力，我國目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了純電動(dòng)汽車的小批量生產(chǎn)，開發(fā)的純電動(dòng)轎車和純電動(dòng)客車均已通過了國家汽車產(chǎn)品型式認(rèn)證，純電動(dòng)轎車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、續(xù)駛里程、噪聲等指標(biāo)，已超過國外大型汽車生產(chǎn)企業(yè)研制的純電動(dòng)鏟車和箱式貨車，初步形成了關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)能力，純電動(dòng)汽車在特定區(qū)域的商業(yè)化運(yùn)作正廣泛開展。
（四）混合動(dòng)力汽車。
混合動(dòng)力汽車是指由兩種或兩種以上的儲能器，能源或轉(zhuǎn)換器作驅(qū)動(dòng)能源（其中至少有一種提供電能）的汽車。目前我們通常提到的混合動(dòng)力汽車HEV是由輔助動(dòng)力單元配合電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車。輔助動(dòng)力單元一般是小型發(fā)動(dòng)機(jī)或動(dòng)力發(fā)電機(jī)組。混合動(dòng)力裝置既能發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)持久工作、動(dòng)力性能好的優(yōu)點(diǎn)，又可以發(fā)揮電動(dòng)機(jī)無污染、低噪聲的優(yōu)點(diǎn)，二者取長補(bǔ)短，汽車的熱效率可提高10%以上；同時(shí)廢氣排放可降低30%以上。
與純電動(dòng)汽車對比，HEV電池容量小、整車重量輕，汽車的續(xù)駛里程和動(dòng)力性可達(dá)到內(nèi)燃機(jī)水平，保證駕車方便性和乘坐舒適性。與內(nèi)燃機(jī)汽車相比，HEV可使發(fā)動(dòng)機(jī)在最佳工況區(qū)尋急定運(yùn)行，從而降低排污和油耗；在商業(yè)區(qū)、居民區(qū)等人口密集地，HEV可用純電動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)車輛，實(shí)現(xiàn)零排放；通過電機(jī)回收汽車減速和制動(dòng)時(shí)的能量，可進(jìn)一步降低能耗和排放。與目前的普通汽車相比，混合動(dòng)力汽車節(jié)油效率可以達(dá)到25%一40%，尾氣排放比先進(jìn)柴油車更為清潔。但是，混合動(dòng)力汽車價(jià)格目前較高，在當(dāng)前技術(shù)條件下，其成本比同類汽車高30%左右。
(一)改革背景
發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)是我國立足當(dāng)前、著眼長遠(yuǎn)的重大戰(zhàn)略選擇。2010年，國家確立了重點(diǎn)發(fā)展包括新能源汽車在內(nèi)的七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。湖北是我國重要的汽車產(chǎn)業(yè)基地之一，為適應(yīng)國家新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展對高校人才需求的新期望、新要求，湖北省教育廳于2010年首批批準(zhǔn)武漢科技大學(xué)等3所本科院校設(shè)立新能源汽車產(chǎn)業(yè)車輛工程專業(yè)(簡稱車產(chǎn)專業(yè))，并于次年秋季招生。
混合動(dòng)力電動(dòng)汽車、純電動(dòng)汽車、燃料電池電動(dòng)汽車是目前世界汽車行業(yè)重點(diǎn)發(fā)展的新能源汽車類型。根據(jù)汽車行業(yè)的這一發(fā)展方向，我國確定的新能源汽車的產(chǎn)業(yè)目標(biāo)是：著力突破電動(dòng)汽車領(lǐng)域內(nèi)動(dòng)力電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和電子控制等重要部件的關(guān)鍵核心技術(shù)，推進(jìn)插電式混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車推廣應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化;同時(shí)開展燃料電池汽車相關(guān)前沿技術(shù)研發(fā)，大力推進(jìn)高能效、低排放節(jié)能汽車發(fā)展。
(二)培養(yǎng)目標(biāo)
立足社會發(fā)展需求、緊跟時(shí)代科技發(fā)展潮流是確立高校人才培養(yǎng)目標(biāo)的基本要求。武漢科技大學(xué)車產(chǎn)專業(yè)在專業(yè)知識和專業(yè)技能方面的培養(yǎng)目標(biāo)是：學(xué)生應(yīng)具備機(jī)械工程、汽車工程、信息科學(xué)與技術(shù)等方面的專門知識，能在汽車、新能源、機(jī)械工程等領(lǐng)域從事產(chǎn)品開發(fā)、制造、試驗(yàn)、技術(shù)運(yùn)用與管理等工作的高素質(zhì)應(yīng)用型人才，具有新能源汽車產(chǎn)品開發(fā)、制造、試驗(yàn)、技術(shù)運(yùn)用與管理等的能力。
二、課程體系改革思路與主要特點(diǎn)
課程體系改革一直都是高等教育改革的重點(diǎn)、難點(diǎn)。為使車產(chǎn)專業(yè)課程體系改革達(dá)到預(yù)期效果，在突出新能源汽車本色的前提下，課程體系改革堅(jiān)持以社會需求作為課程的重要來源，以學(xué)生作為課程的最根本的服務(wù)對象，以知識作為課程基本來源的課程配置導(dǎo)向，合理規(guī)劃課程體系以實(shí)現(xiàn)課程之間有機(jī)融合，努力把社會需求、學(xué)生個(gè)人發(fā)展，學(xué)科進(jìn)步貫穿于課程體系設(shè)置之中，構(gòu)建體現(xiàn)厚基礎(chǔ)、寬口徑、強(qiáng)能力的課程體系。
(一)改革思路
1.固機(jī)強(qiáng)電。即在鞏固普通車輛工程專業(yè)機(jī)類工程知識的基礎(chǔ)上，增加信息科學(xué)與技術(shù)知識即增加電類課程，以增強(qiáng)學(xué)生機(jī)電融合的工程能力。
2.優(yōu)化組合通識教育平臺課程。主要是對通識教育平臺中英語、體育等多學(xué)時(shí)、多學(xué)期授課課程及其內(nèi)容進(jìn)行重組優(yōu)化。
3.校企聯(lián)合，強(qiáng)化實(shí)踐。在學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課期間，將專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)時(shí)間延伸、內(nèi)容擴(kuò)展，即鼓勵(lì)學(xué)生利用暑假結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)任務(wù)與要求到相關(guān)新能源汽車企業(yè)實(shí)習(xí)基地實(shí)習(xí)23個(gè)月，且實(shí)習(xí)單位安排企業(yè)導(dǎo)師指導(dǎo)。
4.導(dǎo)師制。車產(chǎn)專業(yè)班的每名學(xué)生從進(jìn)校開始配備專業(yè)課老師擔(dān)任導(dǎo)師。大一、大二期間，導(dǎo)師定期就專業(yè)學(xué)術(shù)問題開展專題講座，以培養(yǎng)學(xué)生熱愛專業(yè)、探索專業(yè)問題的積極性和對學(xué)科前沿發(fā)展的關(guān)注力。
(二)車產(chǎn)專業(yè)課程體系的構(gòu)成
為保證教學(xué)過程有序進(jìn)行，武漢科技大學(xué)車產(chǎn)專業(yè)課程體系的構(gòu)成形式及其學(xué)分要求與其他專業(yè)完全相同：課程體系構(gòu)成仍然采取模塊化結(jié)構(gòu)形式，本科階段學(xué)習(xí)需修滿的總學(xué)分為174學(xué)分，整個(gè)課程體系分為通識教育平臺、學(xué)科基礎(chǔ)平臺、專業(yè)課程模塊，實(shí)踐教學(xué)模塊、素質(zhì)拓展模塊。
1. 強(qiáng)電安排。課程體系改革的核心是實(shí)現(xiàn)高素質(zhì)人才的培養(yǎng)。鑒于電子技術(shù)在汽車上的應(yīng)用比例越來越高及電動(dòng)汽車對電類知識的高要求，從強(qiáng)電的要求出發(fā)，在原有電工技術(shù)、電子技術(shù)等課程的基礎(chǔ)上，車產(chǎn)專業(yè)在專業(yè)核心課程、專業(yè)方向課程模塊中新增加了微機(jī)原理與單片機(jī)、電動(dòng)汽車電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)、動(dòng)力電池技術(shù)、電力電子技術(shù)4門課程(共計(jì)152學(xué)時(shí))，并在實(shí)踐教學(xué)模塊中安排了一周的電氣電子工藝實(shí)習(xí)對相關(guān)知識予以鞏固強(qiáng)化。
2.重組優(yōu)化通識教育平臺中相關(guān)課程。根據(jù)新能源汽車的產(chǎn)業(yè)目標(biāo)及車產(chǎn)專業(yè)學(xué)生專業(yè)技能方面的培養(yǎng)要求，在對普通車輛工程專業(yè)課程體系進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，車產(chǎn)專業(yè)的課程體系對其理論教學(xué)部分的相關(guān)課程與內(nèi)容配置進(jìn)行了重組優(yōu)化。具體就是在通識教育平臺中重點(diǎn)對的英語、體育、政治理論課等多學(xué)時(shí)、多學(xué)期授課課程及其內(nèi)容進(jìn)行了重組優(yōu)化，
3.突顯新能源汽車的專業(yè)本色。新能源汽車專門知識既是車產(chǎn)專業(yè)與普通車輛工程專業(yè)的重要區(qū)別，也是車產(chǎn)專業(yè)的本色特征，為突顯車產(chǎn)專業(yè)的新能源汽車的專業(yè)本色，車產(chǎn)專業(yè)的課程體系在專業(yè)課程模塊構(gòu)建方面，除了保持普通車輛工程專業(yè)配置的汽車構(gòu)造、汽車?yán)碚摗⑵囋O(shè)計(jì)、汽車試驗(yàn)學(xué)等專業(yè)主干課程外，特別新增設(shè)了新能源汽車原理與應(yīng)用課程(32學(xué)時(shí))，同時(shí)配套安排了二周的新能源汽車原理與應(yīng)用課程設(shè)計(jì)，旨在增強(qiáng)與強(qiáng)化學(xué)生的新能源汽車專業(yè)知識。
4.加強(qiáng)課程實(shí)踐性。培養(yǎng)適應(yīng)性強(qiáng)的高素質(zhì)人才須以提高學(xué)生的實(shí)踐能力為基礎(chǔ)，高度重視課程與實(shí)踐環(huán)節(jié)的構(gòu)建與完善，使實(shí)踐技能培養(yǎng)貫穿課程教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)全過程中。在車產(chǎn)專業(yè)課程體系中，為鞏固強(qiáng)電相關(guān)課程的學(xué)習(xí)效果，專門增設(shè)了一周的電氣電子工藝實(shí)習(xí)為加深學(xué)生對新能源汽車專業(yè)知識的理解，專門增設(shè)了二周的新能源汽車原理與應(yīng)用課程設(shè)計(jì)。
三、改革效果與建議
自我校車產(chǎn)專業(yè)開辦以來，通過近幾年的教學(xué)改革，本校車產(chǎn)專業(yè)特色教育已經(jīng)取得初步成效，主要表現(xiàn)在：①在校期間參加省級、國家級大賽獲獎(jiǎng)數(shù)量;②學(xué)生在校期間參加科技活動(dòng)(入選學(xué)校大學(xué)生方程式賽車隊(duì)數(shù)量);③畢業(yè)生的就業(yè)率和考研率上。
綜上所述，我校車產(chǎn)專業(yè)課程體系改革方向是正確的，課程體系模塊配置是合理的，成績是明顯的。為推動(dòng)車產(chǎn)專業(yè)教學(xué)改革進(jìn)一步深化，特提出以下建議。
1.課程體系中通識教育平臺、學(xué)科基礎(chǔ)平臺、專業(yè)課程模塊，實(shí)踐教學(xué)模塊的總體學(xué)時(shí)數(shù)量及相互間比例關(guān)系仍然受到較多因素制約，突破比較困難，這不利于突出專業(yè)重點(diǎn)與特色。
【關(guān)鍵詞】飛輪電池；現(xiàn)狀；應(yīng)用
隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，全世界人們都在尋找一種無污染或污染小的能量供給方式。飛輪技術(shù)由于是電能和機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)化，不會造成污染，飛輪儲能電池的概念起源于上世紀(jì)70年代早期，最初只是想將其應(yīng)用在電動(dòng)汽車上，但限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平，并沒有得到發(fā)展。直到上世紀(jì)90年代由于電路拓?fù)渌枷氲陌l(fā)展，碳纖維材料的廣泛應(yīng)用，以及全世界范圍對污染的重視，這種新型電池又得到了高速發(fā)展。
飛輪電池實(shí)際上是一種電能轉(zhuǎn)換和儲存裝置。飛輪可以儲存能量，根據(jù)飛輪能夠儲存和釋放能量的特性研制的一種機(jī)械式蓄電池就是飛輪蓄電池。在飛輪的內(nèi)部鑲有永久性磁鐵，外殼上裝有感應(yīng)線圈，這樣飛輪就具有電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的雙重功能，充電時(shí)飛輪中的電機(jī)以電動(dòng)機(jī)的形式運(yùn)行，在外接電源的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)，達(dá)到極高的轉(zhuǎn)速，從而完成電能―機(jī)械能轉(zhuǎn)換的儲能過程；放電時(shí)飛輪中的電機(jī)以發(fā)電機(jī)的狀態(tài)運(yùn)行，在飛輪的帶動(dòng)下對外輸出電能，完成機(jī)械能―電能轉(zhuǎn)換的釋放過程。
飛輪電池充電快，放電完全，非常適合應(yīng)用于混合能量推動(dòng)的車輛中。車輛在正常行使時(shí)和剎車制動(dòng)時(shí)，給飛輪電池充電；飛輪電池則在加速或爬坡時(shí)，給車輛提供動(dòng)力，保證車輛運(yùn)行在一種平穩(wěn)，最優(yōu)狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速，可減少燃料消耗，空氣和噪聲污染，并可以減少發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)，延長發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命。飛輪電池電動(dòng)汽車?yán)脙Υ嬖陔S車飛輪中的機(jī)械能驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)。它的推進(jìn)系統(tǒng)由飛輪電池，電機(jī)控制器，電機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)等組成。
飛輪電池實(shí)際上是一種機(jī)-電能量轉(zhuǎn)換和儲存裝置。飛輪可以儲存能量，根據(jù)飛輪能夠儲存和釋放能量的特性研制的一種機(jī)械式蓄電池就是飛輪蓄電池。在飛輪的內(nèi)部鑲有永久性磁鐵，外殼上裝有感應(yīng)線圈，這樣飛輪就具有電動(dòng)機(jī)和發(fā)目前隨著環(huán)境保護(hù)意識的提高以及全球能源的供需矛盾，開發(fā)節(jié)能及采用替代能源的環(huán)保型汽車，以減少對環(huán)境的污染，成為當(dāng)今世界汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢。汽車制造行業(yè)紛紛把目光轉(zhuǎn)向電動(dòng)汽車的研制。能找到儲能密度大，充電時(shí)間短，價(jià)格適宜的新型電池，是電動(dòng)汽車能否擁有更大的機(jī)動(dòng)性并與汽油車一爭高下的關(guān)鍵。而飛輪電池因具有清潔，高效，充放電迅捷，不污染環(huán)境等特點(diǎn)而受到汽車行業(yè)的廣泛重視。預(yù)計(jì)21世紀(jì)飛輪電池將會是電動(dòng)汽車行業(yè)的研究熱點(diǎn)。
飛輪電池充電快，放電完全，非常適合應(yīng)用于混合能量推動(dòng)的車輛中。車輛在正常行使時(shí)和剎車制動(dòng)時(shí)，給飛輪電池充電；飛輪電池則在加速或爬坡時(shí)，給車輛提供動(dòng)力，保證車輛運(yùn)行在一種平穩(wěn)，最優(yōu)狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速，可減少燃料消耗，空氣和噪聲污染，并可以減少發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)，延長發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命。飛輪電池電動(dòng)汽車?yán)脙Υ嬖陔S車飛輪中的機(jī)械能驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)。它的推進(jìn)系統(tǒng)由飛輪電池，電機(jī)控制器，電機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)等組成。
飛輪電池實(shí)際上是一種機(jī)-電能量轉(zhuǎn)換和儲存裝置。飛輪可以儲存能量，根據(jù)飛輪能夠儲存和釋放能量的特性研制的一種機(jī)械式蓄電池就是飛輪蓄電池。在飛輪的內(nèi)部鑲有永久性磁鐵，外殼上裝有感應(yīng)線圈，這樣飛輪就具有電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的雙重功能。充電時(shí)飛輪中的電機(jī)以電動(dòng)機(jī)的形式運(yùn)行，在外接電源的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)，達(dá)到極高的轉(zhuǎn)速，從而完成電能-機(jī)械能轉(zhuǎn)換的儲能過程；放電時(shí)，飛輪中的電機(jī)以發(fā)電機(jī)的狀態(tài)運(yùn)行，在飛輪的帶動(dòng)下對外輸出電能，完成機(jī)械能-電能轉(zhuǎn)換的釋放過程 。
但是，飛輪儲能方法一直未能得到廣泛的應(yīng)用，其主要有三點(diǎn)原因；飛輪本身的能耗主要來自軸承摩擦和空氣阻力；常規(guī)飛輪是有鋼（或鑄鐵）制成，儲能有限；要完成電能機(jī)械能的轉(zhuǎn)換，還需要一套復(fù)雜的電力電子裝置。目前，飛輪儲能技術(shù)取得突破性進(jìn)展是基于下述三項(xiàng)技術(shù)的飛速發(fā)展；一是高能永磁及高溫超導(dǎo)技術(shù)的出現(xiàn)；二是高強(qiáng)纖維復(fù)合材料的問世；三是電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展。就目前的技術(shù)來看，飛輪電池電動(dòng)汽車還不能廣泛應(yīng)用，根據(jù)飛輪儲能裝置本身的特點(diǎn)來講，它更加適用于復(fù)合動(dòng)力汽車和混合電動(dòng)汽車技術(shù)中，復(fù)合電力汽車是靠內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)兩種方式共同提供推動(dòng)力的，在汽車正常行駛和制動(dòng)的時(shí)候給電池充電，汽車爬坡和加速，需要功率大的時(shí)候讓電池放電。
由于普通汽車在正常行駛的時(shí)候，功率僅為最大功率的四分之一，復(fù)合電力汽車中蓄電池和電動(dòng)機(jī)的加入恰好可以解決這個(gè)問題，這樣，復(fù)合動(dòng)力汽車就可以不用按照汽車的最大功率來進(jìn)行設(shè)計(jì)，以避免出現(xiàn)在正常行駛的過程中出現(xiàn)大馬拉小車的現(xiàn)象，大幅度提高汽車的性能。復(fù)合動(dòng)力汽車技術(shù)早就得到了科學(xué)家們的重視，美國和許多歐洲國家都已經(jīng)開始應(yīng)用。首先，在汽車的使用過程中，電池的充放電次數(shù)很多，而一般的化學(xué)電池的充放電次數(shù)很難提高，其次，在汽車的使用過程中，電池的放電深度很不規(guī)則，對于化學(xué)電池的壽命就會有很大的影響，最后，要求點(diǎn)吃的充方速度快，這樣才能滿足汽車電動(dòng)機(jī)電池的需要。但是，對輪儲能裝設(shè)來說卻不難。隨著磁懸浮技術(shù)的發(fā)展，飛輪的充放電次數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于汽車電池使用的需要，而且飛輪的充放電是化學(xué)能和機(jī)械能的互相轉(zhuǎn)化，它的放電深度可大可小，絕不會影響電池壽命，同時(shí)，由多臺驅(qū)動(dòng)的飛輪系統(tǒng)可以在很短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到幾萬轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速。此外，在飛輪儲能裝置中，決定輸入輸出的器件是它外接的電力電子器件，而與外部的負(fù)載沒有關(guān)系，還可以很方便地通過控制飛輪的旋轉(zhuǎn)速度來控制飛輪的充電，這種特點(diǎn)在化學(xué)電池中實(shí)現(xiàn)起來要困難得多。
飛輪電池與其它電池進(jìn)行比較可得到飛輪電池的優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)在，使用最多最廣的儲能電池?zé)o疑是化學(xué)電池，它將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲存，再轉(zhuǎn)化為電能輸出，它價(jià)格低廉，技術(shù)成熟，但污染嚴(yán)重，效率低下，充電時(shí)間長，用電時(shí)間短，使用過程中電能不易控制。另一儲能電池是超導(dǎo)電池，它把電能轉(zhuǎn)化為磁能儲存在超導(dǎo)線圈的磁場中，由于超導(dǎo)狀態(tài)下線圈沒有電阻，所以能量損耗非常小，效率也高，對環(huán)境污染也小。但由于超導(dǎo)狀態(tài)是線圈處于極低溫度下才能實(shí)現(xiàn)，維持線圈處于超導(dǎo)狀態(tài)所需要的低溫需耗費(fèi)大量能源，而且維持裝置過大，不易小型化，所以家用市場前景不強(qiáng)。
結(jié)束語：
作為一種新興的儲能方式，飛輪電池所擁有傳統(tǒng)化學(xué)電池?zé)o法比擬的優(yōu)點(diǎn)已被人們廣泛認(rèn)同，它非常符合未來儲能技術(shù)的發(fā)展方向。目前，飛輪電池除了上面介紹的應(yīng)用領(lǐng)域以外，也正在向小型化、低廉化的方向發(fā)展。現(xiàn)在，最可能出現(xiàn)的是手機(jī)電池。可以預(yù)見，伴隨著技術(shù)和材料學(xué)的進(jìn)步，飛輪電池將在未來的各行各業(yè)中發(fā)揮重要的作用。
【參考文獻(xiàn)】
[1]劉洪恩.新能源應(yīng)用技術(shù)系列教材：新能源概論，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013.8.1.
關(guān)鍵詞:電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè);戰(zhàn)略定位;氣電混合動(dòng)力汽車
作者簡介:何東(1964-),男,四川彭州人, 西華大學(xué)管理學(xué)院副教授,副院長、所長、碩士生導(dǎo)師,經(jīng)濟(jì)學(xué)博士,研究方向:區(qū)域經(jīng)濟(jì)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)和戰(zhàn)略管理研究。
中圖分類號:F061.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1672-3309(2009)12-0023-04
汽車產(chǎn)業(yè)作為成都市的支柱產(chǎn)業(yè),其發(fā)展受到了企業(yè)、政府、學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。如何抓住國家出臺振興汽車產(chǎn)業(yè)的政策機(jī)遇,利用成都市建設(shè)國家新能源基地的契機(jī),對成都電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行定位,使之成為成都經(jīng)濟(jì)發(fā)展新的增長極,從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益、社會效益并舉的目標(biāo),成為一個(gè)重要而緊迫的課題。
一、國內(nèi)外電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況
電動(dòng)汽車按動(dòng)力裝置類型分類,可分為三類:純電動(dòng)汽車(PEV)、燃料電池電動(dòng)汽車(FCEV)、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(HEV)[1],近年在傳統(tǒng)的混合動(dòng)力汽車(HEV)的基礎(chǔ)上,又派生出一種外接充電式(Plug-In)混合動(dòng)力汽車(PHEV)。3種動(dòng)力車型,經(jīng)過技術(shù)檢測、示范運(yùn)行,已具備了整車生產(chǎn)的能力。預(yù)計(jì)20年后,所有電動(dòng)車總的市場份額將會超過燃油汽車[2]。
自上世紀(jì)90年代以來,在各國政府的支持下,國外各知名汽車公司均投入巨資開始進(jìn)行電動(dòng)汽車的研制和開發(fā)。法國、日本、美國、德國等國家都開發(fā)出具有商品化水平的電動(dòng)汽車,如法國PSA 公司的標(biāo)志P106 和雪鐵龍AX電動(dòng)轎車,日本豐田汽車公司的RAV-4EV 電動(dòng)轎車,美國通用汽車公司的EV1 電動(dòng)轎車。此外,混合動(dòng)力公交車也在美國、日本、歐洲等地投入了實(shí)際運(yùn)營。
近幾年,我國也研發(fā)了幾款混合動(dòng)力汽車:比亞迪股份有限公司的F1混合動(dòng)力轎車,奇瑞汽車公司的A5ISG混合動(dòng)力汽車,力帆集團(tuán)公司的新520車型混合動(dòng)力車,吉利汽車公司也生產(chǎn)了輕度混合動(dòng)力汽車。據(jù)中國客車統(tǒng)計(jì)信息網(wǎng)統(tǒng)計(jì),到2008年底,我國已有17個(gè)省(市)的30多家企業(yè)開始涉足混合動(dòng)力城市客車。
二、成都市發(fā)展電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)條件分析
1.豐富的能源資源和自然資源
四川省的天然氣資源居全國第二位,水電資源可開發(fā)量居全國第一位,二者都是發(fā)展氣電混合電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的動(dòng)力能源。四川盆地的天然氣地質(zhì)資源量達(dá)3.6萬億立方米,可探明地質(zhì)資源量為3.5萬億立方米,可采資源量為2.28萬億立方米。其中,新近發(fā)現(xiàn)的普光氣田和龍崗氣田,預(yù)計(jì)可開采量分別達(dá)到3562億立方米和7000億立方米①。我國現(xiàn)探明的鋰資源儲量約380萬噸,居世界第二位,鋰礦資源(除鹵水外)70%分布在四川省的甘孜州和阿壩州②。四川省擁有我國鋰行業(yè)中技術(shù)領(lǐng)先、規(guī)模最大的鋰資源開發(fā)和鋰產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售企業(yè)――四川天齊鋰業(yè)股份有限公司,其生產(chǎn)裝備水平和產(chǎn)能居亞洲鋰行業(yè)第一,能有效地為成都電動(dòng)汽車的電池生產(chǎn)提供原料和研發(fā)技術(shù)支撐。
2.先進(jìn)的天然氣汽車(CNG汽車)改裝技術(shù)
四川省計(jì)委于1997年批準(zhǔn)成立了全國首個(gè)CNG汽車檢測中心和培訓(xùn)中心――四川南方天然氣汽車檢測中心、四川省CNG汽車培訓(xùn)中心(設(shè)在西華大學(xué)),負(fù)責(zé)對省內(nèi)部分改裝車進(jìn)行檢測,組織天然氣改裝技術(shù)的培訓(xùn)學(xué)習(xí)。1999年成立的四川省清潔汽車工程技術(shù)中心(設(shè)在西華大學(xué))承擔(dān)了《CNG汽車及加氣站安全技術(shù)研究》等國家科技攻關(guān)課題以及國家“863計(jì)劃”課題,部分技術(shù)成為科技部“十五”清潔汽車重點(diǎn)推廣應(yīng)用項(xiàng)目。經(jīng)過十余年的發(fā)展,截至2009年7月,四川省CNG汽車保有量已超過30萬輛,充裝站220余座,均占全國50%以上③。
3.掌握有電動(dòng)汽車關(guān)鍵技術(shù)
目前,成都的電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)尚處于研發(fā)的初級階段,還沒有正式投產(chǎn)。但是,成都市電動(dòng)汽車企業(yè)在整車、電池、發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)控制等關(guān)鍵技術(shù)方面,擁有一定的研發(fā)、生產(chǎn)實(shí)力:
(1)整車研制
位于成都市龍泉驛區(qū)的成都市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)是四川省汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)劃布局中的集中發(fā)展區(qū)域,目前成都市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)已聚集汽車整車生產(chǎn)廠商16家,其中有一汽集團(tuán)、吉利汽車公司、四川汽車集團(tuán)3家汽車整車生產(chǎn)廠商涉足電動(dòng)汽車的研發(fā)和生產(chǎn)。一汽集團(tuán)的電動(dòng)汽車研發(fā)和生產(chǎn)基地在長春本部,主要生產(chǎn)電動(dòng)客車;吉利汽車公司的電動(dòng)汽車項(xiàng)目落戶于湖南湘潭;四川汽車集團(tuán)的電動(dòng)汽車項(xiàng)目布局在龍泉驛區(qū)生產(chǎn)。四川汽車集團(tuán)在2007年就提出發(fā)展電動(dòng)汽車,計(jì)劃于2009年8月份出產(chǎn)電動(dòng)汽車樣車。集團(tuán)中期規(guī)劃實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)1萬輛電動(dòng)汽車和1萬輛電動(dòng)客車。
(2)電池技術(shù)
成都市擁有包括中科來方、寶生科技、成都建中、成都國環(huán)科技等多家電池生產(chǎn)企業(yè),涉及電動(dòng)汽車、航空、航海、軍事等領(lǐng)域,其產(chǎn)品在國際國內(nèi)已具有優(yōu)勢。成都中科來方能源科技有限公司與中信國安集團(tuán)、比克國際(天津)有限公司聯(lián)合承擔(dān)了“863”電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)的“新型動(dòng)力電池隔膜及其工業(yè)化技術(shù)”項(xiàng)目。該公司擁有國內(nèi)首創(chuàng)的隔膜和水性粘合技術(shù),為電動(dòng)汽車的電池技術(shù)提供了有效支撐。隸屬于中國核工業(yè)集團(tuán)的國營成都建中鋰電池廠,是目前我國生產(chǎn)能力最大、技術(shù)水平最好的鋰電池專業(yè)生產(chǎn)廠家,曾為“神舟五號”、“神舟六號”飛船配套研制鋰電池產(chǎn)品;四川寶生科技發(fā)展有限公司在成都完成了無釹稀土系A(chǔ)B5型低溫貯氫電極合金及寬溫區(qū)鎳氫(動(dòng)力)電池的成果轉(zhuǎn)化,寬溫區(qū)鎳氫(動(dòng)力)電池年生產(chǎn)能力達(dá)5000萬Ah,成果水平居國際前列。
(3)發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)
成都市已掌握了電動(dòng)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)及控制技術(shù)的研發(fā)和生產(chǎn)。成都華川電器有限公司與中科院電工研究所聯(lián)合研制的混合動(dòng)力汽車電機(jī)控制器及ISG電機(jī),是汽車電動(dòng)、發(fā)電集成一體化電機(jī),技術(shù)達(dá)到國際水平。該公司開發(fā)的混合動(dòng)力系統(tǒng)已經(jīng)用于長安汽車的杰勛、志祥等車型的使用和驗(yàn)證。此外,東電集團(tuán)四川東風(fēng)電機(jī)廠有限公司自上世紀(jì)90年代開始研制電動(dòng)車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)品,擁有較強(qiáng)的研發(fā)能力,并且具備產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的條件。公司的產(chǎn)品已用于包含純電動(dòng)、混合動(dòng)力、燃料電池等各類清潔能源車輛,產(chǎn)品也適用于輕型轎車、大型公交車等各種車型。
4.潛在的市場需求
由于電動(dòng)汽車行駛里程較短的瓶頸尚未突破,電動(dòng)汽車技術(shù)主要應(yīng)用于行駛線路相對固定的公交車、出租車。成都地處川西平原,是中國西南地區(qū)最大的交通樞紐,機(jī)動(dòng)車保有量排全國第三位。四川省現(xiàn)有CNG車輛30萬輛,其中成都市CNG汽車保有量約2余萬輛,運(yùn)用水平居全國前列。目前成都市的CNG公交車輛約4000余輛,按照《成都市總體規(guī)劃1995-2020》、《成都市建設(shè)事業(yè)“十一五”發(fā)展規(guī)劃》的要求,成都市的城市交通發(fā)展以普通公交為主體、客運(yùn)出租汽車等為補(bǔ)充的城市公交體系,到2010年,成都市的CNG公交車輛預(yù)計(jì)將達(dá)到8000輛,出租車也將新增2000余輛。成都市CNG公交車每年以25%左右的速度發(fā)展,出租車輛也以較大的比率增長,因此,成都市電動(dòng)汽車適合從公交車、出租車入手,有著巨大的潛在發(fā)展市場。
三、成都市發(fā)展電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的SWOT分析
SWOT矩陣分析法[3]是一種綜合考慮組織的內(nèi)部優(yōu)勢(Strength)、劣勢(Weakness)和來自外部環(huán)境的機(jī)會(Opportunity)和威脅(Threat)的系統(tǒng)分析方法,它是組織揚(yáng)長避短、趨利避害的有效工具。根據(jù)成都市電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和SWOT分析法原理,可列出成都市發(fā)展電動(dòng)汽車SWOT矩陣(見表1)。
通過對成都市電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的SWOT矩陣分析,其產(chǎn)業(yè)在未來發(fā)展中有著良好的外部機(jī)遇和內(nèi)部優(yōu)勢,同時(shí)也有其不可避免的困難與挑戰(zhàn)。這就要求成都市電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)要有一個(gè)正確的戰(zhàn)略定位,并能得到有力的政策保障。
四、成都電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略定位
(一)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)選擇
成都市電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)必須選擇一款電動(dòng)汽車類型,進(jìn)行重點(diǎn)突破發(fā)展,做專做強(qiáng)成都電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)。通過對現(xiàn)有的3種電動(dòng)汽車在續(xù)航里程、尾氣排放、經(jīng)濟(jì)性、市場情況等方面進(jìn)行比較[4](見表2)可以看出,純電動(dòng)汽車雖然具有很多優(yōu)點(diǎn),但因?yàn)榧夹g(shù)、成本等許多原因,還不能取代傳統(tǒng)的燃油/氣動(dòng)力模式;燃料電池電動(dòng)汽車由于電池存在技術(shù)瓶頸,不具有產(chǎn)業(yè)化能力;而混合動(dòng)力電動(dòng)汽車既繼承了電動(dòng)車輛作為“綠色汽車”的節(jié)約能源和低排放的優(yōu)點(diǎn),又彌補(bǔ)了純電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程不足的缺點(diǎn)。根據(jù)國外研究表明,混合動(dòng)力汽車的燃油消耗指標(biāo)與裝備同類型發(fā)動(dòng)機(jī)的傳統(tǒng)汽車相比平均降低30%-40%,尾氣排放指標(biāo)平均降低50%-60%[5]。同時(shí)混和動(dòng)力汽車不需要大的基礎(chǔ)性投資,與現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)體系有較好的兼容性而最具產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢。
現(xiàn)有的混合動(dòng)力汽車,按動(dòng)力能源分類,有氣電混合動(dòng)力汽車、油電混合動(dòng)力汽車兩類。通過對兩類汽車進(jìn)行比較(見表3)可知,氣電混合動(dòng)力汽車不僅具有低排放、低維護(hù)成本、高安全性等優(yōu)點(diǎn),并且國內(nèi)已經(jīng)擁有了整車生產(chǎn)的技術(shù)。四川豐富的天然氣資源作為發(fā)展成都混合動(dòng)力電動(dòng)汽車重要能源來源,不依賴國際進(jìn)口,價(jià)格便宜,更加環(huán)保,并且國內(nèi)市場暫無銷售,有著巨大的發(fā)展優(yōu)勢。隨著西氣東輸工程的啟動(dòng),天然氣資源將覆蓋全國大部分城市,對氣電混合動(dòng)力汽車的推廣有著重要的意義。
從上面的分析可以看出,成都市電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)定位應(yīng)根據(jù)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)有技術(shù),結(jié)合成都自身?xiàng)l件,通過集成成熟的內(nèi)燃機(jī)技術(shù)、天然氣汽車改裝技術(shù)和汽車整車生產(chǎn)系統(tǒng),實(shí)施差異化發(fā)展戰(zhàn)略,發(fā)展氣電混合動(dòng)力汽車。
(二)戰(zhàn)略路徑
通過整合成都市內(nèi)現(xiàn)有資源,形成氣電混合動(dòng)力汽車產(chǎn)業(yè)鏈,圍繞產(chǎn)業(yè)鏈上的關(guān)鍵技術(shù)――電池、發(fā)電機(jī)及控制系統(tǒng),重點(diǎn)攻關(guān);通過集成成熟的內(nèi)燃機(jī)技術(shù)、天然氣汽車改裝技術(shù)和汽車整車生產(chǎn)系統(tǒng),發(fā)展氣電混合動(dòng)力汽車,形成成都市電動(dòng)汽車特色產(chǎn)業(yè),實(shí)現(xiàn)氣電混合動(dòng)力汽車技術(shù)國內(nèi)領(lǐng)先;重點(diǎn)開發(fā)公交車、出租車,逐漸推廣到其他車型;產(chǎn)業(yè)立足四川,輻射全國,爭取進(jìn)軍國際市場。
1.整合現(xiàn)有資源,形成產(chǎn)業(yè)鏈
成都市現(xiàn)有成都一汽大眾汽車有限公司、四川汽車工業(yè)集團(tuán)等整車企業(yè)16家,有成都中科來方能源科技有限公司、四川寶生科技發(fā)展有限公司、成都華川電器有限公司、中汽成都配件有限公司、成都正恒動(dòng)力配件有限公司等電動(dòng)汽車電池、電動(dòng)機(jī)及其它零部件生產(chǎn)企業(yè)130余戶。由于成都市涉及電動(dòng)汽車的企業(yè)各自為政,資源分散,無法實(shí)現(xiàn)氣電混合動(dòng)力汽車的突破性創(chuàng)新。通過整合成都市內(nèi)現(xiàn)有汽車產(chǎn)業(yè)資源,可形成氣電混合動(dòng)力汽車產(chǎn)業(yè)鏈(見圖1)。
2.重點(diǎn)攻關(guān)電池技術(shù)、驅(qū)動(dòng)裝置及控制系統(tǒng)
成都市氣電混合動(dòng)力汽車發(fā)展應(yīng)以產(chǎn)品為中心,聯(lián)合企業(yè)、高校、科研機(jī)構(gòu),對電池、驅(qū)動(dòng)裝置以及控制系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)攻關(guān)。組建成都市動(dòng)力電池重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和氣電混合動(dòng)力汽車技術(shù)中心,加強(qiáng)對動(dòng)力電池關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)及控制系統(tǒng)的調(diào)制。
3.以公交車和出租車為突破
城市公交車、出租車運(yùn)行空間相對固定,便于充電網(wǎng)絡(luò)建設(shè),可以有效彌補(bǔ)氣電混合動(dòng)力汽車行駛里程較短的缺點(diǎn)。因此,成都市氣電混合動(dòng)力汽車應(yīng)以生產(chǎn)出租車、公交車為出發(fā)點(diǎn),開拓產(chǎn)業(yè)前期市場。
(三)保障措施
成都市發(fā)展氣電混合動(dòng)力汽車已經(jīng)具有一定的基礎(chǔ)條件,但車輛價(jià)格和運(yùn)行成本偏高,為保證車輛運(yùn)行的可靠性、安全性和可維護(hù)性以及研發(fā)的需要,必須得到政府在規(guī)劃、政策、技術(shù)、資金、推廣使用等方面的支持――抓緊制定成都市電動(dòng)汽車中長期發(fā)展規(guī)劃;產(chǎn)學(xué)研政相結(jié)合,完善電動(dòng)汽車研發(fā)體系;加大對電動(dòng)汽車研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化的資金支持;加大氣電混合動(dòng)力汽車推廣使用力度;發(fā)揮政府的主導(dǎo)作用,有序推進(jìn)充電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。
注釋:
①數(shù)據(jù)參考《四川省天然氣發(fā)展“十一五”規(guī)劃及2020年遠(yuǎn)景目標(biāo)》
②數(shù)據(jù)參考:鋰資源:阿壩新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)[N].四川經(jīng)濟(jì)日報(bào),2008-01-31.
③數(shù)據(jù)參考:四川省CNG氣瓶車將憑“身份證”加氣[N].市場與消費(fèi)報(bào),2009-08-07.
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【關(guān)鍵詞】加強(qiáng)；汽車維修專業(yè)；電子技術(shù)教學(xué)
隨著人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)與文化生活的需要，人類對汽車的依賴程度不斷增強(qiáng)。汽車已成為全世界人們代步出行的主要工具。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計(jì)，2012年全國汽車產(chǎn)銷1927.18萬輛和1930.64萬輛，同比分別增長4.6%和4.3%。來自《金融時(shí)報(bào)》的報(bào)道，中國汽車產(chǎn)量2013年有望超過歐洲，中國將成為除美國外世界第二大汽車制造強(qiáng)國。同時(shí)，人們對于汽車產(chǎn)品的功能、性能及舒適度的要求不斷提高。面對全球汽車市場的需求，傳統(tǒng)的汽車工業(yè)發(fā)展已不能適應(yīng)現(xiàn)代社會發(fā)展的需要。汽車工業(yè)正在逐漸由傳統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)向電子系統(tǒng)轉(zhuǎn)換，現(xiàn)代汽車的發(fā)展逐漸呈現(xiàn)出電子化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化。基于汽車工業(yè)發(fā)展的強(qiáng)勁勢頭，中職汽車維修專業(yè)前景廣闊、大有可為。職業(yè)學(xué)校汽車維修專業(yè)電子技術(shù)的教學(xué)凸顯重要。中職學(xué)校應(yīng)充分認(rèn)識汽車維修專業(yè)電子技術(shù)發(fā)展的方向，加強(qiáng)汽車維修專業(yè)電子技術(shù)的教學(xué)，努力推進(jìn)汽車維修專業(yè)教學(xué)改革，為中國汽車的轉(zhuǎn)型升級培養(yǎng)大批汽車維修服務(wù)型的技術(shù)人才。
1加強(qiáng)汽車維修專業(yè)電子技術(shù)的教學(xué)是社會發(fā)展的需要
來自中國汽車工業(yè)協(xié)會的調(diào)查顯示，預(yù)計(jì)2013年中國汽車全年將銷售2065萬輛，將比2012年同期增長7%。到2020年中國汽車將達(dá)到1億輛。到2030年全球汽車保有量達(dá)到10億輛。面對日益增加的汽車數(shù)量，汽車能源危機(jī)不斷加深。同時(shí)汽車尾氣造成的大氣污染不斷加劇。而全球汽車能源的日益枯竭，地球氣溫的持續(xù)升高，霧霾天氣的增多，進(jìn)一步加劇了對人類的危害。由于汽車工業(yè)的發(fā)展對世界各國經(jīng)濟(jì)起著具大的推動(dòng)作用，因此，世界各國將汽車節(jié)能減排作為未來研究及發(fā)展的主要方向。2012年6月，國家出臺了《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012年-2020年）》。規(guī)劃指出，要加快培育和發(fā)展節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。要以純電驅(qū)動(dòng)為汽車工業(yè)轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略取向，重點(diǎn)推進(jìn)純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車產(chǎn)業(yè)化。爭取到2015年，純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)銷量達(dá)到50萬輛，到2020年超過500萬輛。新能源汽車規(guī)劃為中國汽車發(fā)展指明了方向。而汽車電子技術(shù)必將成為未來汽車發(fā)展的切入點(diǎn)。未來人類在電動(dòng)汽車技術(shù)的研究領(lǐng)域必會取得核心技術(shù)的突破，汽車電子技術(shù)的發(fā)展必將催生電動(dòng)汽車市場的大發(fā)展。目前，武漢已形成以市場為導(dǎo)向、以產(chǎn)品為龍頭、以科技為先導(dǎo)、以效益為中心、以企業(yè)為主體的電動(dòng)汽車商業(yè)運(yùn)行模式，并取得良好效果。武漢電動(dòng)汽車的發(fā)展，促進(jìn)了武漢經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。基于電動(dòng)汽車的發(fā)展及未來需求，中職學(xué)校汽車維修專業(yè)電子技術(shù)的教學(xué)應(yīng)適應(yīng)汽車發(fā)展的要求，著力加強(qiáng)汽車電子技術(shù)教學(xué)的探索與研究，著眼未來汽車的發(fā)展，適應(yīng)社會發(fā)展的需要。
2加強(qiáng)汽車維修專業(yè)電子技術(shù)的教學(xué)是專業(yè)技能培養(yǎng)的需要
面對中國汽車的發(fā)展，特別是轎車產(chǎn)業(yè)，其汽車電子產(chǎn)品所占比例將由現(xiàn)在的40%，經(jīng)過未來一定時(shí)間的加速發(fā)展會達(dá)到60%以上。未來10年，中國汽車將以每年12%左右的速度增長。基于汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，將來汽車電子產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用會越來越多，汽車維修服務(wù)業(yè)面臨巨大的挑戰(zhàn)。汽車服務(wù)業(yè)將新增大批從業(yè)人員，而大部分從業(yè)人員需接受汽車維修專業(yè)的職業(yè)技術(shù)教育。然而，從現(xiàn)在許多職業(yè)學(xué)校的辦學(xué)情況看，對汽車維修專業(yè)電子技術(shù)的教學(xué)認(rèn)識普遍不深，存在誤區(qū)。一些教師，根生于傳統(tǒng)的思維方式，局限于傳統(tǒng)的汽車發(fā)展理念，對汽車發(fā)展的新技術(shù)疏于了解。學(xué)校對汽車維修專業(yè)電子技術(shù)的教學(xué)缺少分析與研討，不能適應(yīng)汽車技術(shù)的發(fā)展。目前從職業(yè)學(xué)校培養(yǎng)出的汽車維修的技術(shù)從業(yè)人員存在汽車維修水平不高，職業(yè)素質(zhì)低，法律意識淡薄現(xiàn)象，甚至有些汽車維修專業(yè)的學(xué)生根本什么就不懂。由于部分汽車維修服務(wù)業(yè)門檻低，標(biāo)準(zhǔn)低，已制約汽車服務(wù)業(yè)的發(fā)展，與汽車維修電子技術(shù)的發(fā)展極不相襯。在我國，汽車服務(wù)業(yè)電子高等級技能人才高、中、初的比例分別為26.6%、30.4%、43.1%，而發(fā)達(dá)國家為20%、40%、40%。可以看出，我國汽車服務(wù)業(yè)高等級人才的比例偏低。因此，加強(qiáng)汽車維修專業(yè)電子技術(shù)的教學(xué)，培養(yǎng)適合汽車維修專業(yè)電子技術(shù)服務(wù)的高技能型服務(wù)型維修人才應(yīng)成為職業(yè)院校技能培訓(xùn)的目標(biāo)。
3加強(qiáng)汽車維修專業(yè)電子技術(shù)教學(xué)是汽車電子技術(shù)整合發(fā)展的需要
汽車電子化推動(dòng)了汽車技術(shù)的發(fā)展。汽車電子化的程度被看作是衡量現(xiàn)代汽車水平的重要標(biāo)志，是用來開發(fā)新車型，改進(jìn)汽車性能最重要的技術(shù)措施。現(xiàn)代汽車制造商認(rèn)為增加汽車電子設(shè)備的數(shù)量、促進(jìn)汽車電子化是奪取未來汽車市場的重要的有效手段。
按照對汽車行駛性能作用的影響劃分，我們可以把汽車電子產(chǎn)品歸納為兩類：一類是汽車電子控制裝置。汽車電子控制裝置要和車上機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行配合使用，即所謂“機(jī)電結(jié)合”的汽車電子裝置；它們包括發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、車身電子控制。另一類是車載汽車電子裝置。車載汽車電子裝置是在汽車環(huán)境下能夠獨(dú)立使用的電子裝置，它和汽車本身的性能并無直接關(guān)系。它們包括汽車信息系統(tǒng)（行車電腦）、導(dǎo)航系統(tǒng)、汽車音響及電視娛樂系統(tǒng)、車載通信系統(tǒng)、上網(wǎng)設(shè)備等。
目前汽車電子技術(shù)發(fā)展的正向多樣化、技術(shù)一體化、系統(tǒng)集成化、通訊網(wǎng)絡(luò)化、集中綜合控制方向發(fā)展 。因此，汽車電子技術(shù)的整合將主導(dǎo)汽車未來發(fā)展的方向，推動(dòng)現(xiàn)代汽車工業(yè)的第。作為職業(yè)院校加強(qiáng)汽車維修專業(yè)電子技術(shù)的教學(xué)，是電子技術(shù)在汽車發(fā)展運(yùn)用中的需要。
4加強(qiáng)汽車維修專業(yè)電子技術(shù)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生能力的需要
汽車電子技術(shù)的發(fā)展將主導(dǎo)了汽車工業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)社會的文明進(jìn)步，能實(shí)現(xiàn)了中國人的中國夢，讓美麗中國變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。由于汽車制造技術(shù)的不斷更新，電子產(chǎn)品的升級換代，汽車生產(chǎn)質(zhì)量不斷提高，人們對于汽車的要求也隨社會的發(fā)展不斷增強(qiáng)。因此，社會對汽車維修、服務(wù)管理的水平提高的愿望是不斷加強(qiáng)的。這就給職業(yè)院校學(xué)生提出了相應(yīng)要求。怎樣才能適應(yīng)汽車制造業(yè)的不斷發(fā)展？這就要求職業(yè)院校加強(qiáng)課堂教學(xué)改革，堅(jiān)持“以學(xué)生能力為本位，以就業(yè)為導(dǎo)向“的理念，立足貼近汽車專業(yè)、汽車崗位，以培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力為出發(fā)點(diǎn)。針對汽車維修專業(yè)的特點(diǎn)，努力實(shí)施以項(xiàng)目為載體、任務(wù)為驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式，做中學(xué)，做中教。通過汽車維修專業(yè)電子技術(shù)的教學(xué)不斷提高學(xué)生的認(rèn)識能力及職業(yè)素養(yǎng)，不斷激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的解決實(shí)際問題的能力，進(jìn)一步提高學(xué)生的就業(yè)競爭力。
綜上所述，職業(yè)學(xué)校汽車維修專業(yè)電子技術(shù)的教學(xué)應(yīng)構(gòu)建適應(yīng)時(shí)代汽車發(fā)展的專業(yè)教學(xué)新思維。加強(qiáng)對汽車維修專業(yè)電子技術(shù)教學(xué)內(nèi)容的研討，不斷整合汽車電子技術(shù)，加強(qiáng)對專業(yè)教師隊(duì)伍的建設(shè)，努力提高學(xué)校汽車維修專業(yè)電子技術(shù)的教學(xué)水平。
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國家發(fā)改委透露，目前正在組織起草有關(guān)新能源和智能化汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略，也在制定路線圖和時(shí)間表，希望通過制定戰(zhàn)略明確未來一個(gè)時(shí)期我國汽車發(fā)展的戰(zhàn)略方向，力爭在全球新一輪產(chǎn)業(yè)變革中搶占制高點(diǎn)。
在日前舉行的德國法蘭克福車展上，新能源汽車成了當(dāng)仁不讓的主角。眾多跨國汽車巨頭紛紛拿出了自己的新能源汽車產(chǎn)品，并且公布了距離不遠(yuǎn)的上市計(jì)劃。
戴姆勒集團(tuán)一下拿出了四款不同技術(shù)路線，可以滿足市場不同需求的新能源汽車產(chǎn)品，而且這些產(chǎn)品大部分是可以很快投入市場的成熟產(chǎn)品。
戴姆勒股份公司董事會主席、梅賽德斯-奔馳汽車集團(tuán)全球總裁蔡澈表示，未來將逐步實(shí)現(xiàn)整體產(chǎn)品的電氣化，在每個(gè)車系中都將至少提供一款電動(dòng)車型，未來將有50多款電動(dòng)車產(chǎn)品。而在這個(gè)過程中，中國將是奔馳新能源汽車最重要的市場，未來計(jì)劃在中國建立德國以外的首個(gè)動(dòng)力電池生產(chǎn)基地。
大眾汽車集團(tuán)CEO穆倫介紹，新能源汽車將成為大眾汽車集團(tuán)未來發(fā)展重心。寶馬集團(tuán)則表示，要向電動(dòng)車發(fā)起總攻。
除了跨國公司，中國的自主品牌企業(yè)也開始提升新能源汽車產(chǎn)品和技術(shù)。奇瑞汽車了第二代EV純電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)。長城汽車（601633）也展出了插電及非插電混動(dòng)、純電動(dòng)等多款產(chǎn)品。
北汽集團(tuán)攜旗下北京海納川汽車部件股份有限公司在法蘭克福車展上展示了自主研發(fā)的“智能化、電動(dòng)化、輕量化”汽車零部件產(chǎn)品。
北汽集團(tuán)董事長徐和誼表示，將圍繞產(chǎn)品研發(fā)這個(gè)核心，形成科學(xué)規(guī)范、高效協(xié)同的研發(fā)平臺與創(chuàng)新機(jī)制，并重點(diǎn)突破電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、輕量化等新方向。
很多新興的高科技企業(yè)也投入到了新能源汽車領(lǐng)域。上海什維科技是一家專業(yè)從事電動(dòng)汽車電控技術(shù)的高科技公司，其自主研發(fā)的電動(dòng)汽車BMS電池能量管理系統(tǒng)，可以做到對電池組進(jìn)行更加精確的管理，從而達(dá)到提高電池工作效率、延長電池壽命和降低成本的目標(biāo)。
關(guān)鍵詞：混合動(dòng)力電動(dòng)汽車；制動(dòng)能量回收；HEV制動(dòng)；制動(dòng)力D時(shí)間曲線
中圖分類號：U463 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2011）36-0043-03
混合電動(dòng)汽車（HEV）是同時(shí)燃油和用電以供正常運(yùn)行的汽車，并且以電能提供主要?jiǎng)恿ΑｋS著對環(huán)境要求的提高和汽油價(jià)格的攀升，HEV一直是目前汽車領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，其環(huán)保性和節(jié)能性相比于傳統(tǒng)的燃油汽車而言已經(jīng)有了很大的改善。它已經(jīng)擺脫了傳統(tǒng)汽車的完全靠汽油行駛的弊端，對目前國家背景下汽油價(jià)格不斷攀升的汽車用戶的經(jīng)濟(jì)狀況有很大的緩解。雖然目前國內(nèi)外對混合電動(dòng)汽車都有些研究，可普遍都比較關(guān)注HEV的能量利用率的問題。而制動(dòng)能量回收對于HEV的能量利用率有著十分重要的意義，不但能夠?qū)π铍姵剡m當(dāng)充電，更重要的是能夠延長汽車的行駛距離，提高整個(gè)汽車的性能。
一、制動(dòng)模式
制動(dòng)就是汽車在行駛過程中通過制動(dòng)系以適當(dāng)?shù)臏p速度降速行駛直至停車；在下坡行駛時(shí)，使汽車保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速；使汽車可靠的停在原地或者坡道上。行業(yè)中研究HEV的制動(dòng)能量回饋中汽車的運(yùn)行模式，主要包括三種：
（一）急剎車
急剎車是指制動(dòng)加速度大于2m/s2的制動(dòng)過程，其往往是由于突然的狀況而采取的制動(dòng)行為。而且，在實(shí)際的制動(dòng)操作中，這類剎車往往以機(jī)械為主，同時(shí)輔助以電剎車。目前，普遍的中高檔汽車都配備ABS裝置來防止車輪在急剎車的狀況下抱死，出現(xiàn)
危險(xiǎn)。
（二）中輕度剎車
中輕度剎車是介于正常剎車和急剎車之間的制動(dòng)過程，其制動(dòng)全過程通過電剎和手剎相結(jié)合的方式來實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)剎車，保證行人和車輛剎車過程中的平穩(wěn)。
（三）下長坡過程中的剎車
汽車下長坡的過程中一定要限制車速，保證汽車行駛的安全性。在制動(dòng)力不是很大的時(shí)候可以適當(dāng)采用電剎，如果是制動(dòng)力比較大的話，就可以通過電剎和手剎相結(jié)合的方式來實(shí)現(xiàn)汽車平穩(wěn)下坡。其制動(dòng)過程中的能量回收表現(xiàn)為回饋電流小，時(shí)間長，不滿足電池的最大充電時(shí)間。
二、制動(dòng)能量回收的約束條件
混合電動(dòng)汽車如果要實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量回收，必須要滿足幾個(gè)要求：
（一）符合安全要求，滿足駕駛者的習(xí)慣
制動(dòng)過程中的安全問題是首要的，離開了安全，一切分析都變得毫無意義。在安全制動(dòng)的前提下，我們應(yīng)該盡可能的按照駕駛者應(yīng)該有的習(xí)慣操作進(jìn)行合理設(shè)置，符合人機(jī)工程設(shè)計(jì)要求。盡量避免大范圍的、不符合駕駛員操作的行為習(xí)慣的設(shè)計(jì)，在充分考慮了HEV的駕駛員和乘客的感受之后，能夠?qū)崿F(xiàn)能量回收的混合電動(dòng)汽車在使用特別是制動(dòng)過程中應(yīng)該盡量和傳統(tǒng)汽車保持一致，這樣，才能為大眾所接受。
（二）考慮成本和市場
混合電動(dòng)汽車的制動(dòng)能量回收是為了更好的展現(xiàn)汽車行駛功能的，在設(shè)計(jì)能量回饋體系的時(shí)候一定要充分考慮設(shè)計(jì)的成本和市場。同時(shí)在基礎(chǔ)之上，要盡可能將混合電動(dòng)汽車的控制體系做成一個(gè)人機(jī)交互的整體，實(shí)現(xiàn)能量回饋的充分性和最優(yōu)化。而且，制動(dòng)回饋的能量也要適應(yīng)市場需要，與時(shí)展的大局相吻合，贏得市場和大眾的認(rèn)可。
（三）能量回收過程中要保證充電的安全
HEV中常采用的電池為蓄電池、鋰電池、鎳氫電池。在制動(dòng)能量反饋系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中要考慮不同電池能量回收的差異和充放電特性，盡可能快速的、高效地進(jìn)行電量回收。避免充電時(shí)間過長而造成過充，對電池造成損傷。例如，要考慮電池的充放電深度，電池的可接受最長充電時(shí)間和最大充電電流，同時(shí)也要保證能量回饋過程能夠有效的停止，結(jié)合各方面的因素綜合分析，制定切實(shí)可行的制動(dòng)能量回收策略，實(shí)現(xiàn)能量的最大限度回收。
三、制動(dòng)能量回饋系統(tǒng)
（一）制動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成原理
目前，中、高檔汽車上都安裝有ABS裝置，由于ABS是防止側(cè)滑的，作為汽車遇到緊急狀況而出現(xiàn)一腳踩死制動(dòng)器踏板而出現(xiàn)的轉(zhuǎn)向失靈等狀況。通過不斷的實(shí)驗(yàn)和總結(jié)發(fā)現(xiàn)，側(cè)向滑移率和縱向附著力有著很重要的關(guān)系，具體如圖1所示：
由圖1可知，當(dāng)路面附著系數(shù)比較小時(shí)，滑移率比較小，車輪的滑移率是呈遞增的趨勢，只要保證在一定的范圍內(nèi)，就能合理的抑制汽車縱向滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)汽車的平順轉(zhuǎn)向等。
（二）制動(dòng)系統(tǒng)的組成
汽車制動(dòng)系統(tǒng)作為汽車制動(dòng)時(shí)的重要部件，是汽車實(shí)現(xiàn)制動(dòng)的依據(jù)。在不同的汽車中，汽車的制動(dòng)系統(tǒng)有著細(xì)微的差別，但是汽車制動(dòng)系統(tǒng)卻都有些不可或缺的部分，例如ABS系統(tǒng)、電子控制元件和液壓調(diào)節(jié)器。
ABS是制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)有效制動(dòng)、防止車輪抱死的重要裝置。目前市場上有許多種不同的形式，但是其控制原理大致相同，實(shí)現(xiàn)的依據(jù)大體相似。液壓調(diào)節(jié)器是ABS的主體元件，是保證ABS正常運(yùn)轉(zhuǎn)的核心部件，主要有電磁閥、蓄能器、回油泵和輔助液壓閥
組成。
在防止車輪抱死的過程中，通過液壓調(diào)節(jié)閥的開關(guān)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)制動(dòng)輪缸壓力的調(diào)節(jié)。例如，當(dāng)控制單元芯片檢查并判斷出當(dāng)前的狀態(tài)是增壓時(shí)，常開閥和常閉閥都處于斷電狀態(tài)，通過調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)常開閥打開，常閉閥關(guān)閉，主缸的高壓制動(dòng)液經(jīng)常開閥進(jìn)入輪缸而實(shí)現(xiàn)油壓的升高；同理，當(dāng)ECU檢查出當(dāng)前狀態(tài)是減壓狀態(tài)，就會執(zhí)行相反操作，使得常開閥關(guān)閉，常閉閥打開，使得輪缸內(nèi)的制動(dòng)液進(jìn)入低壓蓄能器，實(shí)現(xiàn)回油泵中制動(dòng)液的回流。
（三）制動(dòng)能量回饋的控制系統(tǒng)
目前，HEV的能量回饋有許多種，例如有模糊邏輯的制動(dòng)能量回饋控制系統(tǒng)、基于DSP的制動(dòng)能量回饋系統(tǒng)、基于比例的制動(dòng)能量回饋控制系統(tǒng)。但他們主要核心結(jié)構(gòu)都大體相同，制動(dòng)能量回饋結(jié)構(gòu)如圖2所示：
對于HEV而言，制動(dòng)時(shí)的能量回收主要體現(xiàn)在制動(dòng)力矩和液壓力矩同時(shí)工作時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)必須控制好電機(jī)轉(zhuǎn)矩的平衡性，使得電機(jī)能夠有效的產(chǎn)生反饋能量之外，也能夠盡可能早的實(shí)現(xiàn)汽車的停車。
制動(dòng)前，可以根據(jù)汽車?yán)碚撝械男旭偣β势胶夥匠淌絹斫忉專?/p>
P1=P2+P3+P4（不考慮加速阻力）
其中：P1――汽車行駛功率，P2――滾動(dòng)阻力功率，P3――空氣阻力功率，P4――坡度阻力功率。當(dāng)開始制動(dòng)時(shí)，主要的阻力功率由電機(jī)產(chǎn)生，電機(jī)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)化產(chǎn)生一定的電量，通過一定的線路儲存在能量管理系中，實(shí)現(xiàn)能量的回饋。
由圖2可知，制動(dòng)開始之后，整車控制器會通過自己本身自帶的控制算法，結(jié)合踏板下行的幅度，考慮汽車行駛車速和加速度來判斷汽車行駛狀態(tài)：汽車此時(shí)處于緊急制動(dòng)狀態(tài)、正常制動(dòng)狀態(tài)還是下長坡制動(dòng)狀態(tài)。在確定汽車所處狀態(tài)之后，根據(jù)電池電壓、電流和電量的多少等參數(shù)的具體情況進(jìn)行分析計(jì)算，將計(jì)算所得的數(shù)據(jù)分別向電機(jī)控制器和ABS同時(shí)發(fā)送指令，而且控制器也會向能量管理系統(tǒng)發(fā)送充電準(zhǔn)備狀態(tài)。然后將電機(jī)的電動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)點(diǎn)狀態(tài)，在能量管理系統(tǒng)的允許下開始給能量管理系統(tǒng)進(jìn)行充電實(shí)現(xiàn)電量的儲存。制動(dòng)控制器也開始將制動(dòng)系統(tǒng)的硬件設(shè)備進(jìn)行合理的調(diào)整以準(zhǔn)備執(zhí)行液壓制動(dòng)過程，方便汽車的平穩(wěn)停車。在制動(dòng)的整個(gè)過程中，控制器可以根據(jù)車速的不斷變化，整車控制器不斷改變發(fā)出的制動(dòng)控制指令和制動(dòng)力矩調(diào)節(jié)指令。
在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，可以采用基于CAN總線的設(shè)計(jì)控制器，通過西門子公司生產(chǎn)的嵌入式的CAN總線的制動(dòng)能量回饋控制器，通過適當(dāng)?shù)某跏蓟湍軡M足相關(guān)的使用要求。
（四）系統(tǒng)仿真分析
對于制動(dòng)系統(tǒng)的仿真分析可以采用合適的工具，參考相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的控制分析，在整體上實(shí)現(xiàn)整個(gè)制動(dòng)過程的模擬。在電動(dòng)汽車制動(dòng)仿真分析的過程中，運(yùn)用MATLAB中的Simulink插件進(jìn)行仿真，假設(shè)以130km/h的車速，制動(dòng)壓力設(shè)定為80MPa，從而得出模擬曲線如圖3：
由圖3中可以看出，如果HEV電動(dòng)汽車在制動(dòng)過程中采用能量回饋，就能有效地縮短制動(dòng)距離和減少制動(dòng)時(shí)間，這些無疑都會提高汽車的行駛安全性。
四、結(jié)語
混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的制動(dòng)能量回饋一直是電動(dòng)汽車研究的重點(diǎn)，如果能夠采用合適的仿真工具，進(jìn)行合理的分析，確定電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)汽車制動(dòng)過程中能量回饋的最大化，必然會提高電動(dòng)汽車能量使用率，延長汽車的行駛里程。
在實(shí)際的制動(dòng)能量回饋研究過程中，要能夠結(jié)合具體的研究實(shí)例，采用合理的系統(tǒng)分析方法，建立科學(xué)的分析模型。在整個(gè)分析過程中要嚴(yán)格按照相關(guān)操作，合理、科學(xué)的分析，必然會促進(jìn)HEV電動(dòng)汽車的能量研究。
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本書系統(tǒng)分析了面向工業(yè)和可再生能源系統(tǒng)的電力電子變頻器，并全面討論了電動(dòng)汽車領(lǐng)域中電力電子系統(tǒng)的未來發(fā)展。本書首先強(qiáng)調(diào)了可再生能源系統(tǒng)的重要性和未來的發(fā)展空間，匯集了當(dāng)今多項(xiàng)電力電子前沿技術(shù)和研究。之后針對電動(dòng)汽車（EV）和插電混合動(dòng)力汽車（PHEV）當(dāng)前和未來，介紹了電機(jī)驅(qū)動(dòng)器在實(shí)際應(yīng)用中的解決方案。本書的主題還涵蓋了很多近期內(nèi)難以大規(guī)模工業(yè)化的先進(jìn)技術(shù)，目的是拓展讀者的知識面，希望讀者將來能夠直接應(yīng)用在自己的設(shè)計(jì)中。
這本書進(jìn)一步探討了全球范圍內(nèi)有待研究的新課題，并解釋了現(xiàn)有的挑戰(zhàn)和可供選擇的方法，介紹了電能轉(zhuǎn)換、配電和可持續(xù)發(fā)展能源戰(zhàn)略的國際發(fā)展趨勢、標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)劃。本書將推進(jìn)國際電力電子技術(shù)在可再生能源、運(yùn)輸和工業(yè)應(yīng)用中的發(fā)展，可以為工業(yè)界和學(xué)術(shù)界在能源轉(zhuǎn)換和分布式發(fā)電配電等方向補(bǔ)充相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。
本書共分24章：1.能源、全球變暖以及電力電子在本世紀(jì)的發(fā)展；2.當(dāng)今能源問題帶來的挑戰(zhàn)和電力電子學(xué)在解決這些問題過程中的貢獻(xiàn)；3.分布式發(fā)電和智能電網(wǎng)的基本概念和技術(shù)；4.功率半導(dǎo)體的最新發(fā)展；5.一種應(yīng)用在可再生能源和能量傳輸方向的新型變頻器：AC母線全功能變頻器；6.風(fēng)電行業(yè)中的電力電子；7.光伏發(fā)電系統(tǒng)；8.可再生能源系統(tǒng)的控制方法；9.小型、中型可再生能源系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制；10.雙饋異步電機(jī)的特點(diǎn)和控制；11.交-直-交變頻器在分布式發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用；12.多電化飛機(jī)中的電力電子設(shè)備；13.電動(dòng)汽車和插電混合式汽車；14.多電平變頻器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和應(yīng)用；15.矩陣式變頻器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制；16.功率因數(shù)校正器；17.有源電力濾波器；18.一種多功能新型仿真工具：電力電子硬件仿真環(huán)境；19.電機(jī)的模型和調(diào)速；20.電流源型變頻器在電力驅(qū)動(dòng)中的應(yīng)用；21.共模電壓和軸漏電流產(chǎn)生的原因、危害和防治；22.大功率驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工業(yè)應(yīng)用實(shí)例；23.單相電網(wǎng)側(cè)變頻器的控制；24.阻抗源變頻器。
本書作者AbuRub博士是美國德州農(nóng)機(jī)大學(xué)教授，他的主要研究方向是能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，包括可再生能源和機(jī)電系統(tǒng)。他已經(jīng)發(fā)表了200余篇期刊和會議論文，出版了4本專著，并在多個(gè)國際刊物中任編委，如IEEE可持續(xù)發(fā)展能源期刊。他目前正管理著多個(gè)與可再生能源發(fā)電相關(guān)的項(xiàng)目。
本書可以作為可再生能源系統(tǒng)工程人員的應(yīng)用手冊，也可以作為電氣工程專業(yè)學(xué)生和研究者的參考書。
寧圃奇，博士，副研究員
（中國科學(xué)院電工研究所）
