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時間:2023-08-18 17:25:22
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇電動汽車專業(yè)發(fā)展范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創(chuàng)作。
關(guān)鍵詞:純電動客車;背景;發(fā)展現(xiàn)狀
1 背景
任何事物都具有兩面性,汽車也不例外,給人們生活帶來很多危害。首先,汽車尾氣屬于流動污染源,火山噴發(fā)及工廠煙霧等固定污染源,其中的懸浮顆粒對大氣造成了一次污染,與水蒸氣結(jié)合后還會造成二次污染;排放的尾氣中包含了很多有毒氣體,例如一氧化碳、一氧化氮、二氧化硫等,對人體有很多負影響,引發(fā)較多不良癥狀,嚴重時甚至?xí)<吧黄囜尫诺亩趸紕t會引起溫室效應(yīng),地球平均氣溫上升;另外,汽車發(fā)動機產(chǎn)生較大噪聲,嚴重影響城鎮(zhèn)居民的生活質(zhì)量;最嚴重的是,汽車消耗大量石油資源,近年來,我國每年石油消耗量的增長速度大約為5.7%,而石油供給量的增長速度僅為1.7%,一直處于供不應(yīng)求的狀態(tài),預(yù)測30年后,我國不可再生資源消耗量將占全球消耗量的20%,石油缺口會越來越大,石油的開發(fā)與供應(yīng)只能繼續(xù)依賴海灣國家。
自19世紀開始,世界總?cè)丝诔霈F(xiàn)顯著增長的趨勢。經(jīng)科學(xué)家預(yù)測,按照目前增長速度,2050年世界人口將達到100億。然而,汽車作為人類必不可少的出行工具,其數(shù)量也將達到2億多。如此龐多的機動車輛,消耗燃料、排放尾氣,這將對我們的生存環(huán)境帶來更嚴重的危害,空氣污染、資源枯竭已經(jīng)是目前地球面臨的主要問題。所以,低消耗、低污染汽車的開發(fā)已成為必然趨勢,電動汽車加入到汽車行列,將推進將來汽車和交通行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。與傳統(tǒng)汽車相比較,電動汽車占有很大優(yōu)勢:
(1)電動汽車在很大程度上減少了對環(huán)境的污染,采用電池來存儲能量,沒有燃油的燃燒,避免了尾氣排放,電動汽車的電能由發(fā)電站來補給,可來自新能源發(fā)電,不會對人類造成物理及化學(xué)危害;
(2)電動汽車的電動機取代了燃油汽車的發(fā)動機,啟動及行駛過程中噪聲降低,減少了噪聲對居民的危害;
(3)電動汽車的開發(fā)及使用,可以節(jié)省大量石油,石油除了用來做汽油原料之外,還可用于燃料、瀝青、油等產(chǎn)品,因此來講,電動汽車的出現(xiàn)為其他石油相關(guān)的產(chǎn)業(yè)留下寬闊的發(fā)展空間;
(4)電動汽車屬于一種新型創(chuàng)新產(chǎn)品,可進一步激發(fā)汽車行業(yè)的科技創(chuàng)新精神。電動汽車能夠把排放和污染將至最低。從環(huán)保和節(jié)能角度來看,電動汽車都會在汽車群體中脫穎而出。我國電動汽車的研發(fā)將是一次嚴峻的挑戰(zhàn),也是一個長期、繁重的項目,我們要緊跟發(fā)達國家的腳步,制定電動汽車領(lǐng)域科研戰(zhàn)略,這對于我國新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展極具重大意義,推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)新升級。
2 發(fā)展現(xiàn)狀
電動汽車的發(fā)展幾經(jīng)曲折,最終成為現(xiàn)代汽車發(fā)展的最優(yōu)決擇,其技術(shù)也在逐步成熟中。電動汽車的第一次發(fā)展早在19世紀80年代,當時的法國工程師GustaveTrouve成功組裝了第一輛電動三輪汽車。19世紀50年代末,世界上首次出現(xiàn)了鉛酸蓄電池,這為電動汽車的發(fā)明打下了基礎(chǔ)。當時柴油機和汽油機的發(fā)展水平較低,得不到普遍應(yīng)用,所以電動汽車逐漸取代了人類原始的代步工具。隨后,西方發(fā)達國家開始研究電動汽車,并相繼制造出成品。比如,1890年,美國第一輛電動汽車誕生于美國衣阿華州,時速為23km/h;1899年,法國也制造出了電動汽車,并采用后輪驅(qū)動和雙電機驅(qū)動形式,時速可達106km/h[2]。19世紀末20世紀初,電動汽車開始闖入眾多科研人員的視野,相關(guān)技術(shù)也得到提高,英法美等發(fā)達國家已經(jīng)批量生產(chǎn)電動汽車,并投入使用。
我國電動汽車的發(fā)展開始于20世紀60年代,在1980年之后,我國迎來電動汽車的,其創(chuàng)新研發(fā)項目得到政府的大力支持。“九五”期間,電動汽車被列入國家重大科技產(chǎn)業(yè)項目。“十一五”期間,我國將電動汽車列入863計劃,制定了“三縱三橫”的發(fā)展布局戰(zhàn)略,“三縱”是指純電動汽車(EV)、混合動力電動汽車(HEV)、燃料電池汽車(FCEV),“三橫”是指總線控制系統(tǒng)、電機驅(qū)動系統(tǒng)、電池及電池管理系統(tǒng),從此,搭建起三大類型電動汽車的發(fā)展平臺,為電動汽車整車開發(fā)打下了良好的基礎(chǔ)。我國自主研發(fā)的相關(guān)產(chǎn)品有:鎳氫電池、鋰離子電池,交流異步電動機、永磁無刷電動機、開關(guān)磁阻電動機(功率在200kW以下)和燃料電池發(fā)動機,技術(shù)領(lǐng)先。我國電動汽車的典型實例如下:
①燃料電池轎車PASSAT領(lǐng)馭,采用質(zhì)子交換膜燃料電池,行駛里程可達250km;
②2006年,純電動客車BFC6110EV-1在北京,采用鋰離子直流動力電池,可容納30人左右,滿足大型旅游客車的需要;
③2008年北京奧運會,500多輛自主研發(fā)的電動汽車投入使用;
④2009年,啟動“十城千輛”工程,計劃大范圍推廣電動汽車。
參考文獻
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作者簡介
劉陽(1997-),男,漢族,鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械工程專業(yè)2015級學(xué)生。
隨著國際上第二次工業(yè)革命的開展以來,經(jīng)濟全球化的趨勢,勢不可擋的席卷而來,使得我國電力的發(fā)展逐漸成熟,電力產(chǎn)業(yè)已成為現(xiàn)代化大都市必不可少的重要組成成分。而如今電動汽車的使用是當今社會體現(xiàn)環(huán)保、節(jié)能、減排的必要代步工具,是解決國際石油資源緊張問題的重要措施之一。由于大氣污染與溫室效應(yīng)的進一步惡化,內(nèi)燃式動力汽車與地球環(huán)境和能源匱乏的矛盾,必將走上無法調(diào)和的地步,因此對于汽車產(chǎn)業(yè)的改革已刻不容緩。
【關(guān)鍵詞】電動汽車 技術(shù)應(yīng)用 發(fā)展趨勢
鑒于環(huán)境問題與能源問題的日益突出,對我們的生活環(huán)境已造成嚴重的危害,霧霾、臭氧層空洞、冰川融化、石油采集過于頻繁帶來地殼的改變等,都在警示著怎樣使得能源與環(huán)保和經(jīng)濟之間達到有機統(tǒng)一,是當今社會乃至全球范圍內(nèi)的重點問題。然電動汽車的開發(fā)與發(fā)展,憑借著節(jié)能減排與保護環(huán)境的兩大優(yōu)點,推動汽車產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,成為經(jīng)濟發(fā)展的支柱性產(chǎn)業(yè)。
此篇文章,主要是從電動汽車的類型與運用、電動汽車發(fā)展的前景以及對我國電動汽車的專利發(fā)展趨勢,這幾個方面進行探討。
1 電動汽車的類型
如今社會廣泛使用的電動汽車,是指主要以電能帶動電動機的運轉(zhuǎn),進而推動車輛的運行,電池是其主要供電設(shè)備,多有充電電池亦或是燃料電池兩種類型。一般電動汽車可分為:純電力型電動汽車、混合型電動汽車、燃料電池型電動汽車、太陽能型電動汽車這幾大類型。在這些類型中,燃料電池型電動汽車與混合型電動汽車制作要求較高,組成結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。比如燃料電池型電動汽車還可以分為:單一燃料電池型、燃料電池與蓄電池聯(lián)合型、燃料電池和超大電容聯(lián)合型等不同種類的電動汽車。
2 電動汽車的特點與應(yīng)用
基于電動汽車的類型不同,每種類型都有其自身的優(yōu)點與局限性,下面將介紹不同電動汽車的特點與局限性以及實際運用。
2.1 純電力型電動汽車
純電力型電動汽車,主要是靠充電蓄電池來維持運行,是完全脫離內(nèi)燃機的一種電動汽車,具備:噪音小、零排放、集經(jīng)濟化與實用化一體的電動汽車,然有這些優(yōu)點的純電力型電動汽車未成為廣泛使用的對象,主要因為它的局限性,如:充電時間過長,運行耗電量大,電量不足時無法實現(xiàn)快速補充。實際應(yīng)用:三菱MIEV,奇瑞QQ,LEAF、比亞迪E6等均是純電力型電動汽車。
2.2 混合型電動汽車
混合型電動汽車,主要是將熱動力和電動力配合使用的電動汽車,是一種既能使用蓄電池供電又能使用內(nèi)燃機的汽車,具有降低內(nèi)燃機耗油量以及噪音的特點,而在內(nèi)燃機提供動力時,可實現(xiàn)為蓄電池充電,并且車輛在市區(qū)時可使用蓄電池供能,可以很好的實現(xiàn)零排放的環(huán)保要求,然擁有這些優(yōu)點的它,雙重使用方便的同時,也帶來造價高、機體重、車輛的維修保養(yǎng)費用高的局限性。實際應(yīng)用:豐田普銳斯、比亞迪DM等是混合型電動汽車。
2.3 燃料型電動汽車
燃料型電動汽車,是以氫氣制作燃料的電池作為供電能源的電動汽車,這種燃料型電動汽車與純動力型電動汽車具有一些相同的特點,如:噪音小與零排放等優(yōu)勢,而不同之處在于,燃料電池不像蓄電池,不用擔心無法及時充電,還能夠長時間行駛。然因為燃料的制造與存儲方面,以及完全依賴于燃料電池的原因,通常商家會選擇燃料電池與蓄電池的聯(lián)合使用,但這樣也同樣帶來了,使車的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化,造價與維護保養(yǎng)費用高的缺點。實際應(yīng)用:雪佛蘭Equinox、長安志翔等為燃料電池型電動汽車的代表。
2.4 太陽能型電動汽車
所謂的太陽能型電動汽車,就是將太陽能電池板自動吸取的太陽輻射,進行電能轉(zhuǎn)換,以此來提供能量供車輛的運行,換而言之,太陽能型電動汽車是電動汽車的一個分之的存在。它的主要優(yōu)勢在于,符合當今持續(xù)性發(fā)展的主題,減低對環(huán)境污染,提高能源利用率,也擁有噪音低的特點;然局限性在于,陽光是啟動運行的決定性因素,受到天氣情況的制約,并且太陽能電池板對于陽光吸收慢,一旦運行,將會極大限制行駛航程,所以太陽能型電動汽車目前還在實驗階段,不過若能將太陽能與可插式充電相結(jié)合,在以后一定也會有不錯的發(fā)展前景。
3 電動汽車發(fā)展的前景
自“十五”計劃提出以來,國家陸續(xù)制定了推動電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一系列措施,比如:“八六三”項目的輔助與電動汽車科技規(guī)劃的指導(dǎo),加快我國電動汽車行業(yè)的發(fā)展,為“凈化空氣工程”出一份力。政府在電動汽車的研發(fā)階段就定下了“三橫三縱”的指導(dǎo)思想,對于未來電動汽車的發(fā)展趨勢進行具體指導(dǎo),實現(xiàn)技術(shù)的轉(zhuǎn)型,結(jié)合當前實際情況,制造出符合我國國情的電動汽車。
純電力型電動汽車,是最有利于保護環(huán)境與節(jié)能減排的電動汽車,雖然在充電時間和用電量上存在不足,但這樣的問題不會一直困擾著我們,如在制造技術(shù)成熟之后,降低成本與政府補貼相配合,利用電池置換的方式,降低廣泛使用的難度,那么在未來一定可以成為電動汽車的主流。
混合型電動汽車是當前可行性的電動汽車,兼顧內(nèi)燃機與蓄電池的優(yōu)點,這種成熟的電動汽車技術(shù),為以后純電力型電動汽車的使用打下結(jié)實的基礎(chǔ)。
燃料電池型電動汽車與太陽能型電動汽車發(fā)展前景,總的來說都是一種不能長時間運行的電動汽車,如果可以改進燃料電池的制作以及對于加強太陽能電池板的吸收,使運行時間加長,就可以為以后的純電動汽車提供能源。
4 電動汽車專利趨勢分析
制約我國電動汽車發(fā)展又一大因素在于專利技術(shù)的基礎(chǔ)與核心,我國在這些方面遠遠落后于發(fā)達國家,下面主要對我國與國外專利技術(shù)進行比較介紹,希望從這些方面能夠突破現(xiàn)在電動汽車行業(yè)的技術(shù)瓶頸。
4.1 電動汽車專利技術(shù)分析體系
其實通過建設(shè)電動汽車的專利分析的框架體系,可以很好的對電動汽車進行深刻的了解,比如對電動汽車專利的數(shù)據(jù)進行合理、客觀、科學(xué)、嚴謹?shù)姆治觯源诉_到以下兩個目標:其一是通過這些專利數(shù)據(jù)的分析,找到我國與國外電動汽車專利的差距,為我國電動汽車行業(yè)生產(chǎn)出更好的高性能、低耗能的電動汽車,而提供技術(shù)改進的關(guān)鍵性支持;其次是這些數(shù)據(jù)對于研發(fā)電動汽車的公司、企業(yè)亦或是專業(yè)人士來說,都能夠從中得到有力的幫助,加大對該行業(yè)發(fā)展方向的指導(dǎo)效果,研制出最有利的路線及其為政府提出有效的合適意見和建議,提升政策輔助減低生產(chǎn)成本,進而增加本國電動汽車在我國市場的競爭力,為經(jīng)濟發(fā)展擴展出全新路徑。
對此,這里主要介紹公司同國家兩個層次之間的專利技術(shù)研究,即具體的公司研發(fā)運行情況同電動汽車運行的整體情況進行分析,所用的研究數(shù)據(jù)來自于專利文獻資料。公司研發(fā)分析的層次包含:高產(chǎn)的申請人、高產(chǎn)的發(fā)明人、以及相關(guān)發(fā)明人的分析;國家專利層次的分析包含:專利申請的整體分析、專利技術(shù)發(fā)展熱點和發(fā)展趨勢分析,以及專利技術(shù)質(zhì)量分析,如圖1。
4.2 電動汽車專利的維持年份分析
從專利技術(shù)相關(guān)維持的年份文獻來看,專利技術(shù)維持的年限,一般使用壽命都在13年以下,12年以上的專利技術(shù)維持年份僅有18件,這其中有17件是屬于發(fā)明專利。我們可以看到,中國電動汽車專利IPC在各個階段之中的維持年份的分布極其不平衡,維持電動汽車專利年份越高的,專利技術(shù)數(shù)量就越少,且不同類型之間差距較大。在各個專利技術(shù)維持年份不同階段之中,可以明顯看出B60L型號的維持年份專利數(shù)量最多。專利技術(shù)維持年份在第三年達到高峰,在此之后的維持年份一直處于下降趨勢,特別是10年以上的電動汽車專利技術(shù)維持年份,主要集中在B60K及B60L這兩個型號上,由此可得,這類電動汽車專利技術(shù)在其發(fā)展領(lǐng)域中出現(xiàn)較早,可謂是電動汽車專利技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)及核心。
4.3 各國電動汽車的專利維持年份分析
將電動汽車行業(yè)各國專利授權(quán)量進行排名,對前十名的國家專利技術(shù)維持年份深入探究,不難看出這是一個各國專利核心技術(shù)比拼競爭力的時代。(如圖2所示)我國電動汽車專利技術(shù)維持數(shù)量圖,與他國相比可謂相當薄弱,并且我國的專利維持年份多集中在四年左右,然在8年以下的專利維持年份中我國的專利申請占據(jù)絕大部分,而在高年份維持專利中,日本與美國專利申請則占比例逐漸增加,我國在逐漸減低,間接說明如今電動汽車的基礎(chǔ)性重要專利還是掌握在國外手中。
5 結(jié)語
通過對電動汽車專利技術(shù)研究,結(jié)合電動汽車發(fā)展前景及各類電動汽車的特點與應(yīng)用,使電動汽車的發(fā)展是在節(jié)能、環(huán)保、減排、經(jīng)濟與實用上改善人類生活環(huán)境條件,緩解國內(nèi)石油資源的緊張狀況,也為我國拉近與發(fā)達國家汽車行業(yè)的距離,提高我國電動汽車的市場競爭力。
參考文獻
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(國網(wǎng)湖北省電力公司武漢供電公司,武漢430000)
摘要院本文主要結(jié)合湖北省電動汽車應(yīng)用實際,來開展湖北省電動汽車智能充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展規(guī)劃研究探索。
關(guān)鍵詞 院湖北省;電動汽車;智能充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)
中圖分類號院TM910.6 文獻標識碼院A 文章編號院1006-4311(2015)27-0061-03
0 引言
當前,在世界各國高度關(guān)注碳排放、清潔能源等問題的大背景下,國家電網(wǎng)公司高瞻遠矚,超前謀劃,大力貫徹實施國家能源發(fā)展戰(zhàn)略,落實節(jié)能減排政策,圍繞國家“節(jié)能與新能源汽車示范推廣試點”規(guī)劃,積極推廣應(yīng)用電動汽車,充分發(fā)揮電網(wǎng)技術(shù)管理優(yōu)勢,建設(shè)電動汽車充換電站試點工程,為電動汽車應(yīng)用提供技術(shù)服務(wù)支撐,促進低碳經(jīng)濟和循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展,具有重要的戰(zhàn)略意義。
為貫徹落實國家電網(wǎng)公司工作部署,結(jié)合湖北省電動汽車應(yīng)用實際,筆者開展湖北省電動汽車智能充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展規(guī)劃研究,以國家、省、市相關(guān)電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃為依據(jù),科學(xué)預(yù)測電動汽車發(fā)展趨勢和用電需求,分析了充電設(shè)施用電負荷對電網(wǎng)的影響,合理規(guī)劃配套智能充換電設(shè)施規(guī)模和布點,重點對“十城千輛”武漢、襄陽兩試點城市2011-2015 年電動汽車發(fā)展規(guī)模進行預(yù)測,對智能充換電設(shè)施的建設(shè)進行布局和規(guī)劃,進而提出2011-2015 年湖北省智能充換電設(shè)施逐年建設(shè)方案,積極實施電動汽車配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),配合電動汽車推廣應(yīng)用。
1 全省電動汽車保有量預(yù)測
在國家相關(guān)政策的基礎(chǔ)上,結(jié)合省、市地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展情況、電動汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、電動汽車示范運行工作方案及當?shù)谿DP 和民生情況等邊界條件進行測算。其中乘用車(不含出租車)數(shù)量主要按照GDP 彈性系數(shù)法和千人汽車保有量法進行預(yù)測,其它類型的車輛(商用車、出租車)主要按照當?shù)仉妱悠囃茝V計劃進行預(yù)測。
1.1 彈性系數(shù)法預(yù)測
湖北省2010 年GDP 為15806 億元,“十二五”末GDP目標為25456 億元,“十二五”期間GDP 年平均增長率10%;預(yù)計到2015 年末,民用汽車保有量將達到397 萬輛,新增民用汽車182 萬輛。2011 年生產(chǎn)廠商基本處于小規(guī)模試生產(chǎn)階段,以民用汽車銷售量的0.1%作為參考,2012 年生產(chǎn)廠商初步具備量產(chǎn)能力,以民用汽車銷售量的1%作為參考,2013-2015 年,生產(chǎn)廠商基本實現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn),以民用汽車銷量的2.8-3.8%作為參考。預(yù)測到2015 年末,湖北省民用電動汽車保有量將達到1.437 萬輛,具體預(yù)測情況如表1。
1.2 千人汽車保有量測算法預(yù)測
2010 年,湖北省人均GDP 達到2.5 萬元,城市居民人均可支配收入為1.3 萬元,人口5720 萬,千人民用汽車保有量約為37.5 輛。到2015 年,湖北省人均GDP 將達到4.2萬元,增幅68%,城市居民人均可支配收入達到2.17 萬元,人口將達到6000 萬。按照人均GDP 值、人均收入與千人民用汽車保有量關(guān)系,結(jié)合湖北省實際汽車消費水平,預(yù)計到2015 年,千人民用汽車保有量將達到63 輛,全省民用汽車保有量將達到378 萬輛,較2010 年新增163 萬輛,按照上述電動汽車逐年生產(chǎn)的比例預(yù)測,其中電動汽車將達到1.28 萬輛。
1.3 電動汽車示范推廣實施方案預(yù)測
按照湖北省兩個電動汽車示范運行推廣城市的實施方案推算,到2012 年末,武漢、襄陽計劃推廣電動汽車0.03 萬輛,預(yù)計2014 年起,電動汽車在全省將全面推廣應(yīng)用,到2015 年底,各類電動汽車數(shù)量將達到1.40 萬輛。
2 電動汽車充電設(shè)施的分類及配置原則
按照國網(wǎng)公司統(tǒng)一建設(shè)標準,電動汽車智能充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)由電池集中充電站、綜合型電池更換站、商用車電池更換站、乘用車電池更換站、電池配送站、整車充電站、交流充電樁及智能充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)組成。
鑒于目前電池充電時間仍然較長,充電站不應(yīng)成為電動車充電的主要形式,而實行換電將成為推動電動車應(yīng)用的主要充電方式。因此,“十二五”期間湖北省電動汽車智能充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)總體按照“換電為主、插充為輔、集中充電、統(tǒng)一配送”的原則,實施充電設(shè)施配置。
2.1 電池集中充電站
電池集中充電站是為電動汽車可更換電池組集中充電的大型充電站。消耗完的電池會被集中運送至電池集中充電站進行充電,電池充電完畢后再直接配送到各類電池更換站及電池配送站。電池集中充電站還負責標準電池組的保養(yǎng)、檢測。
電池集中充電站一般由供電系統(tǒng)、充電設(shè)備與電池架構(gòu)成,輔以電池機械手等輔助設(shè)施。每個集中充電站遠期配置10000 組電池。
2.2 綜合型電池更換站
綜合型電池更換站是服務(wù)于商用車和乘用車的電池更換站。綜合型電池更換站一般由電池架及電池機械手等輔助設(shè)施組成。每個站配置400 組電池。
2.3 商用車電池更換站
商用車電池更換站是主要服務(wù)于電動公交大巴等作為商業(yè)運營的大型電動汽車的電池更換站。商用車電池更換站一般由電池架及電池機械手等輔助設(shè)施組成。每個站配置400 組電池。
2.4 乘用車電池更換站
乘用車電池更換站是服務(wù)于出租車及小型電動汽車的電池更換站。乘用車電池更換站與商用車電池更換站類似,一般由電池架及電池機械手等輔助設(shè)施組成。每個站配置400 組電池。
2.5 電池配送站
電池配送站以公共服務(wù)點、社區(qū)服務(wù)中心及各類服務(wù)網(wǎng)點作為支撐,提供電動汽車電池更換的標準化服務(wù)。電池配送站一般由電池架及電池機械手等輔助設(shè)施組成。每個電池配送站配置80 組電池。可考慮借用現(xiàn)有停車位作為換電工位。
2.6 整車充電站
整車充電站內(nèi)充電一般分為直流充電和交流充電兩種充電方式,直流充電針對未裝設(shè)車載充電機的大型車輛進行充電,能夠滿足高電壓、大電流的快速充電的需求。交流充電主要針對的是裝設(shè)了車載充電機的小型轎車進行充電,交流充電為常規(guī)充電方式。現(xiàn)階段電動汽車整車充電站主要由供電系統(tǒng)、若干臺高頻充電機、交直流充電樁和充電站監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成。按快充模式配置充電樁位,按二級負荷配置。
2.7 交流充電樁
交流充電樁的充電方式是較為普遍的充電方式,具有安裝成本低、充電便捷、延長電池壽命等特點,適合安裝在城市停車場、住宅小區(qū)、黨政機關(guān)等地,是一種分布較為分散的充電設(shè)施。
2.8 智能充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)
智能充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)是一種對充換電設(shè)施集中運營和管理的平臺,管理系統(tǒng)將全省甚至是全國的充換電站進行聯(lián)網(wǎng)服務(wù)管理,通過通信方式不斷采集服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中各站點的上傳數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控、管理。智能充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)充換電服務(wù)計費結(jié)算標準化、用戶支付規(guī)范化;同時對電池配送、電池檢測、電池更換、故障搶修及充換電站、充電樁監(jiān)控等業(yè)務(wù)進行有效的管理。
3 充電設(shè)施建設(shè)需求測算方法
3.1 計算方法
分別按照商用車、乘用車的使用量,考慮不同車型的日行駛里程及配載電池組的續(xù)航里程、出勤率測算電動汽車保有的日充電需求、換電車次需求,進而依據(jù)配置原則測算不同類型充電設(shè)施的規(guī)模需求。一般來說商用車指公交車、環(huán)衛(wèi)車、郵政車等車輛;乘用車指出租車、公務(wù)車、私家車等車輛。
3.2 計算公式
同類型電動汽車每天的充電需求次數(shù)按下式計算:
B=N*SY/SD
式中,B:每天的實際充電需求,單位為車次/天;N:需要某種充電模式服務(wù)的車輛數(shù),單位為輛;SY:平均每車天行駛里程,單位為公里;SD:電池的可用續(xù)駛里程,單位為公里。
3.3 電動汽車充電設(shè)施建設(shè)規(guī)模需求
經(jīng)測算,到2015 年末,湖北省各類電動汽車充電需求如表2。
根據(jù)上表,可以看出,到2015 年末,湖北省電動汽車電池集中充電站將達到2 座,各類電池更換站新、改建數(shù)量將達到13 座(其中綜合電池更換站6 座,商用車電池更換站2 座,乘用車電池更換站5 座),電池配送站16 座,10個整車充電站(含2010 年已建成5 座),充電樁數(shù)量達到1580 個。
4 保障措施
4.1 組織保障
建立健全有關(guān)工作機制。充分發(fā)揮充電設(shè)施建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組作用,加大對充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的日常工作指導(dǎo),加強公司內(nèi)外部的聯(lián)系和溝通,協(xié)調(diào)解決相關(guān)問題,構(gòu)建高效順暢的工作機制,促進充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)標準化建設(shè)、規(guī)范化運營和市場化運作。
組建專門的充電設(shè)施建設(shè)運營機構(gòu)。按照國網(wǎng)公司的統(tǒng)一要求和部署,適時成立專門從事充電設(shè)施建設(shè)及運營的專業(yè)化公司。該服務(wù)公司作為省公司下屬子公司,定位為電動汽車能源供應(yīng)商,主要負責全省充電網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和建設(shè)、充電設(shè)施的運營和管理、充電設(shè)施的監(jiān)控和設(shè)備維護、充電電池的物流倉儲管理。亦可參照南方電網(wǎng)的經(jīng)驗,組建涵蓋用戶側(cè)分布式電源接入、電力需求側(cè)管理(節(jié)能管理)、充電設(shè)施建設(shè)及運營的新能源服務(wù)公司。
加強人員培訓(xùn)和儲備工作。開展充電設(shè)施建設(shè)和運營工作,需要一批專業(yè)的管理人員,必須注重充電設(shè)施建設(shè)和運營人員的配置,根據(jù)充電設(shè)施建設(shè)和運營的實際需求,進行科學(xué)定員定編和人工成本測算,合理配置工作崗位。開展充電設(shè)施技術(shù)支持和服務(wù)工作的技能培訓(xùn),提高運營人員的業(yè)務(wù)技能,促進運營服務(wù)能力和水平的提升。加強人才引進和培養(yǎng),為電動汽車的大規(guī)模應(yīng)用和充電設(shè)施的運營發(fā)展提供人才支撐。
4.2 技術(shù)保障
建立技術(shù)支持協(xié)作服務(wù)平臺。加強與整車廠家、科研院校、公交集團、示范運營公司等企業(yè)的聯(lián)系,組建專門人員構(gòu)成的技術(shù)服務(wù)保障組,研究解決電動汽車運營中出現(xiàn)的問題,確保電動汽車的正常運行。
加強充電設(shè)施建設(shè)相關(guān)技術(shù)研究。跟蹤電動汽車及充電設(shè)施技術(shù)發(fā)展趨勢,積極與標準委員會和質(zhì)量監(jiān)督檢測中心溝通聯(lián)系,推動國家充電設(shè)施及電池技術(shù)標準的制定,促進電動汽車充電設(shè)施技術(shù)的發(fā)展。探索電動汽車大規(guī)模應(yīng)用的運營模式,通過技術(shù)研究和實踐應(yīng)用,掌握相關(guān)技術(shù)和積累管理經(jīng)驗,引領(lǐng)電動汽車充電設(shè)施技術(shù)和商業(yè)化運營的發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】電動汽車 能源短缺 節(jié)能減排
一、湖北省能源現(xiàn)狀與突出矛盾
湖北是個石油、天然氣、煤炭資源極度貧乏的省份,人均占有儲量分別為全國的9.4%、3.4%、1.5%。省內(nèi)煤炭資質(zhì)低、儲量少,人均僅10噸多,總儲量居全國第25位,耗煤80%以上要從外省調(diào)入(見圖1)。隨著能源消費的不斷增長,我省煤炭消費將越來越多地依賴從省外調(diào)入。由于遠距離運輸,不僅給交通運力增加負荷,而且漏損容易給環(huán)境帶來極大危害,這是我省能源發(fā)展中諸多難題之一。石油剩余可開采量僅占全國的0.8%,2005年至2008年自產(chǎn)石油分別為78、80、86、84萬噸,85%以上的石油都需進口(見圖1)。天然氣地質(zhì)儲量只占全國的1.2%,每年的天然氣產(chǎn)量不到1億立方米。2008年,全省能源消費總量達到12603噸標煤,預(yù)計到2010年,全省能源消費總量將達到13500萬噸標煤。屆時,能源供應(yīng)形勢將更為嚴峻,保持能源總量平衡和優(yōu)質(zhì)能源需求快速增長的雙重壓力將更為沉重。
改革開放以來,湖北經(jīng)濟取得較快發(fā)展,無論是從經(jīng)濟增長貢獻率還是產(chǎn)業(yè)驅(qū)動力看,主要還是以工業(yè)的貢獻和推動為主。隨著工業(yè)化進程的加快,過去以資源型工業(yè)及原材料型工業(yè)為主,依靠生產(chǎn)要素投入、低成本勞動力的工業(yè)結(jié)構(gòu)重型化趨勢的增長模式與資源、環(huán)境的矛盾也日益突出。工業(yè)能耗占能耗總量的比重呈逐年增長的趨勢,2007年則上升到70.2%,工業(yè)萬元增加值能耗高達3.02噸標準煤,湖北萬元GDP能耗不僅高于江蘇、浙江、廣東等發(fā)達省份,也明顯高于同期全國平均水平。然而湖北除水電資源較豐富外,是一個能源相對貧乏的省份,煤、油產(chǎn)量談不上自給自足,對外部能源的依賴性隨著經(jīng)濟的發(fā)展逐年提高,2005―2008年從外部購入能源量分別為7885、8882、10137、9650萬噸標煤,分別占能源消耗總量的80%、82%、85%、77%(見圖2)。
經(jīng)濟的發(fā)展尤其是工業(yè)化的加快推進與資源、環(huán)境的沖突也越來越明顯。一方面,能源供應(yīng)日趨緊張,煤荒、油荒和拉閘限電等時有發(fā)生;另一方面,能源消費成本不斷攀升,煤炭價格2007年比2005年上漲32.7%,汽油與柴油上漲68.6%,電為0.68 元/千瓦時,湖北噸煤實現(xiàn)增加值僅203元,比周邊的山西、河南低100―200元。僅煤、汽油、柴油、電4項,湖北工業(yè)的生產(chǎn)成本就比上年增加近百億元。事實證明,依靠過度消耗資源、破壞環(huán)境、外部負效應(yīng)明顯的經(jīng)濟增長,付出的代價太大。不轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式,其經(jīng)濟增長也將是不合理和難以持續(xù)的。
二、汽車行業(yè)耗能狀況
汽車是工業(yè)能耗大戶,我國每年新增石油需求的2/3用于交通運輸業(yè)。汽車產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展使我國的石油戰(zhàn)略面臨的壓力日漸增加。在過去15年里,我國成為世界石油消費增長最快的國家,而汽車的能耗占總能耗的前列。由于石油是不可再生資源,在未來將面臨枯竭的危險;同時,能源價格不斷上漲,在2008年7月11日攻上147.27美元的歷史新高。盡管后來由于國際金融危機的影響,油價連續(xù)下跌,但隨著世界經(jīng)濟的逐漸復(fù)蘇,油價也將會逐漸回升。在工業(yè)體系中,汽車工業(yè)總產(chǎn)值接近我國工業(yè)總產(chǎn)值的5%,這在一定程度上影響了全國單位GDP能耗的數(shù)值。因此,研究汽車行業(yè)的能耗分析與節(jié)能技術(shù)對于全社會的節(jié)能影響較大。
湖北是汽車工業(yè)大省,汽車產(chǎn)業(yè)是湖北的支柱和優(yōu)勢產(chǎn)業(yè),在全省國民經(jīng)濟發(fā)展中具有舉足輕重的地位,2009年汽車產(chǎn)量首次突破100萬輛大關(guān),創(chuàng)我省汽車產(chǎn)量歷史紀錄,預(yù)計2010年全省整車生產(chǎn)能力超過130萬輛。然而在能耗方面汽車產(chǎn)業(yè)對湖北的影響也不容忽視,汽車產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型意義深遠。發(fā)展新能源汽車是汽車產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的方向。新能源汽車的特點就是二氧化碳減排效果大。以電動汽車為例:據(jù)發(fā)電公司推算,電廠的CO2排放系數(shù)為1度電0.38千克,汽油CO2排放系數(shù)為1升2.32千克。以每年行駛3萬公里計算,電動汽車行駛100公里需要14.1度電,故其一年的二氧化碳排放量就是300×14.1×0.38=1607.4千克。而汽油車燒1升油大致能跑15.8公里,其一年的二氧化碳排放量將達到3000÷15.8×2.32=4405.1千克。由此可以看出,湖北發(fā)展新能源汽車對減排的意義非同一般。
三、湖北發(fā)展電動汽車現(xiàn)狀與問題
通過近幾年的發(fā)展,湖北省的電動汽車已具備一定的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),在電動汽車的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化方面均實現(xiàn)了較大進展,電動汽車推廣應(yīng)用工作也正式推進到商業(yè)化運營階段,初步形成了集電動汽車研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化、示范運營三位一體的電動汽車產(chǎn)業(yè)鏈,并逐步走上了發(fā)展的快車道。在省政府的大力支持下,湖北基本形成了以武漢、襄樊為主的兩大電動汽車產(chǎn)業(yè)基地及武漢電動汽車運營示范區(qū)。2004年,武漢經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)依托東風(fēng)電動車輛股份有限公司建成了集研發(fā)、試制、生產(chǎn)于一體的電動汽車產(chǎn)業(yè)園。2005年,省政府設(shè)立了“湖北省電動汽車發(fā)展專項資金”,專項支持燃料電池電動汽車的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化,專項資金年投入1000萬元。同時,省科技部門積極組織相關(guān)企業(yè)申報科技部“863”節(jié)能與新能源汽車重大科技專項,先后承擔了“電動汽車規(guī)模化考核試驗研究”、“EQ6110HEV混合動力城市公交車開發(fā)”、“EQ7200HEV混合動力轎車開發(fā)”等從整車開發(fā)、產(chǎn)業(yè)化到示范運營的多個項目,取得了一大批科技成果,研究開發(fā)了多項電動汽車關(guān)鍵核心技術(shù),并在核心部件――燃料電池研發(fā)領(lǐng)域取得了較大進展。雖然取得了一些進展,但湖北發(fā)展電動汽車的不足之處依然很多,比如電動汽車產(chǎn)業(yè)中只有鎳動力蓄電池、鉛酸蓄電池混合動力乘用車與鉛酸蓄電池純電動汽車發(fā)展相對成熟,其他均處于發(fā)展初期,許多核心技術(shù)還未實現(xiàn)完全突破,如在純電動汽車蓄電池的性能方面仍未能根本解決電池使用壽命短、成本高、適應(yīng)性差、能量回收困難等技術(shù)瓶頸,另外政府扶持電動汽車發(fā)展的政策還有待加強。
四、大力發(fā)展電動汽車,加快湖北汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型
湖北汽車行業(yè)占石油消費量的1/3以上,面對石油供應(yīng)緊張與節(jié)能減排的雙重壓力,發(fā)展電動汽車迫在眉睫。湖北又是缺油大省,每年都要從外大量購入石油,隨著汽車需求的不斷增大,石油供給缺口將更加突出。而氣候變暖與環(huán)境變差將逐漸成為湖北經(jīng)濟發(fā)展的沉重負擔,嚴重制約了湖北省的經(jīng)濟發(fā)展。可見,發(fā)展電動汽車將成為湖北省能源安全和節(jié)能減排戰(zhàn)略重要支撐。
湖北省應(yīng)抓住國家政策的導(dǎo)向,以發(fā)展電動汽車為契機,加快汽車產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型步伐,為湖北省發(fā)展低碳經(jīng)濟作出榜樣。
1、加大對新能源汽車產(chǎn)業(yè)消費市場的財稅扶持
只要新能源汽車有市場需求、有利潤,生產(chǎn)廠家的資源就會向新能源汽車這個領(lǐng)域集聚,在新能源汽車生產(chǎn)技術(shù)基本成熟的情況下,財稅扶持的重心應(yīng)該向消費市場轉(zhuǎn)移。一直以來,新能源汽車因售價高而未能普及。電動汽車發(fā)展的關(guān)鍵是如何快速啟動新能源汽車的消費市場。在國家已出臺的政策外,湖北應(yīng)以武漢城市圈建設(shè)為契機,加大財政補貼力度,扶持新能源汽車發(fā)展。一般而言,一輛新能源汽車的價格與普通汽車的價格相差近10萬元。即便以一輛家庭用車每年行駛約2萬公里計算,電動車每年可節(jié)省5000元油費,10年時間才可節(jié)省費用5萬元,如果沒有購置補貼,對消費者沒有任何吸引力。所以補貼政策要擴大到個人消費者身上。如果財政拿出資金用于購置新能源汽車補貼,每購買一輛車平均補助5萬元,新能源汽車產(chǎn)業(yè)就有可能跨過盈虧平衡點,可以通過大規(guī)模生產(chǎn)全面降低成本,即使不再補貼,與傳統(tǒng)汽車相比也同樣會具有競爭優(yōu)勢了。
其次,通過購置稅減免,引導(dǎo)消費者選擇購買和使用新能源汽車。免征或減征購置稅、消費稅、車船使用稅以及養(yǎng)路費等稅費獎勵,以迅速啟動消費市場,體現(xiàn)省政府向環(huán)保節(jié)能車型傾斜的政策。同時還可以對傳統(tǒng)汽車征收環(huán)境稅,并提取一定比例作為新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金,用于支持新能源汽車企業(yè)起步階段的發(fā)展。
2、加大支持電動汽車產(chǎn)業(yè)科研力度
湖北省在電動汽車的相關(guān)領(lǐng)域已經(jīng)具有一定的研究實力,例如擁有武漢理工大學(xué)“材料復(fù)合新技術(shù)國家重點實驗室”與“燃料電池湖北省重點實驗室”、東風(fēng)電動車輛股份有限公司“國家級電動汽車試驗室”、東風(fēng)汽車公司國家企業(yè)技術(shù)中心等一批專業(yè)從事電動汽車產(chǎn)業(yè)研發(fā)的科研機構(gòu)與企業(yè)研究中心,僅僅如此還是遠不能滿足電動汽車發(fā)展的需要。由于新能源汽車領(lǐng)域分工較細,單打獨斗很難完成完整車輛的研發(fā),企業(yè)之間建立同盟關(guān)系非常重要。國外很多汽車企業(yè)都是通過整車廠與零部件廠合作共同開發(fā)關(guān)鍵零部件來推進產(chǎn)業(yè)化進程的,如日產(chǎn)和NEC,豐田與松下能源等。關(guān)鍵零部件技術(shù)是新能源汽車的核心,我們可以通過對外項目招標,與先進的新能源汽車零部件企業(yè)加強合作。這方面做得較好的是一汽集團,一汽集團已經(jīng)掌握了新能源汽車關(guān)鍵零部件的集成技術(shù),但具體產(chǎn)品研發(fā)優(yōu)勢尚未形成,而新能源零部件企業(yè)將借助一汽集團豐富的資源優(yōu)勢得以產(chǎn)業(yè)化,進而實現(xiàn)合作共贏。湖北省要緊緊抓住新能源汽車產(chǎn)業(yè)化進程的脈搏,以新能源汽車產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵性應(yīng)用技術(shù)為科技研發(fā)課題立項的主軸,加大資助力度。支持以企業(yè)為主導(dǎo),聯(lián)合科研機構(gòu)開展課題研究工作,提升課題研究效率、效果和效益,對取得重大技術(shù)突破和技術(shù)成果的企業(yè)或研究機構(gòu)進行重獎,激勵企業(yè)自主創(chuàng)新。
3、借助市場機制,建立完善的電動汽車配套服務(wù)體系
讓電動汽車被市場接受,不僅要讓消費者購買時感覺不貴,還要讓其在使用時感到便利。目前充電技術(shù)越來越成熟,充電網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)技術(shù)已經(jīng)不成問題,只要有相應(yīng)的政策,構(gòu)建電動汽車充電服務(wù)領(lǐng)域建設(shè)與運營的商業(yè)化平臺,就會吸引大量社會資本投向電動汽車配套充電服務(wù)這個新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。充電網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)不差錢、不差技術(shù),差的就是政策。推動電動汽車充電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與運營等領(lǐng)域特許經(jīng)營模式,并盡快完善相關(guān)政府規(guī)制,加快向社會資本開放充電網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)與運營的市場化進程。只要政府開放充電網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)與運營,并給予特殊的電價政策和財稅扶持政策,就會搭建起電動汽車充電服務(wù)領(lǐng)域的商業(yè)平臺,促進電動汽車充電服務(wù)領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。
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在德國萊茵T?V大中華區(qū)商用與工業(yè)產(chǎn)品服務(wù)零部件產(chǎn)品總經(jīng)理夏波看來,特拉斯或許將成為像蘋果手機一樣具有跨時代意義的產(chǎn)品,并由此帶動整個電動汽車行業(yè)的發(fā)展。
事實上,作為第三方檢測認證機構(gòu),T?V萊茵一直是特拉斯等電動汽車企業(yè)的合作伙伴。不僅如此,“在電動汽車領(lǐng)域,無論是整車,還是零部件,以及二方和三方審核,T?V萊茵所能提供的都是全方位、全產(chǎn)業(yè)鏈的服務(wù)。”夏波對本刊記者這樣強調(diào)。
“彎道超車”,搭建國際標準的橋梁
作為較早進入中國的第三方檢測認證機構(gòu)之一,從20世紀80年代以來,T?V萊茵一向注重幫助中國的整體工業(yè)和新能源在全球的發(fā)展。“從集團總的戰(zhàn)略規(guī)劃上來說,從五六年前開始,集團總部就將電動汽車的發(fā)展上升到戰(zhàn)略的高度。在集團的整體規(guī)劃之下,大中華區(qū)在電動汽車電纜、零部件等方面的投入力度不斷加大。” 夏波告訴記者,“從產(chǎn)品設(shè)計到咨詢,從車用零部件檢驗到整車的測試,從車廠員工培訓(xùn)到使用者的安全培訓(xùn),都是T?V萊茵涵蓋的服務(wù)范疇。一站式、全品類的服務(wù),是T?V萊茵在這個領(lǐng)域中的優(yōu)勢所在。”
在夏波看來,在制造能力以及產(chǎn)品的研發(fā)能力上,中國企業(yè)與國外企業(yè)相比,幾乎處在同一條起跑線上。“在傳統(tǒng)汽車領(lǐng)域,中國企業(yè)的實力與國外差距不小。但是在電動汽車以及相關(guān)的電纜、電池、電機等方面,中國企業(yè)的制造水平同國外是可比的。”夏波說,“在新能源汽車領(lǐng)域,中國企業(yè)實現(xiàn)對國外企業(yè)的‘彎道超車’完全是有可能的。”
即便如此,夏波認為,在一些具有前瞻性的研發(fā)方面,特別是在一些標準的制定方面,國外企業(yè)正在逐步掌握更多的話語權(quán),并通過產(chǎn)品的研發(fā)將標準滲透到整個行業(yè)當中去。“對中國企業(yè)來說,這是差距所在,也是面臨的挑戰(zhàn)。”夏波坦言,“國內(nèi)企業(yè)需要與國外企業(yè)進行交流,將一些先進的經(jīng)驗上升到國際標準的層面,以此來取得行業(yè)中的話語權(quán)。”
夏波介紹說,在電動汽車及其相關(guān)零部件領(lǐng)域,各大企業(yè)都有自己的標準,不同第三方檢測認證機構(gòu)也有自己的標準。“大家的出發(fā)點和關(guān)注點都不一樣。大家只有把不同的信息和想法匯總起來,形成國際通用的IEC標準,或者行業(yè)公認的其他標準,才有利于行業(yè)的發(fā)展。”他強調(diào),在這一點上,中國企業(yè)應(yīng)該積極地走出去,參與國際標準的討論、制定和交流。
“從這個角度來說, T?V萊茵可以起到一個橋梁作用,把國內(nèi)企業(yè)的聲音傳遞到國際上,同時把T?V萊茵自己的標準也推薦到國際上,從而影響國際標準的變化。”夏波對記者這樣說。
事實上,夏波本人已有15年以上從事出口產(chǎn)品檢測認證的專業(yè)經(jīng)驗,并新當選為IECEE測試實驗室委員會電動汽車工作組(IECEE-CTL-WG7)成員。測試實驗室委員會(CTL)是IECEE的一個技術(shù)委員會,是技術(shù)專家最大的一個論壇。它代表著CB體系內(nèi)所有的CBTL。該委員會負責測試程序、技術(shù)規(guī)章的解釋、測試條件、測試設(shè)備,必要時還有比對測試。它的主要目標增強技術(shù)層面上的信心和一致性,以促進CB體系各成員國之間測試結(jié)果的互認。
兼收并蓄,靠實力拔頭籌
在實踐中,T?V萊茵長期以來一直與國內(nèi)的電動汽車整車及電纜、電機等零部件生產(chǎn)企業(yè)合作,致力于推動中國企業(yè)走向國際市場。“T?V萊茵一直以來為企業(yè)提供符合國際標準的檢測服務(wù),滿足不同國家市場的要求。”
在國內(nèi)電動汽車市場如火如荼的今天,T?V萊茵也一直與國內(nèi)的各種機構(gòu)合作,用以推動國內(nèi)電動汽車市場的發(fā)展。夏波舉例說,T?V萊茵已經(jīng)與上海電纜所合作25年,從檢驗測試合作開始,雙方開展了多方位的戰(zhàn)略伙伴合作,并共同開發(fā)電纜行業(yè)標準,合辦技術(shù)研討會推廣相關(guān)標準,同時為大客戶提供定制化服務(wù),為中國電纜制造商提供測試、認證、多國服務(wù)等整體解決方案。
“電動汽車的發(fā)展給我們帶來了更大的機遇,同時也是更大的挑戰(zhàn):一方面電動汽車用的電纜種類多,包括車用充電樁的電纜、車內(nèi)電纜,甚至包括車用線束;另一方面,這些新型電纜的技術(shù)要求和標準規(guī)范還跟不上產(chǎn)品的發(fā)展,只有準備得更充分的、技術(shù)能力更出眾的公司才能贏得市場的認可,T?V萊茵公司正是這樣的領(lǐng)先者。”
夏波告訴記者,電動汽車中的電纜多種多樣,未來將可能成為電纜企業(yè)的主要業(yè)務(wù)。其工藝和材質(zhì)各不相同,而T?V萊茵始終能根據(jù)不同的材料和工藝,將所有電纜的檢測都包容在T?V萊茵的標準之中。他舉例說,歐洲企業(yè)習(xí)慣在電纜中使用無鹵材料,而美國或日本的企業(yè)并不禁止在電纜中使用無鹵材料。夏波說,“對于不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和材料結(jié)構(gòu),我們都可以提供比較完善的測試方案,確保各種材質(zhì)和工藝生產(chǎn)出來的電纜都是符合用戶利益、符合安全要求的。”
產(chǎn)品德國萊茵T?V是亞太區(qū)首家獲得電動汽車電纜CBTL資格認證的實驗室,也是國內(nèi)唯一一家有能力為電動汽車全產(chǎn)業(yè)鏈提供服務(wù)的認證公司。其遍布大中華區(qū)的工程師團隊,可提供通往歐洲、美洲、日本等多個國家和地區(qū)的測試認證服務(wù)。
人無我有,全品類占盡先機
作為專業(yè)第三方,T?V萊茵一直致力于提品及體系的檢驗、檢測及認證一站式服務(wù),對于電動汽車及其相關(guān)業(yè)務(wù),其完善而系統(tǒng)的服務(wù)不僅只體現(xiàn)在電動車電纜行業(yè),在整個產(chǎn)業(yè)鏈中,T?V萊茵的優(yōu)勢都顯而易見。
夏波以電動汽車充電樁為例,闡述了T?V萊茵全品類、一站式服務(wù)的具體體現(xiàn)。“客戶在購買電動車之后,就會在自己的住宅安裝充電樁,此時,我們可以為客戶提供篩選供應(yīng)商的服務(wù);供應(yīng)商選定后,我們對供應(yīng)商進行培訓(xùn)、審核;在安裝過程中,我們又會扮演類似施工監(jiān)理的角色;在客戶使用過程中,我們又會對其進行維護和安全檢驗。”“從充電樁本身的安全認證,到充電電纜的接頭、連接連機器等,再到車用保險絲、接觸器等,都可以由我們提供檢測認證服務(wù)。”
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)電動汽車的特點研發(fā)出一款全新的產(chǎn)品,大多還停留在由內(nèi)燃機車型改裝的“產(chǎn)品”階段,卻宣稱“批量銷售”,并依靠政府買單來實現(xiàn)所謂“產(chǎn)業(yè)化”。
究其原因,筆者認為一方面是技術(shù)本身的突破還不夠,另一方面是當今即得利益價值觀帶來的浮躁的經(jīng)濟秩序所致。在關(guān)鍵技術(shù)上,有不少觀點認為,電池技術(shù)的突破是電動汽車能否產(chǎn)業(yè)化的最大瓶頸,筆者對此并不完全認同,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)化是一個復(fù)雜的過程,與政策環(huán)境、技術(shù)標準、商業(yè)模式以及對產(chǎn)業(yè)的認識等密切相關(guān),如果不進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
電動汽車有其自身的優(yōu)勢,同時目前也具有很多“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)外電動汽車產(chǎn)品有小型電動汽車、B級以上的中高檔電動轎車、電動SUV多功能車、電動公交客車及雙層電動客車等。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30萬元左右的中級電動轎車又有多少優(yōu)勢和同級別的傳統(tǒng)車相比呢?一輛售價近200萬元甚至更高的電動公交客車又有幾個運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企業(yè)對待產(chǎn)品的輕率,同時又不負責任地去“忽悠”政府和國家拿更多的社會資源去填這個黑洞,最終有可能導(dǎo)致這個行業(yè)的敗落。
那么,目前電動汽車有市場嗎?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歲消費者期待市內(nèi)小型電動汽車代步(A0級車,軸距小于2300mm)。
試想如果一款全新設(shè)計、造型獨特時尚、內(nèi)飾工藝謹細、基本達到同級別燃油車之性能和配置的電動車型出現(xiàn),價格約6-10萬元,那么,有多少公務(wù)員、教師、醫(yī)生和時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。這個數(shù)字遠遠超過了國家定位在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汽車技術(shù)主線依然采取擴大電機轉(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,認為低速電動車應(yīng)納入電動汽車的范疇。
這些技術(shù)路線產(chǎn)品不能說完全不對,但其或過于強調(diào)產(chǎn)品專業(yè)技術(shù)的前瞻性,或過于強調(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汽車產(chǎn)業(yè)化進程。過于強調(diào)技術(shù)基礎(chǔ)的薄弱和低端市場的需求偏離了國家實施電動汽車技術(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)貫通成為電動汽車技術(shù)路線和產(chǎn)業(yè)化方案的核心。
在電動汽車大發(fā)展的背景下,大部分主流研發(fā)企業(yè)和整車企業(yè)崇尚運用DC/DC、電動汽車專用空調(diào)等專業(yè)技術(shù)產(chǎn)品,實際上就其可靠性和成本而言,大規(guī)模應(yīng)用此類電動汽車專業(yè)零部件的時機還未到來。這些專業(yè)零部件不但價格高、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)壓縮機和剎車、方向助力與發(fā)電機等零部件都是規(guī)模化的成熟工業(yè)產(chǎn)品,有著非常高的性價比和可靠性。這些燃油車部件的廣泛使用不但降低了電動汽車成本,而且提高了可靠性,為產(chǎn)品初期進入市場贏得了信任。
南京嘉遠電動汽車產(chǎn)品便充分運用了目前燃油車的常規(guī)零部件,如原燃油車的發(fā)電機、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),由于電機驅(qū)動系統(tǒng)轉(zhuǎn)速范圍等參數(shù)和內(nèi)燃機接近,直接替代了內(nèi)燃機,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。
此外,電動汽車作為商業(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,實現(xiàn)維修快捷簡便、零配件更換市場化、人機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汽車,會修傳統(tǒng)燃油車就基本可以維護維修電動汽車。某種程度上說,電動汽車也應(yīng)該像數(shù)碼相機一樣“傻瓜化”。
核心驅(qū)動技術(shù)很關(guān)鍵
電機本身有多種類型,例如直流電機、永磁同步電機、開關(guān)磁阻電機、交流感應(yīng)電機、方波多相電機等,到底哪種電機最適合當前快速進入產(chǎn)業(yè)化的電動汽車呢?
南京嘉遠電動汽車早在上個世紀90年代初就對多種類型的電機進行了對比試驗,取得了大量技術(shù)數(shù)據(jù)。簡單說來普通直流電機需要經(jīng)常維護,永磁直流電機由于用了永磁體,高溫震動失磁的特性和相關(guān)技術(shù)工藝有待完善,開關(guān)磁阻電機低速震動噪音大等多種原因致使還有諸多需要攻克的技術(shù)難點。
實踐證明交流電機驅(qū)動是工藝水平最完善、成本最低、具備產(chǎn)業(yè)化平臺、可靠性高,綜合性最好的電機種類,經(jīng)過南京嘉遠創(chuàng)新設(shè)計,在“九五”期間交流驅(qū)動技術(shù)被嘉遠作為我國電動汽車未來的主要驅(qū)動方案上報國家有關(guān)部門立項。
而電機驅(qū)動系統(tǒng)的好壞,不僅取決于它技術(shù)的先進性,更加取決于電機本身的適用性。目前備受主流研發(fā)單位看好的直流永磁電機的確具有相當多的優(yōu)點,但當今電動汽車進入產(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、增強可靠性。以南京嘉遠電動汽車額定功率15KW的電機驅(qū)動系統(tǒng)為例,其最大功率超過30KW,最大扭矩超過150NM,效率達到93%;同比目前直流無刷電機驅(qū)動系統(tǒng)額定功率22KW的最大扭矩僅132NM,雖說其效率高達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)整個產(chǎn)品技術(shù)的實際。
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,在現(xiàn)階段還不具備產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ),這為電動汽車急迫產(chǎn)業(yè)化造成了一定障礙。
電動汽車電機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),從而達到了產(chǎn)業(yè)化平臺的統(tǒng)一,使整個驅(qū)動系統(tǒng)具備了批量化生產(chǎn)的基礎(chǔ),為電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)核心部件奠定了高的可靠性、好的一致性和優(yōu)秀的性價比。
關(guān)鍵詞:集中充電模式;電動汽車調(diào)頻;策略度
1引言
隨著現(xiàn)代經(jīng)濟發(fā)展水平逐步提高,社會發(fā)展的整體動力結(jié)構(gòu)逐步融合新的技術(shù),集中充電模式在現(xiàn)代電動汽車領(lǐng)域的應(yīng)用,大大提升了汽車應(yīng)用的能源保障,完善現(xiàn)代社會資源管理結(jié)構(gòu),促進現(xiàn)代技術(shù)在社會整體發(fā)展中的綜合應(yīng)用,拓展新型技術(shù)在我國現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展中的創(chuàng)新應(yīng)用。
2集中充電模式分析
集中充電模式的作用是通過外部電力供應(yīng)與電池資源的電力相互補充,達到電動汽車形式能源的供應(yīng),從而實現(xiàn)資源應(yīng)用的良性循環(huán)。如圖1為集中充電模式的設(shè)計圖。結(jié)合圖中分析結(jié)構(gòu)可知,集中充電模式的應(yīng)用主要是通過集中充電站得到電力充電指令,將電力資源補充到指令接收系統(tǒng),系統(tǒng)內(nèi)部進行電力資源的循環(huán)應(yīng)用,一部分電力發(fā)電站將電力資源應(yīng)用到外部電力供應(yīng)系統(tǒng),另一部分應(yīng)用于內(nèi)部電池供應(yīng)系統(tǒng),從而實現(xiàn)現(xiàn)代電力系統(tǒng)的整體資源結(jié)構(gòu)平衡,當電動汽車驅(qū)動中需要電力供應(yīng),外部直接電源供應(yīng)系統(tǒng)將電力資源轉(zhuǎn)換為內(nèi)部存儲電力,應(yīng)用外部電池則維持汽車行駛中所需要的電力能源,從而達到電動汽車集中充電模式,合理實現(xiàn)電力資源應(yīng)用的補充和良性循環(huán),是現(xiàn)代資源綜合應(yīng)用的重要體現(xiàn)。
3集中充電模式下的電動汽車調(diào)頻策略研究
3.1系統(tǒng)檢測
本文選用的集中充電站測試系統(tǒng)內(nèi)含2000套充放電設(shè)備,為8個電池配送站提供充電服務(wù),以此對魯棒優(yōu)化模型進行研究,分析其基本特征。從實際情況來看,每天不同時段的電動汽車出行情況會有所變化,但整體上具有一定相似性。因此,本文假定該系統(tǒng)中各個時段的電動汽車出行規(guī)律具有相似性,可以根據(jù)當日的電動汽車出行比例預(yù)測次日各交易時段的電動汽車出行狀況以及各個配送站的換電需求。在實際應(yīng)用中,可以根據(jù)電力市場的負荷預(yù)測信息或歷史數(shù)據(jù)對能量市場中次日各個時段的充電電價、調(diào)頻市場中各交易時段的上調(diào)頻率服務(wù)、下調(diào)頻率服務(wù)的能量價格和容量價格進行預(yù)測,本系統(tǒng)設(shè)定其預(yù)測偏差均為±10%。以此建立監(jiān)測系統(tǒng),對魯棒優(yōu)化模型進行具體分析。
3.2數(shù)據(jù)模型計算
本文將集中充電站作為市場價格的接受者,基于這方面考慮,其系統(tǒng)調(diào)度策略的確定,還需要考慮一些不確定因素。包括集中充電站次日各個交易時段的充電價格的變化因素、下屬電池配送站的換電需求的變化因素、電動汽車參與系統(tǒng)調(diào)頻服務(wù)的能量價格與容量價格的變化因素等。在實際情況下,集中充電站會有備用電池,處于滿電狀態(tài),以滿足換電需求,因此暫不考慮換電需求的不確定因素。并假定各種不確定因素都可以根據(jù)某種策略進行預(yù)測,比如回歸分析法、實踐順序法、人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)等。則魯棒優(yōu)化模型屬于線性規(guī)劃問題,待求解的優(yōu)化變量為日前能量市場的決策變量PCH(t),日前調(diào)頻市場的決策變量為PRU(t)和PRD(t).對偶變換引入的輔助決策變量為p1,qCH(t),qRU(t),qRD(t)以及yCH(t),yRU(t),yRD(t)。則-yCH(t)≤PCH(t)≤yCH(t);-yRU(t)≤PRU(t)≤yRU(t);-yRD(t)≤PRD(t)≤yRD(t)。
3.3電動汽車調(diào)頻數(shù)據(jù)分析
我們在以上數(shù)據(jù)模型計算結(jié)果的基礎(chǔ)上對于電動汽車調(diào)頻數(shù)據(jù)需要進行科學(xué)的分析與研究,以便于全面提高充電模型下電動汽車調(diào)頻的質(zhì)量與水平,更好地促進電動汽車行業(yè)的發(fā)展與M步。具體來講,首先,我們需要結(jié)合實際的例子對于以上結(jié)果的真實性進行科學(xué)驗證。比如:可以通過系統(tǒng)測試的方式來完成。其次,我們需要對于單向能量傳輸模式下魯棒優(yōu)化結(jié)果進行有效分析,確定綜合成本下魯棒控制系數(shù)。再次,對于雙向能量傳輸模式下魯棒優(yōu)化結(jié)果進行有效分析。最后,對于以上兩個方面的結(jié)果進行科學(xué)有效的對比,最終制定出專業(yè)化水平的違反約束概率表,使得有關(guān)的充電站可以依據(jù)自身實際的情況進行電動汽車調(diào)頻策略的優(yōu)化選擇,為充電汽車的發(fā)展提供更好的服務(wù)。