時間：2023-08-04 17:26:01
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，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篇電動汽車專業方向，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
在新能源汽車“大行其道”的今天,國內少有整車企業根據電動汽車的特點研發出一款全新的產品,大多還停留在由內燃機車型改裝的“產品”階段,卻宣稱“批量銷售”,并依靠政府買單來實現所謂“產業化”。
究其原因,筆者認為一方面是技術本身的突破還不夠,另一方面是當今即得利益價值觀帶來的浮躁的經濟秩序所致。在關鍵技術上,有不少觀點認為,電池技術的突破是電動汽車能否產業化的最大瓶頸,筆者對此并不完全認同,電池技術的重要性無容置疑,但即使突破了電池瓶頸,產業化也未必就是柳暗花明。產業化是一個復雜的過程,與政策環境、技術標準、商業模式以及對產業的認識等密切相關,如果不進行深入市場研究和技術開發,產業化就無從談起。
別拿短板去叫板
電動汽車有其自身的優勢,同時目前也具有很多“短板”――成本高、續駛里程短、性能不夠成熟、可靠性還較差、零部件產業化配套基礎還很薄弱、社會環境服務體系還很欠缺等。
目前國內外電動汽車產品有小型電動汽車、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都是傳統汽車生產廠家,大都結合其工廠的產品型號進行一些簡單的改造形成的“產品”,且不說技術成熟度和核心技術有多少,連產品的市場基數甚至都不去考慮。試想一輛造價30萬元左右的中級電動轎車又有多少優勢和同級別的傳統車相比呢?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?在明知現代電池技術還難有重大突破的今天,非要拿電動汽車的“短板”去和傳統車來“叫板”,這種不理智的市場行為是一個企業對待產品的輕率,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,最終有可能導致這個行業的敗落。
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計、造型獨特時尚、內飾工藝謹細、基本達到同級別燃油車之性能和配置的電動車型出現,價格約6-10萬元,那么,有多少公務員、教師、醫生和時尚年輕人會選擇它作為市內代步工具呢?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。那么這個產品國內市場有多大?市場調研的結果是約297萬輛/年。這個數字遠遠超過了國家定位在5年內超過50萬輛的基數(這還不算國際市場),足以支撐一個產業的未來。
產業方向要把握
目前大部分主流電動汽車技術主線依然采取擴大電機轉矩優良的特性降低對變速系統的依賴直接調速,采用更多的專用系統零部件提高產品的科技含量和專業性的路線做產品;而部分非主流企業過于強調技術基礎的薄弱和低端市場的需求,走傳統電瓶車的技術產品路線,認為低速電動車應納入電動汽車的范疇。
這些技術路線產品不能說完全不對,但其或過于強調產品專業技術的前瞻性,或過于強調產品的市場含量,都或多或少地偏離了真正意義上的電動汽車產業化進程。過于強調技術基礎的薄弱和低端市場的需求偏離了國家實施電動汽車技術突破趕超國際汽車技術的“彎道超車”政策戰略方針,過于強調產品專業技術的前瞻性和科技含量又降低了市場進入和產業化速度。因此,整合市場和技術貫通成為電動汽車技術路線和產業化方案的核心。
在電動汽車大發展的背景下,大部分主流研發企業和整車企業崇尚運用DC/DC、電動汽車專用空調等專業技術產品,實際上就其可靠性和成本而言,大規模應用此類電動汽車專業零部件的時機還未到來。這些專業零部件不但價格高、可靠性差,甚至還有可能導致整體系統技術的缺陷。而我們知道,現有燃油車的變速箱、空調壓縮機和剎車、方向助力與發電機等零部件都是規模化的成熟工業產品,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,為產品初期進入市場贏得了信任。
南京嘉遠電動汽車產品便充分運用了目前燃油車的常規零部件,如原燃油車的發電機、空調系統、助力轉向系統和助力剎車等,其安裝方式、工作狀態等完全延續燃油車狀態,由于電機驅動系統轉速范圍等參數和內燃機接近,直接替代了內燃機,主軸的一端帶了變速箱,軸的另外一端則帶了皮帶輪,分別帶了空調泵和剎車助力/方向助力與發電機。
此外,電動汽車作為商業化產品推向市場,應該具有與燃油車相同的操作習慣,實現維修快捷簡便、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,做到會開傳統汽油汽車就可以開電動汽車,會修傳統燃油車就基本可以維護維修電動汽車。某種程度上說,電動汽車也應該像數碼相機一樣“傻瓜化”。
核心驅動技術很關鍵
電機本身有多種類型,例如直流電機、永磁同步電機、開關磁阻電機、交流感應電機、方波多相電機等,到底哪種電機最適合當前快速進入產業化的電動汽車呢?
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,取得了大量技術數據。簡單說來普通直流電機需要經常維護,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技術工藝有待完善,開關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難點。
實踐證明交流電機驅動是工藝水平最完善、成本最低、具備產業化平臺、可靠性高,綜合性最好的電機種類,經過南京嘉遠創新設計,在“九五”期間交流驅動技術被嘉遠作為我國電動汽車未來的主要驅動方案上報國家有關部門立項。
而電機驅動系統的好壞,不僅取決于它技術的先進性,更加取決于電機本身的適用性。目前備受主流研發單位看好的直流永磁電機的確具有相當多的優點,但當今電動汽車進入產業化急需有成熟的產業化平臺為依托,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的電機驅動系統為例,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動系統額定功率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品的20%～30%。所以,驅動系統的優劣應以整體綜合技術條件作為判斷依據,電動汽車總體技術方案和產品技術的銜接才能真正體現整個產品技術的實際。
另外,由于產品產業化平臺的選擇,決定了技術產品工藝的狀態,其工藝水平的完善是奠定該技術產品批量化生產和可靠一致性的關鍵。雖然直流永磁電機系統存在一定優勢,但是由于其工藝水平要求較高,還未被大批量生產所適應,又加之成本高等特點,在現階段還不具備產業化基礎,這為電動汽車急迫產業化造成了一定障礙。
電動汽車電機的選擇決定了其控制系統的匹配,也決定了控制系統是否同樣具備產業化平臺基礎。交流電機是多年來工業生產應用的量化產品,控制系統一樣具備廣泛的產業化基礎,從而達到了產業化平臺的統一,使整個驅動系統具備了批量化生產的基礎,為電動汽車驅動系統核心部件奠定了高的可靠性、好的一致性和優秀的性價比。
雷諾-日產聯盟在華開發新能源汽車
中國政府鼓勵國內汽車產業通過發展新能源車向零排放電動汽車方向轉變。自“十五”以來，中國政府的863計劃設立了電動汽車專項；2000～2005年間，國家和地方政府直接劃撥以及國有企業投入的資金總額約30億元。汽車產業是國務院2009年的《工業產業調整和振興規劃》關注的四大產業之一。涉及汽車產業的規劃指出，電動汽車產銷形成規模將是2009～2011年的目標；規劃要求“改造現有生產能力，形成50萬輛純電動、充電式混合動力和普通型混合動力等新能源汽車產能”，“新能源汽車銷量要求占到乘用車銷售總量的5％左右”，“主要乘用車生產企業應具有通過認證的新能源汽車產品”。
中國國家工業信息化部將攜手雷諾-日產聯盟一起推動中國電動汽車規模化發展。4月10日，雷諾-日產在北京宣布，已與工信部就在國內推廣零排放汽車項目上達成了合作伙伴關系。根據雷諾-日產汽車與工信部達成的協議，日產汽車將為工信部提供電動汽車發展的相關信息，制定包括電池充電網絡建立和維護、促進電動汽車大規模使用的綜合規劃。武漢將成為日產在國內首個電動汽車試點城市，雷諾-日產聯盟將在武漢開始電動汽車項目，使武漢成為日產在國內推行其零排放汽車計劃的首個試點城市。
因為顧慮環境污染及燃油價格，不只中國，歐美諸國都有扶持電動汽車的特殊政策。法國設有對電動汽車的國家補助金：一輛純電動汽車補助3200歐元，一輛混合動力汽車補助2000歐元。意大利政府對純電動汽車，道路稅的保險費免5年，保費約減少50％。挪威政府規定，對純電動汽車免征所有登記稅、進口增值稅、道路稅，城市免費停車、養路費打折等。美國2005年能源政策法案規定，購買合格的混合動力車，可得到減免稅的優惠，如福特車及Mercury車每輛減免稅2220～3000美元。
雷諾-日產聯盟在全球范圍內積極推動電動汽車的量產。雷諾-日產的電動汽車研發領域屬于全球領先水平，其計劃2010年向日本和美國市場引進電動汽車，2011年進入中國，2012年在全球范圍內推廣。零排放汽車是新能源汽車的發展方向，然而對電動汽車這類的零排放汽車實現量產則需要在全球范圍內聯合政府、地方城市及相關機構規劃充電網絡。目前，雷諾-日產聯盟已經與全球19個政府、城市和相關組織建立了合作關系。雷諾-日產聯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-日產聯盟背后的創新模式
昂貴的電動汽車及有限的電池續駛里程阻礙了電動汽車的普及，而BetterPlace提供了一個能讓消費者經濟且便捷地享用電動汽車的方案。電動汽車與傳統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汽車的成本中割離出來，分攤到駕駛的里程數中，電動汽車將會比傳統汽車更有價格競爭力。電動汽車的核心是電動機及驅動控制系統、功率轉換器和能源系統，而能源系統中電池是關鍵，是電動車中最貴的部件。如果使用Better Place的駕駛方案，2015～2020年，駕駛電動車的里程費用可以實現8分錢一公里；而以一升油5元的價格計算，一輛假設每百公里耗油5.5升的燃油汽車每公里平均消費價格是0.275元。
廣泛建立充電點和換電池站將消除消費者對有限的電池續駛里程的顧慮，同時換電池站將由機器實現空電池與蓄滿電池在半分鐘內替換的操作，這比在傳統加油站需要的時間還要短。所有的Better Place的充、替電站都將采用國際標準，便于提高電動汽車網絡在世界范圍內的兼容性。Better Place將通過提供包月不限里程或年費買固定里程等方式，通過與政府合作實現電動汽車網絡建立，讓消費者經濟且便捷地享用電動汽車。
雷諾-日產與Better Place攜手，開始在世界范圍內推進這個新的商業模式的應用。用Better Place的CEO的比喻來形容，這個新的模式是一個移動手機消費的模式：汽車生產商將好比手機生產商，而Better Place就好像是汽車界的中國移動。與雷諾-日產一起，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行世界上第一批電動汽車網絡的建立。
電池開發原本是發展電動汽車量產的一個技術瓶頸，Better Place的商業模式創新了突破這個瓶頸的辦法，使電動汽車的大規模應用不再取決于電池成本的大規模下降。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里程數相差較大，傳統經營模式下，電池開發一直是電動汽車實現產業化的瓶頸。因為電池技術復雜，電動汽車蓄電池成本居高不下，普通的蓄電池基本以100美元／千瓦時銷售，甚至有的高達350美元／千瓦時，消費者很難承受。
車載電池的研發早就在各國間開始了角力，但是產業化方案一直懸而未決。在法國，其政府與法國電力公司、標致一雪鐵龍和雷諾汽車合資組建的電動汽車的電池公司――薩夫特公司，專門進行高能電池的研發、租賃與維修。從上世紀70年代就開始開發純電動車的日本，其車載電池研發主要由三菱重工、富士重工等軍工企業承擔。美國的“先進電池聯合體”(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，是研發電動汽車用的高能電池的主體。Better Phce強調了其在世界范圍內建設充替電站中應用國際標準的重要性，和對不同電池技術的支持性。
中國本土電動汽車最近動向
目前，中國有上百家企業、高校和研究所進行電動汽車研發項目，如三大汽車集團、長安汽車公司、奇瑞汽車公司，以及電機、電池企業。2002年以來，隨著電動汽車重大專項的實施，已形成了多家產學研結合、金融機構介入的專業研發生產電動汽車的新型股份制企業。專業研發生產電動汽車的企業包括東風電動車輛股份公司、天津清源電動車輛有限公司、上海燃料電池汽車動力系統有限公司、北京時光科技有限公司、奇瑞電動汽車股份有限公司、大連新源動力股份有限公司、北京清華新能源汽車工程中心等。整車方面已初步形成產品開發的系統配套、管理機制和團隊組合，純電動汽車樣車已實現，關鍵零部件、燃料電池發動機已形成系統，高功率鎳氫電池、鋰離子電池性能有了較大提高，多能源控制系統初步形成。
自電動汽車重大科技專項實施以來，中國的純電動汽車及車載電池的生產能力初縣規模。比亞迪是掌握車用磷酸鐵鋰電池組規模化生產技術的中國企業，已正式推出搭載其自主研發的磷酸鐵鋰動力電池的比亞迪F3DM雙模汽車。
萬向同時具備電池、電機和電控等電動汽車關鍵零部件和動力總成系統產業能力，1999年建立了進行純電動汽車研發的技術中心，如今車載鋰電池開始進入批量生產，2007年的銷售總額達到1150萬元。目前中國已有純電動轎車和純電動客車通過國家質檢中心的型式認證試驗。天津清源電動車輛有限公司純電動轎車的研發顯示其初步形成關鍵技術的研發能力；北京理工大學等單位初步完成了北京理工科凌電動車輛股份有限公司密云電動車輛產業化生產基地的建設。
關鍵詞：純電動汽車；電機控制；發展概況；趨勢
中圖分類號：TM38 文獻標識碼：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
隨著資源與環境雙重壓力的持續增大，電動汽車已成為未來汽車工業的發展方向。電動汽車具有環保、節約、簡單三大優勢，這在純電動汽車上體現尤為明顯：以電動機代替燃油機，由電機驅動而無需變速箱。相對于變速箱，電機結構簡單、運行可靠。
隨著國家節能與新能源汽車補貼政策的出臺，我國重點扶持純電動汽車的戰略路線基本確定。當前市場在售或即將進入市場的純電動汽車基本都是高端電動車，價格大都在15萬元以上，甚至有的達到20多萬元，即便是享受國家補貼，但大部分人還是覺得價格偏高，同時擔心充電設施不配套及電池的續航里程短等問題，導致企業已上“公告”的純電動汽車遲遲無法推出市場，個別已上市的產品也得不到消費者的認可，“熱政策”遇到了“冷市場”。相反，低速電動汽車因為價廉物美，得到了不少消費者的青睞。在山東、河北、河南、浙江等地一些城鎮，節能環保低速純電動汽車已形成一定的規模，數量日益增長。
1.2 研究的意義
發展低速電動汽車具有長遠的戰略意義。從現實角度來看，低速電動汽車是推動我國電動汽車產業化、開啟電動汽車大規模消費市場的最佳產品；從長遠發展來看，通過低速電動汽車的技術升級提升高端電動汽車的核心技術。相信國家行業主管部門會在立足國情的基礎上，出臺低速電動汽車標準法規，引導低速電動汽車行業的規范發展，為低速電動汽車健康發展營造良好的市場環境。
2 純電動汽車用電磁型電機分類介紹
純電動汽車用電磁型電機大致可以分為直流電機和交流電機，交流電機包括交流異步電機（感應電機）和交流同步電機。車用交流同步電機一般是永磁同步電機或是開關磁阻電機。當永磁同步電機工作在方波換向模式時，又常稱為無刷直流電機。
2.1 直流電機
直流電機由定子、轉子、換向器和電刷組成，定子上有磁極，轉子有繞組，通電后，轉子上也形成磁極，定子和轉子的磁場之間有一個夾角，在定轉子磁場的相互吸引下，使電機旋轉。直流電機商品化歷史最長，控制簡單且具有優良的電磁轉矩控制特性，串勵直流電機、他勵直流電機、永磁（有刷）直流電機控制系統至今仍在電動車輛中大量應用，缺點是電機本身結構復雜，機械換向，有電刷的維護問題，換向的電火花會產生嚴重的電磁干擾，高速可能有環火，不適宜高速運行，體積偏大，防護差。鑒于缺點眾多以及其他電機驅動系統的迅速發展，可以預見，直流電機將逐步被淘汰。
2.2 交流異步電機
交流異步電機由定子和轉子構成，簡單堅固，成本較低。在運行時，定子通過交流電而產生旋轉磁場，旋轉磁場切割轉子中的導體，在轉子導體中產生感應電流，轉子的感應電流產生一個新的磁場，兩個磁場相互作用則使轉子轉動。
3 電機控制技術發展概況
3.1 交流異步電機控制發展迅速
交流異步電機控制復雜，近年之所以得到迅速推廣，主要得益于電力電子技術、微處理器技術和交流電機控制技術的發展。交流異步電機的控制方式包括V/f控制、滑差頻率控制、矢量控制（磁場定向控制和直接轉矩控制）。20世紀90年代前常用前兩種，但存在轉速控制范圍小，轉矩控制特性不理想的問題，近年來，為得到最佳的控制性能，高端電機控制器一般都采用矢量控制技術。
3.2 永磁同步電機應用廣泛
永磁同步電機是利用永磁體建立勵磁磁場的同步電機，其定子產生旋轉磁場，轉子用永磁材料制成，磁場相互作用使轉子轉動。永磁同步電機具有效率高、轉矩和功率密度大、功率因數高、可靠性高和便于維護等優點。
3.3 無刷直流電機成本優勢明顯
無刷直流電機多為表貼式永磁同步電機，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動電機。
3.4 開關磁阻電機應用受限
開關磁阻電機的定子和轉子鐵心均由硅鋼片疊壓而成定，轉子沖片均有一齒槽，構成雙凸極結構，依定子和轉子片上齒槽的多少，形成不同的極數。開關磁阻電機的工作原理遵循“磁阻最小原理”――磁通總是沿磁阻最小的路徑閉合，因此，由磁場扭曲而產生磁阻性質的電磁轉矩。
4 國內外發展趨勢
4.1 基于成本分析
對低壓（100VDC以內）、微型、低速（最高70 km/h）純電動汽車的應用，考慮市場成熟度和成本因素，應優先考慮交流異步電機控制系統，未來可逐漸向內置式永磁同步電機控制系統過渡。
4.2 國內外主流車用低壓控制器廠家
目前，中國市場上供應的車用低壓交流電機控制器產品的公司主要包括：
（1）國際上專業提供電動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，這些企業在電動車輛領域積累多年，有成熟的產品，但并非專門針對電動汽車應用，很多產品的市場定位僅為交流電控叉車領域。
（2）國內專業從事電動車輛電機控制器研發生產的公司，如深圳大地和、北京時光科技、上海電驅動、天津松正（提供永磁同步電機控制系統）、上海大郡，交流電機控制器一般在2010年以后研發完成或正在研發之中，功能不夠全面，性能不夠高、也不夠穩定。
（3）國內從事工業用交流電機控制器研發生產的公司，成立車用電機控制器的事業部，如匯川技術。由于車用低壓交流控制器與工業用變頻器在技術上有一定的相通性，匯川技術利用它在交流電機控制方面的技術優勢以及批量生產能力迅速開發出車用交流電機控制器并將其推向市場，但因為企業進入電動汽車領域的時間不長，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驅動系統需求量的逐漸增大，相信越來越多的企業會加入到研發、制造車用低壓交流控制器的行列中。
4.3 交流電機控制技術的飛躍發展
交流異步電機是一個多變量、非線性、強耦合的復雜系統，這也是其控制難的根源所在。過去的標量控制方法（如V/f控制、滑差頻率控制）都是從電機穩態方程的角度研究其控制特性，因此保持定子、氣隙或是轉子磁鏈恒定僅有穩態下成立，動態控制效果很不理想。而矢量控制從TM坐標系（M軸按轉子磁鏈的方向定向）下的交流異步電機模型出發，采用矢量變換的方法研究電機的動態過程，不僅控制電流、磁鏈變量的幅值，同時控制其相位，并利用現代控制理念，巧妙實現了交流電機磁通和轉矩的解耦控制，促成了高性能交流異步電機控制系統的出現，控制性能完全可以媲美有刷直流電機。可以說，矢量控制是交流電機控制技術的一次飛躍。隨著微處理器技術的發展，數字控制芯片的運算能力和可靠性得到很大提高，這為實施復雜的交流電機控制算法提供了硬件支撐。
5 結束語
目前，可以確定的是，直流電機將逐步被交流電機取代，開關磁阻電機應用還不成熟，然而交流異步電機、永磁同步電機孰優孰劣還難下定論。近年來，在批量生產的日本電動汽車車型上以內置式永磁同步電機為主流，而美、歐開發的電動汽車多采用交流異步電機。
參考文獻：
［1］侯卓生.異步電動機的矢量控制與四種新型DSP處理器［J］.西北民族學院學報（自然科學版），2001（03）.
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劃顯示，全球2015年將銷售約200萬輛電動汽車/插電式混動汽車，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，且以混合動力為主。
電池、電機和電控為產業鏈核心部分。電池方面，鋰電池是目前公認最安全、產業化后成本最有可能為消費者所接受的汽車動力電池。電機方面，目前高端車型（Tesla）采用交流電機，而從經濟及性能考慮，永磁同步電機為主流發展方向。
發展新能源汽車成戰略選擇
新能源汽車包括純電動汽車、插電式混合動力汽車、非插電式混合動力汽車和燃料電池汽車等。2013年之前，全球新能源汽車發展較緩慢，一方面由于新能源汽車開發成本居高不下，相關車企大多虧損，另一方面也沒有代表性車型吸引消費者；2013年初開始，特斯拉成為新能源汽車領域最大亮點，Model S榮登一季度北美豪車銷售榜首位，并且實現盈利，成為全球迄今為止最成功的新能源汽車。
發展新能源汽車是大勢所趨。從國家戰略高度思考，在化石能源緊缺，環境污染愈加嚴重的今天，發展新能源汽車已成為降低化石能源消耗、減少環境污染的有效舉措，各國政府扶持新能源汽車產業發展的意圖十分明顯。而中國面臨著嚴重的環境污染問題、原油對外依賴度居高不下、汽車產業發展也落后于發達國家，發展新能源汽車是中國國家戰略的必然選擇。
20世紀末，高漲的油價和人們對氣候問題的擔憂，使電動車受到廣泛關注。歐美日各系廠商都開始在電動車領域發力。1993年，美國政府制訂了PNGV計劃，三大整車廠紛紛推出以內燃機為基本動力源的混合動力概念車（輕混），這些概念車型由于采用了制動能量回收技術而更加節能，在降低油耗和排放方面都有十分出色的表現。盡管過高的成本未能使這些概念車實現商業化，但這個計劃在美國掀起了一波汽車新技術研潮。大眾、豐田等車廠也推出了各自的混合動力車，其中，豐田Prius獲得了巨大成功。
如今，插電式混合電動汽車（重混）和純電動車已成為電動車發展方向。目前插電式混合動力汽車的性能已經基本可以滿足消費者的日常需求。純電動車方面，Tesla Model S最高續航已經超過500公里，部分性能甚至超過了傳統汽車。
為了促進新能源汽車的發展，全球各主要經濟體均制定了電動汽車的發展規劃或目標。根據國際能源署的統計，如果所有這些國家公布的目標都能夠實現，到2015年會銷售大約200萬輛電動汽車/插電式混合電動汽車，到2020年將銷售大約440萬輛。
2012年美國國內電動汽車銷售總量為5.3萬輛，其中純電動汽車銷售14687輛，僅為全年汽車銷售量的0.1%。2013年這一數據有了明顯的改善，2013年電動汽車的銷售總量為9.6萬輛，其中純電動車銷售量為4.8萬輛，是2012年的三倍之多。整個銷量呈上升趨勢，純電動汽車的貢獻較大。相較于美國，歐洲更青睞零污染的純電動汽車。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版標志106。該車型在歐洲各國的政府部門當中擁有大量的用戶。可以預見，未來市場將更偏向于消費純電動汽車。
“十一五”期間中國新能源汽車扶持政策密集出臺，且對于產銷量、補貼政策等進行了更為明確、細致的規劃，為行業發展提供了基礎與動力。這標志著中國新能源汽車進入實質性、快速發展階段。
2013-2014年，財政部、科技部、工信部、發改委公布前兩批新能源汽車推廣應用城市名單，涉及40個城市、區域。這40個城市、區域中，以經濟發達地區居多，亦包含城市群形式聯合申報的二三線城市，各個地區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入實質性發展階段，中國新能源汽車呈現產銷兩旺的格局。2010-2013年中國新能源汽車產量復合增速51.78%，銷量復合增速55.01%。2013年，中國新能源汽車產銷量分別達1.75萬輛、1.76萬輛。
從車型結構來看，2013年，新能源汽車以純電動汽車為主，2012-2013年該車型銷量占比88.93%、82.78%，混動車型占比11.07%、17.22%。
截至2013年底，中國新能源汽車產銷量累計約5.6萬輛。根據《節能與新能源汽車產業發展規劃（2012-2020年）》，規劃到2015年，純電動汽車和插電式混合動力汽車累計產銷量力爭達到50萬輛；到2020年，累計產銷量超過500萬輛。中國新能源汽車產業在未來數年將迎來快速增長階段，“十三五”期間市場容量約450萬輛。
與儲能對接推動鋰電成本下降
電池技術路線（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對鋰電池中期發展有信心。盡管可能會有企業跳出Tesla的框架另起爐灶，但不可否認的是，更多的國家和企業（尤其是中國）會作為跟隨者和模仿者參與其中，而產業的進步速度往往與參與者的數量正相關。我們認為技術路線的基本確定，會加速產業的集群，產業集群會加速技術進步，并且由于鋰電池的產業鏈已經比較成熟，而且分工明確，成本下降空間大。
在技術路線確定，產業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式增長。電動車的電池可與儲能天然緊密對接。電動車對鋰電池的質量要求高，而儲能則不然，待新能源汽車市場啟動后，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），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電動車，也會帶動光伏自發自用的需求。
電解液、隔膜、正極材料和負極材料被稱為鋰電池的四大材料。
相較于鋰電紛繁復雜的技術路線選擇，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。當前全球鋰資源供給呈高度壟斷態勢，三大鹵水廠商SQM、Rockwood、FMC合計占據了全球鋰市場45%的份額，鋰精礦供應商Talison依托中國強勁需求成功二期擴產，市占率2012年躍居首位，高達35%。三份鹵水+一份礦合計供應了全球80%的市場。
全球鋰供給與需求基本持平。基于對電動汽車增長的預期，不論是原有四家寡頭，還是新進入者，均有產能擴張計劃。但是，由于資源品位不同、自然環境差異、融資進展以及開發工藝試驗等方面的不確定性，新進入者規劃的產能并不能迅速轉化成產量，因此在中短期內，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。正極材料約占整個電池成本的30%-40%。
負極材料方面，技術相對最成熟。通常將鋰電池負極材料分為兩大類：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。
隔膜方面技術壁壘較高。鋰電池隔膜主要功能是使電池的正、負極分隔開來，防止兩極接觸而短路，同時允許電解質離子于其間通過；在電池過熱時，通過閉孔功能來阻隔電流傳導。
目前隔膜的發展有兩條路線，對消費電子類電芯而言，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展趨勢，一般采用單層PP、PE隔膜；對動力電池而言，由于主要應用在電動自行車、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合隔膜。
預計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到86億元左右，國內隔膜市場規模在13億元左右。未來若電動汽車、儲能電站需求爆發，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，國內可實現量產的六氟磷酸鋰生產企業僅日本森田化學（張家港）和天津金牛兩家，本土的天津金牛2010年產能僅250噸，六氟磷酸鋰幾乎全部依賴日本，當時Stella Chemifa、關東電化學工業、森田化學等幾家日本企業壟斷了全球90%的市場份額。
六氟磷酸鋰原本是電解液產業鏈條中技術壁壘最高的產品，但隨著國內廠商技術的突破，多氟多、九九久為首的國內廠商快速擴張產能，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。
目前全球動力電池主要朝向三個方向發展：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，無突出優勢和劣勢。
以當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，目前還未確認哪種技術路線會成為最終的選擇，但因主流汽車生產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供應，因此動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，如為日產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尚處于初級階段，成本較高，以Tesla Model S與日產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2-3萬美元。從而在成本上限制了電動汽車的電池組容量，進而限定了整車的動力性能。Tesla的成功將為整個動力鋰電產業樹立標桿，改變研發資源的配置路徑，鋰電池將會從專注于大容量單體的研發改為小容量單體、電池管理系統的研發，從而縮短電動汽車革命的進程。
核心產業鏈逐漸完善
新能源汽車是在傳統汽車產業鏈基礎上進行延伸，增加了電池、電機、電控系統等組件，其與傳統汽車最大區別在于動力系統。這些環節再加上充電樁、零部件等組成了新能源汽車的重要產業鏈。
新能源汽車電機取動機并在電機控制器控制下，將電能轉化為機械能來驅動汽車行駛。驅動電機的性能將直接影響整車運行性能。
目前電動汽車主要配備交流感應電機和永磁電機。前者歐美使用較多，特點是成本低，但轉速區間小，效率低；后者受日系車青睞，轉速區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格，日本正在潛力開發開關磁阻電機，這種電機在性能上不輸給永磁電機，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，而且電機工藝已經接近世界先進水平，預計永磁電機將在較長時間內占據新能源汽車的電機市場。根據賽迪經智預計，“十二五”末中國新能源汽車驅動電機整體市場規模將達到250億元左右。
目前全球主要存在兩類新能源電機供應商：第一類是具有整車或者零部件制造背景的企業進入電機及電驅系統領域。這一類企業的優勢是具有整車或零部件的制造經驗，便于電驅系統與之相試驗相結合，如本田、豐田、上汽集團、一汽集團等。第二類是專業的電機電控企業，如大洋電機、江特電機、上海電驅動等。
從產業鏈角度看，釹鐵硼（磁材）是永磁電機的上游原料，隨著新能源汽車的普及發展，將刺激稀土磁材需求。釹鐵硼的磁性能高，性價比高，不足之處是工作溫度較低；目前國內及日本車用永磁電機一般采用釹鐵硼永磁材料。
未來新能源汽車和變頻設備是磁材發展的主要領域。對于新能源汽車而言，如果混動汽車使用永磁同步電機，單位需要磁材2.5千克/輛；而純電動汽車若永磁同步電機，其單位需要磁材會更多，具體的用量按照電機個數倍增。
永磁電機的原材料釹鐵硼雖然造價高，但僅占電機成本10%。其余主要材料是銅材（漆包線）和鋼材（硅鋼片、冷軋鋼板）價格下跌空間有限。如果按照90Kw車用電機，功能密度1.5KW/Kg計算，1輛轎車的驅動電機重量大概60千克。因此電機的降價還是來自于量產后規模效應導致折舊攤銷等成本的下降。
電機零部件配套市場是在近20年全球工業發展的歷次變革過程中逐步從電機整機行業分離并發展完善的。各大電機整機制造商在實行規模化精益生產過程中，逐漸降低電機零部件自制率，致力于電機核心技術研發、終端銷售和品牌塑造，零部件主要依賴外部獨立的供應商，涉及定子、轉子、繼電器等。
新能源汽車電控系統主要包括電池管理系統、電機控制系統、能量回饋系統、電動助力轉向系統等環節。
配套服務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。慢速充電運用32A、63A等水平的電流連續充電5-8小時，可利用電價較低的夜間時間，節約充電成本，但難以滿足電動汽車應急充電需求。快速充電運用75-400A電流短時間充電20分鐘-2小時，高效快速，但電流較大，對安全性亦提出更高要求。
從成本構成來看，充電機、充電樁為充電站核心設備，占充電站總成本的45%-55%。充電樁成本主要由樁體、電能計量裝置等構成，預計國網集采后較小的慢充電樁價格4000元左右，毛利率約30%。
截至2013年底，國家電網累計建成400座充換電站、1.9萬個充電樁。南方電網公司在深圳共建設運營充、換電站7座，197個中速直流充電樁，2273個慢速交流充電樁。分區域來看，北京、上海、浙江城市群、廣東充電站、充電樁建設推進較快。
根據《電動汽車科技發展十二五專項規劃》，中國規劃到2015年底，在20個以上示范城市和周邊區域建成由40萬個充電樁、2000個充換電站構成的網絡化供電體系。
3月19日，國網啟動2014年第一批電動汽車充換電設備招標。直流充電設備招標383套，交流充電設備招標156套，換電系統招標8套。我們預估交直流充電樁、充電屏招標金額約5000萬元。
招標節奏方面，預計2014年國網共進行五次招標。2014年初國網規劃充換電站投資約39億元，近期根據各省網公司上報的數據，預計未來國網充換電站投資將達到600億元，其中充換電設備投資120億元。
【關鍵詞】汽車發展 發展方向
一、前言
據統計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到或接近60輛。私車過億，標志著中國汽車大國地位的進一步確立。全世界8.5億汽車保有量中，80%左右是轎車，而轎車中絕大多數是私人轎車。中國汽車工業協會（以下簡稱“中汽協”）最新數據顯示，去年我國汽車產銷分別為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。據國務院發展研究中心預測，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，有關能源問題、交通問題、環境問題等都越來越多的被提及和關注，這些熱點問題勢必會影響汽車未來的發展。
二、汽車未來發展方向
（一）液壓混合動力汽車。
眾所周知，液壓元件和系統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，在大中型運輸車輛或是城市公交車輛上，配置帶液壓能量再生裝置，與發動機動力傳動系相混合組成的多能源動力驅動車輛。液壓混合動力車輛可以充分地利用剎車能量的71%進行再啟動和加速，在頻繁剎車和啟動的路況，將明顯地改善車輛啟動時黑煙的排放、降低油耗、提高車輛加速和減速特性，延長剎車裝置的壽命。同時還可減少車輛總能量的需求，與混合動力電動車相比于液壓混合動力車輛不僅可以實現在短時間內的大功率剎車能量回收和釋放，達到40%的節油標，而且在成本價格、技術成熟、工作可靠及便于維護等方面均占有較大的優勢。近幾年來，液壓混合動力車輛重新引起人們的注意。
按照動力驅動方式分類，液壓混合動力車輛基本上有三種動力傳動方式，即串聯、并聯和混聯。目前，串聯式液壓混合動力汽車正處于實驗室研究階段。而并聯式液壓混合動力汽車技術成熟、結構簡單、制造成本低廉。
在液壓混合動力汽車領域，我國已有數家單位的樣車通過了產品性能測試和試驗，效果明顯。其技術在許多方面比混合動力電動車更為成熟可靠，在一些電動車關鍵技術尚不能解決的今天，液壓混合動力車有很好的應用前景。尤其是對于城市公交車，無論是并聯還是串聯，液壓混合動力車都將會充分發揮出其技術優勢。
（二）燃料電池汽車。
燃料電池汽車PCEV，是近年來發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保汽車。因此，從能源的利用和環境保護方面來說，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展和商業化的推進席卷了整個世界，其高效節能、零排放或接近零排放的良好環境性能，使之成為當今世界能源和交通領域開發的熱點。隨著國際各大汽車生產商和石油巨頭的積極參與，從資金到技術的大力投入，燃料電池汽車已經進入商業化階段。燃料電池汽車將引發汽車工業的革命，最終取代傳統內燃機車成為主流。
我國的燃料電池研究始于1958年，經過多年的積累與發展；已初步形成了一支學科專業較為齊全的研究與開發隊伍，研究條件明顯改善。尤其在PEMFC方面，總體水平與先進國家的差距正在縮小。
（三）純電動汽車。
純電動汽車是指采用蓄電池作為能量存儲單元，用電機驅動的車輛，因為車沒有HC、NOx和CO等有害氣體排放，被喻為真正的“綠色環保汽車”。
就目前電池的技術水平而言，小型四輪純電動汽車商業化生產條件已經具備。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村建設；大型純電動車輛主要應用于特殊場合，如機場擺渡車、市區定線公交車以及其他特殊用途；超級電容純電動大客車具備很高的推廣價值；假使純電動轎車投入使用，每次充電續駛里程不應低于200km，最高時速可達到120km/h。
純電動汽車的核心技術是電機電控技術、電池組能量等管理技術。通過近年來的努力，我國目前已經實現了純電動汽車的小批量生產，開發的純電動轎車和純電動客車均已通過了國家汽車產品型式認證，純電動轎車的動力性、經濟性、續駛里程、噪聲等指標，已超過國外大型汽車生產企業研制的純電動鏟車和箱式貨車，初步形成了關鍵技術的研發能力，純電動汽車在特定區域的商業化運作正廣泛開展。
（四）混合動力汽車。
混合動力汽車是指由兩種或兩種以上的儲能器，能源或轉換器作驅動能源（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力汽車HEV是由輔助動力單元配合電動機驅動的電動汽車。輔助動力單元一般是小型發動機或動力發電機組。混合動力裝置既能發揮發動機持久工作、動力性能好的優點，又可以發揮電動機無污染、低噪聲的優點，二者取長補短，汽車的熱效率可提高10%以上；同時廢氣排放可降低30%以上。
與純電動汽車對比，HEV電池容量小、整車重量輕，汽車的續駛里程和動力性可達到內燃機水平，保證駕車方便性和乘坐舒適性。與內燃機汽車相比，HEV可使發動機在最佳工況區尋急定運行，從而降低排污和油耗；在商業區、居民區等人口密集地，HEV可用純電動方式驅動車輛，實現零排放；通過電機回收汽車減速和制動時的能量，可進一步降低能耗和排放。與目前的普通汽車相比，混合動力汽車節油效率可以達到25%一40%，尾氣排放比先進柴油車更為清潔。但是，混合動力汽車價格目前較高，在當前技術條件下，其成本比同類汽車高30%左右。
(一)改革背景
發展戰略性新興產業是我國立足當前、著眼長遠的重大戰略選擇。2010年，國家確立了重點發展包括新能源汽車在內的七大戰略性新興產業。湖北是我國重要的汽車產業基地之一，為適應國家新能源汽車產業發展對高校人才需求的新期望、新要求，湖北省教育廳于2010年首批批準武漢科技大學等3所本科院校設立新能源汽車產業車輛工程專業(簡稱車產專業)，并于次年秋季招生。
混合動力電動汽車、純電動汽車、燃料電池電動汽車是目前世界汽車行業重點發展的新能源汽車類型。根據汽車行業的這一發展方向，我國確定的新能源汽車的產業目標是：著力突破電動汽車領域內動力電池、驅動電機和電子控制等重要部件的關鍵核心技術，推進插電式混合動力汽車、純電動汽車推廣應用和產業化;同時開展燃料電池汽車相關前沿技術研發，大力推進高能效、低排放節能汽車發展。
(二)培養目標
立足社會發展需求、緊跟時代科技發展潮流是確立高校人才培養目標的基本要求。武漢科技大學車產專業在專業知識和專業技能方面的培養目標是：學生應具備機械工程、汽車工程、信息科學與技術等方面的專門知識，能在汽車、新能源、機械工程等領域從事產品開發、制造、試驗、技術運用與管理等工作的高素質應用型人才，具有新能源汽車產品開發、制造、試驗、技術運用與管理等的能力。
二、課程體系改革思路與主要特點
課程體系改革一直都是高等教育改革的重點、難點。為使車產專業課程體系改革達到預期效果，在突出新能源汽車本色的前提下，課程體系改革堅持以社會需求作為課程的重要來源，以學生作為課程的最根本的服務對象，以知識作為課程基本來源的課程配置導向，合理規劃課程體系以實現課程之間有機融合，努力把社會需求、學生個人發展，學科進步貫穿于課程體系設置之中，構建體現厚基礎、寬口徑、強能力的課程體系。
(一)改革思路
1.固機強電。即在鞏固普通車輛工程專業機類工程知識的基礎上，增加信息科學與技術知識即增加電類課程，以增強學生機電融合的工程能力。
2.優化組合通識教育平臺課程。主要是對通識教育平臺中英語、體育等多學時、多學期授課課程及其內容進行重組優化。
3.校企聯合，強化實踐。在學生學習專業課期間，將專業生產實習時間延伸、內容擴展，即鼓勵學生利用暑假結合生產實習任務與要求到相關新能源汽車企業實習基地實習23個月，且實習單位安排企業導師指導。
4.導師制。車產專業班的每名學生從進校開始配備專業課老師擔任導師。大一、大二期間，導師定期就專業學術問題開展專題講座，以培養學生熱愛專業、探索專業問題的積極性和對學科前沿發展的關注力。
(二)車產專業課程體系的構成
為保證教學過程有序進行，武漢科技大學車產專業課程體系的構成形式及其學分要求與其他專業完全相同：課程體系構成仍然采取模塊化結構形式，本科階段學習需修滿的總學分為174學分，整個課程體系分為通識教育平臺、學科基礎平臺、專業課程模塊，實踐教學模塊、素質拓展模塊。
1. 強電安排。課程體系改革的核心是實現高素質人才的培養。鑒于電子技術在汽車上的應用比例越來越高及電動汽車對電類知識的高要求，從強電的要求出發，在原有電工技術、電子技術等課程的基礎上，車產專業在專業核心課程、專業方向課程模塊中新增加了微機原理與單片機、電動汽車電機拖動基礎、動力電池技術、電力電子技術4門課程(共計152學時)，并在實踐教學模塊中安排了一周的電氣電子工藝實習對相關知識予以鞏固強化。
2.重組優化通識教育平臺中相關課程。根據新能源汽車的產業目標及車產專業學生專業技能方面的培養要求，在對普通車輛工程專業課程體系進行深入分析的基礎上，車產專業的課程體系對其理論教學部分的相關課程與內容配置進行了重組優化。具體就是在通識教育平臺中重點對的英語、體育、政治理論課等多學時、多學期授課課程及其內容進行了重組優化，
3.突顯新能源汽車的專業本色。新能源汽車專門知識既是車產專業與普通車輛工程專業的重要區別，也是車產專業的本色特征，為突顯車產專業的新能源汽車的專業本色，車產專業的課程體系在專業課程模塊構建方面，除了保持普通車輛工程專業配置的汽車構造、汽車理論、汽車設計、汽車試驗學等專業主干課程外，特別新增設了新能源汽車原理與應用課程(32學時)，同時配套安排了二周的新能源汽車原理與應用課程設計，旨在增強與強化學生的新能源汽車專業知識。
4.加強課程實踐性。培養適應性強的高素質人才須以提高學生的實踐能力為基礎，高度重視課程與實踐環節的構建與完善，使實踐技能培養貫穿課程教學與實踐環節全過程中。在車產專業課程體系中，為鞏固強電相關課程的學習效果，專門增設了一周的電氣電子工藝實習為加深學生對新能源汽車專業知識的理解，專門增設了二周的新能源汽車原理與應用課程設計。
三、改革效果與建議
自我校車產專業開辦以來，通過近幾年的教學改革，本校車產專業特色教育已經取得初步成效，主要表現在：①在校期間參加省級、國家級大賽獲獎數量;②學生在校期間參加科技活動(入選學校大學生方程式賽車隊數量);③畢業生的就業率和考研率上。
綜上所述，我校車產專業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。為推動車產專業教學改革進一步深化，特提出以下建議。
1.課程體系中通識教育平臺、學科基礎平臺、專業課程模塊，實踐教學模塊的總體學時數量及相互間比例關系仍然受到較多因素制約，突破比較困難，這不利于突出專業重點與特色。
【關鍵詞】飛輪電池；現狀；應用
隨著人們環保意識的增強，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。飛輪技術由于是電能和機械能的相互轉化，不會造成污染，飛輪儲能電池的概念起源于上世紀70年代早期，最初只是想將其應用在電動汽車上，但限于當時的技術水平，并沒有得到發展。直到上世紀90年代由于電路拓撲思想的發展，碳纖維材料的廣泛應用，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展。
飛輪電池實際上是一種電能轉換和儲存裝置。飛輪可以儲存能量，根據飛輪能夠儲存和釋放能量的特性研制的一種機械式蓄電池就是飛輪蓄電池。在飛輪的內部鑲有永久性磁鐵，外殼上裝有感應線圈，這樣飛輪就具有電動機和發電機的雙重功能，充電時飛輪中的電機以電動機的形式運行，在外接電源的驅動下帶動飛輪旋轉，達到極高的轉速，從而完成電能―機械能轉換的儲能過程；放電時飛輪中的電機以發電機的狀態運行，在飛輪的帶動下對外輸出電能，完成機械能―電能轉換的釋放過程。
飛輪電池充電快，放電完全，非常適合應用于混合能量推動的車輛中。車輛在正常行使時和剎車制動時，給飛輪電池充電；飛輪電池則在加速或爬坡時，給車輛提供動力，保證車輛運行在一種平穩，最優狀態下的轉速，可減少燃料消耗，空氣和噪聲污染，并可以減少發動機的維護，延長發動機的壽命。飛輪電池電動汽車利用儲存在隨車飛輪中的機械能驅動汽車前進。它的推進系統由飛輪電池，電機控制器，電機和傳動系統等組成。
飛輪電池實際上是一種機-電能量轉換和儲存裝置。飛輪可以儲存能量，根據飛輪能夠儲存和釋放能量的特性研制的一種機械式蓄電池就是飛輪蓄電池。在飛輪的內部鑲有永久性磁鐵，外殼上裝有感應線圈，這樣飛輪就具有電動機和發目前隨著環境保護意識的提高以及全球能源的供需矛盾，開發節能及采用替代能源的環保型汽車，以減少對環境的污染，成為當今世界汽車產業發展的一個重要趨勢。汽車制造行業紛紛把目光轉向電動汽車的研制。能找到儲能密度大，充電時間短，價格適宜的新型電池，是電動汽車能否擁有更大的機動性并與汽油車一爭高下的關鍵。而飛輪電池因具有清潔，高效，充放電迅捷，不污染環境等特點而受到汽車行業的廣泛重視。預計21世紀飛輪電池將會是電動汽車行業的研究熱點。
飛輪電池充電快，放電完全，非常適合應用于混合能量推動的車輛中。車輛在正常行使時和剎車制動時，給飛輪電池充電；飛輪電池則在加速或爬坡時，給車輛提供動力，保證車輛運行在一種平穩，最優狀態下的轉速，可減少燃料消耗，空氣和噪聲污染，并可以減少發動機的維護，延長發動機的壽命。飛輪電池電動汽車利用儲存在隨車飛輪中的機械能驅動汽車前進。它的推進系統由飛輪電池，電機控制器，電機和傳動系統等組成。
飛輪電池實際上是一種機-電能量轉換和儲存裝置。飛輪可以儲存能量，根據飛輪能夠儲存和釋放能量的特性研制的一種機械式蓄電池就是飛輪蓄電池。在飛輪的內部鑲有永久性磁鐵，外殼上裝有感應線圈，這樣飛輪就具有電動機和發電機的雙重功能。充電時飛輪中的電機以電動機的形式運行，在外接電源的驅動下帶動飛輪旋轉，達到極高的轉速，從而完成電能-機械能轉換的儲能過程；放電時，飛輪中的電機以發電機的狀態運行，在飛輪的帶動下對外輸出電能，完成機械能-電能轉換的釋放過程 。
但是，飛輪儲能方法一直未能得到廣泛的應用，其主要有三點原因；飛輪本身的能耗主要來自軸承摩擦和空氣阻力；常規飛輪是有鋼（或鑄鐵）制成，儲能有限；要完成電能機械能的轉換，還需要一套復雜的電力電子裝置。目前，飛輪儲能技術取得突破性進展是基于下述三項技術的飛速發展；一是高能永磁及高溫超導技術的出現；二是高強纖維復合材料的問世；三是電力電子技術的飛速發展。就目前的技術來看，飛輪電池電動汽車還不能廣泛應用，根據飛輪儲能裝置本身的特點來講，它更加適用于復合動力汽車和混合電動汽車技術中，復合電力汽車是靠內燃機和電動機兩種方式共同提供推動力的，在汽車正常行駛和制動的時候給電池充電，汽車爬坡和加速，需要功率大的時候讓電池放電。
由于普通汽車在正常行駛的時候，功率僅為最大功率的四分之一，復合電力汽車中蓄電池和電動機的加入恰好可以解決這個問題，這樣，復合動力汽車就可以不用按照汽車的最大功率來進行設計，以避免出現在正常行駛的過程中出現大馬拉小車的現象，大幅度提高汽車的性能。復合動力汽車技術早就得到了科學家們的重視，美國和許多歐洲國家都已經開始應用。首先，在汽車的使用過程中，電池的充放電次數很多，而一般的化學電池的充放電次數很難提高，其次，在汽車的使用過程中，電池的放電深度很不規則，對于化學電池的壽命就會有很大的影響，最后，要求點吃的充方速度快，這樣才能滿足汽車電動機電池的需要。但是，對輪儲能裝設來說卻不難。隨著磁懸浮技術的發展，飛輪的充放電次數遠遠大于汽車電池使用的需要，而且飛輪的充放電是化學能和機械能的互相轉化，它的放電深度可大可小，絕不會影響電池壽命，同時，由多臺驅動的飛輪系統可以在很短的時間內達到幾萬轉的轉速。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，而與外部的負載沒有關系，還可以很方便地通過控制飛輪的旋轉速度來控制飛輪的充電，這種特點在化學電池中實現起來要困難得多。
飛輪電池與其它電池進行比較可得到飛輪電池的優點。現在，使用最多最廣的儲能電池無疑是化學電池，它將電能轉變為化學能儲存，再轉化為電能輸出，它價格低廉，技術成熟，但污染嚴重，效率低下，充電時間長，用電時間短，使用過程中電能不易控制。另一儲能電池是超導電池，它把電能轉化為磁能儲存在超導線圈的磁場中，由于超導狀態下線圈沒有電阻，所以能量損耗非常小，效率也高，對環境污染也小。但由于超導狀態是線圈處于極低溫度下才能實現，維持線圈處于超導狀態所需要的低溫需耗費大量能源，而且維持裝置過大，不易小型化，所以家用市場前景不強。
結束語：
作為一種新興的儲能方式，飛輪電池所擁有傳統化學電池無法比擬的優點已被人們廣泛認同，它非常符合未來儲能技術的發展方向。目前，飛輪電池除了上面介紹的應用領域以外，也正在向小型化、低廉化的方向發展。現在，最可能出現的是手機電池。可以預見，伴隨著技術和材料學的進步，飛輪電池將在未來的各行各業中發揮重要的作用。
【參考文獻】
[1]劉洪恩.新能源應用技術系列教材：新能源概論，北京：化學工業出版社，2013.8.1.
關鍵詞:電動汽車產業;戰略定位;氣電混合動力汽車
作者簡介:何東(1964-),男,四川彭州人, 西華大學管理學院副教授,副院長、所長、碩士生導師,經濟學博士,研究方向:區域經濟、循環經濟和戰略管理研究。
中圖分類號:F061.5 文獻標識碼:A文章編號:1672-3309(2009)12-0023-04
汽車產業作為成都市的支柱產業,其發展受到了企業、政府、學術界的廣泛關注。如何抓住國家出臺振興汽車產業的政策機遇,利用成都市建設國家新能源基地的契機,對成都電動汽車產業發展進行定位,使之成為成都經濟發展新的增長極,從而實現經濟效益、環境效益、社會效益并舉的目標,成為一個重要而緊迫的課題。
一、國內外電動汽車產業發展概況
電動汽車按動力裝置類型分類,可分為三類:純電動汽車(PEV)、燃料電池電動汽車(FCEV)、混合動力電動汽車(HEV)[1],近年在傳統的混合動力汽車(HEV)的基礎上,又派生出一種外接充電式(Plug-In)混合動力汽車(PHEV)。3種動力車型,經過技術檢測、示范運行,已具備了整車生產的能力。預計20年后,所有電動車總的市場份額將會超過燃油汽車[2]。
自上世紀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行電動汽車的研制和開發。法國、日本、美國、德國等國家都開發出具有商品化水平的電動汽車,如法國PSA 公司的標志P106 和雪鐵龍AX電動轎車,日本豐田汽車公司的RAV-4EV 電動轎車,美國通用汽車公司的EV1 電動轎車。此外,混合動力公交車也在美國、日本、歐洲等地投入了實際運營。
近幾年,我國也研發了幾款混合動力汽車:比亞迪股份有限公司的F1混合動力轎車,奇瑞汽車公司的A5ISG混合動力汽車,力帆集團公司的新520車型混合動力車,吉利汽車公司也生產了輕度混合動力汽車。據中國客車統計信息網統計,到2008年底,我國已有17個省(市)的30多家企業開始涉足混合動力城市客車。
二、成都市發展電動汽車產業條件分析
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,水電資源可開發量居全國第一位,二者都是發展氣電混合電動汽車產業的動力能源。四川盆地的天然氣地質資源量達3.6萬億立方米,可探明地質資源量為3.5萬億立方米,可采資源量為2.28萬億立方米。其中,新近發現的普光氣田和龍崗氣田,預計可開采量分別達到3562億立方米和7000億立方米①。我國現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中技術領先、規模最大的鋰資源開發和鋰產品的研發、生產和銷售企業――四川天齊鋰業股份有限公司,其生產裝備水平和產能居亞洲鋰行業第一,能有效地為成都電動汽車的電池生產提供原料和研發技術支撐。
2.先進的天然氣汽車(CNG汽車)改裝技術
四川省計委于1997年批準成立了全國首個CNG汽車檢測中心和培訓中心――四川南方天然氣汽車檢測中心、四川省CNG汽車培訓中心(設在西華大學),負責對省內部分改裝車進行檢測,組織天然氣改裝技術的培訓學習。1999年成立的四川省清潔汽車工程技術中心(設在西華大學)承擔了《CNG汽車及加氣站安全技術研究》等國家科技攻關課題以及國家“863計劃”課題,部分技術成為科技部“十五”清潔汽車重點推廣應用項目。經過十余年的發展,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.掌握有電動汽車關鍵技術
目前,成都的電動汽車產業尚處于研發的初級階段,還沒有正式投產。但是,成都市電動汽車企業在整車、電池、發動機、電動機控制等關鍵技術方面,擁有一定的研發、生產實力:
(1)整車研制
位于成都市龍泉驛區的成都市經濟開發區是四川省汽車產業規劃布局中的集中發展區域,目前成都市經濟開發區已聚集汽車整車生產廠商16家,其中有一汽集團、吉利汽車公司、四川汽車集團3家汽車整車生產廠商涉足電動汽車的研發和生產。一汽集團的電動汽車研發和生產基地在長春本部,主要生產電動客車;吉利汽車公司的電動汽車項目落戶于湖南湘潭;四川汽車集團的電動汽車項目布局在龍泉驛區生產。四川汽車集團在2007年就提出發展電動汽車,計劃于2009年8月份出產電動汽車樣車。集團中期規劃實現年產1萬輛電動汽車和1萬輛電動客車。
(2)電池技術
成都市擁有包括中科來方、寶生科技、成都建中、成都國環科技等多家電池生產企業,涉及電動汽車、航空、航海、軍事等領域,其產品在國際國內已具有優勢。成都中科來方能源科技有限公司與中信國安集團、比克國際(天津)有限公司聯合承擔了“863”電動汽車重大專項的“新型動力電池隔膜及其工業化技術”項目。該公司擁有國內首創的隔膜和水性粘合技術,為電動汽車的電池技術提供了有效支撐。隸屬于中國核工業集團的國營成都建中鋰電池廠,是目前我國生產能力最大、技術水平最好的鋰電池專業生產廠家,曾為“神舟五號”、“神舟六號”飛船配套研制鋰電池產品;四川寶生科技發展有限公司在成都完成了無釹稀土系AB5型低溫貯氫電極合金及寬溫區鎳氫(動力)電池的成果轉化,寬溫區鎳氫(動力)電池年生產能力達5000萬Ah,成果水平居國際前列。
(3)發動機、電動機控制技術
成都市已掌握了電動汽車的發動機、電動機及控制技術的研發和生產。成都華川電器有限公司與中科院電工研究所聯合研制的混合動力汽車電機控制器及ISG電機,是汽車電動、發電集成一體化電機,技術達到國際水平。該公司開發的混合動力系統已經用于長安汽車的杰勛、志祥等車型的使用和驗證。此外,東電集團四川東風電機廠有限公司自上世紀90年代開始研制電動車用驅動電機產品,擁有較強的研發能力,并且具備產業化生產的條件。公司的產品已用于包含純電動、混合動力、燃料電池等各類清潔能源車輛,產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
由于電動汽車行駛里程較短的瓶頸尚未突破,電動汽車技術主要應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,是中國西南地區最大的交通樞紐,機動車保有量排全國第三位。四川省現有CNG車輛30萬輛,其中成都市CNG汽車保有量約2余萬輛,運用水平居全國前列。目前成都市的CNG公交車輛約4000余輛,按照《成都市總體規劃1995-2020》、《成都市建設事業“十一五”發展規劃》的要求,成都市的城市交通發展以普通公交為主體、客運出租汽車等為補充的城市公交體系,到2010年,成都市的CNG公交車輛預計將達到8000輛,出租車也將新增2000余輛。成都市CNG公交車每年以25%左右的速度發展,出租車輛也以較大的比率增長,因此,成都市電動汽車適合從公交車、出租車入手,有著巨大的潛在發展市場。
三、成都市發展電動汽車產業的SWOT分析
SWOT矩陣分析法[3]是一種綜合考慮組織的內部優勢(Strength)、劣勢(Weakness)和來自外部環境的機會(Opportunity)和威脅(Threat)的系統分析方法,它是組織揚長避短、趨利避害的有效工具。根據成都市電動汽車產業現狀和SWOT分析法原理,可列出成都市發展電動汽車SWOT矩陣(見表1)。
通過對成都市電動汽車產業的SWOT矩陣分析,其產業在未來發展中有著良好的外部機遇和內部優勢,同時也有其不可避免的困難與挑戰。這就要求成都市電動汽車產業要有一個正確的戰略定位,并能得到有力的政策保障。
四、成都電動汽車產業發展的戰略定位
(一)電動汽車產業選擇
成都市電動汽車產業必須選擇一款電動汽車類型,進行重點突破發展,做專做強成都電動汽車產業。通過對現有的3種電動汽車在續航里程、尾氣排放、經濟性、市場情況等方面進行比較[4](見表2)可以看出,純電動汽車雖然具有很多優點,但因為技術、成本等許多原因,還不能取代傳統的燃油/氣動力模式;燃料電池電動汽車由于電池存在技術瓶頸,不具有產業化能力;而混合動力電動汽車既繼承了電動車輛作為“綠色汽車”的節約能源和低排放的優點,又彌補了純電動汽車的續駛里程不足的缺點。根據國外研究表明,混合動力汽車的燃油消耗指標與裝備同類型發動機的傳統汽車相比平均降低30%-40%,尾氣排放指標平均降低50%-60%[5]。同時混和動力汽車不需要大的基礎性投資,與現有內燃機體系有較好的兼容性而最具產業化優勢。
現有的混合動力汽車,按動力能源分類,有氣電混合動力汽車、油電混合動力汽車兩類。通過對兩類汽車進行比較(見表3)可知,氣電混合動力汽車不僅具有低排放、低維護成本、高安全性等優點,并且國內已經擁有了整車生產的技術。四川豐富的天然氣資源作為發展成都混合動力電動汽車重要能源來源,不依賴國際進口,價格便宜,更加環保,并且國內市場暫無銷售,有著巨大的發展優勢。隨著西氣東輸工程的啟動,天然氣資源將覆蓋全國大部分城市,對氣電混合動力汽車的推廣有著重要的意義。
從上面的分析可以看出,成都市電動汽車產業定位應根據電動汽車產業的現有技術,結合成都自身條件,通過集成成熟的內燃機技術、天然氣汽車改裝技術和汽車整車生產系統,實施差異化發展戰略,發展氣電混合動力汽車。
(二)戰略路徑
通過整合成都市內現有資源,形成氣電混合動力汽車產業鏈,圍繞產業鏈上的關鍵技術――電池、發電機及控制系統,重點攻關;通過集成成熟的內燃機技術、天然氣汽車改裝技術和汽車整車生產系統,發展氣電混合動力汽車,形成成都市電動汽車特色產業,實現氣電混合動力汽車技術國內領先;重點開發公交車、出租車,逐漸推廣到其他車型;產業立足四川,輻射全國,爭取進軍國際市場。
1.整合現有資源,形成產業鏈
成都市現有成都一汽大眾汽車有限公司、四川汽車工業集團等整車企業16家,有成都中科來方能源科技有限公司、四川寶生科技發展有限公司、成都華川電器有限公司、中汽成都配件有限公司、成都正恒動力配件有限公司等電動汽車電池、電動機及其它零部件生產企業130余戶。由于成都市涉及電動汽車的企業各自為政,資源分散,無法實現氣電混合動力汽車的突破性創新。通過整合成都市內現有汽車產業資源,可形成氣電混合動力汽車產業鏈(見圖1)。
2.重點攻關電池技術、驅動裝置及控制系統
成都市氣電混合動力汽車發展應以產品為中心,聯合企業、高校、科研機構,對電池、驅動裝置以及控制系統等關鍵技術進行重點攻關。組建成都市動力電池重點實驗室和氣電混合動力汽車技術中心,加強對動力電池關鍵技術的研發及控制系統的調制。
3.以公交車和出租車為突破
城市公交車、出租車運行空間相對固定,便于充電網絡建設,可以有效彌補氣電混合動力汽車行駛里程較短的缺點。因此,成都市氣電混合動力汽車應以生產出租車、公交車為出發點,開拓產業前期市場。
(三)保障措施
成都市發展氣電混合動力汽車已經具有一定的基礎條件,但車輛價格和運行成本偏高,為保證車輛運行的可靠性、安全性和可維護性以及研發的需要,必須得到政府在規劃、政策、技術、資金、推廣使用等方面的支持――抓緊制定成都市電動汽車中長期發展規劃;產學研政相結合,完善電動汽車研發體系;加大對電動汽車研發及產業化的資金支持;加大氣電混合動力汽車推廣使用力度;發揮政府的主導作用,有序推進充電網絡建設。
注釋:
①數據參考《四川省天然氣發展“十一五”規劃及2020年遠景目標》
②數據參考:鋰資源:阿壩新的經濟增長點[N].四川經濟日報,2008-01-31.
③數據參考:四川省CNG氣瓶車將憑“身份證”加氣[N].市場與消費報,2009-08-07.
參考文獻:
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[3] 托亞.運用SWOT矩陣進行企業戰略分析[J].天津經濟,2007,(07):21.
【關鍵詞】加強；汽車維修專業；電子技術教學
隨著人們日益增長的物質與文化生活的需要，人類對汽車的依賴程度不斷增強。汽車已成為全世界人們代步出行的主要工具。據中國汽車工業協會統計，2012年全國汽車產銷1927.18萬輛和1930.64萬輛，同比分別增長4.6%和4.3%。來自《金融時報》的報道，中國汽車產量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國。同時，人們對于汽車產品的功能、性能及舒適度的要求不斷提高。面對全球汽車市場的需求，傳統的汽車工業發展已不能適應現代社會發展的需要。汽車工業正在逐漸由傳統的機械系統向電子系統轉換，現代汽車的發展逐漸呈現出電子化、網絡化、智能化。基于汽車工業發展的強勁勢頭，中職汽車維修專業前景廣闊、大有可為。職業學校汽車維修專業電子技術的教學凸顯重要。中職學校應充分認識汽車維修專業電子技術發展的方向，加強汽車維修專業電子技術的教學，努力推進汽車維修專業教學改革，為中國汽車的轉型升級培養大批汽車維修服務型的技術人才。
1加強汽車維修專業電子技術的教學是社會發展的需要
來自中國汽車工業協會的調查顯示，預計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年中國汽車將達到1億輛。到2030年全球汽車保有量達到10億輛。面對日益增加的汽車數量，汽車能源危機不斷加深。同時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，地球氣溫的持續升高，霧霾天氣的增多，進一步加劇了對人類的危害。由于汽車工業的發展對世界各國經濟起著具大的推動作用，因此，世界各國將汽車節能減排作為未來研究及發展的主要方向。2012年6月，國家出臺了《節能與新能源汽車產業發展規劃（2012年-2020年）》。規劃指出，要加快培育和發展節能與新能源汽車產業，推動汽車產業轉型升級。要以純電驅動為汽車工業轉型的戰略取向，重點推進純電動汽車和插電式混合動力汽車產業化。爭取到2015年，純電動汽車和插電式混合動力汽車累計產銷量達到50萬輛，到2020年超過500萬輛。新能源汽車規劃為中國汽車發展指明了方向。而汽車電子技術必將成為未來汽車發展的切入點。未來人類在電動汽車技術的研究領域必會取得核心技術的突破，汽車電子技術的發展必將催生電動汽車市場的大發展。目前，武漢已形成以市場為導向、以產品為龍頭、以科技為先導、以效益為中心、以企業為主體的電動汽車商業運行模式，并取得良好效果。武漢電動汽車的發展，促進了武漢經濟的發展。基于電動汽車的發展及未來需求，中職學校汽車維修專業電子技術的教學應適應汽車發展的要求，著力加強汽車電子技術教學的探索與研究，著眼未來汽車的發展，適應社會發展的需要。
2加強汽車維修專業電子技術的教學是專業技能培養的需要
面對中國汽車的發展，特別是轎車產業，其汽車電子產品所占比例將由現在的40%，經過未來一定時間的加速發展會達到60%以上。未來10年，中國汽車將以每年12%左右的速度增長。基于汽車工業的迅猛發展，將來汽車電子產品的開發與應用會越來越多，汽車維修服務業面臨巨大的挑戰。汽車服務業將新增大批從業人員，而大部分從業人員需接受汽車維修專業的職業技術教育。然而，從現在許多職業學校的辦學情況看，對汽車維修專業電子技術的教學認識普遍不深，存在誤區。一些教師，根生于傳統的思維方式，局限于傳統的汽車發展理念，對汽車發展的新技術疏于了解。學校對汽車維修專業電子技術的教學缺少分析與研討，不能適應汽車技術的發展。目前從職業學校培養出的汽車維修的技術從業人員存在汽車維修水平不高，職業素質低，法律意識淡薄現象，甚至有些汽車維修專業的學生根本什么就不懂。由于部分汽車維修服務業門檻低，標準低，已制約汽車服務業的發展，與汽車維修電子技術的發展極不相襯。在我國，汽車服務業電子高等級技能人才高、中、初的比例分別為26.6%、30.4%、43.1%，而發達國家為20%、40%、40%。可以看出，我國汽車服務業高等級人才的比例偏低。因此，加強汽車維修專業電子技術的教學，培養適合汽車維修專業電子技術服務的高技能型服務型維修人才應成為職業院校技能培訓的目標。
3加強汽車維修專業電子技術教學是汽車電子技術整合發展的需要
汽車電子化推動了汽車技術的發展。汽車電子化的程度被看作是衡量現代汽車水平的重要標志，是用來開發新車型，改進汽車性能最重要的技術措施。現代汽車制造商認為增加汽車電子設備的數量、促進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械系統進行配合使用，即所謂“機電結合”的汽車電子裝置；它們包括發動機、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境下能夠獨立使用的電子裝置，它和汽車本身的性能并無直接關系。它們包括汽車信息系統（行車電腦）、導航系統、汽車音響及電視娛樂系統、車載通信系統、上網設備等。
目前汽車電子技術發展的正向多樣化、技術一體化、系統集成化、通訊網絡化、集中綜合控制方向發展 。因此，汽車電子技術的整合將主導汽車未來發展的方向，推動現代汽車工業的第。作為職業院校加強汽車維修專業電子技術的教學，是電子技術在汽車發展運用中的需要。
4加強汽車維修專業電子技術教學是培養學生能力的需要
汽車電子技術的發展將主導了汽車工業的發展，推動社會的文明進步，能實現了中國人的中國夢，讓美麗中國變為現實。由于汽車制造技術的不斷更新，電子產品的升級換代，汽車生產質量不斷提高，人們對于汽車的要求也隨社會的發展不斷增強。因此，社會對汽車維修、服務管理的水平提高的愿望是不斷加強的。這就給職業院校學生提出了相應要求。怎樣才能適應汽車制造業的不斷發展？這就要求職業院校加強課堂教學改革，堅持“以學生能力為本位，以就業為導向“的理念，立足貼近汽車專業、汽車崗位，以培養學生的職業能力為出發點。針對汽車維修專業的特點，努力實施以項目為載體、任務為驅動的教學模式，做中學，做中教。通過汽車維修專業電子技術的教學不斷提高學生的認識能力及職業素養，不斷激發學生的學習興趣，培養學生的解決實際問題的能力，進一步提高學生的就業競爭力。
綜上所述，職業學校汽車維修專業電子技術的教學應構建適應時代汽車發展的專業教學新思維。加強對汽車維修專業電子技術教學內容的研討，不斷整合汽車電子技術，加強對專業教師隊伍的建設，努力提高學校汽車維修專業電子技術的教學水平。
參考文獻：
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國家發改委透露，目前正在組織起草有關新能源和智能化汽車創新發展戰略，也在制定路線圖和時間表，希望通過制定戰略明確未來一個時期我國汽車發展的戰略方向，力爭在全球新一輪產業變革中搶占制高點。
在日前舉行的德國法蘭克福車展上，新能源汽車成了當仁不讓的主角。眾多跨國汽車巨頭紛紛拿出了自己的新能源汽車產品，并且公布了距離不遠的上市計劃。
戴姆勒集團一下拿出了四款不同技術路線，可以滿足市場不同需求的新能源汽車產品，而且這些產品大部分是可以很快投入市場的成熟產品。
戴姆勒股份公司董事會主席、梅賽德斯-奔馳汽車集團全球總裁蔡澈表示，未來將逐步實現整體產品的電氣化，在每個車系中都將至少提供一款電動車型，未來將有50多款電動車產品。而在這個過程中，中國將是奔馳新能源汽車最重要的市場，未來計劃在中國建立德國以外的首個動力電池生產基地。
大眾汽車集團CEO穆倫介紹，新能源汽車將成為大眾汽車集團未來發展重心。寶馬集團則表示，要向電動車發起總攻。
除了跨國公司，中國的自主品牌企業也開始提升新能源汽車產品和技術。奇瑞汽車了第二代EV純電動動力系統。長城汽車（601633）也展出了插電及非插電混動、純電動等多款產品。
北汽集團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的“智能化、電動化、輕量化”汽車零部件產品。
北汽集團董事長徐和誼表示，將圍繞產品研發這個核心，形成科學規范、高效協同的研發平臺與創新機制，并重點突破電動化、智能化、網聯化、輕量化等新方向。
很多新興的高科技企業也投入到了新能源汽車領域。上海什維科技是一家專業從事電動汽車電控技術的高科技公司，其自主研發的電動汽車BMS電池能量管理系統，可以做到對電池組進行更加精確的管理，從而達到提高電池工作效率、延長電池壽命和降低成本的目標。
關鍵詞：混合動力電動汽車；制動能量回收；HEV制動；制動力D時間曲線
中圖分類號：U463 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2011）36-0043-03
混合電動汽車（HEV）是同時燃油和用電以供正常運行的汽車，并且以電能提供主要動力。隨著對環境要求的提高和汽油價格的攀升，HEV一直是目前汽車領域研究的熱點，其環保性和節能性相比于傳統的燃油汽車而言已經有了很大的改善。它已經擺脫了傳統汽車的完全靠汽油行駛的弊端，對目前國家背景下汽油價格不斷攀升的汽車用戶的經濟狀況有很大的緩解。雖然目前國內外對混合電動汽車都有些研究，可普遍都比較關注HEV的能量利用率的問題。而制動能量回收對于HEV的能量利用率有著十分重要的意義，不但能夠對蓄電池適當充電，更重要的是能夠延長汽車的行駛距離，提高整個汽車的性能。
一、制動模式
制動就是汽車在行駛過程中通過制動系以適當的減速度降速行駛直至停車；在下坡行駛時，使汽車保持適當的穩定車速；使汽車可靠的停在原地或者坡道上。行業中研究HEV的制動能量回饋中汽車的運行模式，主要包括三種：
（一）急剎車
急剎車是指制動加速度大于2m/s2的制動過程，其往往是由于突然的狀況而采取的制動行為。而且，在實際的制動操作中，這類剎車往往以機械為主，同時輔助以電剎車。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
危險。
（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過程，其制動全過程通過電剎和手剎相結合的方式來實現平穩剎車，保證行人和車輛剎車過程中的平穩。
（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。在制動力不是很大的時候可以適當采用電剎，如果是制動力比較大的話，就可以通過電剎和手剎相結合的方式來實現汽車平穩下坡。其制動過程中的能量回收表現為回饋電流小，時間長，不滿足電池的最大充電時間。
二、制動能量回收的約束條件
混合電動汽車如果要實現制動能量回收，必須要滿足幾個要求：
（一）符合安全要求，滿足駕駛者的習慣
制動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。在安全制動的前提下，我們應該盡可能的按照駕駛者應該有的習慣操作進行合理設置，符合人機工程設計要求。盡量避免大范圍的、不符合駕駛員操作的行為習慣的設計，在充分考慮了HEV的駕駛員和乘客的感受之后，能夠實現能量回收的混合電動汽車在使用特別是制動過程中應該盡量和傳統汽車保持一致，這樣，才能為大眾所接受。
（二）考慮成本和市場
混合電動汽車的制動能量回收是為了更好的展現汽車行駛功能的，在設計能量回饋體系的時候一定要充分考慮設計的成本和市場。同時在基礎之上，要盡可能將混合電動汽車的控制體系做成一個人機交互的整體，實現能量回饋的充分性和最優化。而且，制動回饋的能量也要適應市場需要，與時展的大局相吻合，贏得市場和大眾的認可。
（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。在制動能量反饋系統設計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、高效地進行電量回收。避免充電時間過長而造成過充，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間和最大充電電流，同時也要保證能量回饋過程能夠有效的停止，結合各方面的因素綜合分析，制定切實可行的制動能量回收策略，實現能量的最大限度回收。
三、制動能量回饋系統
（一）制動系統的構成原理
目前，中、高檔汽車上都安裝有ABS裝置，由于ABS是防止側滑的，作為汽車遇到緊急狀況而出現一腳踩死制動器踏板而出現的轉向失靈等狀況。通過不斷的實驗和總結發現，側向滑移率和縱向附著力有著很重要的關系，具體如圖1所示：
由圖1可知，當路面附著系數比較小時，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，就能合理的抑制汽車縱向滑動，實現汽車的平順轉向等。
（二）制動系統的組成
汽車制動系統作為汽車制動時的重要部件，是汽車實現制動的依據。在不同的汽車中，汽車的制動系統有著細微的差別，但是汽車制動系統卻都有些不可或缺的部分，例如ABS系統、電子控制元件和液壓調節器。
ABS是制動系統實現有效制動、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，實現的依據大體相似。液壓調節器是ABS的主體元件，是保證ABS正常運轉的核心部件，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，通過液壓調節閥的開關動作實現制動輪缸壓力的調節。例如，當控制單元芯片檢查并判斷出當前的狀態是增壓時，常開閥和常閉閥都處于斷電狀態，通過調節，實現常開閥打開，常閉閥關閉，主缸的高壓制動液經常開閥進入輪缸而實現油壓的升高；同理，當ECU檢查出當前狀態是減壓狀態，就會執行相反操作，使得常開閥關閉，常閉閥打開，使得輪缸內的制動液進入低壓蓄能器，實現回油泵中制動液的回流。
（三）制動能量回饋的控制系統
目前，HEV的能量回饋有許多種，例如有模糊邏輯的制動能量回饋控制系統、基于DSP的制動能量回饋系統、基于比例的制動能量回饋控制系統。但他們主要核心結構都大體相同，制動能量回饋結構如圖2所示：
對于HEV而言，制動時的能量回收主要體現在制動力矩和液壓力矩同時工作時，制動系統必須控制好電機轉矩的平衡性，使得電機能夠有效的產生反饋能量之外，也能夠盡可能早的實現汽車的停車。
制動前，可以根據汽車理論中的行駛功率平衡方程式來解釋：
P1=P2+P3+P4（不考慮加速阻力）
其中：P1――汽車行駛功率，P2――滾動阻力功率，P3――空氣阻力功率，P4――坡度阻力功率。當開始制動時，主要的阻力功率由電機產生，電機轉矩轉化產生一定的電量，通過一定的線路儲存在能量管理系中，實現能量的回饋。
由圖2可知，制動開始之后，整車控制器會通過自己本身自帶的控制算法，結合踏板下行的幅度，考慮汽車行駛車速和加速度來判斷汽車行駛狀態：汽車此時處于緊急制動狀態、正常制動狀態還是下長坡制動狀態。在確定汽車所處狀態之后，根據電池電壓、電流和電量的多少等參數的具體情況進行分析計算，將計算所得的數據分別向電機控制器和ABS同時發送指令，而且控制器也會向能量管理系統發送充電準備狀態。然后將電機的電動狀態轉變為發點狀態，在能量管理系統的允許下開始給能量管理系統進行充電實現電量的儲存。制動控制器也開始將制動系統的硬件設備進行合理的調整以準備執行液壓制動過程，方便汽車的平穩停車。在制動的整個過程中，控制器可以根據車速的不斷變化，整車控制器不斷改變發出的制動控制指令和制動力矩調節指令。
在實際的設計中，可以采用基于CAN總線的設計控制器，通過西門子公司生產的嵌入式的CAN總線的制動能量回饋控制器，通過適當的初始化，就能滿足相關的使用要求。
（四）系統仿真分析
對于制動系統的仿真分析可以采用合適的工具，參考相應的數據進行合理的控制分析，在整體上實現整個制動過程的模擬。在電動汽車制動仿真分析的過程中，運用MATLAB中的Simulink插件進行仿真，假設以130km/h的車速，制動壓力設定為80MPa，從而得出模擬曲線如圖3：
由圖3中可以看出，如果HEV電動汽車在制動過程中采用能量回饋，就能有效地縮短制動距離和減少制動時間，這些無疑都會提高汽車的行駛安全性。
四、結語
混合動力電動汽車的制動能量回饋一直是電動汽車研究的重點，如果能夠采用合適的仿真工具，進行合理的分析，確定電機的轉矩，實現汽車制動過程中能量回饋的最大化，必然會提高電動汽車能量使用率，延長汽車的行駛里程。
在實際的制動能量回饋研究過程中，要能夠結合具體的研究實例，采用合理的系統分析方法，建立科學的分析模型。在整個分析過程中要嚴格按照相關操作，合理、科學的分析，必然會促進HEV電動汽車的能量研究。
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本書系統分析了面向工業和可再生能源系統的電力電子變頻器，并全面討論了電動汽車領域中電力電子系統的未來發展。本書首先強調了可再生能源系統的重要性和未來的發展空間，匯集了當今多項電力電子前沿技術和研究。之后針對電動汽車（EV）和插電混合動力汽車（PHEV）當前和未來，介紹了電機驅動器在實際應用中的解決方案。本書的主題還涵蓋了很多近期內難以大規模工業化的先進技術，目的是拓展讀者的知識面，希望讀者將來能夠直接應用在自己的設計中。
這本書進一步探討了全球范圍內有待研究的新課題，并解釋了現有的挑戰和可供選擇的方法，介紹了電能轉換、配電和可持續發展能源戰略的國際發展趨勢、標準和計劃。本書將推進國際電力電子技術在可再生能源、運輸和工業應用中的發展，可以為工業界和學術界在能源轉換和分布式發電配電等方向補充相關經驗。
本書共分24章：1.能源、全球變暖以及電力電子在本世紀的發展；2.當今能源問題帶來的挑戰和電力電子學在解決這些問題過程中的貢獻；3.分布式發電和智能電網的基本概念和技術；4.功率半導體的最新發展；5.一種應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.風電行業中的電力電子；7.光伏發電系統；8.可再生能源系統的控制方法；9.小型、中型可再生能源系統的運行機制；10.雙饋異步電機的特點和控制；11.交-直-交變頻器在分布式發電系統中的應用；12.多電化飛機中的電力電子設備；13.電動汽車和插電混合式汽車；14.多電平變頻器的拓撲結構和應用；15.矩陣式變頻器的拓撲結構和控制；16.功率因數校正器；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境；19.電機的模型和調速；20.電流源型變頻器在電力驅動中的應用；21.共模電壓和軸漏電流產生的原因、危害和防治；22.大功率驅動系統的工業應用實例；23.單相電網側變頻器的控制；24.阻抗源變頻器。
本書作者AbuRub博士是美國德州農機大學教授，他的主要研究方向是能量轉換系統，包括可再生能源和機電系統。他已經發表了200余篇期刊和會議論文，出版了4本專著，并在多個國際刊物中任編委，如IEEE可持續發展能源期刊。他目前正管理著多個與可再生能源發電相關的項目。
本書可以作為可再生能源系統工程人員的應用手冊，也可以作為電氣工程專業學生和研究者的參考書。
寧圃奇，博士，副研究員
（中國科學院電工研究所）
