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1.創(chuàng)新技術領域日益由傳統(tǒng)動力驅動向可替代能源轉變
湯森路透①的數(shù)據(jù)庫顯示,2003—2011年,全球汽車可替代能源已公開專利申請和授權專利項數(shù)從6847件(占當年重要專利數(shù)的8.15%)增長到2011年的22255件(占當年重要專利總數(shù)的21.03%),增長225%;與之形成鮮明對比,汽車發(fā)動機設計領域的專利數(shù)量從2003年到2011年僅增長了10.89%(見表1)。
2.運用新技術加速開發(fā)新車型
為迎合消費者對于新產品的追求,盡早獲得市場占有率,世界汽車巨頭采用現(xiàn)代電子仿真技術,如CAS(Computer Aided Styling Design,計算機輔助設計)等電子計算機技術,加速開發(fā)新車型。1996年保時捷新車開發(fā)周期已達2.5年,福特和通用1999年宣布實現(xiàn)新車型開發(fā)周期為22個月和24個月,最終目標是12個月~18個月。而今,幾乎所有的汽車大企業(yè)均已把新車開發(fā)周期縮短至1年之內。寶馬汽車公司甚至將10年前至少需要2年~3年時間完成的項目開發(fā)和產能,提速至3個多月。
3.零部件研發(fā)同步化和生產共通化
為與新車型實現(xiàn)同步,為新車及時、準確地提供合格零部件,零部件供應商往往在項目開發(fā)前期便涉入整車的同步研發(fā)。同時,為降低成本,提高質量,實現(xiàn)零部件系列化、標準化,早在2000年,美國三大集團便簽訂了共同零部件協(xié)議,通用公司提出產品“協(xié)同開發(fā)”與“協(xié)同商務”,德國大眾提出平臺化技術,福特公司提出零部件矩陣,美國通用、德國大眾和日本豐田三大集團協(xié)議共建部分標準零部件數(shù)據(jù)庫等。2013年3月底,豐田汽車宣布,自2015年起將陸續(xù)推出采用以零部件共通化等為核心的新設計方式“豐田新全球架構(Toyota New Global Architecture,簡稱 TNGA)”的新款車。以汽車底盤為例,在多達4000~5000種的零部件中,2~3成將實行共通化,未來將進一步提高至7~8成,并能將研發(fā)效率提高20%~30%,同時還可以強化發(fā)動機和變速箱的開發(fā)。本田公司提高最暢銷的3款主力車型換代(雅閣、思域以及CR-V)零部件通用程度,將采購成本削減30%。日產推出通用模塊系列CMF(Common Module Family),并與合作伙伴雷諾公司共享零部件,將通用率由目前的20%左右提高到80%,降低成本30%,每年將節(jié)約52億美元開支。
新能源汽車是指除汽油、柴油發(fā)動機之外所有其他能源汽車,包括電動汽車、混合動力汽車、燃料電池汽車、氫能源動力汽車和太陽能汽車等,其廢氣排放量比較低。進入新世紀,特別是2008年金融危機以來,石油短缺、環(huán)境保護和技術進步促使汽車產業(yè)加速向新能源汽車產業(yè)化邁進,美國、日本、德國紛紛通過制訂新能源汽車產業(yè)規(guī)劃,出臺減稅、資助研發(fā)和建設充電站設施等方式引導扶持。
美國能源部于2008年6月宣布撥款3000萬美元,資助通用汽車公司、福特汽車公司、通用電氣公司(與克萊斯勒汽車公司共同研究)2008—2011年進行的充電式混合動力汽車研究項目。2009年8月,美國總統(tǒng)宣布美國能源部將設立20億美元的政府資助項目,用以扶持新一代電動汽車所需的電池組及其部件的研發(fā)。為鼓勵消費,規(guī)定購買充電式混合動力車的車主,可以抵扣7500美元稅負;政府還投入4億美元支持充電站等基礎設施建設,同時各州還有補貼,如加州對CODA電動車補貼2500美元。
2006年6月,日本政府出臺了長遠能源規(guī)劃《2030年的能源戰(zhàn)略》,擬發(fā)展各類新能源,對新能源予以減稅、政府財政補貼,使日本對石油的依賴降低到40%。2009年4月,日本開始實施“綠色稅制”,將純電動汽車、混合動力車、清潔柴油車定義為“下一代汽車”,連續(xù)3年免除多種稅負。2012年后又以2015年度油耗標準繼續(xù)對達標車減免“機動車噸位稅”和“機動車購置稅”。
德國政府則在2008年6月與大眾汽車以及能源供應商EON等工業(yè)巨頭聯(lián)合公布了一項混合動力汽車發(fā)展計劃,并撥款1500萬歐元資助研發(fā)可再生能源(如風能,太陽能)的充電電池。2009年初,政府的500億歐元巨額經(jīng)濟刺激計劃,很大一部分都用于電動汽車研發(fā)、汽車充電站網(wǎng)絡建設和可再生能源開發(fā)。
2001年初,我國科技部啟動“863計劃”電動汽車重大專項,實施新能源汽車發(fā)展戰(zhàn)略。2005年我國政府出臺了優(yōu)化汽車產業(yè)結構、促進發(fā)展清潔汽車、電動汽車政策措施,明確了2010年電動汽車保有量占汽車保有量的5%~10%,2030年電動汽車保有量占汽車保有量50%以上的發(fā)展目標。2010年6月,我國出臺《關于開展私人購買新能源汽車補貼試點的通知》,給予純電動和插電式混合動力車每輛6萬和5萬元的補貼。2012年6月,國務院《節(jié)能與新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,各地紛紛出臺相關支持政策。
三、新能源汽車的發(fā)展困境
1.消費者對純電動汽車尚存疑慮
2011年和2012年,中美兩國純電動汽車銷量均不過2萬輛,僅占當年全部汽車銷量的0.1%和0.08%,與美國政府2015年要達到100萬輛充電式混合動力車、我國50萬輛電動車的銷量目標相距甚遠。從市場前景看,不少消費者愿意嘗試或購買電動車。德勤全球制造業(yè)組2011年初對美國、亞洲和歐洲共17個國家超過13000位消費者所做的全球調查中,把消費者分成潛在嘗新者、有購買意愿者和無購買意愿者三類。表2顯示,北美、歐洲、日本等發(fā)達國家的消費者對電動車的購買意愿不高,中國、印度、韓國、南美和南歐等國家對電動車的興趣非常高。
德勤的調查也表明,消費者對電動車續(xù)駛里程、充電便捷性、充電成本和購買價格存有較大疑慮(見表3),現(xiàn)有市場上的電動車產品僅能滿足2%~4%的消費者的預期,政府政策、電力基礎設施和替代產品也是影響消費者購買決策的重要因素。燃油技術、起動停車閑置技術和車重減少 等技術進步已使內燃機燃油效率接近50英里/加侖(21公里/公升)。依據(jù)美國2012年8月公布的燃油效率標準,到2025年,平均燃油效率要求為54.5英里/加侖。調查顯示,大型汽車市場中,這一燃油效率會使過半人數(shù)降低電動車的興趣,如我國人數(shù)達57%,美國高達68%。當燃油效率接近75英里/加侖(32公里/公升)時,絕大部分消費者將不太可能購買電動車。
2.高成本讓汽車企業(yè)顧慮較多
一是企業(yè)研發(fā)和市場運營成本較高。由于研發(fā)和生產成本高,直接導致新能源汽車市場售價比普通汽車平均高出30%。電動汽車前期投入巨大,需要花費高昂的技術研發(fā)、固定資產投入、人力成本、原材料采購價格、運營成本等等,因而眾多汽車企業(yè)望而卻步。全球排位較前的一些汽車公司,如三菱汽車僅在改進燃油系統(tǒng)等現(xiàn)有技術基礎上進行開發(fā),日產與雷諾結盟,承諾投入50億美元用于電動汽車及電池的研發(fā)和生產。即使豐田、寶馬這樣實力雄厚的大公司,也還要聯(lián)手協(xié)作。2011年12月,日本豐田就與德國寶馬達成環(huán)保汽車技術合作備忘,2013年1月進一步簽署了關于“共同開發(fā)燃料電池系統(tǒng)”、“共同開發(fā)運動車型”、“共同研究開發(fā)輕量化技術”的正式合作協(xié)議,以及“后鋰電池”研究協(xié)議。
二是關鍵技術仍面臨重大困難。作為電動汽車關鍵技術的電池驅動,即便是成本不斷降低,在整車制造成本中仍高達50%。高昂的制造成本、技術不成熟導致產品起火以及由此造成的召回是電池企業(yè)和電動汽車銷售不旺的主要原因之一,電動汽車市場的不景氣反過來也會影響電池企業(yè)的發(fā)展。2012年1月,美國鋰離子電池制造商Ener1宣布破產;2012年10月,美國動力電池龍頭A123 System公司宣布破產,隨后被中國萬向集團收購。美國電動車制造商CODA控股公司也已申請破產保護。搭載A123電池的著名電動汽車制造商菲斯科卡瑪已經(jīng)停產半年多,被譽為電動汽車界神話的汽車公司特斯拉2012年全年虧損近4億美元。即便是2012年美國插電式電動汽車銷量冠軍—通用旗下的沃藍達也在虧損。
三是關聯(lián)企業(yè)轉換成本較高。除整車研發(fā)和運營銷售外,汽車整車企業(yè)還面臨較高的關聯(lián)企業(yè)轉換成本,豐田這樣的家族型企業(yè)尤為明顯。零部件關聯(lián)企業(yè)更換成本,前期所投入的技術、勞動力成本可能都會變成沉沒成本。新能源電動汽車關系企業(yè)較少,利益鏈條與傳統(tǒng)產業(yè)鏈相比改變很大,無論是研發(fā)、生產、銷售還是服務,都會有較大的轉換成本,一旦新能源汽車成規(guī)模后,與傳統(tǒng)汽車相關的主要零部件如發(fā)動機、油箱、排氣管等生產有關的企業(yè)都會遭受巨大損失。作為家族系中的家長,豐田責任感很強,在產業(yè)鏈發(fā)展尚未成熟階段,不會貿然切換到新能源汽車鏈。
四、企業(yè)在新能源汽車方面的努力方向和突破點
1.加緊研發(fā)新能源汽車
新能源汽車的研發(fā)近幾年來進展飛速,2006—2011年,可替代能源專利增長了182%,主要集中在日本(55%)、韓國(25%)、美國和德國(各10%)。專利數(shù)量排在前五名的公司分別是豐田(1901項)、本田(587項)、日本電裝(413項)、通用汽車(349項)和松下電池制造(345項,為豐田普銳斯提供電池)。
其中豐田汽車研發(fā)技術和推廣理念超前,最為貼近市場。豐田汽車的研發(fā)做了多手準備,一方面迎合消費者需求,致力于燃油車的新技術開發(fā),提高燃油效率,降低能耗;另一方面進行多種可替代新能源汽車研發(fā),最新的研發(fā)方向是從水里提取氫,開發(fā)氫燃料電池車。據(jù)稱,這種水素汽車將在2015年上市,續(xù)航里程達830公里。一旦占領市場,全球汽車產業(yè)將會面臨一場大洗牌。過去16年,豐田投入了100多億美元研發(fā)混合動力汽車。2012年,豐田共在美國賣出了327413 輛混合動力車,全球范圍內售出了120萬輛,其中普銳斯占據(jù)了一半以上的份額。盡管豐田幾乎不做電動車的相關產業(yè)化,但混合動力車很容易就能向可替代能源擴展,去掉油箱和發(fā)動機就能變成純電動汽車,再加上外插式充電設備就變成了插電式混合動力車。
2.主攻核心技術
混合動力汽車的核心是動力電池技術,日本專業(yè)分析公司Patent Result于2011年2月公布的調查結果顯示,豐田汽車在動力電池專利技術領域獨占鰲頭,排名首位。而排在第二名的日本電裝也是豐田汽車所屬零部件企業(yè)。豐田汽車的綜合商社豐田通商與我國的中信國安、臺灣省的長園科等專業(yè)電池材料公司有著汽車電池方面的合作。2012年11月,豐田開發(fā)出鈉離子電池,室溫狀態(tài)下電壓值比鋰離子電池高3成左右。2010年1月,豐田涉足動力電池上游,豐田通商與澳大利亞礦業(yè)公司Orocobre合作,加入南美鋰產業(yè)爭奪。同時計劃在印度新建稀土提煉工廠,用于制造混合動力車電機。
3.致力市場推廣
在市場推廣方面,豐田公司的戰(zhàn)略最為長遠,觸角伸到新城市建設的諸多方面,為電動車推向市場展開全方位的準備。2011年11月,豐田汽車公司在其大本營日本豐田市推出智能住宅,安裝了太陽能發(fā)電設備、家庭能源管理系統(tǒng)和蓄電裝置等先進設備。豐田集團下屬的豐田住宅公司負責開發(fā)住宅,豐田智慧中心提供聯(lián)結、控制汽車和住宅的資訊(IT)技術。
五、對我國的啟示
從全球新能源汽車技術現(xiàn)狀看,常規(guī)的混合動力汽車技術已較為成熟,插電式和純電動汽車的電池技術、家庭用的充電樁等設施還受技術和現(xiàn)實制約。從專利技術的國別優(yōu)勢看,日本在新能源汽車各子領域原創(chuàng)技術上具有絕對領先優(yōu)勢,美國居第二,截至2012年底,專利技術數(shù)量日本(近9000件)和美國(4000件)位居第一、第二,所占比例分別為60%、22%。我國在混合動力汽車、燃料電池汽車等新能源汽車領域專利申請量達2011件,占全球專利申請總量的8%,與德國、韓國并列世界第三。國外申請人專利布局量較大,且占領了新能源汽車的各個關鍵領域。
我國新能源汽車研究雖上升較快,卻未形成具有絕對領先優(yōu)勢的行業(yè)領軍企業(yè)或帶頭人,即便是技術研發(fā)水平較強的純電動汽車領域,性能可靠性和工程化能力仍落后于國外先進產品。中國和美國是重要的新能源汽車目標市場,中國雖在純電動汽車技術領域取得了一定優(yōu)勢,但在燃料電池汽車技術領域的原創(chuàng)專利過少,將對國內市場培育產生影響。一旦純電動汽車市場占有率提高困難甚至失敗,燃料電池汽車市場興起,過于注重純電動汽車則可 能出現(xiàn)投入與市場的重大偏差。
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趙建東.協(xié)同技術在汽車制造業(yè)管理平臺的應用..http://articles.e-works.net.cn/pdm/article105745.htm.
王歡.豐田2015年推出零件共通化新車型..環(huán)球網(wǎng),http://12365auto.com/news/2013-03-29/20130329131225.shtml.
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引言
傳統(tǒng)汽車油耗多引發(fā)的問題主要集中在石油資源消耗殆盡和尾氣排放對環(huán)境帶來的污染,在傳統(tǒng)能源供應日趨緊張和環(huán)境質量不斷下降的背景情況下,新能源汽車逐步取代一部分或更為廣泛的傳統(tǒng)內燃機汽車則是大勢所趨。我國領導層也己經(jīng)認識到新能源汽車的發(fā)展是大勢所趨,提出了各種支持新能源汽車發(fā)展的政策。
二、文獻綜述
關于新能源汽車的研究,國內外已有相應的一些成果,郭燕青,時洪梅以比亞迪股份有限公司為對象,指出比亞迪汽車的發(fā)展前景和面臨的挑戰(zhàn)。張丹運用層次分析法進行了定性定量分析,得出適合我國的新能源汽車依次為純電動汽車和插電式混合動力汽車;混合動力汽車;燃料電池汽車。蘇錫民認為比亞迪先進的低成本、高品質制造模式向汽車業(yè)移植,會使中國乃至整個世界的汽車競爭格局發(fā)生大的變動。羅建法,認為比亞迪從最早生產電池,到生產手機機配件,再到現(xiàn)在跨入汽車業(yè),這個發(fā)展過程為“袋鼠式有效復制”。即比亞迪以自主創(chuàng)新為核心競爭力,在產品的差異化等方面構建起了企業(yè)的優(yōu)勢。
三、比亞迪新能源汽車的戰(zhàn)略分析
1、比亞迪新能源汽車成本領先戰(zhàn)略研究
第一,模仿及改進設計以實現(xiàn)成本領先。首先,比亞迪通過積累其在充電電池和其他電子設備的制造的經(jīng)驗,充分發(fā)揮其擅長的半自動半人工化的生產作業(yè)流程,給其帶來的連續(xù)性的成本優(yōu)勢。另外,比亞迪新能源汽車的柔性生產線的靈活性非常強,設定基準條件后,只要調整原有生產線的關鍵環(huán)節(jié)就能生產新類型的產品。
第二,供應鏈垂直整合以實現(xiàn)成本領先。獲取成本優(yōu)勢的途徑主要有控制成本驅動因素和重組價值鏈。對于第一種控制成本驅動因素的途徑,比亞迪從設計之初就考慮成本能達到成本的精益控制。對于第二種重組價值鏈的途徑,比亞迪則通過垂直整合來實現(xiàn)價值鏈的高度整合,從價值鏈的上游開始控制成本以達到垂直整合。
第三,通過延伸產業(yè)鏈來挖掘成本降低空間。比亞迪沿著從電子化到電動化的發(fā)展路線來延伸其產業(yè)鏈,積極地尋求從IT到電池到新能源汽車產業(yè)最優(yōu)發(fā)展路線。一方面,比亞迪從電子和IT行業(yè)進入汽車產業(yè)實行積極的外延式擴張,通過整合電子零部件資源來生產制造其整車上的大部分的電子產品,這樣則進一步挖掘成本降低空間。同時比亞迪也將高端智能配置引入期新能源汽車,來提高其產品的競爭力。
第四,技術創(chuàng)新以實現(xiàn)成本領先,比亞迪是目前國內唯一掌握車用酸鐵鋰電池規(guī)模化生產技術的企業(yè),在世界上處于領先地位。
2、比亞迪新能源汽車差異化戰(zhàn)略研究
目前各國經(jīng)濟在快速的發(fā)展,科學技術也取得了巨大的進步,但是能源減少、環(huán)境破壞這些問題越來越嚴重,急需解決。之前的汽車必須使用汽油或柴油,造成了石油缺少以及大氣污染等問題,對清潔可再生能源的開發(fā)必須提上日程。汽車使用能源要向著可再生、低污染的方向發(fā)展,目前汽車能源有很多種,汽電混合和油電混合使用是目前較好的一種方案,純電動更是發(fā)展趨勢。電力電子技術是如今汽車制造的重要技術之一,有著舉足輕重的作用。新能源汽車與電機驅動的控制技術是息息相關的,要將兩者有效的結合起來,利用電機驅動的控制技術大力發(fā)展新能源汽車,使之更加完善,不僅可以在最大程度上減少使用石油,還可以在最大程度上減少排放的污染物,減少對大氣的危害。除此之外,在對電機驅動控制技術進行探究運用時,應該注意對各種小零件的使用,發(fā)揮小零件的大用處,從各個方面改進新能源汽車。
一、關于新能源汽車分析
所謂的新能源汽車就是指主要利用清潔能源來作為動力的汽車,具有低污染、節(jié)約能源的優(yōu)點。汽車新能源汽車與人們的生活有很大的關系,新能源汽車發(fā)展的好壞直接關系著人們的生活水平,將新能源汽車發(fā)展的更加完善,能夠提升交通的整體質量以及人們的生活質量,方便人們出行。正因為如此,全球都在致力于研究新能源汽車。與我國相比,發(fā)達國家研究新能源汽車的時間較早,并且投資較大,政府給與的扶持政策也很多,所以發(fā)達國家的新能源汽車發(fā)展較先進。但是我國現(xiàn)在越來越重視新能源汽車的研究,使汽車朝著低污染、使用可再生能源的方向發(fā)展,我國政府給與了很多優(yōu)惠政策,大力支持新能源汽車的研究。
二、新能源汽車電機驅動控制技術
目前,新能源汽車的使用逐漸增多,越來越受到人們的青睞,因為在日常生活中使用的新能源汽車具有很多優(yōu)點,例如排放的污染物少、使用時間長等。但是,由于受到各種因素的干擾,現(xiàn)在的新能源汽車制造技術還沒有完善,不能完全實現(xiàn)使用新能源,大多數(shù)的新能源汽車使用的是汽電混合和油電混合。而在新能源汽車的研究中,電機驅動控制技術有著舉足輕重的作用,將電機驅動控制技術有效的運用到新能源汽車中,使新能源汽車的發(fā)展更進一步。
1、電機驅動控制
目前,全球經(jīng)濟發(fā)展迅速,新能源汽車的研究和使用是全球發(fā)展的主要方面之一??陀^上看,新能源汽車的發(fā)展效果較好,不僅減少了對大氣的污染,而且在很大程度上減少了對不可再生能源的使用。在新能源汽車的研究中,電機驅動控制技術要想最大程度的發(fā)揮作用,必須使用合適的動力系統(tǒng),要保證動力系統(tǒng)的質量和性能,選擇最適合的動力系統(tǒng)。如何選擇動力系統(tǒng)是非常重要的問題,以下是電動機的選擇依據(jù):
(1)要選擇性能較好、質量較輕、外形較小的電動機。目前,各種裝置都趨向于于精巧,同樣地,電動機也應該朝著這個方向邁進。電動機在新能源汽車的組成中占有非常重要的地位,應該具有性能好的特點以滿足新能源汽車發(fā)展需要,并且自身的質量要盡量輕巧,外形也應該盡量縮小,以確保其他裝置有足夠安放的地方。
(2)要保證電動機在轉速范圍較大的情況下?lián)碛休^高的工作效率。
(3)要保證電動機的電磁輻射盡可能的小。新能源汽車不僅要求對大氣的污染較低、消耗的能源較低,還要求電磁輻射不能過多,一旦過多就會導致在運行過程中出現(xiàn)問題。
(4)要保證電動機運行過程中花費的成本低。從目前電動機的發(fā)展狀況分析,電動機能夠滿足上面三個要求。如今,隨著對電機驅動控制技術越來越深的探究,要求電動機在滿足上面三個要求的前提下,還要充分考慮其他的因素,最大程度上回收再生能量。
2、電機驅動控制器分析
在研究和使用新能源汽車的過程中,電機驅動控制器是非常重要的,起著關鍵性的作用。目前,新能源汽車利用的主要是永磁同步電動機調速系統(tǒng),來控制電機驅動控制器的運行,具有花費成本低、運行較安全的優(yōu)點,在新能源汽車中得到一定程度的應用。
3、電動汽車驅動系統(tǒng)電磁干擾分析
電動汽車驅動系統(tǒng)在運行時,會產生很強的電磁干擾,并且形成非常復雜的電磁場。開關在打開和關閉的過程中,電流和電壓會突然發(fā)生改變,單位時間內電壓和電流的變化極大,開關在工作時的頻率也較高,進而導致了較強的電磁干擾。除此之外,與驅動部位連接的電纜是高壓的,運行時經(jīng)過的電流非常大,電流幅度的變化也會產生較強的電磁輻射。電動汽車驅動系統(tǒng)在汽車的組成中占有極其重要的地位,其性能的好壞對整輛汽車的質量起著關鍵性的作用。
三、當前新能源汽車電機驅動控制技術淺析
隨著全球經(jīng)濟科技的發(fā)展,能源緊缺、環(huán)境污染等問題越來越引起各國的注意,并成為熱門話題。每個國家的能源都是有一定限度的,因此能源的利用一定要合理,不能肆無忌憚的利用。研究新能源汽車的目的就是減少耗能量、降低污染、適應我國能源戰(zhàn)略。現(xiàn)在的電機驅動控制技術發(fā)展雖然已有很大進步,但是尚未成熟,發(fā)展程度依然不能滿足當前的社會需求,還需要繼續(xù)研究,爭取更大的進步。新能源汽車與電機驅動控制技術發(fā)展的方向主要包括以下兩個方面:
(1)新能源汽車與電機驅動控制技術要有效的結合,發(fā)揮最大的作用,全方位發(fā)展。
(2)提高電機驅動控制技術的整體性能,保證其安全可靠。
結束語:
文章主要關注的是新能源汽車和電機驅動控制技術,目前的技術,在這兩個方面表現(xiàn)的還不錯,出現(xiàn)的不安全因素很少,從使用情況來看也比較滿意。現(xiàn)在不可再生資源越來越少,新能源汽車要把目光放在其他可再生資源上,盡量減少汽油的使用,多開發(fā)新能源,否則即使混合其他能源使用,汽油也有用完的一天。在不久的將來,新能源汽車及發(fā)動機會越來越成熟,能為世界環(huán)境作出貢獻。
參考文獻:
微博精彩評論
MINI_E中國實路測試:《節(jié)能與新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年)》近期將由國務院實施,業(yè)界人士表示,該規(guī)劃若能實施,有利于鼓勵、扶持資源節(jié)約型消費,有助于推動新能源汽車的發(fā)展。擁有了大力的政策補貼,MINI E似乎已經(jīng)看到電動汽車的春天嘍!
中國智能電工網(wǎng):隨著《節(jié)能與新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012~2020年)》頒布,純電動汽車產業(yè)化成為新能源汽車下一步發(fā)展的方向的基調最終明確。要形成產業(yè)化,還需要解決電池技術怎樣突破,政策利好如何落地,配套設施如何完善,商業(yè)運營模式怎樣建立等等問題。
拓拓偵探:7月初,國務院了《節(jié)能與新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012—2020年)》,進一步明確了中國新能源汽車的技術路線。事實上,雖然節(jié)能與新能源規(guī)劃中的長期發(fā)展方向是發(fā)展純電驅動,但近幾年內,由于純電驅動還有技術上的難點尚未解決,最終產業(yè)化比例最高的將是混合動力汽車。
事件綜述
關鍵詞:節(jié)能與新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃
關注度:
7月9日,國務院正式《節(jié)能與新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年)》(以下均簡稱《規(guī)劃》),規(guī)劃稱新能源汽車產業(yè)發(fā)展將以純電驅動為主要戰(zhàn)略取向,當前重點推進純電動汽車和插電式混合動力汽車產業(yè)化。
總體目標:到2015年,純電動汽車和插電式混合動力汽車累計產銷量達50萬輛;到2020年,純電動和插電式混動汽車生產能力達200萬輛、累計產銷超500萬輛。
技術路線:以純電驅動為新能源汽車發(fā)展和汽車工業(yè)轉型的主要戰(zhàn)略取向,當前重點推進純電動汽車和插電式混合動力汽車產業(yè)化。
產業(yè)布局:力爭形成2—3家產銷規(guī)模超過百億瓦時、具有關鍵材料研發(fā)生產能力的龍頭企業(yè),并在關鍵材料領域分別形成2—3家骨干生產企業(yè)。
媒體視角
為《節(jié)能與新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》的遲到鼓掌?!兑?guī)劃》盡管兩次失約,但理性思考下,等待還是值得的。假如《規(guī)劃》在2010年如期出臺,1000億元補貼誘惑只會制造更大的泡沫,醞釀出更多不切實際的發(fā)展規(guī)劃。放慢腳步,穩(wěn)扎穩(wěn)打,對新能源汽車產業(yè)化推廣百利而無一害,畢竟,政策是當下新能源汽車發(fā)展最重要推動力。
此外,報道也認為:新能源汽車產業(yè)化之路絕非一日之功,彎道超車終是泡沫踏踏實實造車才是正途;政策推動的關鍵在于補貼直補到人。
——網(wǎng)易汽車
原中國交通信息中心總工趙向榮在接受記者采訪時表示,“《規(guī)劃》提出‘要以純電驅動為汽車工業(yè)轉型的主要戰(zhàn)略取向,當前重點推進純電動汽車和插電式混合動力汽車產業(yè)化,推廣普及非插電式混合動力汽車、節(jié)能內燃機汽車,提升我國汽車產業(yè)整體技術水平?!涿鞔_了以純電動汽車為目標,而這一目標任重道遠,不會一蹴而就,因此其中包含了現(xiàn)階段對車廠和油電混合動力技術路線暫時的‘容忍’”。
一位不愿具名的業(yè)內人士向記者表示,作為一項指引產業(yè)發(fā)展的長期戰(zhàn)略方針,《規(guī)劃》獲批的另一重大意義在于“為長期徘徊于幾大技術流派間,又始終糾纏在理論分歧中的我國新能源汽車產業(yè)卸掉包袱,而這實質上就相當于按下了中國新能源汽車產業(yè)化的啟動鍵”。
——《證券日報》
目前新能源汽車的優(yōu)惠政策主要集中在購車補助,應對使用、售后服務維保、車輛回收、人員培訓等環(huán)節(jié)未出臺相應的鼓勵配套政策,同時出臺車輛購置稅、增值稅和企業(yè)所得稅的優(yōu)惠政策,形成有效的政策合力。
——新華網(wǎng)
實現(xiàn)《規(guī)劃》目標,需要汽車企業(yè)大手筆投入研發(fā)、市場推廣資金。在全球范圍內,電動車電池等關鍵技術仍有待取得突破性進展,要讓我國車企在技術、市場推廣方面走在國際前沿,難度非同小可。企業(yè)是否看好市場前景,是否愿意響應政府號召,目前還不好說。清華汽車工程開發(fā)研究院常務副院長、汽車安全與節(jié)能國家重點實驗室副主任宋健仔細翻看閱讀《規(guī)劃》后,他的感受是:內容很空,沒有提到實際支持措施,且目標制定得太高。
一、中國新能源汽車產業(yè)概況
1、中國新能源汽車理論綜述
“亞洲電動車之父”陳清泉在第二屆新能源汽車及燃料電池技術國際論壇上首次指出新能源汽車技術成果轉化的缺失;北京石油化工學院的趙劍峰、李欣(2010)兩位學者就新能源產業(yè)發(fā)展要處理好若干關系方面表示,一是要處理好超前與穩(wěn)步發(fā)展、量與質、冷與熱的關系, 避免盲目重復建設資源浪費問題;二是要處理好政府推動與市場拉動, 國有資本與民營資本關系;三是要處理好中央與地方以及各部門之間利益關系;王曉輝(2009)在創(chuàng)新商業(yè)模式論述中指出,建立產業(yè)聯(lián)盟也是加快新能源產業(yè)發(fā)展的一種有效方式。實行橫向專業(yè)分工和產業(yè)分區(qū)。徐和誼(2011)認為專業(yè)分工可以提高效率,有助于新能源汽車產業(yè)化發(fā)展。中國的新能源汽車要想實現(xiàn)快速突破,就必須在效率上下功夫。
2、中國新能源汽車發(fā)展存在的問題
現(xiàn)行中國新能源汽車產業(yè)在技術研發(fā)方面與國際先進水平尚有很多差距,大部分核心技術主要靠進口或模仿,支付高昂的技術引進費,抬高新能源汽車的市場費用。而新能源汽車配套產業(yè)發(fā)展不足和關鍵技術瓶頸尚未解決,滿足不了目前消費者需求。因此,如何攻克技術瓶頸,成為解決新能源汽車產業(yè)發(fā)展的關鍵。技術成果轉化,有助于提高新能源汽車產業(yè)研發(fā)能力,加快新技術從理論、實踐到投入生產的速度從而加快產業(yè)發(fā)展。
二、社會資本視角在新能源汽車技術成果轉化中的應用
1、科技成果轉化的概念
科技成果轉化,是指科學研究與技術開發(fā)所產生具有使用價值的科技成果的后續(xù)試驗、開發(fā)、應用、推廣,直至形成新產品、新工藝、新材料,使產業(yè)進一步提升的科研行為。
新能源汽車成果轉化的模式主要有校企聯(lián)合、企業(yè)聯(lián)盟等。校企聯(lián)合是新能源汽車產業(yè)將產學研一體化后產生的合作模式,而企業(yè)間的聯(lián)盟是新相關產業(yè)的一種聯(lián)合,加大自身發(fā)展的力量,從而促進科技成果轉化。
2、社會資本理論概述
所謂社會資本,一般是指個人或組織在一種組織結構中,利用自己特殊位置而獲取利益的能力。布迪厄(Pierre Bourdieu)是第一位在對社會資本進行初步分析的學者,他將資本劃分為經(jīng)濟資本、文化資本和社會資本三種類型。場域作為各種要素形成的關系網(wǎng),是個動態(tài)變化的過程,變化的動力就是社會資本??茽柭↗ames S.Coleman)從宏微觀的視角切入,認為行動者為了實現(xiàn)自身利益,相互進行各種交換,以此形成了持續(xù)存在的社會關系。這些社會關系不僅被視為社會結構的組成部分,而且是一種社會資源。帕特南(Robert D.Putnam)從政治的角度對社會資本進行了研究,將社會資本從個人層面上升到集體層面,并引人政治學研究中,從自愿群體的參與程度角度來研究社會資本。
3、社會資本理論角度的新能源汽車技術成果轉化研究
(1)社會資本角度分析新能源汽車校企聯(lián)盟
新能源汽車校企聯(lián)盟是新能源汽車產業(yè)科技成果轉化的一種形式,是學校和汽車企業(yè)在技術研發(fā)方面的一種聯(lián)盟,二者形成一個組織結構,企業(yè)和學校之間的合作便是促進新能源汽車技術發(fā)展的社會資本。校企聯(lián)盟充分體現(xiàn)了產學研一體化的成果轉化方式,將新能源汽車關鍵技術從理論創(chuàng)新和研究的初期直到新技術進入實際實驗階段,再到汽車企業(yè)投入試驗、改進、試運行、以及后期新能源汽車的批量生產都連成一個整體。
高校針對新能源汽車技術的研發(fā)往往只停留在理論和試驗室的研發(fā)階段,而現(xiàn)實運用并形成產業(yè)化,成為一項具有利用價值的技術卻從未探索。社會資本在高校和企業(yè)之間所發(fā)揮的作用則是將高校和企業(yè)有效的連接在一起,二者通過建立合作平臺,戰(zhàn)略聯(lián)盟等方式,運用各自的優(yōu)勢,相互配合,將技術變成整車。企業(yè)所面臨的問題也同樣,企業(yè)缺乏一項新能源汽車技術瓶頸的攻克能力,由于信息不對稱找不到具有攻克這項技術瓶頸能力的科研高校,而從錯過先進技術的獲取也就是科技成果轉移不通暢。在社會資本,關系網(wǎng)絡的作用下,通過新能源汽車產業(yè)的校企聯(lián)盟模式,學校的理論技術能夠走出試驗室,進入企業(yè)進行試驗進而變成一項真正有意義的新技術。徹底打通科技成果轉移的通道。
由此新能源汽車產業(yè)通過校企聯(lián)盟的形式,形成社會網(wǎng)絡,企業(yè)和學校之間的聯(lián)系就是各種的社會資本,二者應充分發(fā)揮社會資本優(yōu)勢,運用高校強大的技術研發(fā)能力和與企業(yè)實操的合作,使得研發(fā)的技術順利進入企業(yè)或培養(yǎng)人才輸送進企業(yè),提高科技成果的轉化速度。
(2)新社會資本角度分析能源汽車上下游產業(yè)鏈企業(yè)聯(lián)盟
新能源汽車上下游產業(yè)鏈企業(yè)聯(lián)盟就是組成新能源汽車生產、運行、銷售、售后等全套設施的生產企業(yè)間結成的相互協(xié)作和資源整合的一種合作模式,例如電力行業(yè)企業(yè),天然氣行業(yè)企業(yè)或者公交公司,4S服務店等企業(yè)或組織的合作行為。各個企業(yè)間形成新能源汽車網(wǎng)絡,彼此建立通暢的連接渠道,運用社會資本關系,克服自身研究短板。
在全球能源危機的局面下催生出的新能源產業(yè)并沒有做好充分準備迎接能源枯竭的到來。企業(yè)研發(fā)所投入的大量的資金和人力,不能確保技術瓶頸的百分百被攻克,而需求市場中配套設施發(fā)展不健全問題尚未解決,許多消費者徘徊在新能源的大門之外。投身于新能源研發(fā)的企業(yè),由于受資金和規(guī)模以及人力資源的限制,研發(fā)尚處于低端落后的初級狀態(tài),不能充分發(fā)揮企業(yè)的研發(fā)力量,使得中國新能源汽車產業(yè)在整體上與國際先進水平形成差距。為了有效克服這些技術上的瓶頸,發(fā)掘社會資本帶來的研發(fā)力量,有助于攻克現(xiàn)有情況的技術難關。通過建立新能源汽車上下游產業(yè)鏈聯(lián)盟,形成資源互補或者資源相互調配,彌補各獨立企業(yè)的缺陷,從而實現(xiàn)低風險高效率高產出的局面,進一步提高新能源汽車產業(yè)科技成果的轉化速度。
三、加快新能源汽車產業(yè)技術成果轉化的幾點建議
為加快新能源汽車產業(yè)成果轉化,有效利用聯(lián)盟所產生的社會資本優(yōu)勢,本文提出三點建議:上游產業(yè)配套發(fā)展、各產業(yè)間及產業(yè)內部銜接、完善科技產權保障制度。
1、上下游產業(yè)的配套發(fā)展
為了確??萍汲晒捻樌D化,首先要確保上下游產業(yè)配套發(fā)展。完備的基礎設施建設是確保新能源汽車上中下游配套產業(yè)科技成果演變的關鍵。一項氫氣動力的技術研發(fā),必須保證上游企業(yè)制造氫氣發(fā)動機外殼的原材料與氫氣動力技術相匹配,不與氫氣發(fā)生反應;新能源汽車投入市場,氫氣站的數(shù)量必須滿足消費者的需求;以及新能源汽車的售后要得到相應解決。只有將新能源汽車整條產業(yè)鏈配套發(fā)展,才能使科技成果得到順利的轉化,加速新能源汽車產業(yè)的發(fā)展速度。
2、加強各產業(yè)間和產業(yè)內部的銜接
加速科技成果轉移就要加強校企聯(lián)盟或者企業(yè)聯(lián)盟的內部銜接。保證有通暢的技術成果轉化渠道以確保研發(fā)機構及新能源汽車企業(yè)的有效聯(lián)結,新能源汽車企業(yè)與市場的信息通暢,企業(yè)要及時了解市場動向以便做好隨機應變的準備。高?;蛘呖蒲袡C構可以和企業(yè)間建立對應的信息平臺,交流需求和供給信息,加速科技成果順利轉移。企業(yè)本身、高?;蛘叩谌娇梢越⒅薪闄C構專門負責對外信息的公布,找到配對的技術供給。而在新能源汽車企業(yè)建立聯(lián)盟時,也要加強信息的溝通與交換。企業(yè)發(fā)揮自身優(yōu)勢,借助其他企業(yè)彌補自身的劣勢,形成一個完美強大的聯(lián)盟體系,提高技術的科研能力、后期投入產出能力,壯大市場的占有率。此外,政府作為宏觀調控的操作者能夠宏觀全面的掌握各企業(yè)的信息,做出有效的干涉和引導將資源合理配置,也可加強科技成果的轉移。
3、完善科技產權制度保障
在一項科學技術成果的研發(fā)并且成熟之后,政府要完善科技成果的產權保護制度。保證企業(yè)在技術創(chuàng)新投入之后借助產權的保護取得相應的收入。這樣可以使企業(yè)保證其利潤,也進一步鼓勵企業(yè)積極研發(fā)科學技術并且努力通暢科技成果轉移通道。政府除了頒布相關科技成果保護法以外,還要制定企業(yè)聯(lián)盟產權分配條例,清晰界定科技成果產權所屬問題,對科技成果的創(chuàng)造者給予相應的保護,以確保聯(lián)盟企業(yè)在完善的科技產權制度保障下能夠更加有效的加速科技成果的轉化以及新成果的產出。
參考文獻:
[1]徐和誼.中國新能源汽車發(fā)展新思路
發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟是以資源的高效利用和循環(huán)利用為核心,對傳統(tǒng)經(jīng)濟模式進行根本變革,是符合可持續(xù)發(fā)展理念的經(jīng)濟增長模式,也是建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的重要抓手。而發(fā)展新能源汽車產業(yè)是國家新興產業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略方向,也是國家新能源戰(zhàn)略的重要組成部分。作為一座現(xiàn)代化工業(yè)城市,襄陽市具有優(yōu)越的區(qū)位和交通條件,也擁有良好的產業(yè)基礎,在發(fā)展新能源汽車產業(yè)上具備一定的優(yōu)勢條件。
一、國內外新能源汽車產業(yè)的發(fā)展趨勢
近年來,世界各主要國家和汽車制造廠商,都把發(fā)展新能源汽車作為共同的戰(zhàn)略選擇,爭奪新能源汽車產業(yè)發(fā)展制高點的競爭日趨激烈。國際上對新能源汽車發(fā)展方向達成的共識是:起點是傳統(tǒng)汽、柴油車,終點是氫燃料電池車,其間有20年左右時間的過渡期,這一時期將是各種新能源車各自為戰(zhàn)的“戰(zhàn)國時期”,其中以日、美、歐盟的表現(xiàn)最為突出。我國的新能源汽車發(fā)展始于上世紀90年代?!笆濉庇媱潓嵤┮詠?,國家制定了新能源汽車科技規(guī)劃,在國家“863”計劃中設立電動汽車重大科技專項,先后投入20多億元的研發(fā)經(jīng)費,中科院電工所、上海811所、清華大學等幾十家單位把新能源汽車及零部件的研發(fā)作為重點課題,對各種主要技術路線進行跟蹤研究,取得階段性研究成果,為我國新能源汽車產業(yè)的發(fā)展打下良好基礎。2009年1月,由財政部、科技部牽頭,在北京、上海、武漢等13個城市開展節(jié)能與新能源汽車示范推廣試點工作,采取財政補貼的辦法,支持試點城市率先在公交、出租、公務、環(huán)衛(wèi)和郵政等公共服務領域推廣使用節(jié)能與新能源汽車。2010年時節(jié)能與新能源汽車示范推廣城市擴大到20個,并選擇5個城市進行對私人購買節(jié)能與新能源汽車給予補貼試點。目前,國內各主要汽車生產廠商,包括一汽、東風、上汽、北汽、奇瑞、吉利、比亞迪、力帆等,都在從事新能源汽車的研發(fā)和制造,總數(shù)超過150家。其中,從事混合動力客車研制和生產廠家就有30多家,迄今已有42家車企的各種新能源車型列入國內生產企業(yè)和產品公告目錄。經(jīng)過近年來的快速發(fā)展,我國新能源汽車已具備了實現(xiàn)產業(yè)化發(fā)展的基本條件,初步形成比較完整的關鍵零部件體系,開發(fā)出一批新能源汽車,實現(xiàn)小批量整車生產能力。可以預見,在未來的10到20年,襄陽市既面對難得的發(fā)展機遇,更面臨著同行的嚴峻挑戰(zhàn)。要在新能源汽車產業(yè)的激烈競爭中占據(jù)一席之地,就要先發(fā)制人,早做規(guī)劃。
二、襄陽市新能源汽車產業(yè)的發(fā)展進程
以汽車工業(yè)為產業(yè)龍頭的襄陽市,憑借湖北汽車走廊中心的優(yōu)越地理位置,業(yè)已成為內陸地區(qū)新興的汽車城,現(xiàn)有汽車及汽車零部件生產加工企業(yè)200多家,聚集著美國康明斯、法國標致雪鐵龍、日本日產等一批國際知名品牌。隨著近年來,國家大力支持戰(zhàn)略性新興產業(yè),并將發(fā)展新能源汽車產業(yè)列為新興產業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略方向,襄陽市也搶抓機遇,加快推動產業(yè)轉型升級,突破性發(fā)展新能源汽車產業(yè),被確定為國家新型工業(yè)化(新能源汽車產業(yè))示范基地,成為知名的新能源汽車城。為了加快推進襄陽市新能源汽車產業(yè)發(fā)展,襄陽市正在統(tǒng)一規(guī)劃、科學布局,建設襄陽新能源汽車產業(yè)園和示范區(qū),力爭用三至五年時間將襄陽建設成為全省乃至全國的新能源汽車產業(yè)基地。2012年8月8日,國內首個地市級城市綠色發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃在北京通過評審,由國家發(fā)改委宏觀經(jīng)濟研究院組織編制的《綠色襄陽發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃》及《產業(yè)襄陽發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃》出臺在即。根據(jù)規(guī)劃,襄陽市將全力建設綠色產業(yè)發(fā)展先行區(qū)、全國資源循環(huán)利用示范基地和國家環(huán)保示范城市。而在產業(yè)布局上,汽車產業(yè)將成為著力推動的龍頭產業(yè),新能源汽車更是成為其集中打造的王牌?!兑?guī)劃》提出,未來五到十年內,抓住全球新能源汽車快速發(fā)展和襄陽作為國家節(jié)能與新能源汽車試點城市的機遇,以打造千億級產業(yè)基地為目標,打造全國一流的新能源汽車發(fā)展基地。當前,襄陽市新能源汽車產業(yè)已經(jīng)形成產業(yè)化基礎,相關產業(yè)鏈上已聚集了從電池、電機、控制器、驅動系統(tǒng)到整車制造的30多家生產企業(yè),擁有國家新能源汽車試點城市、新興工業(yè)化新能源汽車產業(yè)示范基地、國家動力電池產品質量監(jiān)督檢驗中心三張國牌,新能源汽車產業(yè)崛起迅速。在新能源汽車“三縱三橫”產業(yè)體系中,襄陽市在純電動、混合動力和動力蓄電池、驅動電機、動力總成控制系統(tǒng)方面,取得突破性進展,初步形成了“二縱三橫”的產業(yè)格局??傮w來看,襄陽市新能源汽車產業(yè)具有一定的技術優(yōu)勢、產業(yè)優(yōu)勢、市場優(yōu)勢和基礎設施優(yōu)勢,相關企業(yè)擁有的自主知識產權形成了技術和市場的競爭力。即使是2012年在全國宏觀經(jīng)濟下行壓力增加、全市汽車產業(yè)增幅放緩的情況下,新能源汽車產業(yè)依然實現(xiàn)產值7.4億元,同比增長236.4%。
三、促進襄陽市新能源汽車產業(yè)進一步發(fā)展
首先,新能源汽車發(fā)展的起步期離不開政府的大力支持和引導。在已有的政策文件之外,還可以加大扶持力度,在襄陽設立“湖北省新能源汽車產業(yè)化示范區(qū)”,省財政單列專項扶持資金,加快推進新能源汽車產業(yè)化、市場化。其次,在新能源汽車產業(yè)的發(fā)展過程中,只有堅持自主創(chuàng)新,掌握核心、關鍵技術,培育一批創(chuàng)新型、領軍型企業(yè),才能在產業(yè)競爭的跑道上始終處于領先水平。雖然襄陽在中國屬于新能源汽車發(fā)展較快的城市,但是技術發(fā)展還處于起步階段。今后,襄陽市還需要發(fā)展自己的專利和專業(yè)技術,重中之重是要有自己獨特設立的新能源品牌。再次,發(fā)展新能源汽車是必然趨勢,襄陽作為全國25個新能源汽車示范運營的試點城市之一,有雄厚的新能源汽車產業(yè)基礎。襄陽南車電機技術有限公司和襄陽宇清傳動科技有限公司在我國電機領域比較有特點,但規(guī)模較小,政府和企業(yè)應當共同把發(fā)展汽車電氣化這項工作做好,政府引導并通過政策支持企業(yè),研發(fā)出具有各自特色的產品,以此提升企業(yè)規(guī)模。最后,根據(jù)襄陽市新能源汽車產業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和產業(yè)未來發(fā)展前景分析預測,襄陽市新能源汽車產業(yè)對各類相關的高端人才將有持續(xù)的大量需求,但從目前情況來看,襄陽市新能源汽車產業(yè)在滿足上述人才需求方面還面臨著不少問題。為了解決這一突出矛盾,需要著力解決問題。依據(jù)襄陽市新能源汽車產業(yè)發(fā)展目標和人才現(xiàn)狀,制定專門的人才引進和培養(yǎng)計劃,建立系統(tǒng)的產業(yè)人力資源儲備機制。在高端專業(yè)人才的引進上,要重點引進自動化和機械專業(yè)化人才以支持電機電控和電池管理系統(tǒng)的研發(fā),引進電化學和材料專業(yè)人才支持電池研發(fā),引進汽車工程人才支持整車集成和底盤設計,引進管理型人才提高企業(yè)現(xiàn)代化管理水平??刹捎谩叭嵝匀瞬乓M”戰(zhàn)略,即對所需人才不求所有,但求所用,如實行以項目引才和以崗位引才相結合,采用任務聘用和人才租賃等方式靈活引進人才;采用技術入股、知識產權入股和股票期權等方式吸引和留住人才;建立科研院、博士后流動站、專家研討會等平臺,實現(xiàn)人才的交流與合作等。在現(xiàn)有人才隊伍的培養(yǎng)上,要為企業(yè)員工提供進一步學習和提高的機會,聘用專業(yè)教師有針對性地開展技能培訓;對有專長的工程技術人員可以政府名義授予“市人民政府授銜專家”職銜,享受政府津貼;根據(jù)企業(yè)發(fā)展需要,選派優(yōu)秀員工和襄陽學院、職業(yè)技術學院汽車專業(yè)的骨干教師到高?;虬l(fā)達國家進行深造;與省內外高校聯(lián)合,建立人才培訓基地,實現(xiàn)企業(yè)與院校的聯(lián)合培養(yǎng)。此外,兩所本地高校應加強相關專業(yè)建設,與企業(yè)聯(lián)合開展專業(yè)人才和企業(yè)員工的定向培訓,盡快培養(yǎng)一批高素質的產業(yè)大軍。
參考文獻
[1]鄭劍.低碳經(jīng)濟背景下我國節(jié)能與新能源汽車發(fā)展戰(zhàn)略與對策探析[J].現(xiàn)代企業(yè)教育.2012(11)
在社會綠色出行和低碳減排的迫切需求下,我國新能源汽車產業(yè)發(fā)展駛入快車道。2018年,北京成立國家新能源汽車技術創(chuàng)新中心。2020年11月,國務院辦公廳印發(fā)《新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》,其中第一項戰(zhàn)略任務部署就是要提高技術創(chuàng)新能力。因此,如何提升新能源汽車產業(yè)技術創(chuàng)新能力成為一個重要研究課題。通過新能源汽車產業(yè)技術創(chuàng)新價值鏈模型構建,分析影響產業(yè)技術創(chuàng)新過程的各個環(huán)節(jié),得出影響作用較大的產業(yè)技術創(chuàng)新能力,才能更好地為我國新能源汽車產業(yè)的高質量發(fā)展賦能。
一、理論基礎和文獻綜述
(一)價值鏈理論
價值鏈分析法由美國哈佛商學院MichaelE.Porter提出,成為企業(yè)進行競爭優(yōu)勢分析的有效工具。Poter教授把企業(yè)內外促成價值產生的活動分為基本活動和輔助活動。基本活動包括企業(yè)生產、銷售、進料后勤、發(fā)貨后勤、售后服務等。輔助活動包括企業(yè)基礎設施、人力資源管理、研究與開發(fā)、采購等。
(二)創(chuàng)新價值鏈理論
創(chuàng)新價值鏈是一種與產業(yè)鏈、價值鏈、技術鏈、創(chuàng)新鏈等多鏈條通過某種機理有機融合在一起運行的過程機制。其中價值鏈和創(chuàng)新鏈是最主要的兩個鏈條,價值鏈的主要運行模式是顧客—員工—顧客,創(chuàng)新鏈的主要運行模式是顧客—員工—資源。依據(jù)鄧正紅(2012)企業(yè)軟實力“金字塔”模型內在機理,價值鏈與創(chuàng)新鏈的融合,也就是正“金字塔”與倒“金字塔”的無縫對接,將顧客的價值需求轉化成員工的價值創(chuàng)新,再將員工的價值創(chuàng)新填補顧客的價值需求,如此循環(huán)反復,推動企業(yè)在持續(xù)的價值創(chuàng)新中不斷進化。
(三)創(chuàng)新價值鏈結構文獻分析
學者們分別從知識視角、生產價值視角以及價值鏈理論視角出發(fā),結合研究課題來定義創(chuàng)新價值鏈結構。HANSENMT等(2007)從知識視角出發(fā),認為創(chuàng)新價值鏈結構包括收集知識、轉化為創(chuàng)新成果和推向市場實現(xiàn)知識價值;王偉光等(2019)也從知識視角出發(fā),認為創(chuàng)新價值鏈結構包括知識生產、知識應用和知識擴散。王偉光等(2019)和于永澤(2013,2014)均從生產價值視角,將創(chuàng)新價值鏈結構分為創(chuàng)新投入、創(chuàng)新知識凝結和創(chuàng)新成果實現(xiàn)三個部分。于永澤等(2014)從價值視角出發(fā),把創(chuàng)新價值鏈結構分為產品設計和產品生產兩個過程。謝青和田志龍(2018)、王靜等(2018)從價值鏈理論出發(fā),將創(chuàng)新價值鏈結構分為研發(fā)、產業(yè)化、公共領域推廣和私人領域推廣等環(huán)節(jié)。
(四)創(chuàng)新價值鏈構建文獻分析
李新寧(2018)認為,創(chuàng)新價值鏈的理論形成邏輯是創(chuàng)新與價值鏈的有機結合。創(chuàng)新價值鏈主要有三部分:基礎要素—項目、成果,創(chuàng)新價值鏈環(huán)節(jié)包括基礎研究和應用研究;主體要素—高技術產業(yè),創(chuàng)新價值鏈環(huán)節(jié)包括產品開發(fā)、設計制造和產業(yè)化;目標要素—市場,創(chuàng)新價值鏈環(huán)節(jié)包括市場運作和售后服務。趙婉琳(2017)研究的是區(qū)域創(chuàng)新,其價值鏈模型由區(qū)域基本價值活動(研發(fā)、商業(yè)化和管理三個階段,包括基礎研究、應用研究、研發(fā)制造、產業(yè)化、市場運作和提供管理服務)和區(qū)域輔助價值活動(創(chuàng)新基礎設施投入、人力資源管理、信息資源利用和信息技術支持)構建而成。宋曉彤(2019)等基于鐘柯遠(2005)和Hansen(2007)的研究,構建了人工智能產業(yè)創(chuàng)新價值鏈。綜上所述,有學者從構建創(chuàng)新價值鏈模型出發(fā),并在此基礎上基于專利信息構建相應的產業(yè)技術創(chuàng)新能力評價指標體系,對所研究的產業(yè)技術創(chuàng)新過程進行更好的剖析,并提供能力提升策略。但是,以往相關研究中,在新能源產業(yè)領域,缺乏從專利視角利用技術創(chuàng)新價值鏈來研究該產業(yè)技術創(chuàng)新能力的文獻和著作。本文作為研究新能源汽車產業(yè)技術創(chuàng)新能力評價和提升策略的第一步,構建新能源汽車產業(yè)技術創(chuàng)新價值鏈模型。在后續(xù)研究中,將在此基礎上構建新能源汽車產業(yè)技術創(chuàng)新能力評價指標體系,以對新能源汽車技術創(chuàng)新過程進行更好的認識與評價。
二、新能源汽車產業(yè)技術創(chuàng)新價值鏈模型構建原則
第一,系統(tǒng)性和科學性原則。模型構建必須從新能源產業(yè)的各種角度和層次去研究技術創(chuàng)新和價值創(chuàng)造過程的規(guī)律,從而得出全面正確的結論,科學地指導管理實踐活動。第二,關聯(lián)性原則。價值鏈各個環(huán)節(jié)的關聯(lián)程度關系著創(chuàng)新價值鏈的業(yè)務延伸和戰(zhàn)略布局,新能源汽車產業(yè)創(chuàng)新價值鏈上的所有專利成果,于各個產業(yè)而言,相輔相成,相互促進。第三,創(chuàng)新原則??茖W技術日新月異,技術創(chuàng)新能力成為產業(yè)進一步發(fā)展的關鍵。第四,用戶需求原則。對新能源汽車產業(yè)進行實際調研,了解市場用戶需求現(xiàn)狀,發(fā)掘具有巨大需求潛力的價值鏈環(huán)節(jié),加大對該環(huán)節(jié)的人力物力財力支持,才能更加高效地增加整體經(jīng)濟收益。第五,適應原則。各省在進行價值鏈創(chuàng)新時,應當考慮到當?shù)氐默F(xiàn)實情況,比如基礎設施建設、公共服務情況、經(jīng)濟生活水平等,做到因地制宜和適應市場變化,實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展。
三、新能源汽車產業(yè)技術創(chuàng)新價值鏈模型構建
新能源汽車產業(yè)技術創(chuàng)新價值鏈模型如圖1所示。新能源汽車產業(yè)技術創(chuàng)新過程分為基本活動和輔助活動兩大類。新能源汽車產業(yè)技術創(chuàng)新基本活動可劃分為研究研發(fā)、商業(yè)化和服務等。具體包括基礎研究、應用研究、產品開發(fā)、生產制造、產業(yè)化、市場運作(包括公共領域和私人領域)、售后服務等過程。新能源汽車產業(yè)技術創(chuàng)新輔助活動可劃分為創(chuàng)新基礎設施、人力資源管理、信息資源管理、信息技術支持等。
(一)新能源汽車產業(yè)技術創(chuàng)新價值鏈之基本活動
1.基礎研究。是指通過實驗或理論分析得出基本原理,它不以任何專門應用或使用為目的,成果的主要形式是科學論文和著作,可以反映知識的原始創(chuàng)新能力。于新能源汽車產業(yè)而言,應為研究人員創(chuàng)造良好的研究環(huán)境,促使其成果的產生?;A研究有助于強化國家戰(zhàn)略科技力量。2.應用研究。是一種創(chuàng)造性研究,以特定實際為目的,成果的主要形式是科學論文、專著或專利。要提高新能源汽車產業(yè)的技術創(chuàng)新能力,需要國家加強對科研院所和高校等研究機構所承擔科研項目的制度和資金支持,使這些研究機構高質量高效率產出成果,為產業(yè)發(fā)展增速。3.產品研發(fā)。是指以基礎和應用研究為基礎,以已有資源和技術為支撐,將知識轉化為新產品的核心研究活動。結合政產學研,新能源汽車企業(yè)及其利益相關者作為產品研發(fā)主體,加大技術成果轉化力度,結合市場需求進行研發(fā),為新能源汽車產業(yè)的發(fā)展賦能。4.生產制造。是一種系統(tǒng)性的物化過程。生產制造企業(yè)為實現(xiàn)預定目標,通過整合生產的各種相關資源,將前端產品概念設計物化為產品。于新能源汽車而言,高質高效的生產制造可以為行業(yè)提供充足的發(fā)展基礎。5.產業(yè)化。是指同一屬性的企業(yè)或組織根據(jù)市場需求情況集合成社會承認的產業(yè)規(guī)模,通過專業(yè)管理實現(xiàn)產品系列化和品牌化的過程。于新能源汽車產業(yè)而言,涉及新能源汽車創(chuàng)新過程的企業(yè)集合在一起,形成新能源汽車產業(yè),以期更好地發(fā)揮產品價值,促進國家、社會、企業(yè)和個人的高質量發(fā)展。6.市場運作。是指一種調節(jié)市場經(jīng)濟運行的行為。運作方式包括調整市場價格和市場供求關系,以及協(xié)調市場主體之間的利益關系。新能源汽車產業(yè)的市場運作包括公共領域的運作和私人領域的運作。通過市場運作對創(chuàng)新主體之間的利益分配進行調整,以期更好地進行技術創(chuàng)新分工,提高我國新能源汽車產業(yè)技術創(chuàng)新能力,達到更高的經(jīng)濟效益,為我國經(jīng)濟增長提供支撐力量。7.售后服務。是指市場中的賣方把產品、技術、服務銷售給買方后,賣方為買方提供的一系列服務。售后服務的目的是擴大買方市場。新能源產業(yè)涉及交通、人身安全、環(huán)境質量、社會生活質量等問題,所以高質量的售后服務可以使買方獲得高滿意度,有助于新能源汽車產業(yè)持續(xù)性和穩(wěn)定性發(fā)展。
2010年,我國汽車產銷分別完成1826.47萬輛和1806.19萬輛,同比分別增長32.44%和32.37%,成為世界第一,在金融和經(jīng)濟危機的影響下,各國汽車產業(yè)出現(xiàn)萎縮,唯有中國市場一枝獨秀。
2011年,汽車產銷分別為1841萬輛和1850萬輛,同比增長0.84%和2.45%,2012年盡管各方面預測有可能增幅在5%~15%之間,但低增長預測是目前的主流,因此2012年銷售有可能達到1850萬~1900萬輛,新車銷售仍然可達到世界第一的水平。
傳統(tǒng)汽車隨著擁有量的增長,帶來了環(huán)境污染、氣候變化、能源短缺等問題。就原材料而言,目前全世界鋼材產量約15%、鋁產量約25%、橡膠產量約50%、塑料產量約10%以及石油產量的30%以上都用于汽車產業(yè)。
世界能源主要取自于化石能源(石油、天然氣與煤炭),2020年全球能源需求量將達到128.89億噸當量,2025年達到136.50億噸當量,平均年增率為2%,到2003年底,全球剩余的石油已探明的可開采量為1565.8億噸,估計到2040年,最多到2050年就會用完,天然氣可用到2090年,煤炭的情況稍好些。
巨大市場需求導致了嚴峻的能源環(huán)境,發(fā)展節(jié)能環(huán)保汽車,實現(xiàn)能源轉型勢在必行。新能源汽車應具有燃料效率利用率高、低排放或零排放等特點。
新能源包括太陽能、氫能、核能、化學能、生物質能、風能、地熱能、海洋能等,新能源汽車是指除汽油、柴油發(fā)動機之外所有其它能源的汽車。包括電動汽車(圖1)、液化石油氣汽車(LPG車,圖2)和天然氣汽車(CNG車,圖3)等。新能源汽車應具有燃料利用率高、低排放或零排放等特點。
二、電動汽車概述
1 電動汽車的分類
電動汽車是指全部或部分用電能驅動電動機作為動力系統(tǒng)的汽車,其驅動電力有蓄電池、燃料電池、太陽能電池等,按驅動電力可分三類。
(1)純電動汽車(蓄電池電動汽車),如圖4所示。
(2)混合動力電動汽車,如圖5所示。
(3)燃料電池汽車,如圖6所示。
2 不同種類電動汽車的特點(見下表)
三、電動汽車技術綜述
目前,電動汽車技術正向著節(jié)能、環(huán)保、安全、舒適和可靠的趨勢發(fā)展,在“2011電動汽車及充電裝置、儲能技術大會”上,《我國電動汽車充電設施發(fā)展研究報告》受到業(yè)內熱議,作為指導中國電動汽車充電設施發(fā)展的一份重量級文件,該報告將成為電動汽車相關規(guī)劃的重要基礎和支撐。中電聯(lián)專職副理事長、報告課題組組長魏昭峰介紹,當前我國電動汽車已經(jīng)形成了三縱(燃料電池汽車、混合動力汽車、純電動汽車)、三橫(多能源動力總成控制、驅動電機、動力蓄電池)的研局(如圖7),并進行了大量示范運行。
1 世界電動汽車專利
世界電動汽車申請比例超過1%的國外公司共有11個,如圖8所示。
2 世界電動汽車專利的技術熱點
世界電動汽車專利涉及的技術領域共有7083個,專利數(shù)量超過5000項的技術領域共有11個,如圖9所示。
3 我國電動汽車專利
我國電動汽車專利共有專利105件,其中發(fā)明專利51件,有7家為企業(yè),2所為大學,如圖10所示。
四、電動汽車的電子技術
1 整車控制技術
整車控制系統(tǒng)是由整車控制器(ECU)、通信系統(tǒng)、部件控制器以及駕駛員操縱系統(tǒng)構成的,根據(jù)駕駛員的操作和當前的整車和部件的工作狀況,在保證安全性和動力性要求的前提下,選擇優(yōu)化工作模式和能量分配比例,以達到最佳的燃料經(jīng)濟性和排放指標。
2 電池技術
(1)根據(jù)設計目標、行駛工況的不同來選配電池,要考慮:①電池的峰值功率要大,能短時大功率充放電;②循環(huán)壽命要長;③電池的SOC(state of capacity,電池殘留容量狀態(tài))應盡可能保持在50%~85%的范圍內;④需要配備電池管理系統(tǒng)和熱管理系統(tǒng)。
(2)插電式混合動力汽車PHEV在電池的選擇上還要兼顧純電動和混合動力兩種模式。在城市里以純電動汽車模式的行駛,在高速公路上以混合動力汽車模式的行駛(電池電量也在消耗)。
3 電機及驅動系統(tǒng)
電動車輛對電機性能要求如下:①功率、轉矩和轉速應滿足電動車輛動力性能的要求并保持高效率;②承受2~4倍的過載,實現(xiàn)四象限的運轉,高效率地回收電動車輛在制動時反饋的能量;③電動機的工作電壓高,轉速高;④良好的可靠性、耐溫和耐潮濕,可以在惡劣的環(huán)境條件下長時期的運轉。
五、目前電動汽車擬解決的技術難點
1 電動汽車能量流測試及其評價技術,包括對車輛驅動能量的消耗、輔助系統(tǒng)能量的消耗、車輛制動回收的能量;對于混合動力汽車來說,還包括燃油消耗、發(fā)電量及電池的充電能量等的測試與分析方法。
中圖分類號 F4 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708(2016)172-0194-02
當下,我國汽車保有量增長快速,一方面導致對石油的需求量大幅增長,自上世紀以來我國石油進口依存度迅速上升,1993年尚處于原油凈出口國,1995年石油進口依存度則變?yōu)?.3%,2007年達到49%[ 1 ],2015年我國石油進口量超越美國,達到740萬桶/日,成為世界上最大的石油進口國[ 2 ]。另一方面汽車在生產和使用的過程中加重了環(huán)境污染,危及了人類的日常生活。2013年我國只有約1%的城市空氣質量符合世界衛(wèi)生組織的標準,2014年國家減災辦、民政部于正式將霧霾天氣列為自然災情,2015年我國東北部、華北中南部、黃淮及陜西北部等地陸續(xù)出現(xiàn)重度污染天氣。因此迫于資源、環(huán)境的雙重壓力,開發(fā)節(jié)能環(huán)保的新能源汽車已成為我國汽車產業(yè)的必然選擇。按照動力提供方式的不同,新能源汽車主要可分為充電式電動汽車、燃料電池汽車、燃氣汽車、生物燃料汽車等類別分述如下。
1 新能源汽車的分類
1.1 充電式電動汽車
充電式電動汽車以蓄電池為動力源,通過電機驅動,提供動力。這種汽車具有結構簡單、噪聲小、排放少、能量轉換效率高、適用范圍廣等等優(yōu)點。但其缺點也較多,比如過分依賴充電設施,充電時間長,續(xù)駛里程短,電池壽命短、制造成本較高等,因而在商業(yè)化的過程中困難重重。目前,研制經(jīng)濟的、持久的、高效的電池是充電式電動汽車發(fā)展的關鍵性問題,經(jīng)過20多年的研究發(fā)展,目前已開發(fā)出多種適用性較強的蓄電池,如早期的鉛酸電池、在混動汽車中采用的鎳氫電池以及在當前及以后有著極大發(fā)展空間的鋰離子電池等等。鋰的原子序數(shù)為3,是最輕的堿金屬元素,其化學特性十分活潑,易形成電荷密度很大的氦型離子結構。鋰離子電池的儲能能力是在電動自行車上廣為應用的鉛酸電池的3倍,其在地殼中的蘊藏量第27位,可利用資源較豐富,因此有很大的發(fā)展前景。
以目前應用最為廣泛的磷酸鐵鋰電池為例,鋰離子電池的工作原理如下:整個電池以含鋰的磷酸鐵鋰作為正極材料,負極為碳素材料(常用石墨)。兩極之間為聚合物隔膜,一方面可分隔正負極,另一方面也是鋰離子在正負極往返的通道所在。當對電池充電時,正極發(fā)生脫嵌,形成的鋰離子在電解液的幫助下,通過隔膜,進入負極碳層的微孔中,同時正極產生的電子也會通過外電路向負極遷移。放電時,鋰離子從負極碳層中脫嵌,又嵌回正極。
目前,歐洲、美國、日本等主要發(fā)達國家均斥巨資進行鋰電池技術的研發(fā),在中國由于國家新能源產業(yè)政策的推動鋰離子電池制造業(yè)也得到了篷勃發(fā)展,各種鋰離子電池技術不斷涌現(xiàn),生產商業(yè)化電動汽車用鋰離子電池的企業(yè)更是達到300家之多,但是鋰離子電池的核心材料比如正負極材料、電池隔膜以及電解液卻“技不如人”,過度依賴進口,因而生產成本難以下降,目前其價格3倍于鉛酸電池,因此,產品難以規(guī)?;a。近幾年來,我國鋰離子電池核心技術取得巨大突破,所有關鍵性材料均初步實現(xiàn)了自動生產,生產成本降幅較大,不少產品價格僅為剛面市的1/3左右,這與鉛酸電池相比,已形成明顯的性價比優(yōu)勢。鋰離子電池成本的下降,使得充電式電動汽車的商業(yè)化規(guī)?;a不再是一句空話。
1.2 燃料電池汽車
在諸多的新能源汽車中,燃料電池汽車目前被公認為是21世紀最核心的技術之一,可以說它對汽車工業(yè)發(fā)展的重要性,不亞于微處理器之于計算機業(yè)。燃料電池汽車直接將燃料的化學能轉化為電能,中間不經(jīng)過燃燒過程,不受卡諾循環(huán)的限制,能量利用率高達45%~70%,而火力發(fā)電和核電的效率大約在30%~40%;燃料電池汽車最終排放物為H2O,幾乎不排放氮氧化物和硫化物,CO2排放量遠低于汽油的排放量(約其1/6)。
整車的核心部件燃料電池并不需要充放電的操作,在一定程度上它很類似于汽油汽車,直接將燃料(常用H2、甲醇等等小分子燃料)注入貯存箱,即可獲得動力。根據(jù)所用電解質類型的不同分為五個大類,分別為熔融碳酸鹽燃料電池、聚合物電解質燃料電池、堿性燃料電池、磷酸鹽燃料電池和固體氧化物燃料電池。目前在汽車工業(yè)中應用的多為聚合物電解質燃料電池,它以荷電的薄膜狀高分子聚合物作為電解質,以離子交換的形式選擇性地傳導離子(H+,OH-),達到導電的目的[3]。工作時與直流電源相當,陽極作為電池負極,燃料在陽極發(fā)生氧化反應;陰極作為電池正極,氧化劑在陰極發(fā)生還原反應;反應生成的離子通過隔膜在電池內遷移,而電子則通過外電路對外做功輸出電能,整個體系形成回路。
燃料電池但其在商業(yè)化的過程中仍存在著一些困難與瓶頸急需解決,比如由于采用貴金屬催化劑鉑及造價高昂的全氟磺酸膜,因此生產成本極高;再如由于工作環(huán)境多為酸堿性較強的溶液,對部分元件具有一定的腐蝕性,因而耐久性較差。目前隨著非鉑催化劑及無氟耐久性膜材料研發(fā)的成功,生產成本呈下降趨勢,燃料電池汽車的市場普及率逐年上升。雖然以家用小汽車的形式進入普通家庭尚有一段時間,但燃料電池大巴已經(jīng)完全可以產業(yè)化。目前,國外生產一輛燃料電池大巴造價約在400萬元左右,若引入其核心部件及技術,采用國內人工生產,采用國內輔件及包裝,可將其成本降至100萬元左右,這一價格已與傳統(tǒng)大巴接近,如果我國能搶占先機,與行業(yè)內先進的外企緊密合作,加快研發(fā)核心技術,假以時日,燃料電池大巴完全可能成為我國經(jīng)濟綠色增長的支柱產業(yè)。
1.3 燃氣汽車
燃氣汽車是以液化石油氣、壓縮天然氣及氫氣為燃料的氣體燃料汽車。目前市場供應以天然氣為主要燃料。與常規(guī)燃油汽車相比,燃氣汽車的排放污染很小,鉛,CO排放量減少90%左右,碳氫化合物排放減少60%以上,氮氧化合物排放減少35%以上,且尾氣中無硫化物和鉛,因此它是一種較為實用的低排放汽車。此外這種汽車能大幅度降低使用成本,一方面由于目前天然氣的價格低于汽油及柴油,營運過程中能使燃料費用下降50%左右;另一方面由于發(fā)動機采用天然氣做功,運行平穩(wěn)、無積碳,發(fā)動機壽命長、也無需頻繁更換火花塞及機油,維修費用亦可下降50%以上。但它也有不少缺點,比如由于存有大量高壓系統(tǒng)使用的零部件,安全系數(shù)及密封性要求高;天然氣汽車動力性比常規(guī)燃油下降約5%~15%;受到能源不可再生的約束限制;燃氣缸占地面積大等。
天然氣汽車工作時,高壓天然氣經(jīng)過減壓調節(jié)器減壓后送到混合器中,與凈化后的空氣混合后,利用傳感器、動力閥和計算機調節(jié)混合氣的空燃比,以使燃燒更加充分,再經(jīng)化油器通道進入發(fā)動機氣缸燃燒做功。我國于1988年正式推行燃氣汽車,多采用氣/油混動改裝的形式,并于同年建造了第一座加氣站。發(fā)展迄今,我國已經(jīng)加氣站近千座,改造汽車數(shù)十萬輛。中國從對燃氣汽車的推廣力度仍逐年上升,各大城市均有部署,可見目前以氣代油,是最切實可行的一條新能源汽車之路。
1.4 生物燃料汽車
生物燃料汽車的創(chuàng)新之處在于從農林產品、工業(yè)廢棄物和生活垃圾中提取燃料,比如從玉米出發(fā)制備的汽車用乙醇燃料,利用回收食用油為源料獲得的生物柴油等等。生物燃料與傳統(tǒng)的石油燃料不同,它是一種可再生能源。近年來,生物燃料汽車得到了迅速發(fā)展,美國認為生物燃替代汽油切實可行并將其列為國家重點發(fā)展項目,目前使用生物柴油燃料的汽車己經(jīng)累計運行1 600萬km;歐盟于2005年也推行法規(guī),要求成員國2010年生物柴油消費量從占交通運輸油料總消費量的2%提高到5.75%,2020年進一步提高到占20%。生物燃料汽車降低了對石油的需求,且其運行中的排放污染也大大降低,以常規(guī)燃油汽車相關數(shù)據(jù)為分母,生物燃料汽車尾氣中有毒物含量僅為10%,顆粒物約20%以下,CO和CO2排放量僅為10%,硫化物和鉛含量為0,同時,燃料燃燒較為徹底,對發(fā)動機的維護保養(yǎng)要求低[4]。
盡管生物燃料有較多的優(yōu)點,但其發(fā)展遇到難以克服的瓶頸。第一,產能有限。在生物燃料汽車推行力度最大的美國,據(jù)有關資料顯示,即便將所有玉米和大豆都拿來制造生物燃料,也僅能滿足國家柴油需求量的6%和汽油需求量的12%。而玉米和大豆首先是糧食產品,只能將其少量產品用于生產生物燃料。在我國,若能將農業(yè)副產品秸桿加以利用,則將對生物燃料汽車的推廣有很大的促進。第二,耗水量太大。生物燃料主要來源于農業(yè),每年農業(yè)消耗掉的水資源高達70%,若將其產品大量用于制造燃料,往往是得不償失的。而我國是人均水資源擁有量位于世界后列,用大量的水換回少量燃料,只能說看上去很美,實際操作性較低。第三,存在與糧爭地的問題,生物燃料的推廣已經(jīng)造成美國和墨西哥玉米價格上漲,并可能導致發(fā)展中國家糧食短缺,因此有業(yè)內人士指出使用糧食生產生物燃料是“反人類的罪行”。
2 結論
當下,我國新能源汽車產業(yè)迎來了篷勃發(fā)展的大好機遇。但由于多數(shù)新能源汽車造價過高,許多關鍵技術還未完全攻克,而且配套基建設施遠不足以支撐行業(yè)的發(fā)展,這些因素嚴重阻碣了新能源汽車行業(yè)的良性發(fā)展。從我國新能源汽車近幾年發(fā)展的態(tài)勢來看,目前還難以實現(xiàn)大規(guī)模的量產。從價格方面來看,新能源汽車的造價普遍高于傳統(tǒng)汽車,如果國家不提高購車補助,很難提高民眾對新能源汽車的購買熱情。從技術角度來看,我國的電池、燃料等相關技術的研發(fā)才剛剛起步,遠遠落后歐美等發(fā)達國家。從配套設施角度來看,我國目前的配套設施基本處于空白狀態(tài),比如很多城市未建設電動車充電站,如果不能及時充電,電動車無法前行,這給使用帶來不便。雖然在當今中國新能源汽車的推廣困難重重,但從國家對汽車工業(yè)的發(fā)展部署來看,發(fā)展新能源汽車己經(jīng)被確定為汽車工業(yè)未來的發(fā)展方向。因此,我國汽車企業(yè)和相關科研機構必須抓住機遇,在提高自身實力的同時,推動我國新能源汽車產業(yè)的迅速發(fā)展。
參考文獻
[1]國務院發(fā)展研究中心產業(yè)經(jīng)濟研究部,等.中國汽車產業(yè)發(fā)展報告(2009)[M].北京:社會科學文獻出版社,2009.
【分類號】:TG333.7
當前,環(huán)境和能源問題成為各國不得不面對的嚴峻問題,隨著工業(yè)的高速發(fā)展,人類社會對化石燃料的依賴程度越來越高,進而出現(xiàn)了嚴重的環(huán)境破壞問題,如我國華北地區(qū)出現(xiàn)了嚴重的霧霾天氣、全球氣候變暖、城市熱島效應等?;剂鲜强刹辉偕茉?,據(jù)科學家預測,其可開采和利用的空間越來越少,預計現(xiàn)有的資源可供人類使用50年,故石化能源的枯竭是人類必須面對的重大考驗。
1.熱電轉換技術的原理和優(yōu)勢
熱電轉換技術并非新的理論和技術,早在1823年德國的物理學家Seebeck就在實驗中發(fā)現(xiàn),由2種不同的導體或導電類型不同的半導體構成的閉合回路的2個節(jié)點溫度不同時,2節(jié)點間會產生電動勢,且在回路中有電流通過,這種現(xiàn)象被稱為塞貝克效應或溫差電效應。
1.1熱電轉換技術的原理
熱電效應是電流引起的可逆熱效應和溫差引起的電效應的總稱,它包括:Seebeck(塞貝克)效應、Peltier(玻爾帖)效應、Thomson(湯姆遜)效應??捎糜跍夭畎l(fā)電的熱電材料有金屬、非氧化物半導體熱電材料、氧化物熱電材料、低維熱電材料、準晶材料等。衡量熱電材料優(yōu)劣的指標為其“優(yōu)值”Z=α?σ/λ的高低,式中α為塞貝克系數(shù),σ為電導率,λ為熱導率。
1.2熱電轉換技術的優(yōu)勢
傳統(tǒng)汽車化石燃料產生的能量只有約30%轉換為機械能來驅動汽車行駛,另外約40%以廢氣方式排放,還有30%在引擎的冷卻過程中流失,其能源利用效率較低,廢氣和引擎的冷卻均以熱能的方式散失掉。熱電轉換材料理論上可將一切熱能轉換為電能,其工作無任何機械傳動部件,不產生噪聲;不存在污染;安全可靠性高,控制靈活。有理論研究證明,若能將熱電發(fā)電技術應用于汽車上,可望節(jié)約能源20%。
2.汽車產生的廢熱轉換
2.1尾氣排放熱電轉換
燃料燃燒能量損失最多的是尾氣排放,尾氣最高溫度可達600-700℃,汽車怠速時400℃左右。熱電材料根據(jù)工作溫度不同,分為低溫(300℃以下)熱電材料、中溫(300-600℃)熱電材料、高溫(600-1000℃)熱電材料。汽車尾氣的排放溫度顯然適
合某些熱電材料的工作溫度,如適合中溫的熱電材料PbTe-SnTe、適合高溫的熱電材料SiGe、MnTe、SiRe2、CeS等。在實際應用過程中,選擇最佳的熱電材料使用于合適的溫度區(qū)域,可提高熱電轉換效率。
應用于尾氣排放的熱電轉換裝置安裝于排氣管外,一般沿著排氣管外壁鋪設。熱電材料的一面與排氣管外壁接觸,形成高溫區(qū);熱電材料的另一面需要做必要的冷卻處理,通常可采用風冷或水冷,形成低溫區(qū)。理論上,高溫區(qū)和低溫區(qū)的溫差可達500-600℃。
大眾汽車公司于2009年2月6日宣布正式開發(fā)出裝配有用于廢熱回收熱電發(fā)生器的原型汽車。在高速公路驅動條件下,從熱電發(fā)生器可產出600W電力。由熱電發(fā)生器產生的電力可提供汽車電力需求的30%,進而降低了汽車
交流發(fā)電機的負載,減少燃料消耗5%以上。
另外,BMW和DLR(德國宇航局)也開發(fā)了一種熱電發(fā)生器(TEG)系統(tǒng),最大輸出電力為200MW,已成功應用于汽車行駛超過12000。BMW與通用汽車公司將熱電發(fā)生器系統(tǒng)與汽油動力系統(tǒng)相集成,并已在汽車上試驗成功。
福特汽車公司和通用汽車公司將開發(fā)汽車熱電采暖、通風和空調(TE HVAC)系統(tǒng)。TE HVAC系統(tǒng)可替代現(xiàn)在汽車中采用R-134a制冷劑的空調,R-134a對全球變暖的潛在影響比CO2要高出1300倍。
2.2發(fā)動機體熱電轉換
與尾氣排放熱電轉換類似,發(fā)動機體的熱電轉換在理論上也是可行的。發(fā)動機工作時,最高燃燒溫度可能高達2500℃,即使在怠速或中等轉速下,燃燒室的平均溫度也在1000℃以上。可見,發(fā)動機體不經(jīng)冷卻降溫前的溫度大大高于排氣溫度,由此可獲得更大的溫差,熱電材料內電子運動更加劇烈,產生較大的電勢能。但就目前的研究水平來講,熱電材料在發(fā)動機體上的應用還沒有實現(xiàn)技術難題的突破。如發(fā)動機缸體、缸蓋由金屬材料整體鑄造,在保證發(fā)動機整體的強度要求下,無法在缸體或缸蓋內預留更多的空間安裝熱電材料,且熱電材料線束無法合理布置;另外,直接接觸燃燒的區(qū)域,如燃燒室內壁、缸套內壁,這些材料需要具有耐高溫、耐磨特性,熱脹冷縮特性也要求合理,因此,目前的熱電材料無法滿足以上要求,不能在發(fā)動機體上得到實際應用。
3.結束語
熱電轉換技術在新能源汽車上的應用具有廣泛的應用前景。從研究結果看,目前設計結構的溫差不高,熱電偶數(shù)量較少,存在著效率低下、成本偏高、結構不夠緊湊等問題。在熱電材料研究取得突破之前,采用強化熱電直接轉換技術,開發(fā)出大功率、高性能、高經(jīng)濟性的轉換器件和轉換系統(tǒng),將是當前研究的重點。
參考文獻
1 錢伯章.新能源汽車與新型蓄能電池及熱電轉換技術.北京:科學出版社.2010,08