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[关键词]破坏性创新;新能源汽车;创新政策
[中图分类号]F062.9[文献标识码] [文章编号]1673-0461(2014)08-0079-08
一、绪 论
1. 技术和需求之间的相互作用:破坏性创新的动力
根据Christensen(2004)的观点,破坏性创新产生的原因正是由于技术进步的滞后与消费者需要的产品性能之间的矛盾,即技术进步的轨迹与消费者所能利用的产品性能的轨迹之间的不一致。同样,破坏性创新作为创新的一种,其发展的动力也离不开技术和需求之间的互动。“破坏”描述的是创新成果对市场的影响,而这种影响必须通过产品性能的改进作为中介,其背后是产品性能能够满足消费者的需求。对于消费者而言,对产品和服务的购买并非是购买了技术本身,而是购买了技术所能给消费者带来的改变。因此,消费者付出的成本与产品能给消费者带来的改变之间的关系就是产品的性价比。
2. 支持创新的政策工具
直接研究政策促进破坏性创新的文献目前较为少见,而促进产业创新水平提高的政策支持的有关研究层出不穷。Rothwell和Zegvold(1985)从政策工具的角度,将创新政策分为供给型政策工具、环境型政策工具和需求型政策工具。张雅娴、苏竣(2001)采用Rothwell的分析方法,对我国政府激励软件和微电子产业发展的政策进行了政策工具的适用性分析,并指出由于政策工具的使用不合理,抑制了政策的总体实效。在其基础上,赵筱媛、苏竣(2005)从政策工具的视角,结合科技活动特点和科技政策作用领域等因素,构建了公共科技政策分析的三维立体框架,其中X维度是其基本政策工具维度。施丽萍(2011)对这一基本政策工具维度进行了修正(见表1)。
二、我国新能源汽车产业破坏性创新的条件与障碍
1. 我国新能源汽车产业政策概况
回顾我国新能源汽车产业政策,根据政策密度,可明显地划分为两个阶段。2009年以前,新能源汽车产业发展以政府主导、科研院所完成研究任务为主要特征,企业的创新主体地位未能确立。2009年后,产业政策密集出台,产业发展思路日益明确,政策支持力度迅速加大。
1999年全国“清洁汽车行动”以降低汽车排放污染、净化空气为目标,标志着我国从政策层面开始重视新能源汽车产业的发展。“十五”期间,我国提出新能源汽车“三纵三横”的开发格局:“三纵”指混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车三种不同的技术路线;“三横”指多能源动力总成控制系统、电机及其控制系统和电池及其管理系统的关键技术。
国际金融危机以来,我国对新能源汽车产业的政策支持力度迅速增大,新能源汽车的产业地位被提高到国家战略的高度。和2009年以前相比,这一时期我国新能源汽车产业支持政策具有几个显著的特点。一是政策密度大,对产业构成重大影响的规划、补贴、市场培育等政策在短时间内连续出台;二是思路日益清晰,从混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车三种不同技术路线共同发展到将纯电驱动作为主要战略取向,政策指向更加聚焦;三是演进过程加速,对原有政策调整补充的反应时间缩短。本文根据公开资料对2009年至2014年4月关涉新能源汽车产业的所有全国性政策文本进行了搜集整理,按时间顺序排列如下(见表2)。
2. 我国新能源汽车产业开展破坏性创新的有利条件
(1)巨大的潜在市场需求与技术潜力之间的互动。中国是目前全球最大的汽车市场。根据中国汽车工业协会的统计,2013年,我国汽车产销2 211.68万辆和2 198.41万辆,已连续五年蝉联世界第一。由于经济社会的稳定发展,这一产销数据有较大可能被不断刷新提高。汽车产业的巨大市场背后是新能源汽车产业的巨大潜在需求。另外,经过数十年的积累,我国汽车制造业已积淀了一定的技术基础,加上新能源汽车领域近二十年的探索,目前我国新能源汽车产业具有较大的技术潜力,在动力电池和电机领域技术水平已有较大的发展。这种巨大的潜在市场需求与技术潜力之间的互动构成了我国新能源汽车产业开展破坏性创新的最关键有利因素。
(2)相对完整的产业链为产业价值链重新整合提供的便利。新能源汽车产业关联产业多、产业链条较为复杂。我国有较为齐全的工业体系,具体到新能源汽车领域,上游原材料、关键零部件、整车制造、售后及增值服务企业等产业链环节均有布局,这为产业价值链的重新整合提供了较大可能。产业价值链的重整能为企业价值链的重构带来便利,而这恰是商业模式破坏性创新的重要获得途径。
(3)政府的积极态度及其对产业发展的深刻影响。在我国,政府行为对产业发展有着较为深刻的影响,通常情况下,政府的积极态度与产业发展的速度呈明显的正相关关系。我国各级政府对于新能源汽车产业的发展具有较高的积极性,出台了多项支持政策。特别是国发[2010]32号文《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,将新能源汽车产
3. 我国新能源汽车产业开展破坏性创新的主要障碍
(1)在位企业依然是市场竞争主体,特别是整车制造领域新进者极少。目前我国新能源汽车产业主要竞争主体依然是传统燃油汽车产业巨头,以传统燃油汽车产业巨头企业投资新能源汽车业务为主要表现,整车制造领域新进者极少,新进者几乎没有市场地位,而这些大企业在开展破坏性创新方面有更多的困难。像特斯拉汽车公司一� 另外,由于中国市场仍然存在广阔的传统燃油汽车市场空间,因此企业在发展新能源汽车业务时常常将其置于依附地位,形成了较强的路径依赖,使企业依然将更多的精力和资源集中于传统燃油汽车的研发与销售上,制约新能源汽车领域破坏性创新的发展。
(2)技术积累不足的同时,研发投入仍然落后于国外先进企业。我国在新能源汽车产业链的技术积累仍然不够,但与此同时,我国新能源汽车企业的研发投入仍然落后于国外先进企业。以通用汽车为例,在2001~2004年期间通用投入10亿美元用于新能源汽车的研发,该公司2009~2012年新能源汽车研发领域的预算为30亿美元;2009年道氏化学、LG等四家电池生产企业在美国密歇根州投资17亿美元用于新一代新能源汽车电池的研发。而一汽“十一五”期间在新能源汽车领域的研发投入总计才3亿元人民币;东风汽车“十二五”期间计划投入的研发经费为30亿元人民币;截止到2013年上汽集团在新能源汽车领域的研发总投入为40亿元人民币。
三、支持新能源汽车产业创新的基本政策工具视角分析
采用2009年以来,四年间出台的与新能源汽车产业发展密切相关的全部政策文本20个(见表2),根据公共科技政策分析的基本政策工具维度(见表1),本研究将20份政策文本的有关具体条款作为分析单元,进行抽取和编码。按照已经界定的类目体系,将分析单元(编码号)归属到对应的类目中。
1. 总体状况
根据对文本的梳理,2009年以来我国支持新能源汽车产业创新的政策总体上可以划分为几条主线。一是以节能与新能源汽车示范推广试点工作(编号A、E、H、I)、新能源汽车推广应用工作(编号Q、R、S、T)为主线,通过支持城市或区域先行先试、获得政策支持,意图达到“以点带面”的效果。二是以产业技术创新工程(编号O)及建立和支持专门实验室(B、J、P)为代表的政府对技术创新的直接介入。三是以准入门槛、目录管理(C、K)为代表的管制政策。四是针对消费者的直接补贴(F、L)。在这四条主线之上,是总体规划和目标设定(D、G、M、N)。
新能源汽车产业的创新,是一项关涉到科技、财税、产业发展等多方面的综合性任务,50%的政策文本由两个或两个以上部门联合。财政部牵头的政策占总数的50%,国务院在《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020)》中明确的应当作为部际协调牵头单位的工业和信息化部牵头的政策数量最少,仅1个(如图1)。这一情况意味着财政政策在新能源汽车产业有关政策工具的运用中处于强势地位,下文其他数据也佐证了这一观点。
政策类型与政策力度密切相关。层级较高的政策类型仅《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》1项,行政法规、条例、部令缺失。50%的政策以通知的形式,内容权威程度不够。新能源汽车安全性是产业发展中的焦点问题,而以上政策中仅有的关于加强节能与新能源汽车示范推广安全管理工作的一项是以各政策类型中权威程度最低的函的形式。
根据统计,20项政策涉及到40个政策工具的使用,其中供给型政策工具6个(占15%),环境型政策工具26个(占65%),需求型政策工具8个(占20%)。三种不同维度的政策工具尽管都有运用,但从数量上看相对失衡。尤其显著的是,环境型政策工具中补贴与金融支持、税收优惠两项便高达12个(占总数的30%),这从另一个侧面印证了财政手段在新能源汽车产业有关政策工具的运用中处于强势地位的观点。
2. 供给型政策工具情况
政府通过提供科技创新的相关要素直接推动和引导创新主体进行技术创新和产品研发,是重要的政策手段。目前我国尚未出台新能源汽车产业领域人力资源培养与吸引的专项政策。《关于进一步做好节能与新能源汽车示范推广试点工作的通知》要求加强节能与新能源汽车示范运行期间的监控和评价,但没有涉及有关数据共享机制。科技基础设施建设和科技资金投入上都有着力,已成立两个重要的国家地方联合工程实验室,并对有关技术创新活动进行了直接的科技资金投入。保障科技活动顺利进行的配套服务通常体现在日常的行政管理工作内,目前没有出台专门政策。供给型政策工具维度下的五种具体政策工具,目前的6个分析单元对应了除公共服务外的四种,这当中67%(共4个)集中在科技基础设施建设和科技资金投入上,人力资源培养、科技信息支持及公共服务相对薄弱。
3. 环境型政策工具情况
环境型政策工具是政府通过提供有利的政策环境对产业界施加影响,间接引导企业走创新发展之路的方式,是我国现有新能源汽车产业创新的政策支持中最重要的部分,在数量上占比达65%。26个环境型政策工具中,涉及到财政税收的(补贴与金融支持9个、税收优惠3个)12个,几乎占环境型政策工具的一半;法规管制9个,目标规划5个,知识产权保护无。环境型政策工具维度内数量失衡。
目标规划政策工具方面,我国已形成总纲(《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》)、产业专门规划(《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020)》)、产业科技发展专项规划(《电动汽车科技发展“十二五”专项规划》)三位一体的相对完备的体系,对总体目标、市场空间、技术发展都作出了明确规划。
补贴与金融支持,包括贷款、补贴、担保、出口信贷、风险投资等方面。而在现有9个政策工具中,8个是补贴方案,仅有的1个笼统地提出了强化金融支持方面的要求,没有实施细则和具体方案。央行、银监会、证监会、保监会也没有出台专门支持新能源汽车产业发展的政策。由此可见,现有政策对补贴与金融支持的运用过于倚重直接财政补贴。
法规管制所涉及的内容可以分为三个方面。一是对行业准入、标准体系等强制要求;二是对技术路线的统一规定;三是为营造公平竞争环境作出的努力。法规管制政策工具在全部40个政策工具中占比也达到了22.5%,对管制政策的偏好程度也较高。另外,知识产权保护方面的政策完全空白。
4. 需求型政策工具情况
需求型政策工具指政府通过优先采购自主创新产品、贸易管制等措施减少技术创新过程中的不确定性,稳定新技术和新产品市场,以保证科技成果产业化的顺利进行。我国现有的8个需求型政策工具中,公共技术采购占5个。既包括政府直接采购,也包括政府协调其他采购主体进行的采购。另外,关于充电设施的归类,由于其建设目的是为了减少科技成果产业化中的障碍,由政府出资或政府协调资金进行建设,因此被归类到公共技术采购中。
产业技术创新工程明确将企业作为新能源汽车的创新主体,将科技研发任务外包给非政府组织(主要是企业组织)进行。鼓励引进国外先进的新能源汽车产业技术,支持国内企业进军国际市场等,需求型政策工具的各个方面均有涉及,但仍以公共技术采购为主要手段。
5. 分析结论
通过对政策文本进行内容分析,本文认为,我国已经初步形成了支持我国新能源汽车产业创新的政策体系,组合运用了供给型、环境型、需求型政策工具,但现行政策体系还不够完善,突出表现在各层面政策工具应用存在过滥或缺失。
(1)政策类型层次不够完整,权威政策类型相对缺乏。从政策文本类型看,除国家权力机关制定的法律、国家行政机关制定的条例外,根据《国家行政机关公文处理办法》规定,还包括命令(令)、议案、决定、公告、通告、通知、批复、函、会议纪要等类型,这些不同层次的政策类型共同构成一个完整的政策体系。不同的政策类型之间存在效力差别,法律处在各政策类型的顶端。我国目前没有新能源汽车领域相关的法律和行政条例,《可再生能源法》和《节约能源法》对有关内容有所涉及,但针对性不强。大部分政策类型为国务院部委的通知,部令数量都为零。整体上看,支持我国新能源汽车产业创新的政策层次较低,权威政策类型相对缺乏。
(2)环境型政策工具、尤其是财政补贴政策应用占比过大。前文研究已经表明,三种政策工具维度中环境型政策工具的数量独占近2/3;在全部14种政策工具中仅财政补贴一种就占比22.5%。一方面体现了国家财政预算角度对新能源汽车产业的重视和支持;另一方面也提示了非金融财税政策滥用的风险。在公共科技政策分析的基本政策工具维度理论中,补贴与金融支持政策工具是应当包括财政补贴和金融支持两个方面内容的政策手段,贷款、担保、出口信贷、风险投资的作用不能片面地被直接补贴取代。
(3)部分政策工具的应用存在不同程度的缺失。现有政策中,涉及加强公共服务和知识产权保护的内容完全空白;关于人力资源培养内容较为笼统;科技信息支持的内容不够完善。加强公共服务、人力资源培养和科技信息支持三项政策工具是产业创新的基础性政策,没有良好的公共服务环境、高素质的人力资源队伍和有效的科技信息支持就很难有新能源汽车产业的健康可持续发展;而知识产权保护直接关乎科技创新的积极性,同时也是我国各个高新技术产业在国际贸易竞争中面临的共性压力。这部分政策工具直接针对我国新能源汽车产业的基础性或焦点问题,但在现有政策体系中却相对缺失。
四、案例分析:特斯拉汽车成功的启示
1. 仅仅技术突破或商业变革都不能有说服力地解释特斯拉汽车成功的原因
特斯拉汽车的成功是其在技术和商业模式两个层面进行破坏性创新的结果。特斯拉汽车真正解决了其他纯电动汽车产品和传统燃油汽车竞争时在续航里程、百公里加速、操控性等方面的短板;商业模式的破坏性创新则保障了其产品能迅速打开销路,并实现公司财务的健康。仅仅从产品的角度,性能水平能与特斯拉现有车型正面竞争的纯电动车并不是没有,但从市场的角度,像特斯拉这样能严苛地控制成本并准确地找到目标客户的产品暂时还没有出现。
2. 特斯拉汽车十分典型地符合破坏性创新的特征
特斯拉汽车公司产品的切入路径,恰恰是回避传统燃油汽车市场数目庞大的中端利基客户,开拓的是注重身份、环保和高性能的新的客户群体;而特斯拉汽车以操作简便、设计人性化著称,没有在从传统燃油汽车向纯电动汽车转换的过程中添加任何使用上的不便,反而优化了用户体验;企业也将最终对主流市场现有传统燃油汽车的彻底替代作为远景。特斯拉汽车技术层面破坏性创新,是针对目前客户需求不能被满足的部分,是技术与需求互动的结果;而商业模式破坏性创新的形成,也是特斯拉通过顾客价值创新寻找新的利润来源;对企业价值链进行整合或拆分,使成本结构发生变动的结果。
3. 非财税的金融政策支持在特斯拉汽车的成功中起到十分重要的作用
非财税的金融支持在特斯拉汽车公司发展中起到关键作用。2009年,美国政府决定向特斯拉汽车公司提供一笔低息贷款,用于担负特斯拉S电动车的工程和研发成本。特斯拉汽车公司首席执行官Musk曾在多个场合表示,获得这笔贷款的时机正是公司深受金融危机的不良影响、财务上陷入艰难的时段,美国能源部的这笔贷款对于特斯拉汽车公司的成功脱险具有十分重要的作用。目前,这笔款项已开始被偿还,且计划偿还完毕的时间比原定提早五年。
4.“需求拉动”成为特斯拉汽车诞生的最根本因素
在市场经济条件下,“需求拉动”的作用比“供给推动”来得更直接、更有效,被普遍认为是影响技术创新方向和速度的重要工具,破坏性创新的动力恰恰是技术和需求之间的相互作用。一方面,美国通过补贴和碳交易扩大市场需求,对市场需求进行正向的强烈刺激;另一方面,通过强制政策实现传统燃油汽车被替代,对市场需求进行逆向的强烈刺激。早在2009年,加州空气资源管理局就通过了一项较为激进的计划,要求到2050年,全州销售的所有汽车都必须是零排放汽车;同时,加州政府据此对汽车厂商下达了州内传统燃油汽车和新能源汽车销售的配比任务;另外,加州已经开始对部分行业征收碳排放税,汽车也将在不久后被纳入课税范围,特斯拉汽车公司成为了这一系列举措的最大受益者之一;加州是全美国环境政策最为严苛的州,油价高企、管制严格,减排目标十分明确,使用传统燃油汽车受到政策的挤压,这极大地刺激了新能源汽车的需求,从而激发了市场的创新活力。
五、结论与政策建议
前文已在公共科技政策分析的基本政策工具视角下对我国现有新能源汽车产业的有关政策进行了分析,并得出了分析结论。在这一分析结论的启发下,针对我国新能源汽车产业破坏性创新的环境,通过与破坏性创新成功典例特斯拉汽车的经验的比较研究,本文得出如下政策建议。
1. 建立面向破坏性创新的多层次政策支持体系
根据我国新能源汽车领域有关法律和行政法规缺位的现状,结合美国在以法律为统领的政策体系构建上的经验,应当加强我国新能源汽车产业有关专门法律法规的制定工作,将新能源汽车产业创新活动纳入法制化轨道,用更高层次、更具约束力的专门法律法规统领我国新能源汽车产业创新的政策支持体系,使其他层次政策的制定有法可依。建立面向破坏性创新的多层次政策支持体系,着眼于为破坏性创新提供良好的法治环境,使政策支持更加规范,减少在位企业形成利益集团干扰政策制定、妨碍新进企业开展破坏性创新的情况发生。同时,专门法律的制订也将增强新能源汽车产业在国民经济体系中的地位,促进形成良好的产业生态,从而使破坏性创新的产生有健康的土壤与环境。
2. 调整妨碍破坏性创新的财政补贴政策
前文研究表明,财政补贴在我国现所运用的政策工具中占据过高的比例。财政补贴通过降低新能源汽车产品的购买成本,扩大新能源汽车厂商的市场空间,对于我国新能源汽车产业的创新具有积极的作用。但片面强调财政补贴将反而带来诸多负面影响:一是造成不公平竞争,现有新能源汽车厂商(多也是传统燃油汽车厂商)能够通过依据产品发放补贴的政策获取更多的资金支持,挤压了新进入者的生存空间;二是鼓励“投机取巧”,整车销售越多、获得的补贴越多的补贴政策,可能导致新能源汽车厂商将更多的精力用于进口零部件组装整车以加速销量增长套取补贴,反而抑制了创新;三是在国际贸易中可能面临更多的争端。现有政策工具中财政补贴政策运用过滥的局面必须尽快改变。
3. 注重非财税的金融支持政策工具在破坏性创新中的作用
非财税的金融支持政策在特斯拉汽车公司的成长中起到了十分重要的作用。这种市场化的手段能有效降低政府在选择财政补贴对象时信息不对称的可能,同时也更有利于引入先进的管理方式、产业链合作伙伴等其他资源增强产业创新能力,也避免了贸易争端的风险。根据我国新能源汽车产业非财税金融支持政策工具匮乏的情况,应尽快建立起针对不同创新阶段的金融政策工具箱,形成多元化的投融资渠道,以应对企业不同发展阶段的资金需求,特别是促进融资相对困难、但又是破坏性创新主体的新兴企业的发展。
4. 尽快完成向“需求拉动型”政策思路的转变
“需求拉动”是破坏性创新形成的根本动力,也是美国之所以产生特斯拉的重要经验。应当进一步加强对政府采购政策工具的运用,发挥政府采购对企业技术创新的拉动效应。选择政府采购激励效率最高的环节――产业和产品发展周期的早期阶段进行重点支持,并根据其市场成熟度及时调整支持力度。需求拉动不能仅仅依赖财政补贴和税收减免,也应根据实际情况,下决心破除GDP至上和利益集团的桎梏,增加传统燃油汽车的使用成本,倒逼新能源汽车市场空间的扩大,从而刺激破坏性创新的产生。
5. 其他建议
以上四条建议是立足于本研究所做的工作之上,根据前文推演得出的结论。新能源汽车产业破坏性创新的政策支持是一个系统的解决方案,本文研究过程中发现、但囿于篇幅未能展开进行深入探讨的内容还包括如下三点。
(1)加强新能源汽车领域知识产权保护力度。我国目前尚未出台任何与新能源汽车领域知识产权保护有关的政策。知识产权保护力度关系到创新者的积极性,对于破坏性创新而言尤为重要。通常,破坏性创新的主体是市场的新进入者,和在位企业相比,他们没有雄厚的资金、人力、经验耗费在知识产权争端中,但相关创新成果是其赖以生存发展的核心竞争力。知识产权的保护力度关系到企业破坏性创新的积极性,较低的知识产权保护力度反而是纵容和鼓励模仿性创新、维持性创新,对破坏性创新而言具有负面效果。
(2)研究促进新能源汽车产业开拓海外市场的政策支持方案。我国目前在促进新能源汽车产业开拓海外市场的政策支持方面力度不够。既往经验表明,在手机、汽车等领域,我国企业均有通过先海外再国内、从低端向上延升从而做大做强的破坏性创新的例子,海外市场对于我国新能源汽车产业发展的重要意义不容忽视。同时,海外市场的新能源汽车领域很多仍处于空白或低竞争水平上,我国新能源汽车产业力量的及早介入有助于取得先机。
(3)加强对民众节能环保意识的宣传教育。前文多次论述到需求是破坏性创新的根本动力,而新能源汽车产业需求的扩大,民众节能环保意识是重要影响因素。总体看我国民众节能环保意识较为薄弱,低碳减排在消费者购买行为当中的影响因素占比较低。通过宣传教育政策促进全社会节能环保意识的觉醒和提高,有助于刺激我国新能源汽车产业市场需求与技术潜力之间的进一步互动,有利于我国新能源汽车产业破坏性创新成果的出现。
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【关键词】汽车;电源技术;网络技术;应用;发展
最早的汽车电源仅仅需要满足汽车的基本点火需要就可以了,但是随着汽车制造业的发展,越来越适应于更多人的需要,因此汽车的电源技术和网络技术的应用程度也得到了不断的加深。在当今汽车制造业日益严峻的竞争趋势下,谁掌握了市场需求和核心科技,谁就更具竞争力,企业只有加强科研领域的创新,将一些先进的技术应用于生产,才会让自己的产品受到更多的人的认可。总之,汽车电源电压的不断升级以及CAN、LAN、MOST三网合一技术是符合电源技术和网络技术的应用和发展方向的。
1 新型电源技术的应用与发展
1.1 汽车电源电压的发展历程
在汽车制造和产生的初期,汽车的电源仅有7V,7V的电压足以满足发动机的点火需要,但是后来汽车的发动机技术得到了发展和提高,发动机的实际功率也有了很大的提高,这就要求汽车的电源供电压要做出适当的调整,在这种背景条件下,14V的汽车电源幸运而生,从20世纪50年代以后,这种14V的汽车电压应用范围在不断的扩大,并一直应用了近半个世纪。在21世纪的今天,伴随着科学技术的日新月异以及汽车电源电压需求的增�
1.2 42V电源的应用发展分析
随着汽车电源电压的不断升高,汽车的功能性也变得比以往更强,42V电源的出现为汽车的很多功能提供了便利,在汽车中发挥了重要的作用。首先,它大大提高了汽车驱动系统的运行效率,这主要得益于曲轴―起动机―发电机系统,该系统简称为KSG,这种系统目前最适合在42V的电源电压条件下使用,长期以来,很多的汽车生产厂家都在对这种KSG系统进行开发和应用。基于42V电源条件下的KSG系统大大缩短了汽车的启动时间,同时还具有减阵作用和驱动作用,因此提高了整个车辆的驱动系统的工作效率。其次,它使得更多的电子设备的应用成为了可能,以往很多的机电控制系统、空气净化系统、高性能的定位系统和娱乐系统等都需要很高的电源电压才能正常投入使用,而这些系统同时使用仅仅供应14V电源是远远不够的,而42V电源电压的出现和应用确使得这些电子设备的应用成为了可能,在很多的高科技应用系统中扮演着重要的角色。
2 网络技术的应用发展分析
电源电压的不断升级使得汽车内部线路系统也在不断增加,电源系统的管理工作也变得更加复杂,庞大的线路系统如果缺乏科学高效的管理,无论是从汽车的成本控制还是从汽车的工作效率来看,都是具有不利影响的。基于这样一个特殊情况或是基本现实,我们应该在节省成本的基础上尽量的简化汽车内部系统线路,努力实现信息的共享以及数据的共享,在这种情况下,就要充分利用先进的计算机控制技术和信息化的网路技术,其中CAN、LAN、MOST 三网合一技术发挥了重要的作用。
CAN、LIN、MOST 三网合一技术中的CAN总线是数据传输的重要基础,CAN总线的分类很简单,主要包括低速和高速两种,二者的主要区别是其应用的范围不同,比如高速CAN主要用作要求比较高的控制模块,而低速CAN主要还是应用在车身的一些不是太重要的控制模块领域。其中的LIN是一种具备局域网功能的局部控制系统,它不仅可以有效的节约成本,还具有很强的抗干扰性,经常被应用在一些对于精度要求比较低的控制系统上,比如电动车窗控制系统、后视镜控制系统等等。MOST网络传输技术是一种基于光纤通信协议的标准控制网络,它具有极强的传输速率,还可以将很多的像音响、导航仪等的总线集成在一起,实现了信息的共享。总之,汽车电子业的基础就是网络技术的不断发展,在未来的汽车信息化控制系统发展的道路中,CAN、LIN、MOST 三网合一技术必将影响更深,作用更显著。
3 新形势下我们应该如何面对
面对我国汽车工业基础薄弱,而且分散的缺点,我国更应采取必要的措施去应对这一新的挑战。伴随着汽车电源电压的不断升级,大量的电子器件都要随之更新去适应新的电源需求,从而对我国汽车制造企业及零部件企业将造成不小的冲击。当然事物都有其两面性,机遇与挑战并存,面对这一复杂局面,如果我国汽车工业应对正确,这将是一次难得的发展机遇。我国汽车工业还处于起步、发展阶段,只要以自主研发为主,适时引进国外先进技术,合理配置人才资源,加大技术投入,我国汽车工业就有可能得到跨越式的发展。
同时国家要对此次电源升级以及所带来的相关问题给予足够的重视,比如要充分认识汽车新型电源的优点和对相关行业的影响,努力把握它们之间的契合点,力争我国汽车行业与相关配套行业同时实现质的飞跃。另外汽车电源电压的变化使得更多汽车电子设备的应用成为可能,这势必会引起能源结构的变化,所以在对汽车电源电压研究的同时,同时要多角度观察,把能源政策,技术发展纳入研究的范围,以实现电源资源的节约。整个汽车技术的发展,无论从哪一国的发展计划来看,都离不开政府的引导,也正是政府不断地创造条件与对厂商的引导,才使得这些研发企业得以顺利发展。作为汽车技术的一个重要环节―电源和网络技术的研究亦如此。所以政府在政策法规、产业政策等方面应创造有更利于汽车电源电压研究发展的环境。
4 结语
随着人们生活水平的提高以及适应人们精神需求的新需要,汽车的舒适性以及安全性才逐渐成为了人们在车辆的选择时的一个重要依据,这不得不引起更多的汽车制造企业的关注,为了满足汽车的基本供电需求,提高汽车的自动化控制系统,就必须加强新型电源技术和网络技术的技术创新,积极采取行之有效的措施去解决汽车的布线和信息共享等技术难题,从而将汽车的生产技术提升到一个新的高度。
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关键词:新能源汽车产业;可持续发展战略;传统汽车产业
中图分类号:F426.471 文献标识码:A
一、理性且快速的发展
新能源汽车产业在我国的可持续发展中离不开系统的开放性。在这里说的开放主要是产业系统在有序的基础上进行,这也是新能源汽车发展的必备基础。模式以及技术的简单相加并不是新能源汽车产业发展的全部,而需要将二者之间的替代性、流动性以及交换性全部归类至考虑的范围内,自由化与开放化是新能源汽车产业发展的动力。提倡新能源汽车发展的同时也需要对传统汽车技术加以研发,尤其在新能源汽车处于初始发展阶段时,不可过分地要求“高”与“新”,提升传统汽车的效率以及节能功效也有着同等的意义。各个国家都在推出轻型轿车以及货车的柴油化进程,柴油发动机有着较好的节油功能,因此,传统汽车的升级与改进可以提升其具体的效益。我国汽车产业除了对技术加以改进、促进传统汽车发动机技术的升级,同时还可以发展燃料电池车、混合动力车、生物燃料汽车以及纯电动车等相关新能源车。孤立与封闭会导致新能源汽车产业发展的总体趋势朝着混乱以及僵化的方向发展,所以,新能源汽车的技术储备以及技术必须具备相应的战略视野。
二、产业结构的生态化
就生态型产业结构这一理论来说,它是于20世纪末被西方国家所提出的产业生态学理论,这一理论的重要特点在于自然资源的高利用、低消耗以及废气废物的少排放,是和谐生态与高效经济的完整结合,它具备了进化型以及网络型的基本特点,能够将资源环境与产业发展的基本问题解决到位。第一,我们可以以绿色发展为基本导向来进行,这也是新能源汽车产业发展的基础支撑以及重要组成部分。要想对产业发展的基本技术给予突破以及重新规划,就需要让其具备低消耗、高效率的重要特点,这样才能使得产业序列演进的相关资源环境的具体代价降低下来。第二,需要创建减少资源型的产业体系,新能源汽车产业的行为准则以及内在要求主要为物质消耗的减量化,为此,我们可以从经济机制上着手。
三、工商企业实施可持续发展战略
新能源汽车产业的相关企业必须在其具体的发展战略上协同基本的产业发展战略,因此,企业的发展需要根据两个方面的战略作出转变:一方面,要转变其具体的经营思想,转变的方向要从与新能源汽车产业发展所背离的经营观念向新兴产业经济与环境共同成长的经营观念进行;另一方面为污染控制以及资源消耗方式的转变,在展开的过程中必须以推广应用清洁生命周期以及生产工艺当作基本内容,对管理以及技术加以完善,以资源节约型取代资源密集型的生产消耗方式。为了促进工商企业实施新能源汽车产业的发展,企业必须 在技g研究、指导思想、产品开发、发展规划、社会服务以及管理体制等各个方面来展开更加细致且深入的工作。为此,企业要加强新能源汽车企业发展的技能教育以及指导思想教育,要把产业发展战略置入企业发展的总规划与目标中去,并在企业的成本效益核算当中加入其具体价值。此外,要增加有利于新能源汽车产业发展的技术创新,将科学技术在产业发展能力建设当中无法替代的基本作用发挥出来,最终提升企业的综合效益以及社会形象。
新能源汽车产业在物质减量化当中可以让人们创建新的生活方式以及生产方式,从传统的物质化工业经济向可持续性发展的新型工业经济转变,以此解决我国当前经济发展过程当中所引发的环境污染、资源耗竭以及全球变暖等各类环境问题。
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大量新能源汽车相关从业人员的需要目前国家的新能源汽车发展的技术路线为“三纵(电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车)、三横(电控、电机、电池)、三个平台(设计制造平台、社会服务平台、政策平台)”,我国汽车行业要按照产业化规模向前推进,就需要大量能够在新能源汽车系统工程及相关领域从事设计、制造、试验、管理与维护等方面工作的复合型高素质专业人才来满足行业的多层次需求,但是目前国内先后成立的同济大学新能源汽车工程中心、西安交大-精功恒信新能源汽车工程研究中心、北京福田汽车新能源研究中心等都是以高级科研人员进行新能源汽车设计、研发为主的研究机构,并且在我国设有车辆相关专业的30多所高等本科院校中,专门培养汽车新能源系统工程方面人才的学校非常少,尤其在新能源汽车的使用维护、技术管理以及回收利用等方面更是少有涉及,而新能源汽车系统工程技术又区别于传统的内燃机汽车,因此新能源汽车系统工程相关技术人才相当紧缺。而且由于新能源汽车产业集中了新能源产业的新兴优势和汽车产业的支柱地位优势,因而美国、德国、意大利、日本等国家都加大了新能源系统工程方向的人才培养力度。从世界新能源汽车发展趋势和我国各项政策来看,未来几年这方面从业人员的就业空间很大,据中国汽车人才网2010年3月份招聘数据显示,汽车新能源相关岗位为4521个,环比增长13.2%。仅重庆长安汽车新能源公司在3月份就新增招聘节能与新能源领域相关职位28个,需求人数超过150人,而未来几年中国汽车研发人才缺口将达50万。并且近期国内很多汽车制造企业纷纷上马或组建新能源汽车项目,如北汽福田汽车、重庆长安汽车、奇瑞汽车、比亚迪等。汽车能源的多元化和汽车动力的电气化等技术变革都纷纷向节能减排靠拢,低碳、新能源与节能及相关领域的人才成为许多企业争抢的对象,其中以新能源动力工程师的需求为最多,因此新能源汽车系统工程及相关领域从事设计、制造、管理与维护的高素质人才需求很大。
二、新能源汽车工程专业方向培养方案制定
1.专业人才培养指导思想根据我国社会发展与经济的现状,本科教育应注重学生素质培养,但是也不能忽略专业人才培养的目标。具体地讲,就是既应重视学生的培养质量,又应重视人才市场的要求。我国教育行政管理部门强调“高等学校尤其是国家重点建设高等学校要淡化专业意识,拓宽基础,加强素质教育和能力培养。”但是“淡化专业意识”并不是“不设专业”,而是“提倡部分高等学校,尤其是国家重点建设高等学校进一步拓宽专业口径,灵活专业方向。”虽然这些原则有利于进行本科生的素质教育,但是在我国当前的就业市场环境条件下,用人单位对应聘者所学专业还特别重视,对专业名称十分敏感。由于注重专业名称的表意,而忽视专业培养的内容,这就造成了某些宽口径专业下培养出的人才在就业市场上处于不利的就业竞争地位。内涵明确和外延规范的专业设置是保证人才培养质量与满足人才市场需求的重要条件,因此,专业的培养目标和培养方案是专业人才培养过程中的重点研究问题之一。
(1)以创新能力� 为培养适应社会经济发展和产业结构调整需求的新能源汽车工程专业方向专业人才,应以素质教育为核心,从知识结构、应用能力和创新能力等方面制订专业人才培养方案,即以基础知识、学科基础、专业知识、实践能力和创新能力等教学层次,构成以创新能力� 其各个层次的教学要求是:1)基础知识教学:以普通教育课程为主,但应考虑学科基础要求。2)学科基础教学:使学生具有扎实的工科机械类基础,以拓宽专业为基本要求,开设适当的选修课。3)专业知识教学:减少必修课,增加选修课,为学生提供更多的专业课程选择空间。4)实践能力教学:贯穿于整个教学体系(图1中,虚线倒三角形)。减少理论教学,增加可操作性环节。5)创新能力教学:创新实践教学环节,是以学生为主,发挥专长,面向实际自主选题或参与科研。
(2)以综合素质教育为核心制定教学计划。
对新能源汽车工程专业方向专业人才素质培养的要求主要表现在三个方面:1)全面性:思想道德、文化知识和创新能力素质的培养。2)基础性:新能源汽车技术应用为目的的工科人才素质的培养。3)融合性:理工与人文知识交叉的复合人才素质的培养。对于技术应用型人才而言,本科期间的实践教学是培养专业意识的重要方面。对列入教学计划的实践教学需要提出明确的要求,如实践性要求,划分出演示性和操作性实验;综合性要求,增加综合性和设计性实验项目;自主性要求可以有选择地进行某些实验。所以,不仅在理论教学环节中应致力于理论应用,更重要的是加强实践环节,突出系统性、工程性和创新性教育。实践教学包括课前(认识实习)、课中(实验课)、课后(综合实习)等教学环节,如专业认识实习、教学实习、课程设计、生产实习、毕业实习(毕业设计或毕业论文)。
(3)以专业方向多元化设置专业课程。目前,高等工科教育正朝着淡化狭义的专业培养,而走向广义的工程教育方向发展。而且随着高等教育走向大众化,专业教育的重心明显后移。这是科学技术综合化、经济发展全球化、就业机制市场化的客观要求。但是,国内的高等教育还处在由精英教育向大众教育过渡的阶段,国内的企业尚未做好承担工程技术人才专业教育的准备。因此,在现阶段的教学体系中还不能忽视专业知识教育,并应以拓宽专业知识的教学内容来缓和人才市场需求和专业教育之间的矛盾。(4)以“厚基础,宽专业”编制教学计划。教学计划是人才培养方案的具体形式,它应符合专业人才知识体系的基本要求,并有利于保证人才培养质量。新能源汽车工程专业方向本科专业教学计划的主要特点为:素质教育学时明显加大,工科基础特点明确,专业知识范围扩大,工程技术主干与人文社科融合,以体现“厚基础,宽专业”的高素质应用型人才培养模式的基本要求。
2.专业人才培养目标本专业培养适应现代化建设和社会发展需要,团队精神与个性发展和谐统一,富于学习能力、实践能力和创新能力,德智体美全面发展,能够在新能源汽车系统工程及相关领域从事设计、制造、试验、管理与维护等方面工作的应用型或应用研究型高素质专业人才,满足社会多层次需求,培养适应现代化建设和未来社会与科技发展需要,立志为国家富强、民族振兴和人类文明进步而奋斗,德智体美全面发展与健康个性和谐统一的,富有创新精神及实践能力的高素质技术应用型人才。
3.专业人才能力要求新能源汽车工程专业人才应具有以下几方面能力:
(1)具备扎实的数理化、外语、力学、机械、电子等基础理论知识,掌握系统的汽车等交通运输工具的设计、制造、工艺、试验、产品研发等专业基础理论、专门知识及基本技能,了解一定的人文社科、经济管理、环境工程等方面的基本知识。
(2)具备一定的综合、分析、知识运用等方法和能力解决新能源汽车工程系统专业领域的问题,具有创新意识和能力;具有正确运用本国语言文字的能力、收集处理信息的能力和社会活动的能力。
三、结语
尽管我国新能源产业发展迅速,然而针对新能源行业的技术型人才培养却相对滞后。高素质技术型人才的缺失已严重制约着我国当前新能源产业的健康发展。预计到2020年,在风电、光伏、新能源汽车、节能建筑等新能源领域的专业技术人员需要将达到数十万,而全国新能源相关专业每年毕业生总量却不足1000人。因此,培养适合于新能源产业的技术型人才刻不容缓。2007年华北电力大学成立可再生能源学院,2008年10月南昌大学成立了光伏学院,同年,复旦大学成立新能源研究院,河海大学设立了风能与动力工程专业。“电机学”与“运动控制系统”作为电气自动化专业重要的专业课程,始终相互衔接、互为支撑,是培养新能源技术人才的重要基础课程,徐州工程学院信电工程学院对“电机学与运动控制系统”课程群的调整开展了有益思考与探索。
二、课程教学现状
1.理论教学
由于本课程集电路、模拟电子技术、数字电子技术、电力电子技术、计算机控制技术等基础知识为一体,理论性和实践性都非常强,再加上电机学本身的理解难度,使得目前课堂教学更注重讲授知识的基础性和系统性。一方面,重点讲授电动机的基本原理、运行特性和控制方法,发电机的基础知识和技术难点课堂教学课时分配较少,针对新能源技术领域的知识讲授更是一带而过;另一方面,当涉及到实际工程应用时,均以系统框图为背景,例如直流双闭环调速系统、三相同步发电机的运行与并网,课堂讲解与工程实际的应用偏差较大,学生普遍感觉比较抽象。总体而言,新能源相关的新知识、新技术在教学中的更新较慢。
2.实验教学
我院的实验教学基本以验证性实验为主,并且由于现有的实验设备高度集成,学生在做实验时往往看不到其内部结构,只要对外部端子进行简单接线,然后手工记录数据即可,整个实验过程无法将理论与实际的元器件联系起来。考虑实验设备的限制,在系统仿真环节,课程多利用MATLAB的SIMULINK工具箱,大多是以控制系统的传递函数为基础进行计算机数字仿真,与工程实际也存在较大的差距。
三、课程教学改革与探索
1.课程教学内容改革
“电机学”与“运动控制系统”是电气工程及其自动化专业的传统经典课程,我院在保留课程主干内容的基础上,适度缩减与工程实际差距较大的理论知识讲授课时,着重加大关于发电机运行原理与控制技术的分析和论述,借此进一步夯实学生关于新能源发电技术的理论基础,并逐步增加“新能源发电技术”、“风力发电与控制技术”、“车用电机原理及控制”、“光伏发电与微网技术”等专业选修课程,通过调整使新的课程体系能满足新能源人才培养需要。
2.课堂教学方式改革
在理论教学过程中,学生始终是教学活动的主体,而教师发挥着重要的主导作用,需要充分调动学生的积极性,激发学生的学习兴趣。例如更多采用多媒体动画演示、MATLAB/SIMULINK软件搭建仿真模型、新能源技术视频展示和项目小组讨论等多种形式,对工程实际系统进行深入的研究性学习。同时注意增加学生新技术实验与实践成绩占课程总成绩的比重,鼓励学生更注重探索新知识、掌握新技能,适度降低课程期末考试成绩的比重,以避免学生疲于应付考试。在实验教学过程中,充分利用我院大学生实践创新训练计划,采用CDIO工程教育培养模式,在授课班级中开展项目小组讨论的形式,围绕新能源相关课题进行项目构想、设计、实施、改进以及答辩讨论。每个项目小组中的学生都需要至少一次作为项目负责人,提升学生的个人技能和团队写作能力。针对众多新能源相关课题,学生自由组合、自主选题,在课题开始阶段,学生充分利用图书馆文献数据库及网络资源,查阅相关文献并进行整理和提炼,形成项目的整体推进思路;在课题推进过程中,课题负责人对课题进行子课题分解,对课题中的具体工程实现进行设计、实施和改进;在课题答辩讨论阶段,项目负责人将课题进展结果在课堂上以PPT的形式加以阐述,班级同学均可就其结论和观点展开讨论,最后以指定的论文格式要求上交纸质论文或样机实物,教师对课题成果进行综合评定,并计入课程总成绩中。
3.实践教学分层次能力提升
在实践教学过程中,按照项目设计—系统实现—实施改进三个层次的渐进过程。在项目设计阶段,学院组织教师结合企业新能源方面的需求和教师的科研课题进行命题,学生分小组选题,并根据课题进行协作设计。设计完成后,学院组织专门的评审委员会进行设计的评讲活动,学院对于设计成果有创新的进行奖励。在系统实现阶段,充分利用我院大学生创新训练计划专项经费,解决学生理论与实际脱节的问题,利用MATLAB的电力系统工具箱(SimPowerSystem)和Pspice软件,开展了系统仿真,工具箱在元件库中提供的电气元器件能够反映相应实际元器件的电气特性,激发了学生独立动手实践的积极性。在实施改进阶段,学院组织评审委员对系统的实现进行再评讲活动,提出实施改进意见,让学生对自己的设计、实现成果进行完善性改进,从而进一步提高成果的层次和质量水平。2009年我院购置“电机学”与“运动控制系统”两门课程的成套实验教学设备,2010级电气国际课程实验班的实验内容就进行了相应的调整,减少数字仿真的内容,增加工程实践训练内容。新的实验指导书要求学生认真预习,根据实验内容、原理图和实验装置设计实验控制系统的具体接线图,列出实验步骤;能够运用理论知识对实验现象、结果进行分析和处理,解决实验中遇到的问题,能够综合实验数据,解释实验现象,编写实验报告,实施了从构思、设计、实施到运行的一个全CDIO过程,达到培养学生全面的专业、个人、职业、团队、交流及社会意识与能力。
四、结束语
摘要:
随着国家社会经济的不断发展,人民针对新能源的需求量也在逐渐增多,特别是建筑电气层面。光伏新能源的使用量很大,但耗费也十分严重,未有效得到能源的充分利用与科学分配。文章通过研究光伏新能源系统在建筑电能节能中的使用,希望提升建筑电气节能能力,更好符合建筑事业的发展要求。
关键词:
建筑工程;电气节能;光伏新能源;应用分析
引言
近几年,世界各国对能源的大量利用导致能源的耗损量巨大,而本国经济水平在持续提升的基础上,对城市也在大范围拓展,如此就促使在建筑内耗损了很多能源及资源,电气的耗损在社会总能源耗费中的比重是最高的。因为,为了更好推动社会的长远发展,令建筑项目在提升稳定性及安全性具有十分显著的意义,对工程电气的耗损及时展开节能降耗的基础上,还应当强化光伏性能源于建筑电气降耗中的使用。
1、建筑电气低碳环保的特征
能源针对经济的长远发展有着非常重要的意义,是促进社会持续发展的驱动力。当前,世界各国针对能源的需求与耗损量均在逐渐增多,特别是各国针对煤炭、天然气和石油等资源的需求量很大,生产与生活极度依靠上述这些资源。但是,这类资源的利用会产生巨大的环境问题。通常建筑中尽管不直接采用石化资源,但建筑耗损的大量电能当前依旧是由以上石化能源转变得到的。所以,怎样在建筑内采用干净的能源是个十分有价值的研究课题。为此,下文针对建筑电气低碳环保的特征进行简要分析:
1.1实际性
当前,建筑项目的规模在逐渐扩大,电气结构涵盖的专业内容很多,在节能规划建筑电气时,要根据实际状况,保证最后方案具备很高的可行性,不得脱离实际要求。在设计研究时用科学的理论为依据,综合研究建筑功能特征,分析电气结构运行需要,根据节能减排观念,选用最适当的节能方式及几乎是,比较确定最佳方案,通过后续实际运行降低的能耗对早期投入的设施及计划进行全面补偿。伴随蓄电池科技的进步,锂电池的利用,能够减少蓄电池组资金投入,具有更好的经济价值。
1.2适用性
在建筑设计之前,要根据建筑施工的具体情况,针对电气结构和供电系统特征,明确规划设计趋势,确保项目方案的适用性,防止为减少能耗而阻碍系统的顺利运行。任何建筑电气降耗设计工作的进行,都要以供电 1.3优化性若要贯彻执行建筑电气减排环保规划方案,就必须在早期综合考虑影响工程机电设施运转效率的各种因素,根据实践经验来比较研究各种信息,选用最佳方案用作施工方式。比如,能够为建筑工程设计智能化温感系统,等系统检查到环境温度大于限定值后,电气结构智能停止运行,不仅能够提升系统运转的安全性,还能够减少运转能耗。
2、光伏新能源应用的影响因素
2.1光伏能电池板安装角度
在建筑电气中使用光伏新能源时要注意每个部件电性匹配。一般情况下,光伏新能源在建筑电气中的使用极易产生部件的电流、电压很难匹配的情况,这关键是由于建筑外墙表面形状差异造成的,所 建筑施工阶段,需要结合本地地形条件、外墙表面形状、楼顶外观等科学计算电池板倾斜角度,唯有如此方可合理采用光伏新能源,进而提高光伏新能源的利用率。
2.2光伏电池性能
光伏新能源的使用在现代化建筑结构中比较广泛,其中,通常采用光伏材料,以光伏材料用作具体的工程材料,所以,材料的性能针对输电量有着紧密联系。其中,在建筑施工阶段,光伏部件范围很大以及位置存在差异,如此一来,光伏强度也将不同,所以,要求对不同位置使用不同的部件。例如,楼顶能够采用强度很大的部件,如此能够充分收集楼顶的光伏能源。
3、建筑电气节能降耗的策略
3.1科学选用变压器
科学选用变压器是工程电气节能降耗的重要内容之一,员工在选用变压器时,在经费充足的条件下,不仅要考虑到变压器在具体使用阶段的状况,还应确保变压器在能量耗损上满足节能需要。但是,由于季节不同,所要求的电力设施也是不一样的。夏季温度高,空调的利用率是很高的,冬季又需要采暖,如此一来变压器所承担的荷载是很大的,因此需要选择高质量的变压器。
3.2设置电压等级
所有的建筑结构,其用电状况是不同的,用电设施的间隔不同,用电设施所需要的电压等级也将不同,如此就要结合实际情况,科学设置电压,这样电能消耗状况也会得到一定的改善。
3.3规划供电系统
在规划供电系统时,全面考虑方可确保供电系统的整体性,如是否实用、是否节能、是否科学等。同时,还应当基于建筑的基本特点,确保正常利用的电能需要,如此配电系统的规划会更加简洁明了。
3.4选取照明工具
在建筑内自然光的照明是不完整的,有些方位强,但有的方位无法照射到,针对该种情况,就需选用能耗小、应用期限比较上且价格便宜的照明工具,如LED灯与白炽灯。
3.5保障输电电路
在选用导线时,优先选用电导率很小的导线,该种材料通常会比较合理也满足要求。而且,在安装线路时,若要防止能源在输电电路上的耗损,就需确保输送的是直线,弯弯屈曲的尽可能规避,能够有效降低输送间隔。
4、建筑中光伏新能源系统的运用
科技的进步,使人类对不可再生能源的使用量越来越多,资源紧缺情况是人类意识到在新能源的使用上也是十分关键的。在建筑领域的应用中,不可再生资源产生了巨大的消耗现象,对环境也产生了较大影响。当前,人类已经意识到这一问题,为了可以缓解对能源及资源的耗费情况在各种新能源的研发上均加大了力度。结果显示,能够利用光伏能,光伏能属于一种可再生能源,不会破坏自然环境,开发出该种技术便是太阳能光伏发电系统,其能够将太阳能经太阳光转变为电能,并且既环保还极易维护,建筑中也不会耗损过多电能,进而得到节能降耗的效果,还令建筑在使用不可再生资源方面避免了消耗。在安装光伏能发电装置以前,为了可以充分采集太阳光,更好转变为电能,必须保证周边其他物体或是高达结构物不会遮挡光线。当大范围的光伏发电装置准备安装时,安装的现场要足够大,确保不会产生光伏能设施相互碰撞的情况。光伏能电池板若能接收十分充足的光纤,则可以令接收到的太阳能十分均匀,对太阳光直射方位的角度应通过严格仔细确定。光伏能发电装置安装结束后,不仅要定时进行检测,还要对隐藏的影响因素采取科学的预防措施。建筑建设技术与光伏技术相结合,防止了大范围占地情况,使光伏技术在工程中起到了显著作用,节能降耗的目的也获得了及早实现,建筑重点采用的能源变成了光能,CO2与其他废气的释放量大幅度降低,进而减少了对环境的破坏。
5、结束语
总之,在建筑中电气设施的使用越来越普遍,电能的耗损也越来越大,能源开始出现短缺情况,环境破坏情况也越来越严重。为了满足社会发展的需要,及早实现节能降耗,必须采用科学的新能源技术。对于建筑事业的发展,在建筑电气结构中进行优化改造,针对建筑电气的节能降耗采取光伏能源等,充分发挥出新能源的价值。
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关键词:汽车;新能源;节能技术;应用;研究
环境问题与交通问题是21世纪的两大全球性问题,目前,交通能源所带来的环境污染问题是迫切需要解决的问题,而能源转型是解决这一问题的根本途径。节能技术与汽车新能源受到了社会各界的普遍关注,经过近几年的不断发展,节能技术与汽车新能源也实现了结合,主要有以下几种:
1节能技术与汽车新能源的综合应用
1.1太阳能汽车
太阳能作为一种新型能源,在各个行业中得到了广泛的应用,是比较常见的。目前,汽车行业已经成功制造出了光电池,光电池是一种半导体元件,能够在光照射的条件下产生电动势,将太阳能转变为电能。太阳能汽车就是利用光电池作为驱动力的一种汽车。太阳能汽车可以使汽车排放量得到有效降低,从而可以减少对环境的污染,也可以使人们的生活质量得到逐步提高。随着经济的快速发展,科学技术的不断进步,太阳能汽车作为21世纪我国重点推崇的环保车型之一,正在逐渐发展成熟并步入正轨。
1.2氢动力汽车
氢动力汽车是使用氢燃料电池作为驱动力的一种汽车。氢动力汽车的车体内所采用的储气装置的性能非常好,在中空设计多层复合金属的同时,可以在氢气保持液态的条件下,使用氢气燃料作为驱动力,不仅不用扩大机械内部空间与体积,也不需要增加生产成本。若是这种技术能够发展成熟,氢动力汽车排放的是纯净水,因此其是一种在真正意义上实现零排放的汽车,具有储量丰富、无污染等优势。
1.3电动汽车
电动汽车(BEV)是一种将车载电源作为驱动力的汽车,其主要是利用电机驱动车轮进行行驶。电动汽车的结构简单合理,不会造成排气污染,其电动机发出的噪声相对来说是比较小的,因此,电动汽车对人体的伤害也比较小。电动汽车的关键所在是电动汽车电池,若电动汽车想要得到进一步地发展,就必须要使电动汽车电池生产技术得到进一步发展。但是,电动汽车电池的生产有三个要求,即高安全、高容量与低成本,这就导致了电池生产技术的进一步发展、完善有很大的难度。如果想使电动汽车得到普及,需要依靠蓄电池,目前人们比较看好的蓄电池主要有钾离子电池、氢镍电池以及钾聚合物电池等。此外,电动汽车的运转部件相对来说比较少,结构简单合理,也更容易保养和维修。
1.4混合动力汽车
混合动力汽车指的是将电动马达当作发动机的一种辅助动力驱动汽车。一般情况下,混合动力汽车上装有两个(含)以上的动力源,例如内燃发电机、燃料电池、蓄电池等。根据布置方式、控制策略、组成部件的不同,混合动力汽车有很多分类形式。第一,根据混合度的不同,可以将混合动力系统分为微混合动力系统、轻混合动力系统、中混合动力系统以及完全混合动力系统这四种;第二,按照混合动力驱动联结方式的不同,可以将混合动力系统分为以下三类:首先,并联式混合动力系统。这种混合动力系统中一般有两个驱动系统,即电机驱动系统与传统的内燃机系统,这两个系统既可以单独工作,也可以协调工作驱动汽车。其次,串联式混合动力系统。这种混合动力系统中,内燃机一般会直接带动发电机进行发电,发电机所产生的电能会经过控制单元传到电池之中,电池再将电能传输给电机,电机就会将电能转变为动能,变速机构在电能的驱动下,是汽车向前驱使。最后,混联式混合动力系统。这种混合动力系统的主要特征是电动机与内燃机中都有一套机械变速机构,这两套机械变速机构通过行星轮式结构、齿轮系结构进行结合,从而可以综合地调节电动机与内燃机间的转速关系。
1.5“可燃冰”
“可燃冰”是一种新的能源,“可燃冰”也被称为“固体瓦斯”、“天然气冰”,这是因为其在常温条件下可以释放出天然气。“可燃冰”是一种天然气水混合物晶体,其燃烧值比煤炭、石油高数倍。“可燃冰”作为煤与石油的替代能源,得到了普遍的认可,其具有巨大的开发价值,在交通中的应用也得到了社会各界的普遍关注。但是,“可燃冰”的开发难度比较大,在开发过程中稍有不慎便会引发事故,若是“可燃冰”开发技术发展成熟,这种新能源带来的价值将是不可估量的。
2节能技术与汽车新能源的重要性
自进入21世纪以来,随着汽车的普及,交通所带来的环境污染问题日趋严重, 而解决这一难题的最根本途径就是实现能源转型。随着经济的发展,各国的汽车保有量呈现出日益增长的趋势,其中,发展中国家汽车保有量的增幅最大。相关专家学者预计,全球汽车保有量至2020年将突破12亿。IEA预计在未来的全球石油能源总消耗量中,交通方面消耗的将会占62%以上。使用量的不断增加使得国际油价日益提高,预计未来国际油价还会继续提高。交通能源在消耗过程中所产生的有害物质是温室气体的主要来源之一,也是导致局部污染的重要因素。因此,节能技术与汽车新能源的不断研究与发展对全球性的环境保护工作具有非常重要的意义。
3节能技术及汽车新能源开发与传统汽车之间的关系
发展过程也是一个不断进化的过程,无论是哪行哪业,想要得到发展就必须有所改变,汽车行业也不例外。传统汽车是节能汽车的前身,对汽车新能源与节能技术有着非常大的影响。我国对节能技术与汽车新能源的研究起步较晚,在对重要零件的研发方面较为落后。对传统汽车进行不断改进,实现节能、减排,是当前我国汽车行业的主要发展方向。因此,不仅要研发节能技术与汽车新能源,还应不断对传统汽车进行改进,将创新与改革融合起来进行发展,才能在真正意义上实现传统汽车行业与现代汽车产业的共同进化。此外,还应该加大对知识产权的保护力度,鼓励支持国内企业在海外购买专利或注册专利,为我国在未来汽车行业走向方面争取发言权。节能技术及汽车新能源开发与传统汽车之间是相互依存的关系。
4结语
综上所述,能源转型是解决交通污染问题的根本途径,因此,应当不断改进传统汽车、创新节能技术、开发汽车新能源,以此来推动绿色交通的发展。
作者:熊安胜 单位:湖北咸宁职业技术学院
参考文献:
[1]欧阳明高。我国节能与新能源汽车技术发展战略与对策[J].中国科技产业,2006,02:8~13.
[2]杨忠敏,王兆华,宿丽霞。基于模块化的节能新能源汽车技术集成路径研究——以奇瑞为例[J].科技进步与对策,2011,18:60~64.
关键词:新能源汽车技术;课程教学;策略
目前,新能源汽车在部分城市公交系统中已经得到全面应用,如深圳的市内公交全部都是电动汽车。新能源汽车产量逐渐增加,在国家对于新能源汽车的补贴和大城市对该类汽车车牌不限号政策下,部分人也开始购买新能源汽车作为代步车。与此同时,我国出现大批具有自主研发能力和知识产权的新能源汽车品牌,如长安、比亚迪等[1]。新能源汽车的发展对于优化城市内部环境具有重要意义。本文将结合我校日常教学状况和学生学习情况,从教学手段、教学方法和考核形式等方面对新能源汽车技术课程改革加以探究。
1课程内容选取
新能源汽车技术是这几年发展起来的新课程。在课程教材的选择上,选择实用性、系统性、通俗性及前沿性较强的属于高等教育“十二五”规划教材的《新能源汽车技术》,该书内容丰富,涵盖新能源汽车类型、能量管理系统、循环冷却系统、储能装置、充放电系统、辅助系统和电动机驱动系统等。还有国家对于新能源汽车行业的最新政策解读,且有相关案例用于丰富教学内容。因此,可以用于新能源汽车相关专业的高端人才培养。
2教学手段与教学方式多样化
传统的以教师为主体的教学方式枯燥乏味,难以激发学生学习兴趣,授课效率不高,教学质量差。因此,在教学过程中,可以采用多种教学手段相结合的方式,以学生为主体,活跃课程氛围,提高学生学习兴趣,才能有效提高课程教学质量[2]。新能源汽车技术课程内容多而杂,广而深,还有大量结构图辅助讲解。传统讲述模式难以表达出重点和关联性。教师在讲解时,应该注重多媒体的使用,但是不能将大段阐述性文字复制到PPT里,然后照读或看点讲点,这样同样没有效率,且更容易使学生感到内容很多而厌倦。教师可以适当用思维导图将知识点串联,优化知识结构,帮助学生记忆。也可采用视频、Flash动画等将较难的技术原理以直观的形式展现出来。还可将涉及到授课内容的纪录片、新闻等在课前进行播放,激发学生探究原理的兴趣,保证课上的实际教学质量。对于制作的微课、微视频等可以利用QQ等发送到班级群上,学生可以在课后结合课本对不理解的地方进行复习,并对有疑问的地方在群里进行讨论或在下次上课时直接向老师询问。为保证学生学习质量,还可以布置任务,加强学生课后自主探究学习的环节,强化对课上所讲知识的认知。因新能源汽车是多学科交叉课程,可能涉及到电化学、物理电磁学、自动化控制等知识,内容较多且难度较大,老师可以让学生针对自己感兴趣的方向查询该方面技术的发展现状及对新能源汽车行业的发展影响,并将结果以课堂报告或者PPT形式展现出来。在学生收集资料的过程中,充分调动学生学习自主性,学生既能查到自己喜欢的内容,了解技术前沿发展情况,又能强化课程认知,还能加强学生提取和总结资料的能力,有助于学生全面发展。
3优化考核模式传统考核方式往往是根据以期末试卷成绩为主进行评定,形式单一且不够全面。学生在考试前突击背诵重点往往就能取得较高的成绩,不能反映出学生对于该课程的整体认知情况。因此,应该将考核分成平时成绩和期末成绩。平时成绩包括学生上课是否缺席、迟到,课堂参与度,日常作业完成情况等,注重汇报类及论文作业的成绩,使学生在日常学习时能够更加认真对待。考核内容多且时间跨度大,教师应做好学生每项指标的完成情况,最后结合期末成绩给出一个能全面反映学生该学期对于新能源汽车技术课程学习状况的成绩。
4结束语
通过日常对于新能源汽车技术课程的教学经验,对目前的教学方式等进行总结并加以改进。建议使用优质的教程,课堂上注重以学生为中心,采用多种技术为教学提供便利,提高学生学习兴趣,强化教学质量。在考核形式上也要用多种方式对学生进行全面考核,得出较符合学生对于该门课程认知情况的成绩。
【参考文献】
[1]黄丽。《新能源汽车技术》课程的教学探究[J].电脑知识与技术,2016,12(16):146-147.
新能源汽车是相对于传统燃料汽车而言的,通常新能源汽车又被称为代用燃料汽车。随着经济的不断发展,导致能源在逐渐的减少,能源供应紧张的问题已� 在石油资源使用的过程中,交通能源消耗将会严重影响生态环境,并使全球温室气体大量排放。基于这样严峻的能源形势,大力发展新能源新车技术势在必行,从而使我国实现交通能源动力系统的转型。
1.1混合动力汽车的技术评价
经过对现有能源进行全面的了解和考察,其中能够成为新能源汽车的替代能源主要有:气体燃料、生物质基液燃料氢、电能、核能等。人们常说的混合动力汽车,主要是指不是单纯利用一种能量转换器提供驱动汽车,这样的汽车被称为混合型电动汽车。在通常情况下,混合动力汽车分为不同的种类,主要包括:串联式混合动力汽车、并联式混合动力汽车、混联式动力汽车。混合式动力汽车的出现与内燃机汽车和电动汽车有直接的关系,在某种意义上,混合电动汽车又分为两种,即汽油混合动力和柴油混合动力,但两种的关键技术都是混合动力系统。混合动力的优势:其同样可以到加油站加油,没有改变汽车的使用习惯;政府和企业推广这种产品也无须投资新建充电装置或加气站;其燃油的经济性能较高,并且其拥有优越的行驶性,在起步和加速时,可以在电动马达的辅助,这样将会大大降低油耗,最终实现"零"排放;另外,其采用电动机工作,在很大程度上减少了机械噪音。混合动力汽车的劣势:其在技术方面还不成熟,相关产品的定价较高,电动机和内燃机两套动力系统的造价远比一套动力系统的成本高;如果长时间高速或匀速行驶不省油。
1.2纯电动汽车的技术评价
纯电动汽车主要将车载电源作为主要的动力,在纯电动汽车中,没有燃机发动装置。纯电动汽车自身具有独特的优势,主要是没污染、噪音小、效能高,一旦纯电动汽车发生故障时,其维修较为方便简单。
1.3其他类型汽车的技术评价
天然气汽车主要是将天然气作为燃料,由于我国拥有丰富的天然气资源,这就大大促进了天然气汽车技术的快速发展;氢发动机汽车主要是在现有的引擎基础之上改造而成的,氢发动机汽车没有任何污染。其排放量较少,同时,对氢的要求较低,最主要的优点是内燃机技术比较成熟;新能源汽车技术的发展正在处于瓶颈期,其在技术专利、配套设施等发面需要逐渐的完善和发展,这就需要相关专业部门对新能源汽车进行深入的研究。
2新能源汽车的经济评价
2.1新能源汽车的经济评价
新能源汽车主要将较为规范的燃料作为主要的动力来源,其对能源的要求较高,包括:高密度的能源能量、污染较小的能源,要注重能源制造及使用成本的经济性,尽最大努力使其保持良好的使用性能。在这样条件下,才能促进新能源技术的快速发展。新能源技术已经在很多地区开始实施,在实施过程中已经得到了很好的回馈。在现有的技术条件下,新能源汽车技术的发展,为广大的消费者和社会带来了长远的经济利益。其在使用过程中,不仅发挥了自身的较高的清洁性,而且还有效的提高了经济性能。在进行新能源技术研究中,不断的强调各个组件的使用性和使用寿命。
2.2混合动力汽车的经济评价
对于混合动力汽车而言,其拥有两种驱动方式,即燃油式和电力式。混合动力汽车的技术指标体系主要包括五项,即价格、排量、节油率、销量五部分,这五项技术指标体系能够对混合动力汽车经济性能及其状况进行全面的反映。其中销量主要可以反映混合动力汽车的市场需求状况,如果销量较好,说明混合动力汽车的市场需求量大,市场需求水平较高;如果销量较低,显然说明混合动力汽车的市场需求量较少,市场需求水平很低。节油率主要是在混合动力汽车与普通车型比较的基础之上,混合动力汽车所节约的燃油比率,节油率在很大程度上取决于混合动力汽车的电力驱动技术,具有较强技术的混合动力汽车的节油率较高。
3新能源汽车的综合评价
对于新能源汽车综合评价指标体系,在同一层次的指标体系中,不允许出现明显的包含关系。新能源综合评价体系的设计具有严格要求,要从当前国际科技发展趋势的具体情况进行考虑,其指标体系的设计要符合当前国际科学技术发展的主要形势,并符合时展的要求。在选取指标时,要注重总结评价对象的共性特征,要使所选取的指标符合评价对象的总体特征,要重点考虑量化评价是否可行、及指标数据是否可以获取。在对新能源汽车进行系统性综合评价时,不仅要注意汽车节能问题,而且还要注意新能源技术及产品的选择原则问题。针对目前各国的汽车工业发展现状进行全面、综合的分析,新能源汽车技术有利于环保和安全,就各国实际能源情况及环保情况而言,新能源汽车技术是重要的发展战略。其具有标准的产业化基础,对节约能源具有显著的效果,新能源汽车技术具有可行性,在全球中市场广阔。
4我国新能源汽车发展策略
针对我国新能源汽车发展的现状,并确定当前是发展新能源汽车的重要机遇期,最终实施研发、产业化、品牌等方面的发展战略。
4.1实施新能源汽车研发策略
针对我国新能源汽车发展的实际情况,为了不断提高新能源汽车发展技术,要建立完善的“企业主导、政府引导”的研发模式。在选择适合的技术路线的基础之上,专注于主要技术和零部件的自主研发工作,政府大力提倡自主研发,适当增加研发的资金投入,并将自主研发与技术引进相结合。不断的实现引进技术的直接经济效益,培育专业的新能源研发人员,从而提高新能源汽车技术。
4.2实施新能源汽车产业化策略
制定科学合理的产业规划,增加新能源市场需求,不断的加强产业与产业之间的合作。加大基础设施建设力度,突出配套产业的重要性,不断发展配套产业。
4.3实施新能源汽车的品牌策略
注重自主品牌新能源汽车的发展,加强新能源汽车品牌的不断延伸,大力宣传新能源汽车品牌。可以通过跨国汽车企业的品牌提高产品的竞争力,这样也可以利于新能源汽车品牌的宣传推广,进而形成人们比较熟悉的新能源汽车品牌。
5结语
关键词:汽车企业;新能源;发展;困局;对策
随着世界范围内工业的大力发展,世界范围内的环境已经出现了严重的破坏现象。人们的保护意识在此时已经大大提高,低炭经济成为了经济发展的重要战略,节能减排已� 根据相关环境污染调查显示,世界范围内环境污染最为严重的十个城市中,有七个属于中国。从能源方面的角度来说,中国是世界范围内的石油产出大国,但是我国的石油消费能力已经远远超出了本国的石油生产水平。就目前情况来说,我国已经出现了石油短缺的现象。在石油的消费结构当中,汽车对于石油的消费量最大。进行新能源汽车的生产与消费已�
一、发展新能源汽车的战略意义
1、发展新能源汽车是调整我国的经济结构的重要之举
在全国范围内环境质量不断下降的同时,各个国家进行环境保护的意识已经越来越强烈。而新能源汽车的产生正顺应了保护环境、节能减排的世界风潮。新能源汽车是未来汽车市场的发展方向已� 现在,许多国家开始致力于新能源汽车技术的开发与探索,已经取得了一些成果。比如说以天然气为燃料的汽车和加气站的出现等等。我国的石油储量与开采量不能满足我国现有的石油消费量,所以我国大部分石油依赖于他国进口,这就使得国际的石油价格对我国市场上的石油价格的影响很大。石油价格对于我国汽车企业的影响十分重大,这直接关系着汽车企业的生产成本与汽车消费者的使用成本。但是,石油价格的上涨也可以助力于我国汽车企业产品结构的调整,刺激汽车企业生产更高效的节能汽车,也为新能源汽车的产生奠定了一定的基础。在我国经济不断发展的今天,我国的汽车数量不断增长,这就使得我国对于石油的需求量得到了进一步的增长。石油保护主义的存在使得我国的相关产业的发展举步维艰。因此,要想实现我国相关工业的独立发展,就要从石油的使用上进行控制,改变我国的能源消费结构,而发展新能源汽车就是其中的一个重要举措。
2、可以大力减弱城市污染,保护生态环境
在我国,煤炭在能源结构当中占有着相当重要的位置,我国的煤炭燃烧量十分大,这也给我国的生态环境造成了严重的破坏。另外,我国的汽车拥有量具大,这主要是因为我国的人口众多,汽车尾气的大量排放使得我国城市的环境愈演愈劣。现在,许多城市的空气污染指数已经严重超标,更有城市降下了酸雨,光化学烟雾等等严重的污染现象。在北京,汽车限行不仅是为了缓解交通,更是为了保护城市环境。各国也都进行了汽车排放标准的设定,希望减少汽车尾气对于环境的污染。要想实现经济的可持续发展,就要进行新能源汽车的开发。
二、我国新能源汽车发展现状
近些年来,我国政府部门已经颁布了一些新能源汽车开发与发展的政策。比如说《新能源汽车生产准入管理规则》与《汽车产业振兴规划》,都明确了新能源汽车是我国汽车行业未来的发展方向。在2010年,我国政府将新能源汽车的发展定位为我国的一大新兴产业,推出了支持引导与鼓励新能源汽车发展的有利措施。但是,新能源汽车的具体发展战备不明确,新能源开发的关键技术不足,技术的创新力不足,相关的服务滞后已�
三、新能源汽车经济评价原则
1、保证能源储量丰富
我国的人口众多已经是一个不争的事实,按人数来算,我国的汽车拥有量也将十分巨大。在2010年,我国的汽车拥有量已经达到了近4000万量。汽车的运行主要依赖的就是能源,如果要想实现我国新能源汽车的大力开发与发展,更多地投入市场,首先就要保证新能源汽车所要用到的能源储备量要大且充足。
2、能源要有高密度的能量
从汽车的重量角度考虑,如果能源有高密度的能量,就可以大大缩小汽车燃料箱的规格,从而减轻汽车的自重。另外,如果能源有高密度的能量,汽车行驶的路程越大,其动力就会越足。因此,新能源汽车的发展需要能源具有高密度的能量。
3、具有环保性
现在以石油为燃料的汽车,因为燃烧石油给环境造成了污染。这就要求新能源汽车的燃料要具有环保性,最起码与石油燃烧相比,其污染指数更小,最好可以达到无污染,零排放。只有这样,才能大量地投入到市场当中。
4、具有经济性
汽车市场的竞争激烈,要想实现新能源汽车的强大竞争力,就要从价格上有一定的优势,具有一定的经济性。因此,新能源汽车所用的燃料的价格要相对较低,这样才能使新能源汽车被广大消费者所接受。
5、有良好的使用性能
良好的使用性能,主要表现在新能源的储存与携带要方便,可以轻易地实现远距离的运送,运送的步骤要尽可能简单,使得运输费用低。另外,新能源要有一定的安全性,不能过于易燃易爆。
四、我国当前新能源汽车发展主要面临的问题
1、汽车驱动生产企业发展战略不明了
到目前为止,我国新能源汽车的动力来源主要为电能和天然气。两种作为汽车的驱动能源在环境保护和减少大气污染做出了积极的贡献。但是,在这些新的汽车驱动能源发展上仍然暴露出许多的问题。
(1)近几年来国家大力倡导的环保型汽车,使用电能驱动对环境无污染,经济环保。但在实际的政策实施过程中,新能源汽车的电池生产和使用方面仍然暴露出很多战略性的问题。首先,一些生产企业只注重电池的产量而不过多关注电池的使用寿命。生产时仍然采用高能耗高污染的生产技术,在为环境做出贡献的同时又破坏了生态环境系统。电池企业的产业结构非常的不合理,企业只顾经济利益,没有为企业将来的可持续发展做好打算。河北省有许多汽车电池的生产厂家,但大多数都是小作坊式的经营,没有形成规模,这样的一般企业竞争能力不足,对未来企业的规划不明了,只是一味的开足马力生产这一种单一的产品;其次,汽车电池内部设计一味的靠国外的落后技术进行生产,企业没有自己的创新技术研发中心,没有一个完整的企业创新战略发展设想,生产的电池产品具有使用寿命短,价格高、维护难等缺点。这些都需要企业在以后的发展过程做出进一步的改改进。
(2)如今,天然气汽车应用逐渐融入到我们的生活当中,在各个城市的大街上都会看到标有comG的车辆。现今天然气汽车主要应用在城市公交和出租车上,他们为减少石油的使用,保护空气的洁净做出了杰出的贡献。但是我们仍需注意到,天然气汽车发展总体上是很缓慢的,主要原因在于,很多人主观意识的影响,思想不够先进,没有为天然气汽车发展营造出一个好的环境,很多生产企业仍然是按照计划经济产业进行生产,而政府管理部门对这种项目支持力度不大,互相推脱责任,只是天然气汽车开发部门一头热,发展缓慢。
2、创新能力薄弱
中国是一个自主创新能力比较低下的国家,在各行各业有自己自主创新的专利很少。许多技术和工艺往往采用的都是国外落后的淘汰的技术,在新能源汽车方面也不例外。就车企研发制造的角度看,电池技术的创新与否是新能源汽车能否快速发展的重要影响因素。现有电池驱动系统体积庞大,最轻的也有200多公斤,并且使用性能的稳定性和可靠性得不到保证,产品的使用寿命不长,造价偏高。新能源汽车制造企业能否完成包括电池在内的科学技术创新,是影响新能源汽车壮大发展的重要因素。
3、配套服务滞后
首先,汽车充电加气的地点太少。据有关数据显示,截止到2011年,国家在新能源汽车试点共建立了243个充电站,超过1000台的充电桩,但对于人口众多的中国来说仍是杯水车薪。我们可以试想一下如果你驾驶着一辆电动汽车,走到一个前不着村后不着店的地方汽车没电了你的感觉是什么,若果能及时充电,但要耗费5-6个小时在充电上,你又是什么感觉呢,而对于汽车电池的更换,不是像我们想象的那样如换一块手机电池一样简单,电动汽车的电池重量至少在200公斤以上,凭借一个人的力量来更换电动汽车电池是万万办不到的。所以说在和燃油汽车的加油方便,零部件更换简便,维修点多等优点比较起来,许多人就会打消购买新能源汽车的想法。因此,怎样优化电动汽车的网络优化布局,提高电池充电效率是目前新能源汽车发展的一个亟待解决的问题。此外,新能源汽车这种新型产品的售后维修,二手专卖,到最后的报废处理也需要出台一整套完善的管理机制。
五、针对当前新能源汽车发展出现的问题提出的解决方案
1、发展需政府大力扶持
新能源汽车的发展在很长一段时期内需要政府的大力扶持。这个时期的政府要把视野放宽,坚持不懈地推动新能源汽车事业的发展,让市场看到政府支持力度的决心和毅力,扩大试点规模,在更多的城市推行新能源汽车。
对于消费来说,政府应该让消费者觉得新能源汽车的价位合理,在可承受范围之内。因此,在不违背各方利益的前提下,政府应该尽量缩小燃油汽车和新能源汽车之间的差价。为了能够让新能源汽车更好的走到老百姓的实际生活中去,政府部门下大力度实施了汽车补贴制度。与家电下乡等优惠政策一样,如果在试点购买新能源汽车的话,国家和当地政府会向购买者发放5-6万元不等的汽车补贴,这样的补贴力度会吸引到很多超前的消费者购买。除了补贴政策,国家在减免税务方面也是做出了很大的努力。2011年12月31日,国家财政部、工信部、税务总局联合了《关于不属于车船税征收范围的纯电动燃料电池乘用车车型目录》,规定了49个产品型号的新能源汽车免征车船税,这说明国对于发展新兴能源汽车的扶持决心。
2、企业立足自我研发,加入基建合作
上文论述了,我国的新能源电动汽车的电池等很多核心零部件技术都依赖于进口。据有关人员透露,目前新能源汽车的很多核心技术都被国外集团所垄断。因此,国内新能源汽车发展的重中之重是要自助研发高效、轻便的电池、电机、和电控系统。汽车制造企业、高校学院的研究机构要与汽车零部件生产厂家进行互利共赢式的合作,注重人才的培养和高端人才的引进,建立属于本企业的研发中心,借鉴外国的先进技术和经验,内化成为适合本国新能源汽车发展的技术。
3、产业链中的保障系统同步发展
新能源汽车配套保障基础设施的建设是一项十分艰巨而又繁杂的任务,它不用于传统的燃油汽车,驱动力靠的是电力。所以就对充电设备的网络布局有很高的要求,这些基础配套设施怎么能建设的更为高效经济,覆盖整个城市的角角落落,使得居民下车就能冲上电,不用浪费时间排队,是值得基础设施建设者应该慎重周密考虑的。例如,在公交总站应该设立方便车辆充电的充电站,对于出租车来说,可以根据自己所在位置,利用城市的电网系统到最近的区域进行充电。另外像电力供应、报废回收、车辆保险等也是摆在管理者前面需要改进和完善的问题。
新事物代替旧事物都是一个缓慢、渐进、一点一点、慢慢积累的过程,不可能一步登天。在“十二五”期间,我国的新能源汽车发展遇到的瓶颈是技术难题,消费者对于新能源汽车呈观望态度。下一个五年的到来,也许像电池技术创新、充电技术、售后服务系统等问题的进一步解决,让消费者看到了车辆价格更加合理,也许会对新能源汽车更感兴趣。预计到2020年,当中国新能源汽车的各项技术趋于成熟时,新能源汽车才有可能成为主流选择。
参考文献:
[1] 王欢。 基于低碳经济要求的新能源汽车发展分析[A]. 2010年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C]. 2010
[2] 田令,张梦洁。 新能源汽车技术发展现状和趋势[A]. 第三届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C]. 2006
[3] 常青。 国外新能源汽车技术发展趋势和我国新能源汽车发展状况及对策[A]. 2011中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C]. 2011
摘要:
汽车是第二次工业改革后经济及科学技术发展的重要产物之一,它不但意味着汽车行业得到了迅速发展,还意味着人们生活水平及质量的提高,更意味着我国社会及经济得到了高速发展。但不可否认的是汽车的大量生产及使用也消耗了大量的社会的资源与自然能源,在很大程度上造成了能源严重短缺度不良现象发生,给人类生活及自然界都造成了不利影响。
关键词:
新能源车;节能技术;应用
社会经济与科学技术是不断发展的,同时也带来了能源消耗过大至枯竭、环境污染严重等问题,使节能能为社会经济及科学技术发展的重要任务和目标。汽车作为耗能最大的产品之一,更应将节能理念贯彻并应用到汽车行业的生产过程中,以实现汽车的有效节能,这使新能源汽车节能技术的应用成为必然。
1、新能源汽车的节能技术
1.1混合动力节能技术
新能源汽车的节能技术是指汽油、柴油与电能在仪器上的有效混合形成混合动力的过程,混合动力系统的构建是新能源汽车的节能技术的关键,是整个汽车性能的重要影响因素,对汽车的节能效果起着决定性作用,一般可分为微混合动力系统、轻混合动力系统、中混合动力系统和完全混合动力系统。1.2高效汽油和柴油机节能技术内燃机技术也同样是汽车节能的关键,整体的技术包括高效汽油和柴油机节能技术两大部分,具体的技术包括汽油机直喷、稀薄燃烧、分层燃烧、柴油机高压喷射、柴油机多次喷射、可变气门和废气涡轮增压等技术。
1.3高效载重汽车的发动机节能技术
目前我国高效载重汽车品种少,体现出高效载重汽车的发动机节能技术还很落后。必须加强高效载重汽车的发展力度,以实现运输效率的提高、汽车消耗的降低,所以国家相关部门及汽车行业理应提高对高效载重汽车的重视度和支持度,以实现其的进一步开发和产业化发展。
1.4轿车和轻型车的柴油化节能技术
轿车和轻型车的节能主要通过柴油化来实现,轿车和轻型车的柴油化节能技术随着汽车在家庭应用中的普及,已经引起国家及汽车行业的高度重视及关注,并且已经开发出很多节能型的轿车和轻型车,有效减少了能源的开发与消耗。
2、新能源汽车节能技术的应用研究
2.1混合动力汽车的应用
混合动力汽车的制造原理是混合动力节能技术,是一种动力车型,形成混合动力的汽油、柴油和电能都有效混合在动力车型中的仪器上,实现了燃油和功率输出低车型的改善与转型,根据混合动力原料比例的不同,混合动力汽车又分为汽油混合动力汽车和柴油混合动力汽车两种。混合动力汽车在实际应用中与其他汽车相比具有以下几点优势:第一,不但有效增加汽车机器功率的输出,还有效减少了汽车的耗油量,符合节能降耗社会经济发展的要求及需求;第二,混合动力汽车很多都是使用电能来实现对大功率内燃机功率不足的来补充,即保证了行程又实现了电能的循环使用;第三,可以完全使用电池驱动混合动力汽车在市中心人流量大的地方行驶,实现有害气体在城市中的“零”排放;第四,当没有没有能源驱动汽车行驶时,可以到附近的加油站进行加油,再继续行驶,减少新加油站建设的投资费用[1]。
2.2纯电动汽车的应用
纯电动汽车顾名思义就是直接使用电能驱动行驶一种新型汽车,在生产制造过程中应用到的技术电力储存技术,该技术是纯电动汽车的技术难点,该技术的目的在于将电全部储存到汽车的电机中, 纯电动汽车与传统消耗石油等不可再生能源的汽车相比,具有以下几点优势:第一,可以有效节约不可再生资源,而且不会放出污染性大和毒害性大的气体污染环境和毒害人类;第二,纯电动汽车的驱动能源广泛,因为使用的是电能,所以可以从核能、水能风能及太阳能等可再生能源中获取电能,以驱动纯电动汽车的无污染行驶;第三,纯电动汽车的电能获取时间充裕,只要一有空余时间就可以进行充电。基于这些优点,可以了解到纯电动汽车的制造是由多个制造企业完成,所以其价格与其他汽车相比较高,并且要通过政府和多家企业的共同努力,才能将纯电动汽车推广到人们的日常生活[2]。
2.3燃料电池汽车的应用
燃料电池汽车的行驶驱动力主要是由液化石油气(LPG)和压缩天然气,经过加工和燃烧后转化而来,在制造过程中使用了多种技术,主要包括电子控制技术和污染净化装置,其目的是为了提高汽车的行驶效率和减少污染物的排放;其驱动能源转化的原理是将有机燃料,燃烧并经过化学反应产生电流,然后将电流集中在汽车的驱动器上,进而实现汽车驱动力的生成。随着燃料电池技术不断改革和优化,使燃料电池汽车实现了零排放,不但实现因机油泄漏引起水污染的减少,还有效减少了温室气体的排放量,更实现了燃油经济效率的提高和发动机燃烧效率的提高。
2.4氢动力汽车的应用
说到“零排放”,氢动汽车才是真正意义上的“零排放”,因为氢气经过燃烧后会发生化学反应,产生纯净水,对环境可以任何污染且不会威胁到人们的健康生活。但是氢气的制造却是一个很艰难的过程,所以其造价很高,如果制造过程中稍一不慎就不能达到二氧化碳排放量降低的目的,进而不能实现“零排放”,所以氢动力汽车的价格最贵,在实际生活中也很少有人使用。
3、结语
工业一直是我国经济发展的原动力,而支撑这一动力产力便是科学技术。随着高科技技术在汽车产业中的不断应用,孕育出了新能源汽车,这种类型的汽车使由新能源节能技术打造而成,所以与以往的汽车相比其节能效率更高。不但实现了汽车的节能降耗,还实现中国社会经济及科学技术的健康可持续发展。
参考文献:
[1]张夏爽。试论新能源汽车节能技术的应用[J].中国新技术新产品,2016(06):130.
[2]赵力宁。汽车新能源与节能技术应用研究[J].科技创新导报,2013(08):45+47.
摘要:
随着汽车销量尤其是我国新能源汽车总体销量的稳步增长、汽车电子化的普及带动装配率的提高,我国汽车电子的市场规模呈现加速增长趋势。新能源汽车电子产业的快速发展,对技术研发提出了更高的要求。我国在车载信息服务、整车控制器开发以及电源管理系统方面都取得了一定进展,为产业发展提供了技术支持。
关键词:
新能源汽车电子;技术进展;投资热点
随着汽车销量尤其是我国新能源汽车总体销量的稳步增长、汽车电子化的普及带动装配率的提高,我国汽车电子的市场规模呈现加速增长趋势。我国汽车电子市场规模从2007年的1216亿元增长到2015年的3979亿元,2016年已经突破5000亿元大关。
1、国家地方系列政策出台助力新能源汽车推广
近年来,《国务院办公厅关于加快新能源汽车推广应用的指导意见》等一系列文件的出台积极推动了新能源汽车的发展。截至到2016年6月,国家共出台新能源汽车相关政策30项,其中推广政策出台7项,行业规范政策出台8项,充电基础设施政策出台4项,企业目录相关政策出台5项,行业管理相关政策出台6项。地方政府也纷纷推出鼓励新能源汽车的各项优惠政策,其中具有代表性的一线城市中,北京是2015年全国首个出台针对纯电动专用车补贴政策的城市。此外,上海、深圳等面临节能减排压力较大的城市,也积极加大在在财政补贴、牌照资源等方面的优惠力度。在国家和地方政策的推动下,我国新能源汽车呈现爆发式增长,2016年产量51.7万辆,销售50.7万辆,比2015年同期分别增长51.7%和53%。在我国新能源汽车爆发式增长的带动下,我国新能源汽车电子产业迅速发展。2015年我国汽车电子市场规模达657亿美元,同比增长13%。目前,我国已初步形成了长三角、珠三角、环渤海和东北等四大汽车电子产业集群。根据估算,2015年我国新能源汽车电子产业规模接近45亿元,2020年将达237亿元,复合增长率约39%。
2、技术进展
新能源汽车电子产业的快速发展,对技术研发提出了更高的要求。在我国汽车电子技术起步较晚的大背景下,我国企业积极与国外企业合作,在车联网终端、车辆通信等方面取得一定进步。在整车控制和集成领域,我国骨干的整车企业从系统到软件到硬件三个层级都具备了开发的能力,为新能源汽车电子产业的发展提供技术支撑。
2.1车载信息服务领域取得快速发展。
当前,车联网是装备工业实现信息化的重要内容,车载信息系统服务同时作为智能交通的重要补充和新的亮点受到关注。近年来,我国政府陆续发布了涉及车联网的多项政策法规,交通部发布《道路运输车辆卫星定位系统车载终端技术要求》;国务院发布《关于加强道路交通安全工作的意见》,要求重型载货汽车和半挂牵引车应在出厂前安装卫星定位装置,并接入道路货运车辆公共监管与服务平台等等,这些政策规范了商用车车辆的监控管理,也加快了商用车联网实施的步伐。与政策相对应,企业也积极加快车联网的布局。乐视与阿斯顿马丁的合作、上汽与阿里的合作已表明汽车智能化与车联网已成为当前汽车技术领域研发的重要方向。2015年4月,英特尔公司联合中交兴路和星航道,发布了首款基于英特尔Quark处理器的“端到端”商用车车联网终端。英特尔表示“端到端”主要强调数据在多个端之间的流动性,如从终端到云端,从物流企业到车主端再到云端。数据采集后传送到云端进行大数据分析后,再传回终端为司机提供信息服务,达到规避交通事故、提升驾驶效率等目的。该终端产品主要有运算、端处理和安全三大特性。2015年5月,凯迪拉克与安吉星联合,在国内首家推出车载4GLTE服务,为未来车联网技术与服务创新构建平台基础。汽车智能化与网联化的发展不仅给车主带来全新的驾乘体验,同时兼顾安全和绿色环保,通过车与路、车与车、车与人、车与城市之间实时联网,实现智能交通网络。
2.2新能源汽车整车控制器开发技术取得突破
新能源汽车电控产品主要负责对关键零部件的控制以及能量的管理。从产品种类上看,主要包括车用动力电池控制系统,车用电机控制系统,燃料电池控制系统,混合动力耦合控制系统,电动车能量管理系统,代用燃料发动机电控系统等。目前国内部分整车企业或零部件企业通过自主研发,技术引进以及与国内大学、科研院所联合开发,掌握了混合动力汽车串联、并联以及混联控制技术,电动汽车以及燃料电池电控技术,产品已初步实现产业化,应用在新能源汽车的试点中,控制器的生产厂商主要有一汽、上汽、东风、奇瑞、天津清源等整车厂和万向电动车、上海电驱动等零部件厂商。目前,我国已基本掌握新能源汽车整车控制器开发技术,拥有自主研发并生产新能源汽车电控产品的能力,部分产品进入小批量生产阶段;产品研发水平和产业化实力与国外比较成熟的企业相比仍有较大差距,控制器基础硬件、开发工具等依赖进口;国产电控产品目前主要应用在小规模试生产产品中,大部分企业推出量产新能源汽车时更倾向于选择国外知名控制器硬件供应商。
2.3电源管理系统取得阶段性进展
电池管理系统(BMS)是新能源汽车电子关键技术之一,在新能源汽车中负责对动力电池进行评价、管理和保护的功能。目前国内研发主要集中在部分高校、科研院所和企业的研发中心,BMS系统功能较为完备,能与示范车型相配套,但目前仍处于试验或小批量生产阶段,与达到产业化程度仍有差距。国内BMS系统主要由企业与高等院校联合开发、生产。同济大学配合国内多家动力电池研发单位研发了新能源轿车集中控制式电池管理系统,同济大学与上汽集团等联合开发的电池管理系统已在上海世博会的燃料电池汽车系统中应用;北京航空航天大学研制开发的锂离子动力电池的均衡充电及管理系统在一汽、东风电动、重庆长安、天津清源等企业得到应用,申报并获多项发明专利。
3、技术投资热点
当前,我国新能源汽车市场保持高速增长,行业投资规模迅速扩大。未来,在国家政策和市场需求的带动下,新能源汽车产业链的下述环节将成为投资热点。
3.1动力电池
随着扶持政策陆续出台,新能源汽车产业化进程加速,动力电池市场需求持续扩大。根据工信部发布的《中国制造2025》规划系列解读,节能与新能源汽车产业发展战略目标中提及到2020年,动力电池、驱动电机等关键系统达到国际先进水平,在国内市场占有率80%。2016年6月,国家动力电池创新中心成立,这是首个国家制造业创新中心。此外,2016年,国轩高科、吉利、天津力神、三星SDI、天能集团陆续投资动力电池新建项目。新能源汽车产业的关键点在于动力电池的生产和电池技术的创新,未来,动力电池制造商将围绕电池安全、续航能力、充电速率、环境适应性以及成本等方面积极提升竞争力。
3.2核心器件
随着新能源汽车渗透率的大幅提升,功率半导体、传感器等作为新能源汽车的核心器件,将迎来新的爆发机遇。比如近几年随着市场的刺激以及国家政策的扶持,国内逐渐出现了一批IG-BT方面的公司并取得了令人欣喜的成绩,例如中车时代电气、比亚迪微电子、华微电子。功率半导体占到新能源汽车中半导体用量的50%,而IGBT是用于新能源汽车的主要功率半导体。新能源汽车动力总成系统电气化,使每辆汽车半导体元器件用量大幅提升,国内相关厂商将从中获得发展机遇。
3.3充电桩
根据《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》要求,2020年充电桩与汽车之间的比例要达到1:1,而目前的车桩比例仅为4:1,这表明未来充电桩市场具有巨大发展空间。4月6日和29日,国家电网启动了两批充电桩招标,2016年充电桩招标总金额将达50亿元,远高于往年。国家电网也明确了2016年将进一步加快推进国家公路快充网络和城市充电网络建设,在“两纵两横一环”高速公路城际快充网络的基础之上,建设“七纵四横两网格”高速公路快速充电网络。充电设施是新能源汽车发展的一大短板,也是新能源汽车产业链投资的热点,2016年将是充电设备产业高速发展的一年。
3.4服务运营
对于投资者来说,整车制造需要更长的时间投入、更深的技术积累以及更高的资金要求。在此背景下,避开如整车制造等门槛较高的产业前端,着眼于服务运营、电池回收、检测评估、物流租赁等产业后端,完善新能源汽车行业的整体生态圈将成为投资热点。比如新能源汽车单位耗能价格低的特点,使其在物流租赁领域拥有广阔的应用前景,一辆4立方米的电动汽车一个月较传统燃油车节约1800元,而且车越大节约越多。
3.5无人驾驶
不少国家已认识到无人驾驶汽车所拥有的广阔市场前景,无人驾驶符合汽车智能化和互联网化的趋势,是互联网浪潮下汽车行业变革的重大机遇,目前世界顶尖级互联网公司和汽车厂商公司,都在积极切入这个领域。国内一汽、上汽、北汽、奇瑞、长安等整车企业以及小米、乐视、百度等互联网企业也均开展了相关研究和试验。当前国内无人驾驶产业正处于萌芽期,部分细分市场仍为空白。2016年有望成为无人驾驶投资元年,预计到2020年无人驾驶将初步实现商业化,并于2025年实现量产,行业将迎来5-10年的中长期投资机会。
摘要:
本文以实际工程为例,详细介绍了生态节能和新能源利用技术在建筑中的具体应用,进而说明建筑节能技术和新能源开发利用的可行性和必要性 简介:本文以实际工程为例,详细介绍了生态节能和新能源利用技术在建筑中的具体应用,进而说明建筑节能技术和新能源开发利用的可行性和必要性
关键字:
建筑节能 绿色环保 生态技术 可持续发展
一、建筑节能设计的重要意义:
1、建筑节能是经济发展的需要:
能源是人类生存与发展的重要基础,经济的发展依赖于能源的发展。当今能源问题已� 建筑从建材生产,建筑施工直到建筑物的使用无时不在消耗着能源,资料统计表明欧美等发达国家的建筑能耗占到全国总能耗的1/3左右,我国也占到25%以上。因此在建筑中推广节能技术势在必行。
2、建筑节能是环境保护的需要:
我们现在应用的能源主要是以煤炭、石油、天然气为主的不可再生能源。这些能源在使用过程中会排放大量的有害物质(二氧化碳、硫、氮氧化合物等),是造成大气污染和生态环境破坏的重要原因。因此提倡建筑节能,减少污染物的排放也是改善生存环境,提高生活质量的一种有效的方法。
3、建筑节能是提高人民生活水平的需要:
随着现代化建设的发展和人民生活水平的不断提高,人们追求更加舒适的建筑生活环境。冬季采暖,夏季空调都需要能源的供应。而在当前能源十分紧张的状况下,节约建筑能耗就显得尤为重要了。建筑节能设计是建立在满足合理的舒适要求前提下,通过技术减少建筑能耗,提高能源的使用效率,满足建筑节能的要求。
二、我国在建筑节能方面的概况:
1、我国建筑能耗概况:
统计数据表明,中国建筑能耗的总量逐年上升,在能源消费总量中所占的比例已从上世纪70年代末的10%,上升到近年的27.8%。我国是以煤炭为主要能源的国家,由于我国大部分地区的气候条件呈现夏热冬冷的特点,因此我国的建筑耗能量巨大,燃煤排放了大量有害物质,对环境造成了严重的污染和破坏。据统计1999年我国排放CO26.67亿吨,居世界第二位,其中85%是由燃煤排放的,2000年我国排放SO21995万吨,居世界第一位,其中90%是由燃煤排放的,由于污染物的排放造成57%的城市颗粒物超过国家标准,48个城市SO2浓度超过国家二级排放标准。种种数据表明建筑节能在我国的推广已经是迫在眉睫了。
2、我国建筑节能的发展概述:
我国的建筑节能工作开始于80年代初期,通过各方积极努力,到1995年末,全国建成的节能建筑面积已达4700万平方米,到1998年节能建筑面积达到1亿平方米。各地相继建成一些建筑节能示范工程,如北京安苑北里小区、周庄小区、卧龙小区、天津倚华里小区、甘肃建筑科学研究院宿舍等,这些工程在节能方面都取得了良好的效果。为全面推广节能设计,我国制定了一系列的法规和标准,如《中华人民共和国节约能源法》、《民用建筑节能设计标准》、《既有建筑节能改造技术规程》、《采暖居住建筑节能检验标准》、《建筑节能管理规定》等。相信随着建筑节能法规和标准的逐步完善,我国的建筑节能事业将得到进一步的普及和推广。
三、新能源的开发和利用:
1、新能源的含义和分类:
新能源和可再生能源的概念是1981年联合国在肯尼亚首都内罗毕召开的能源会议上确定的。它不同于目前使用的传统能源,具有丰富的来源,几乎是取之不尽,用之不竭,并且对环境的污染很小,是一种与生态环境相协调的清洁能源。联合国开发计划署(UNDP)目前将新能源分为三类:
(1)大中型水电。
(2)新可再生能源,包括小水电、太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能。
(3)传统生物质能。转贴于
2、开发利用新能源的重要意义:
随着能源需求的不断增加,地球上不可再生能源的资源将进一步的减少直至枯竭。为了社会的发展和人类的进步,在提高能源的使用效率,节约能源的同时还必须要开发和利用绿色环保并可再生的新能源。根据专家的预测,到2060年,全球可再生能源的用量将发展到能源总用量的50%以上,成为未来能源结构的主要部分。采用新能源是保护生态环境,走可持续发展道路的重要措施。
3、将新能源技术应用于建筑的意义和未来展望:
建筑消耗大量能源,当前我国建筑业发展迅猛,把节能、绿色环保、生态技术应用于工程是建筑发展的必然趋势。太阳能、风能、地热能等新型能源在建筑上的有效应用,不仅可以代替资源有限的传统能源,而且可以减少污染物的排放,保护生态环境,它的开发和利用具有广阔的前景和深远的意义。我国具有丰富的新能源资源,目前在太阳能利用方面发展迅速,太阳能电池发电技术在建筑上大量使用,太阳能热水器的用量也以每年20%的速度增长,预计到2015年太阳能热水器的普及率将达到25%,太阳能发电系统的拥有量将达到320MW。另外像风能、地热能等方面的开发研制也取得了很大成就,预计新能源必将在我国的建筑事业中发挥巨大的作用。
四、生态节能技术和新能源在建筑设计上的实际应用:
在设计中采用生态节能技术的实例很多,像张家港生态农宅设计、清华大学建筑设计中心大楼设计、济南高等交通专科学校图书馆等。在北京工业大学高技术能源实验楼的设计中就采用了多项节能和新能源利用技术。根据校园总体规划,高技术能源实验楼拟建在北京工业大学校园北区的东南角,南面正对校园东西中轴路“北工大南路”,北面是北京工业大学科技实验区,西面是学校运动场,地理位置十分重要。建设场地呈长方形,东西长约85米,南北宽约35米,总用地面积约4000平方米,拟建建筑面积5000平方米。根据基地特点,整幢建筑采用“一”字型布局,主入口朝南面对中轴路,将内燃机实验室的实验车辆入口及次要入口布置在北面,这种形式既方便了对外联系,又避免了互相的干扰。将建筑整体向北退后红线10米,留出主入口前广场和室外停车场,并布置绿化和地面铺装,从而形成良好的室外空间环境。另外建筑物耗热量指标随着体形系数的增长而增长。实验楼简单规整的建筑型体由于外表面积较少,体形系数较小,所以能够有效地减少建筑能耗,对于实现建筑的节能要求非常有利。
节约建筑能耗最重要的措施是合理改善外围护结构的热工性能,高效保温的墙体节能效果显着。实验楼采用250mm厚的蒸压粉煤灰加气混凝土砌块作为外围护墙,这种材料是利用火力发电厂排放的粉煤灰作为主要原料,采用先进的生产工艺及装备生产的新型墙体材料,这种材料可以有效地减少建筑垃圾,利于环保和减少资源浪费,是一种真正的绿色建材产品。在已经满足保温节能要求的情况下,又增加了一层30mm厚的有机硅保温砂浆,从而减少了外围护结构的传热系数。太阳能是我们可利用的最清洁、最丰富的能源,在实验楼屋顶安装了太阳能电池发电系统,可以将太阳辐射能直接转换成电能,利用蓄电池组贮存太阳能电池受光照所发出的电能,并可以随时向用电设备供电,从而满足楼内的动力和照明系统的用电需求。太阳能电池发电技术具有许多优点,如安全可靠,无污染,不消耗常规燃料,不受地域限制,维修简便,适合在建筑物上安装等特点,因此它是当今世界上最具有发展前途的新能源利用技术。实验楼内的空调系统全面采用了地源热泵技术,它利用地表浅层中蓄存的能量,室外空气温度波动很大,但地表面几米以下的地温全年相对恒定的特点(地球表面温度通常保持在15℃左右),在夏季将室内多余的热量不断地排出而为大地所吸收,使建筑物室内保持适当的温湿度。这项技术具有低能耗、对环境影响小、维护费用较低以及设计灵活等突出特点,是一种高效、环保的能源利用系统。北京工业大学环境与能源工程学院在这项技术的研究上具有领先水平。通过此次设计,不仅使学院的科研成果在具体工程中得到了应用,而且还避免了悬挂空调室外机对建筑立面的破坏。将光导纤维技术用于室内照明,在屋顶架设了风力发电系统等多项节能环保措施的应用,使高技术能源实验�
五、总结:
以上对建筑节能和新能源的开发利用方面作了简单的分析和研究,建筑节能和新能源的利用是缓解能源危机、减轻环境污染、改善生活工作条件、促进经济持续发展的一项根本措施。作为当代建筑师,不应该只追求建筑造型上的新颖独特而忽视了能源的浪费。我们应建立生态建筑思想,尊重自然环境,用科学技术、经济效益和社会效益相统一的方法进行规划和设计,将节能意识贯穿于设计的每一个环节,设计出更多符合时代要求的、高效低能耗的建筑作品,使建筑设计理念上升到新的高度。
关键词:汽车;新能源;保有量;发展趋势
中图分类号:F407.47文献标识码:A
一、新能源汽车保有量预测方法综述
(一)汽车保有量预测方法概述。汽车工业作为国家经济发展的支柱产业,其发展状况早已成为学者关注的焦点。研究汽车保有量的方法有很多,由文献检索可知研究方法分为以下两类:一是基于时间序列数据的预测方法;二是基于数据因果关系的预测方法。
1、基于时间序列数据的预测方法。吴义虎利用改进的神经网络对中国2000年、2005年、2010年的汽车保有量进行预测,并与灰色预测的结果进行对比。结果表明,由于神经网络具有很强的学习与泛化能力,因此在处理具有一定程度不确定性的非线性系统的建模与预测方面,神经网络有很好的应用价值。蔡家明将灰色系统模型引入了汽车市场需求预测中,利用灰色系统的模型预测了一年我国汽车的保有量。证明了该预测模型具有较高的精确度和计算简易性。黄漩运用时间序列中的博克斯-詹金斯法对汽车销售量进行建模并预测汽车的销售量,再根据销售情况来确定未来汽车产量,希望可以通过销售量定产量的方法来避免产能过剩的现象恶化。
2、基于数据因果关系的预测方法。郭连军对影响我国汽车市场的主要因素进行了分析,建立了以指数平滑、多元回归、神经网� 提出以指数平滑、多元回归和神经网络来建立预测模型,并互为补充,特别是将指数平滑和神经网络结合起来,用于汽车保有量近期和远期预测可信度提高很多。
潘志刚的组合预测理论是对同一个预测对象采用不同的单项预测模型,并对各个单项模型赋予权重。因而,利用多个单项预测模型有效组合,使组合预测模型具有较高的预测精度和预测稳定性,能比较合理地描述系统的客观现实。
(二)新能源汽车保有量预测研究综述。早在1985年国外就有人对电动汽车市场进行过预测,认为未来的电动汽车市场具有很好的发展前景。近年来,有很多汽车公司转向新能源汽车的研发,对新能源汽车的市场前景的研究便应运而生。比如,通用汽车公司、宝马汽车公司均对新能源汽车市场的前景进行过研究,� 因此,新能源汽车将是未来汽车的发展方向。
二、我国新能源汽车保有量预测
(一)我国汽车保有量变化及因素分析。截至2007年底,我国普通燃油汽车保有量为5,000多万辆,我国汽车保有量保持快速增长平均增幅达10%,载客汽车增长较快,载货汽车增长相对缓慢,私人汽车继续保持增长,进口汽车保有量继续增长。由图1我们可以看出从1988~2007年的20年间我国民用汽车的保有量持续增加,我们相信随着中国经济的增长,我国汽车的保有量还有上升的趋势。(图1)
目前,国内外对我国汽车保有量的预测所选用的参数有很多,主要有社会总产值、道路货运量、道路客运量、人口总数、公路里程、人均GDP与城市化率、工业总产值、交通运输、社会消费零售总额、国有资产投资、进出口总额等。取1986~2005年的数据为样本,以下面7种� 由图2可看出,汽车保有量与这些因素都有密切联系,这些因素都对我国汽车保有量而预测产生影响。(图2)
(二)我国汽车保有量预测。本文对新能源汽车保有量的预测主要通过神经网络模型来预测未来10年我国汽车保有量,进而预测出在未来10年新能源汽车保有量所占份额。
用传统的GM(1,1)处理此组数据,经用Matlab软件计算出1988~2007年汽车保有量的数据。(表1)
用Matlab中的train函数进行学习过程,为使收敛性更好,可多尝试几次,最终得到所求网络。具体方法为:通过隐层节点数=sqrt(输入数据数+输出数据数)+a确定节点数,a为1~10中的整数。利用Levenberg-Marquardt算法,训练显示间隔为20,学习步长为0.3,最大训练次数为3,000,最小均方误差为10-8,建立网络。
利用Matlab软件计算神经网络模型的汽车保有量预测值如图3所示。(图3)
结果表明,在未来10年中,如果忽略其他因素,我国汽车保有量将会迅速增加,汽车市场的发展前景巨大。
(三)我国新能源汽车保有量预测。1992年中国签署《联合国气候变化框架公约》,1993年批准了这一公约。1998年中国签署《京都议定书》,2002年核准了这一议定书。2004年11月18日,俄罗斯正式向气候公约秘书处递交《京都议定书》的批准书。旨在减少全球温室气体排放的《京都议定书》于2005年2月16日在全球正式生效。然而,按《京都议定书》规定,到2010年,所有发达国家排放的二氧化碳等6种温室气体的数量,要比1990年减少5.2%。“十一五”规划提出的单位GDP能源消耗降低20%和污染排放总量下降10%的约束性目标,表明了政府重视资源节约和环境保护,改变经济粗放型增长方式,走新型工业化道路的决心。假设我国未来10年保持汽车尾气排放约束性目标为:排放总量在前一年排放量的基础上下降10%。然而,如果要满足未来我国汽车用户的需求,而又要减少汽车尾气的排放,就必须增加清洁能源汽车保有量,既满足社会需求,又达到节能环保。经计算按照目前的排放标准,我国汽车单车年尾气排放总量为1.3064吨。由减少的尾气总量/单车尾气年排放总量可推知未来10年中我国清洁能源汽车的保有量。(表2)就理论研究而言,如果要达到国家规定的排放标准及京都议定书的要求,到2017年我国的新能源汽车将会达到千万辆。但就实际情况而言,随着汽车技术的改进及环境保护的实施,现实生活中新能源汽车的保有量将会低于理论的预测值。
(四)新能源汽车发展趋势分析。由前面的分析我们可知,未来10年我们国家的汽车保有量会持续增加,然而能源和环境的作用又限制了我国传统燃油汽车的保有量。为了缓和消费者对汽车的需求和响应国家节能环保政策的要求,就必须增加新能源汽车的保有量,才能达到消费者与生产商对汽车需求与生产的平衡。因此,就新能源汽车保有量而言,未来我国新能源汽车发展的前景巨大。
当前我国汽车的普及率还比较低,有利于向新能源汽车转换,新能源汽车的后发优势明显。油价上涨对于新能源汽车的发展也存在一定机会,国际原油价格的持续上涨将会导致国内油价的上涨,提高传统汽车的使用成本,有利于消费者转向新能源汽车。我国石油对外依存度不断提高,已经威胁到我国能源安全并造成能源项目上的巨额贸易逆差政府开始大力推动节能技术并加快能源结构的转变。同时,基于可持续发展目标在国家“节能减排”政策指导下,国家已出台一系列政策扶持新能源汽车产业的发展。在产业内竞争与合作方面,合资企业的大量存在使得国内汽车企业通过与跨国企业的合作研发与生产降低市场风险、提高技术水平存在一定机会。因此,我国新能源汽车发展势在必行。而当前的金融危机对我国新能源汽车的发展也是一个非常好的契机。
三、我国新能源汽车发展对策及建议
为推动我国新能源汽车的发展我们必须从政府,企业、社会三个角度进行努力,实现我国新能源汽车的保有量的持续增长,让更多的人拥有新能源汽车。
(一)健全新能源汽车产业的法律法规体系,制定明确的发展目标。尽管目前我国已经制定了新能源汽车相关的法律法规,但是仍缺乏一个整体的新能源汽车发展战略和规划,尤其缺乏强制性的法律法规。另外,新能源汽车发展的目标及时间表也不明确。各国经验表明,在新能源汽车发展的初期,国家法制的强制性作用非常必要。同时也只有在强制性的政策推动下,才能形成新能源汽车的相关产业链和规模经济,降低新能源汽车的制造成本。中国尽管制定了节能减排的总体目标,但对新能源汽车的推广缺乏强制性措施,推广力度仍然不够。我国还应制定新能源汽车产业化发展的时间表,促进技术研发和完善基础设施,待新能源汽车产业发展相对成熟以后,逐步取消相关强制性目标和政策优惠。
(二)积极促进企业、科研机构、高校共同开发新能源汽车。由政府牵头,积极推动企业、科研机构、高校共同参与新能源汽车的技术研发。目前,由于新能源汽车的发展还处于导入阶段,而技术研发投入资金较大,市场前景却不完全明朗,国内多数企业在新能源汽车技术研发和产业化发展方面积极性差,并且由于新能源汽车技术研发需要很高的技术和资金投入,少数企业也难以承担。这就要求国家在新能源汽车技术研发和产业化发展的初期起到主导作用,整合国内的科技和资金资源,确定关键技术领域,制定新能源汽车研发的路线图和时间表,并制定专利共享等激励机制,与企业、研究机构、高校共同推动新能源汽车关键技术的研发。
(三)对新能源汽车发展给予财政和税收等政策支持,加强基础设施建设。目前,我国新能源汽车产业相关的配套政策体系还很不完善,执行力度也存在较大差异。提高新能源汽车研发的准入制度,将优势资源集中在少数几个企业中,集中人力、物力、财力发展新能源汽车。在政策方面,可以实行综合的税收、财政、政府采购等配套政策体系,如加强新能源汽车企业的信贷支持,减免税收。对新能源汽车的使用者减免车船税、消费税、燃油税等。加大政府采购。对替代燃料和基础设施建设提供直接投入、税收减免和信贷支持。给予新能源汽车灵活的便利政策,如高速公路收费减免和城市行车通道及停车方面的优惠政策。
(四)加大国际合作。提倡本土新能源汽车企业自主创新,在自主研发的基础上大力发展国际技术和产业化合作。我国在新能源汽车产业发展中积极借鉴其他国家的经验,开展技术合作和产业整合,提高我国的技术水平,促进新能源汽车及替代燃料的普及。如,与跨国公司在华建立合作研发机构,共享研究成果,充分利用国际研发成果,引导跨国公司参与中国新能源汽车产业化发展,积极参与国际新能源汽车产业化组织,借鉴发达国家的经验成果。
(五)提升消费者的环保意识,扩大新能源汽车的用户基础。由于我国新能源汽车起步较晚,国内消费者对新能源汽车的认识不足,新能源汽车用户基础薄弱。国家可联合企业、研究机构、教育单位和新闻传媒,大力推动新能源汽车基础知识的普及,尤其是要在青少年群体中推广新能源汽车知识,扩大新能源汽车的潜在用户群。
四、结论
过去20年我国汽车保有量均呈快速上升的态势,通过对历史数据的分析整理,我们预测对未来10年在当前的技术、法规下我国汽车保有量依然会上升,且受金融危机的冲击不会太大。本文参考京都议定书及我国节能环保的目标,从环境的角度对我国的新能源汽车保有量进行了预测,预测结果显示在理想状态下我国新能源汽车的保有量将会达到千万辆。要使我国的新能源汽车的保有量达到此数目,我们还需进一步的去努力。
(作者单位:北京理工大学管理与经济学院)
主要参考文献:
[1]胡伟。我国汽车销售量预测研究[D].南京:河海大学商学院,2007.
关键词:新能源;汽车维修;故障诊断技术
新能源汽车在新时代环保需求下不断发展,新能源汽车因为不采用传统能源,汽车尾气排放现状也取得了极大的改善,完成了能源结构提高,所以,新能源汽车的实际运用社会作用极高。因为,新能源汽车的生产制造所应用的新兴技术,所
1新能源汽车的常见故障类别
1.1纯电动汽车故障。纯电动汽车是现代新能源汽车的主要发展方向,从目前纯电动汽车常见故障类别来说,虽然纯电动汽车的应用安全性以及使用年限相较之前有不小的提高,可是,纯电动汽车所应用的动力电池还是无法满足规范化检测标准,这就使得纯电动汽车故障成为了新能源汽车的故障发生频繁的类别,比如,目前大多数纯电动新能源汽车在行驶一段时间之后,锂电池都存在极为明显的过度充电与放电的情况,此外,在放电与充电的过程中,无法进行有效把控。尤其是纯电动新能源汽车所应用的锂电车为单片锂电池情况下,这种情况极为常见,极其容易发生过度放电与充电的请款。另外,目前许多新能源纯电动汽车所使用的都是多种种类的锂电池,这些锂电池在应用过程中,因为,后期更换或者其他原因的影响,极其容易发生一些电池充电过于饱和而一些电池充电不完全的情况,对整个新能源纯电动汽车电池的使用期限造成极大影响[1]。1.2油电混动汽车故障。与新能源纯电动汽车不同,目前新能源油电混动同样是新能源汽车中的一种,它所应用的是电能与化石能源。这种类型的新能源汽车虽然与普通汽车相比较,在能源损耗等方面具备更大的优势,同时也在一定程度上实现了节能减排的目的。油电混动汽车在行驶的前期,蓄电池能够提供较为充足的电量,可是,随着时间的不断延长,使用寿命的缩短,油电混动汽车内部电路、磁路以及机械等极有可能会发生不协调等情况,尤其是在行驶环境较为严峻的地区,油电混动汽车的控制系统、电机驱动等发生故障的几率会不断提高,导致油电混动新能源汽车的维修难度变得极其高[2]。
2新能源汽车常见故障情况
2.1动力电池故障。纯电动汽车是目前新能源汽车中的一种,纯电动汽车是以电力作为能源的一种环保、节能价值都极高的新能源汽车。纯电动汽车与普通汽车相比较而言,所采用的动力能源存在极为明显的不同,现阶段,在新能源纯电动汽车行业中,主要所采用的电力能源是由锂电池来满足的,将几个锂电池进行串联组装成为电池组,借助这样的方式能够极好的满足新能源纯电动汽车行驶的动能需求。可是,锂电池在新能源纯电动汽车行驶的过程中极其容易发生电池故障情况。假如,所采用的电池组中各个锂电池的效率存在差异性,就很有可能会引起锂电池发生充电不完全或者过多释放电力的情况,这会对电池组的应用造成无法弥补的伤害,甚至直接会引起电池组的故障。此外,新能源汽车对电池组的主要运用过程就是电池组的放电过程,在电池组放电点火的高温情况下,势必会加剧点火圈周边的绝缘层的软化以及损坏速度,在这个情况,假如绝缘层无法发挥效果就会引起电路故障或者短路的情况。一旦无法及时有效的处理电路故障以及短路情况,将会造成新能源汽车无法正常行驶等情况,使得新能源汽车出现极为严重的故障[3]。2.2电动机驱动系统故障。新能源汽车的正常运转主要借助电动机的驱动系统。驱动系统在运转过程中主要责任就是完成电能与机械能之间的相互转换,假如电动机驱动系统出现故障将会导致新能源汽车丧失行驶动力,使得新能源汽车的价值得不到充分体现。电动机驱动系统在运转过程中,新能源汽车的电路系统、磁路系统以及机械系统等都和电动机驱动系统的故障发生有着直接的关联。假如,无法做到上述几种系统之间的互相高效配合,就会引起电动机驱动系统的故障发生。另外,在不同的行驶环境下,也会引起驱动系统发生不同级别的故障,这会导致新能源汽车的故障诊断工作无法顺畅有效的开展。根据电动机驱动系统各种故障级别,可以将电动机驱动系统的故障划分为机械故障以及电气故障两种类别。电气故障主要是因为绕组以及转子燃组接触不完全或者发生短路事故所引起的,而机械故障其根本原因是电动机驱动系统的轴承以及铁芯等重要组成出现了严重的磨损所导致的。2.3空调系统故障。空调系统的主要价值就是对汽车内部环境进行温度控制,使得驾驶人员能够更加舒适、轻松的行驶,同时乘坐人员也能够更加享受。可是,新能源汽车的空调系统在运转过程中时常发生故障情况。而空调系统发生故障最关键的缘故是冷媒泄漏使得新能源汽车无法进行制冷等操作。比如,在对某一种类的新能源电动汽车进行冷媒添加以后,空调系统只正常运转了四天之后就发生了无法制冷的情况。为什么会发生这样的问题呢?其根本原因是因为空调系统中的冷媒发生了泄漏情况。而冷媒泄漏的根本原因是因为制冷系统中的密封胶在时间的腐蚀下出现了老化或者损耗等情况。此外,假如新能源汽车长时间在行驶条件过于严峻的情况下行驶,就应当定期对新能源汽车的空调系统进行全面且仔细的故障排除,与新能源汽车的行驶实际情况相结合,科学合理的设计检修周期,假如,检修周期不科学合理,会引起空调系统内部的硬件等重要配件出现磨损等情况,进而导致空调系统无法正常运转,出现故障[4]。
3新能源汽车维修与故障诊断技术
3.1动力电池的维修与故障诊断技术。对于现今的新能源汽车而言,电力能源是十分重要的组成之一,为了尽可能的保证锂电池的高效运转,就应当对锂电池进行科学合理的维修与故障诊断。电能组是由多个锂电池进行串联组装所构成的,在锂电池放电过程中,务必对锂电池的运转情况有足够的注重,应当避免新能源汽车的动力锂电池长时间处于放电的情况。假如,锂电池在运转过程中发生了电力亏损的情况,会引起锂电池硫酸盐化的情况发生,进而导致锂电池的极板上大量包裹硫酸铝结晶。锂电池内部的离子通道发生了极为严重的堵塞情况,锂电池储存量被严重影响。针对这个问题,在新能源汽车行驶结束的状况下,应当关闭锂电池,同时定期对锂电池进行充电。定期对锂电池组进行检测。为了充分发挥锂电池组对新能源汽车的价值,应当去专业门店进行定期检测,采用万能表等检测设施对新能源汽车锂电池组的电压、电流等信息进行检测。假如检查到锂电池组信息出现异常情况,就应当及时进行更换或者维修。除此之外,还应当进行对控制器的诊断与维修。针对控制器进行检测时,应当先确保电路正处于断电情况下,之后在对控制器进行深入检测,同时对控制器的运转实际情况进行判断。通常,每三到四个月就应当针对控制器进行一次检测以及保养,在检测保养过程中,应当充分维护控制器的运转性能。此外,在进行控制器维修过程中,应当避免对接触器的线路连接方式进行随意改变。在具体的维修过程中,应当对控制器外部积灰进行仔细清洁,在用水清洗控制器过程中,务必采用纯净水,清洁灰尘的过程中尽可能采用高压气体或者干净的毛巾。3.2电动机驱动系统故障维修与诊断技术。电动机驱动系统在新能源汽车行驶过程中极为常见的故障是高压线绝缘击穿情况,绝缘线击穿对驱动系统的运转来说有着极大的干扰,极有可能导致新能源汽车出现短路或者漏电的故障。针对这一情况,可以采用以下两种方式进行诊断。第一,感官诊断法。感官诊断主要是通过观察新能源汽车的电路是否出现冒烟、火花、发热或者不正常声响等情况。这些都是能够借助人的五官来感受到故障的,再通过感官判断故障发生的区域,之后进行针对性故障排除,最终明晰故障区域以及故障级别,从而针对实际情况进行维修或者更换。第二种,仪表诊断法。仪表诊断是根据新能源汽车中所安装的各种仪表信息进行检测的,借此判断新能源汽车发生的故障种类以及级别,然后进行针对性维修与更换。3.3空调故障的维修与诊断。在新能源汽车行驶过程中,应当尽可能做好对空调系统的把控。针对空调系统存在的冷媒泄漏情况,应当定期进行全面检测,审查其中密封胶是否出现了磨损或者老化情况,假如,检查到老化或者磨损情况,应当及时进行更换。在更换结束后,应当对冷冻机油进行补充,同时将其抽真空后灌入制冷剂。为了尽可能保证新能源汽车的维修与诊断完成预期目标,在诊断过程中可以采用各种设施进行诊断,这样才能够对新能源汽车的行驶情况有全面的掌握,尽可能减少汽车故障发生的几率,提高汽车的服务水准与服务效果。另外,针对一部分具备快速充电优点的新能源汽车,极其容易发生快充桩与新能源汽车无法进行有效沟通的情况,针对这种情况进行维修时,应当对快充桩以及快速充电口的运转情况进行判断,对其接触情况有所了解,判断汽车是否与接口接触良好、电阻值是否达到使用需求。此外,还应当对充电唤醒提示进行全面检测,同时对汽车端口连接信号情况进行全面检测,之后还应当对车辆的控制器、控制器配件等进行仔细检测。与新能源汽车的日常行驶情况相结合,在行驶过程中对电源、轴承、电力线路、润滑等极有可能发生故障的地方进行仔细检测。为了尽可能的杜绝以上故障情况的发生,在新能源汽车的使用过程中应当定期对车辆的实际情况进行检测,对于车辆所存在的安全隐患,尽可能的排除,这样才能够尽可能的确保新能源汽车的稳定性以及安全性[5]。
4结语
论文针对新能源汽车的维修与故障诊断技术进行了深入剖析,同时与实际情况相结合,对新能源汽车中普遍存在的问题进行阐述,对纯电动新能源汽车的锂电池动力故障、电动机驱动系统故障以及空调系统故障进行了全面解析,与实际情况相结合对故障的诊断与维修保养进行了论述。意在推动新能源汽车的发展。
参考文献:
[1]陈明华.新能源汽车的维修与故障诊断技术研究[J].汽车实用技术,2018(024):7-8,24.
[2]陈跃.新能源汽车常见故障诊断及其维修技术研究[J].湖北农机化,2019(013):59.
[3]宗红军.汽车底盘常见故障诊断与维修技术研究[J].汽车世界,2019(008):138.
[4]陈群.新能源汽车的维修与故障诊断技术初探[J].信息周刊,2019(004):1.
论文摘要:美国、日本、欧洲等发达国家对新能源汽车技术高度重视,从汽车技术变革和产业升级的战略出发,颁布制定了优惠的政策措施。中国新能源汽车产业也开始在政府的支持下,朝着健康的方向蓬勃发展。新能源汽车是低碳的必然选择,汽车产业的发展趋势。新能源汽车产业化发展的直接推动力就是国家的相关扶植政策。
一、新能源汽车:汽车产业的发展趋势
汽车的迅速普及,在改善居民生活的同时也产生了诸如能源、环保等方面的问题。全球交运设备的石油需求占总需求量约60%,在中国,汽车的石油需求占总需求量约35%;而石油生产相对集中,出于能源安全角度考虑,中国和很多发达国家需要降低对石油的依赖,以中国为例,原油对外依存度达到50%,美国60%以上的原油消费来自进口。
随着全球能源日趋紧张,生态环境日益恶化,关于新能源汽车的开发与应用问题已成为各国汽车产业积极探索的焦点。全球汽车产业格局正面临第四轮重构,汽车产品将向安全、节能、环保方向迈进。“新能源汽车”概念也随 因此,世界各主要汽车生产国和大型汽车公司纷纷加大了对节能与新能源汽车的研发投入和应用力度。随着人们对新能源的不断探索,在汽车领域中节能环保的新能源汽车呼之欲出。从环境及资源的角度来考虑,发展新能源汽车产业,实际上就是节能减排,是低碳经济发展的重要组成,新能源汽车产业的发展无论是对汽车行业还是对国家的节能政策都是非常有利的。
未来5~10年全球新能源汽车有望走进大规模产业化阶段,并将带动整个相关产业链蓬勃发展。新能源汽车发展总体将遵循节能(降低总能耗)、环保(减少污染物排放)两大趋势,逐步实现对化石类传统能源的替代。如果新能源汽车得到快速发展,以2020年中国汽车保有量1.4亿辆计算,可以节约石油3229万t,替代石油3110万t,节约和替代石油共6339万t,相当于将汽车用油需求削减22.7%。
在政策的激励和引导下,全球各主要汽车生产厂家都加快了新能源汽车产业化的步伐。目前,“低排放”的混合动力汽车已进入大规模产业化阶段,在全球的累计销量已超过100万辆,在当前新能源汽车市场上占据主导地位。“零排放”纯电动汽车的批量生产时间已提前到2015年,比原来预计的时间提前了10~15年。据预测,2012年前后将迎来新能源汽车产业化的高潮,未来10~20年将是新能源汽车产业格局形成的关键时期,新能源汽车将成为拉动经济发展新的增长点。
二、欧洲国家、美国和日本鼓励新能源汽车发展
美国、日本、欧洲等发达国家对新能源汽车技术高度重视,从汽车技术变革和产业升级的战略出发,颁布制定了优惠的政策措施,积极促进本国新能源汽车产业发展,以期提升本国汽车产业国际竞争力,在全球汽车产业新一轮竞争中占据有利地位。据不完全统计,国际金融危机爆发之前,发达国家每年用于新能源汽车的科研开发和产业化发展的资金不低于10亿美元,累计投入已达100多亿美元。这足以说明各国对新能源汽车的重视程度。
(一)美国
当前国际上车用替代燃料发展主要是乙醇和生物柴油等非化石类燃料,乙醇作为首先规模化应用的生物质燃料在部分国家得到一定程度推广。美国一直致力于提高乙醇以及生物柴油等可再生资源使用量,2003~2007年,美国乙醇汽油的消耗量年均复合增长率为27%。2006年使用E85的汽车销量就已突破了100万辆、2006年9月,美国通过《可再生燃料标准(RFS)计划》,该计划旨在使美国使用的可再生汽车燃料数量从2006年约45亿加仑增加到2012年至少75亿加仑,相当于美国车用汽油需求量的3.71%。
同时,美国政府也鼓励以混合动力车为代表的其他新能源汽车的使用。美国的混合动力汽车在2004年前后进入商业化推广阶段,2007年5月初,美国国内收入局(IRS)调整针对环保车辆的税收优惠措施。规定消费者购买通用汽车、福特、丰田、日产等公司生产的符合条件的混合动力车,可以享受到250美元至2600美元不等的税款抵免优惠。
推动新能源汽车发展是奥巴马政府能源政策的组成部分。美国总‘统奥巴马希望通过发展和利用新能源,使美国摆脱对海外石油的过度依赖。奥巴马总统上任后,美国通过制定进一步严格的汽车燃油排放标准和新能源汽车政策,以及通过政府采购节能汽车,消费者购买节能汽车减税,设立新能源汽车的政府资助项目,投资促进新能源汽车基础设施建设等策略,美国政府进一步推动汽车产品朝着“小型化”和“低能耗”的方向发展。
奥巴马把充电式混合动力汽车(PHEV),作为刺激经济和拯救汽车业的一张王牌。在他的倡导下,联邦政府为推进充电式混合动力汽车计划,在短短几个月内就紧锣密鼓地出台了一系列强力措施,斥资140亿美元支持动力电池、关键零部件的研发和生产,支持充电基础设施建设,消费者购车补贴和政府采购。
为鼓励消费,购买充电式混合动力的车主,可以享受7500美元的税收抵扣。同时政府还投入4亿美元支持充电站等基础设施建设。驱动混合动力车行驶的电池组技术是需要突破的关键。奥巴马在考察位于加利福尼亚州一家电动车测试中心时宣布,美国能源部将设立20亿美元的政府资助项目,用以扶持新一代电动汽车所需的电池组及其部件的研发。为此,美国能源部下属的国家实验室以及电池制造业联盟在肯塔基州设立了研发和制造中心,目标是为充电式混合动力车提供高性能的锂电池组。这些新能源政策,更加明确了研发节能减排新产品的方向和目标。
(二)日本
日本的能源资源极为贫乏,大部分能源依靠进口。据国际能源署统计,2008年其能源自给率仅为17.7%.与其他发达国家相比处于较低的水平。日本同时又是世界经济大国和能源消费大国,在现有资源条件下如何确保国家能源供应安全,是日本政府面对的重要挑战。为此,日本颁布实施了一系列能源相关政策法规,一方面积极促进太阳能等新能源的开发利用,另一方面高度重视节能技术及应用,努力做到“开源”和“节流”双管齐下,既满足国内的能源需求,又在一定程度上降低了对外依存度。
近年来,日本政府陆续出台了《关于促进新能源利用等特别措施法》《有关电力企业利用新能源发电的特别措施法》《可再生能源配额制法》等一系列政策法规,明确了日本新能源的发展目标和各方责任。有关各方依据相关政策法规,采取了多种有力措施,积极开发太阳能等清洁能源,取得了显着效果。日本异常重视新能源汽车的开发。2006年5月日本政府制定了“新国家能源战略”,战略提出到2030年将目前近50%的石油依赖度进一步降低到40%。日本混合动力车已形成产业化,目前,丰田、本田、日产等日本厂商的混合动力汽车不仅在国内热销,在国际市场上也令其他国家厂商望其项背。
日本非常重视燃料电池和生物燃料等技术开发。日本计划在5年内斥资2090亿日元开发以天然气为原料的液体合成燃料技术、车用电池,以及氢燃料电池科技;2007着手生物燃料的普及,拟在2011年单年度生产生物燃料5000万L。2008年12月,日本政府表示,将联合美国乐土(BetterPlace)公司,以及斯巴鲁、三菱等日本汽车厂商共同参与由日本环境省实施的电动车试验项目--“新一代汽车导入促进业务”,这一项目的主要目的是测试电动车及其电池更换站的可行性。
为推进新能源汽车以及环保汽车,日本从2009年4月1日起实施“绿色税制”,它的适用对象包括纯电动汽车、混合动力车、清洁柴油车、天然气车以及获得认定的低排放且燃油消耗量低的车辆。前3类车被日本政府定义为“下一代汽车”,购买这类车可享受免除多种税赋优惠。例如,混合动力普锐斯(Prius)可以享受到的最高优惠为:免除新车100%的重量税和取得税;个别车辆还有50%自动车税的减免;其次就是补助金的优惠。丰田在日本本土销售的车型中,目前已经有5款混合动力的新能源汽车可以享受这样的优惠。
(三)欧盟
欧盟在2003年了《欧洲未来氢能图景》,并制定了《欧盟氢能发展路线图》。这些措施都有力地推动了电动汽车在这些国家的研发和产业化,增强了其本国汽车工业的技术竞争力。凭借欧洲汽车厂商在柴油发动机上强大的技术优势,欧洲在清洁柴油乘用车方面发展最为迅速。
德国德国的石油税收法中对汽车替代燃料实施了一些税收优惠政策,到2010年时,每年的税收补助将达到30亿欧元,到2020年时将达到50亿欧元;在2009年年初德国政府通过的500亿欧元的经济刺激计划中,很大一部分用于电动汽车研发、“汽车充电站”网络建设和可再生能源开发。
瑞典瑞典政府将向购买清洁汽车的消费者提供1万瑞典克郎的折扣,政府计划在2007年分派5000万瑞郎,2008年l亿瑞郎,2009年1亿瑞郎的折扣。
荷兰在商用车领域,为了激励用户购买达到欧V标准或者更加严格的增强型环境友好汽车标准(EEV)的汽车,政府计划投入700至4400万欧元的补贴。
来源:节能与新能源汽车网、国金证券研究所。
三、我国政府支持新能源汽车产业的发展
国内外汽车业界已经达成共识,发展新能源汽车不再是该不该的问题,而是上升到如何执行的层面。加快中国新能源汽车的发展,既是实现中国汽车产业持续快速健康发展的必然选择,也是中国汽车产业赶超国际水平、实现跨越式发展的重要机遇。据预测,2012年前后将迎来新能源汽车产业化的高潮,未来10-20年将是节能和新能源汽车产业格局形成的关键时期,新能源汽车将成为拉动经济发展新的增长点。
尊重对手才能战胜对手,中国要想在新能源汽车实现后来者居上的目标,就需要在新能源汽车的研发与扶持上下更多的功夫。越早重视研发新能源汽车,也就越早掌握着未来中国汽车市场的先机和主动权。
(一)我国新能源汽车产业开局良好
中国新能源汽车产业始于21世纪初。新能源汽车产业化发展的直接推动力就是国家的相关扶植政策。2001年,中国启动了“863”计划电动汽车重大专项,涉及的电动汽车包括3类:纯电动、混合动力和燃料电池汽车,并以这3类电动汽车为“三纵”,多能源动力总成控制、驱动电机、动力蓄电池为“三横”,建立“三纵三横”的开局。这就基本跟上了全球的步伐,大体站到了世界同一起跑线上。这在中国汽车史上还是头一次。
自2004年起,在国家的长远规划和能源政策中,新能源汽车产业和技术的发展被多次强调。2004年国家发改委的《汽车产业发展政策》中就提到:要突出发展节能环保、可持续发展的汽车技术。从2005年开始,中国政府出台了优化汽车产业结构,促进发展清洁汽车、电动汽车政策措施,明确了2010年电动汽车保有量占汽车保有量的5%N10%;2030年电动汽车保有量占汽车保有量50%以上的发展目标。为完成上述目标,国家863计划节能与新能源汽车重大项目确定北京、武汉、天津、株洲、威海、杭州6个城市为电动汽车示范运营城市。
2006年财政部针对实施新消费税政策时,明确说明:对混合动力汽车等具有节能、环保特点的汽车将实行一定的税收优惠。中国从2007年起开始通过国家“863计划”组织力量研发新能源车,投入近20多亿元。2007年11月1日起,《新能源汽车生产准入管理规则》正式开始实施。
表2:混合动力、纯电动、燃料电池的比较HEVEVFCEV
驱动方式内燃机+电机驱动电机驱动电机驱动
能量系统内燃机+蓄电池燃料电池
能源来源与补给加油站/充电设备电网流电设备氢气
排放量降低排放零排放近似零排放
商业化进程商业化较为成熟有少量产品销售,尚未形成规模研发阶段
主要优点续航里程较长排放低能源效率高/续航里程长
主要问题电池效率充电站不足,电池安全性仍有待提高成本高,制氢技术尚需突破
资料来源:《新能源汽车生产准入管理规则》。
从表2所列的混合动力、纯电动和燃料电池主要性能的比较上可以看出,目前业内公认现阶段最适宜产业化的新能源汽车应为混合动力汽车,技术在几种新能源汽车 而纯电动汽车虽可以实现零排放,但由于电池技术的制约,续航里程有限,电池自重较大,公用充电站建设匮乏,尚难大面积普及。
2007年12月18日,国家发改委了《产业结构调整指导目录(2007年本)》。在新《目录》中,引人关注的一条就是:在2005年版《征求意见稿》中还处于汽车鼓励类的“先进的轿车用柴油发动机开发制造”一项内容,却在新《目录》中被删除,说明国家发改委已不再鼓励发展柴油轿车;而新能源汽车正式进入国家发改委的鼓励产业目录。《指导目录》显示,压缩天然气、氢燃料、生物燃料、合成燃料、二甲醚类燃料以及灵活燃料汽车和混合动力汽车、电动汽车、燃料电池汽车等新能源汽车整车,以及燃料电池及电催化器、电极、复合膜和双极板等电池关键材料,质子交换膜等关键零部件的开发及制造,都已列入了国家鼓励范围,享受鼓励政策。
中国政府一直以来都高度重视节能和环保问题,始终不渝地鼓励和支持新能源汽车发展,使得中国在发展传统汽车的同时,新能源汽车研发也取得了不俗的成绩。2008年,新能源汽车在国内已呈全面出击之势。2008年1~6月,中国新能源汽车累计销量366辆,同比劲增107.95%。
(二)2009年是中国新能源汽车产业破局之年
2009年,我国新能源车的发展被放到了非常重要的高度,政策的支持力度是前所未有的。2009年1月14日,国务院原则通过《汽车产业振兴规划》,首次提出新能源汽车战略,安排100亿支持新能源汽车及关键零部件产业化。根据国务院关于“节能减排”及一系列产业振兴战略决策精神,为推动节能与新能源汽车产业化,2009年1月23日,财政部、科技部发出了《关于开展节能与新能源汽车示范推广试点工作的通知》,在北京、上海、重庆、长春、大连、杭州、济南、武汉、深圳、合肥、长沙、昆明、南昌等13个城市开展节能与新能源汽车示范推广试点工作。
该《财政补贴办法》同时要求地方财政安排一定资金,对节能与新能源汽车配套设施建设及维护保养等相关支出给予适当补助,保证试点工作顺利进行。这一财政补贴措施对我国节能与新能源汽车的市场培育、投资拉动和产业发展正在产生重大影响。
2009年2月,科学技术部和财政部共同启动了“十城千辆”电动汽车示范应用工程和百辆混合动力公交车投放,决定在3年内,每年发展10个城市,每个城市在公交、出租、公务、市政、邮政等领域推出1000辆新能源汽车开展示范运行。“十城千辆”是北京奥运会后中国新能源汽车走向产业化非常重要的一步。
2009年3月13日,中国第一个新能源汽车产业联盟--北京新能源汽车产业联盟正式开始运行。联盟整合了国内新能源领域的优势资源,包括整车企业、零部件企业、科研院所以及终端用户等。联盟由北汽控股公司、北京公交集团、北京理工大学等单位共同发起,目前已有美国伊顿公司、中信国安盟固利公司、ZF传动技术有限公司等50家企业以及清华大学、复旦大学、同济大学等多家院�
继北京新能源产业联盟成立以后,重庆、湖北、上海、天津、吉林等地也相继成立了类似的产业联盟和基地,深圳、湖北、安徽等地也都有可能以本地汽车企业(比亚迪、东风、奇瑞)为主体,建立新能源汽车联盟和产业基地。这表明我国新能源汽车行业逐步在研发、制造、应用等环节形成了地区范围的合作关系。
2009年3月20日,国务院办公厅出台《汽车产业调整和振兴规划》,提出实施新能源汽车战略,还进一步提出了电动汽车产销形成规模的重大战略目标,为中国新能源汽车描绘了发展蓝图。《规划》提出,到2011年,形成50万辆纯电动、充电式混合动力和普通型混合动力等新能源汽车产能,新能源汽车销量占乘用车销售总量的5%左右;推动新能源车及关键零部件产业化,形成10亿安时动力电池产能;主要乘用车生产企业应具有通过认证的新能源汽车产品。
2009年北京市出台了一系列刺激经济发展的政策。其中,增加5亿元用来启动“绿标”公交车队计划,未来预计购买1000辆新能源车。同时,上海市政府宣布今后两年将投入60亿元资金用于油电混合动力汽车和纯电动汽车的开发和制造,并将于2010年实现混合动力汽车的量产规模。在此基础上,上海还将在新能源汽车整车和相关零部件产业各投入20亿元,加快推动中国新能源汽车产业发展壮大。机会意味着挑战。中国汽车企业应很好地抓住这次契机,坚定不移地加快新能源汽车的发展步伐。
2009年4月,中国政府宣布向购买纯电动汽车的消费者提供6万元补贴,并投资在一些城市兴建汽车电池充电站。2009年5月6日,国务院决定以贷款贴息方式,安排200亿元资金支持技改,包括“发展新能源汽车,支持关键技术开发,发展填补国内空白的关键总成”。
2009年6月17日,工业和信息化部首次了《新能源汽车生产企业及产品准人管理规则》,对新能源汽车的范围进行了定义:“新能源汽车”是指“采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车”;具体包括:“混合动力汽车、纯电动汽车(包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源(如高效储能器、二甲醚)汽车等各类别产品”。简而言之,新能源汽车即指在燃料或动力系统上与传统内燃机汽车有所区别的汽车。有专家总结,新能源汽车实际就是新燃料汽车和新动力汽车的总称。
《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》规定了新能源汽车企业及产品的准人条件,并将新能源车清晰的划分为起步期、发展期和成熟期3个不同的技术阶段。燃料电池车、氢发动机汽车和二甲醚汽车被列入起步期;锂离子动力蓄电池为动力的混合动力乘用车、商用车以及纯电动汽车属于发展期;使用铅酸蓄电池和镍氢蓄电池的混合动力乘用车则为成熟期。
2009年7月11� 在统一思想的基础上,共同签署了《电动汽车发展共同行动纲要》,制定了“积极引领,联合行动,突出重点,创新发展”的行业电动车发展战略。
科技部部长万钢在2009年9月5日的中国汽车产业发展国际论坛上说,中国政府高度重视汽车工业的可持续发展,将继续加大投入,大力支持以电动汽车为代表的新能源汽车研发和市场应用。电动汽车在中国正进入快速发展的新阶段。
2009年11月17日,在美国总统奥巴马访华期间,中美两国领导人就双方在清洁能源、环保方面的合作达成共识,其中包括在未来5年内各出资一半,合作建立中美清洁能源联合研究中心;启动中美电动汽车倡议,使两国在未来数年有几百万辆电动汽车投入使用,启动煤炭高效利用技术合作协议、再生能源伙伴关系、中美能源合作项目等。
2009年年底,国内三大石油巨头悉数进军新能源产业。中海油近期向电动汽车锂电池生产商--天津力神电池股份有限公司投资50亿元;中石化与北汽控股建立合作关系,计划在车用油料、化工产品以及新能源汽车等领域不断加深合作;中石油已与华能国际在北京签署了战略合作框架协议,双方将积极开展天然气发电项目合作。三大石油巨头进入新能源领域将有望打破新能源汽车配套基础设施匮乏、关键性零部件研发投入不够的僵局。
2009年12月,全国汽车标准化技术委员会电动车辆分技术委员会在北京召开2009年工作会议,对《纯电动乘用车技术条件》、《电动汽车用动力蓄电池规格尺寸》等7项新能源汽车国家标准和行业标准进行了审查。2009年12月9日,国务院总理主持召开国务院常务会议,决定2010年将节能与新能源汽车示范推广试点城市由13个扩大到20个,选择5个城市进行对私人购买节能与新能源汽车给予补贴试点,补贴幅度和标准将接近公共服务领域购买新能源车的补贴办法。新能源汽车进入寻常百姓家已为时不远。国家对新能源车的补贴政策经过了几年的反复讨论及完善,眼下已经步入了实质陡的实施阶段。无论是地方政府还是国家相关部门,都已经开始实施或是计划出台相关的政策,而这-切对于有购买新能源车意向的消费者来说是个利好消息。
为贯彻落实国务院的《汽车产业调整和振兴规划》,加快提升上海新能源汽车产业的自主创新能力和产业竞争力,优化上海新能源汽车产业的创新发展环境,发挥新能源汽车产业对上海经济发展的重要支撑作用,2009年12月7日上海市政府出台了《关于促进上海新能源汽车产业发展的若干政策规定》(以下简称《若干政策规定》),《若干政策规定》指出,上海市新能源汽车产业发展的总体目标是以混合动力汽车、纯电动汽车为主攻方向,以“电池、电机、电控”(简称“三电”)关键零部件为突破口,同步支持燃料电池汽车等新能源汽车降低成本、提高性能,加快抢占技术制高点和市场增长点,形成国内领先、具有国际竞争能力的自主产业体系和产业集群。
上述所颁布实施的一系列有关新能源汽车产业发展的政策和措施,为新能源汽车产业发展构建了一个有利的政策环境,这对于促进汽车产业结构调整,推动新能源汽车整车和关键零部件的研发和产业化,提升中国汽车产业核心竞争能力和促进中国汽车产业跨越式发展提供了有力的技术支撑和政策支持。
随着我国汽车产销量突破1800万辆,成为世界最大的汽车产销国,私人交通的便利与国家能源之间的矛盾更加突出。2011年,我国交通用油呈持续快速上升趋势,石油进口量迅速增长,原油对外依存度超过55%(已超过美国的53.5%)[1]。另外,受资源环境约束,汽车行业的减排压力仍将持续增加。在这一背景下,我国把新能源汽车列为国家战略新兴产业之一,主要发展方向确定为插电式混合动力汽车(Plug-inHybridElectricVehicle,简称PHEV)和纯电动汽车(BatteryElectricVehicles,简称BEV)。同时,在国家新能源汽车发展规划草案中提出,计划到2020年,新能源汽车产业化程度和市场规模达到全球第一,其中新能源汽车保有量达到500万辆;以混合动力汽车(HybridElectricVehicle,简称HEV)为代表的节能汽车年销量达到世界第一[2]。然而,由于新能源汽车整车及电池成本难以下降,新能源汽车的市场表现一直“叫好不叫座”。对此,丰田汽车技术部长表示,让消费者接受新能源汽车,必须注重其经济效用。而从经济性看,如果燃料能减少到一定程度,对消费者会是比较有吸引力的。近年来,随着电池技术的不断发展,车用动力蓄电池已经由低存储能量密度的镍氢电池替代为锂离子电池,例如,日本的丰田普锐斯(Prius)混合动力汽车曾使用镍氢电� 目前,新能源汽车已经开始使用能量效率更高的锂离子电池,2012年即将上市的日本丰田公司插电式混合动力电动汽车就是使用4.4kWh的锂离子电� 我国著名的汽车企业比亚迪公司多年来一直专注于电池储能以及基于磷酸铁锂电池的电动汽车研发,相继推出了双模电动车及纯电动汽车,引领着我国电动车行业的发展。比亚迪公司凭借电池领域的技术积累,在增加电动汽车续驶里程、提高经济性方面表现突出,为我国新能源汽车广泛推广奠定了基础。新能源汽车的经济性是消费者做出购买决策的最重要因素之一。因而,分析新能源汽车与传统燃油汽车的经济性对比,有重要的现实意义。目前的文献中,大部分是将传统燃油汽车与纯电动汽车的全生命周期成本进行了分析。消费成本是基于电价与油价不变的状态下进行计算的,因而,无法综合评价在资源、能源约束下,新能源汽车较传统燃油汽车的经济性。针对上述问题,本文首先考虑了汽油价格与电价的变化因素;其次,在将传统燃油汽车与纯电动汽车消费成本进行比较的基础上,结合插电式混合动力汽车的成本分析,建立了插电式混合动力汽车成本计算模型。另外,以国产新能源汽车-比亚迪车型为分析对象进行经济性对比分析,更具有现实意义。
1新能源汽车的类型及行驶特点
1.1新能源汽车的类型
新能源汽车是指采用非常规的汽车燃料作为动力来源,综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。根据动力源的不同,新能源汽车主要分为3种:混合动力汽车、电动汽车、燃料电池汽车(FuelCellVehicle,简称FCV)。除此之外,新能源汽车还包括氢发动机汽车、其他新能源(如高效储能器、二甲醚)汽车等各类别产品。混合动力汽车按发动机和电机功率比的大小可分为轻度混合、中度混合和重度混合动力汽车。日本本田公司的Insight轻度混合动力汽车,实现了35km/L的低油耗和80g/km的低CO2排放量[3]。全球销量超300万辆的丰田Prius混合动力汽车,排放水平也已经达到了SULEV(超低排放水平)的标准,而且,综合油耗只有5.1L/100km,仅为同等排量内燃机汽车的2/3[4]。重度混合动力车型,一般情况下电机的峰值功率和总功率的比值大于30%,比起轻度混合、中度混合两种车型来,重度混合动力车在减少二氧化碳排放量和节油方面效果更明显。重度混合动力汽车燃油消耗量比同等效能的汽油发动机节省约30%~40%;而二氧化碳排放量减少则高达30%。因此,在纯电动车技术及配套设施完全成熟之前,混合动力汽车将是汽车节能减排的主要手段,尤其是重度混合动力汽车技术能够将节能减排工作落到实处。目前,我国重点发展的电动汽车主要包括插电式混合动力电动汽车和纯电动汽车。纯电动汽车指主要依靠蓄电池提供动力运行的电动车,需要配套的充电环境与蓄电池。与传统的燃油汽车相比,电动汽车在能效、排放和经济性上有较大的优势。由于电动汽车不用燃烧汽油、柴油等燃料,因而,在行驶过程中几乎是“零污染”,相对城市环境而言属于零排放清洁汽车。考虑充电电源结构,纯电动汽车的减排潜力大约为13%~68%。同时,纯电动汽车可以节省石油资源并提高能源效率,其能源利用效率比传统燃油高出46%以上,但存在一次充电后续驶里程较短等问题[5]。插电式混合动力电动汽车可以直接由外接电源充电(可以使用家用电源插座,例110V/220V电源),并且在行进过程中可以对混合动力系统中的储能电池充电。插电式混合动力汽车具有电动汽车的全部优点,例如低排放、低噪音、高能效等。而且,插电式混合动力汽车的续驶里程是纯电动汽车的10倍左右(纯电动汽车一次充电后的行驶里程大约为160km,插电式混合动力汽车的行驶里程为1600km以上)[6]。相比传统的混合动力汽车,插电式混合动力电动汽车不仅降低了有害气体、温室气体的排放,还提高了燃油经济性和动力性能。因而,插电式混合动力汽车的市场接受度可能相对高于纯电动汽车。燃料电池汽车也是电动汽车的一种,其电池能量是通过氢气、甲醇等化学反应产生电流而获得的。燃料电池车辆的能效比内燃机高2~3倍,而且全程无污染,因此,从能源利用和环境保护方面,燃料电池汽车是一种理想的车辆。清华大学牵头自主研发的燃料电池城市客车在北京2008年奥运期间以及在奥运之后在北京开展了为期1年的商业化载客运行,并成功完成了3万km的公交示范运行[7]。燃料电池汽车虽然存在成本及燃料供应的问题,但是由于其具有较好的新能源优越性,因此它仍将成为未来全球汽车行业的研究方向。
1.2新能源汽车的行驶特点
如表1所示,混合动力汽车、插电式混合动力电动汽车、纯电动汽车都需要依靠电动机驱动行驶。其中,混合动力汽车和插电式混合动力汽车需要两种动力来驱动,而纯电动汽车只需电池驱动。混合动力汽车采用内燃机和电动机两种动力,将内燃机与储能器件通过先进控制系统相结合,提供车辆行驶所需要的动力。两种动力系统可以使混合动力汽车续驶里程更长;电池单独驱动时,还可实现“零”排放。插电式混合动力汽车的运行模式大致可分为电量消耗模式、电量保持模式、常规充电模式(图1)。各模式之间可以根据功率需求和电池的荷电状态(StateofCharge,简称SOC)进行无缝切换。插电式混合动力汽车是由混合动力汽车进化而来的,但是传统混合动力汽车以内燃机为主,电动为辅,而插电式混合动力车是以电动为主,在电池电力耗至使用临界点,无法及时充电时才以内燃机为辅。混合动力汽车采用内燃机和电动机两种动力,将内燃机与储能器件通过先进控制系统相结合,提供车辆行驶所需要的动力。两种动力系统可以使混合动力汽车续驶里程更长;电池单独驱动时,还可实现“零”排放。插电式混合动力汽车的运行模式大致可分为电量消耗模式、电量保持模式、常规充电模式(图1)。各模式之间可以根据功率需求和电池的荷电状态(StateofCharge,简称SOC)进行无缝切换。插电式混合动力汽车是由混合动力汽车进化而来的,但是传统混合动力汽车以内燃机为主,电动为辅,而插电式混合动力车是以电动为主,在电池电力耗至使用临界点,无法及时充电时才以内燃机为辅。
2新能源汽车的经济效果分析
本文以比亚迪燃油车F3、双模电动车F3DM(插电式混合动力汽车)、纯电动汽车E6为分析对象,研究未来10年,新能源汽车与传统燃油车购买成本与运行成本比较;试图考虑未来10年期间油价变化、电价变化等因素,分析传统燃油汽车与新能源汽车的总成本变化趋势及经济效果。
2.1模型建立
前面已对各类型新能源汽车行驶原理做了简单介绍,燃油汽车和纯电动汽车只需依靠燃油驱动或电池驱动即可。而混合动力汽车和插电式混合动力汽车具有燃油驱动、电驱动、油电混合驱动等多种运行模式,计算其油电成本相对复杂。因此,本文为计算插电式混合动力汽车的行驶成本,提出了下列各成本计算模型。(1)PHEV的年耗电成本计算模型假设每天对PHEV充电1次(在PHEV的纯电动模式下比亚迪F3DM的1天最大行驶公里数为60~100km),基于年均行驶公里数、电池容量以及电价,纯电动模式下的年耗电成本可基于下式(1)计算:式中:Cyearelec为纯电动模式下的年耗电成本,元;Dyearelec为1年中纯电动模式下的等效行驶天数,d;Myearelec为整车年均行驶公里数,km;MdayBEV为纯电动模式下1天行驶公里数(取值应小于或等于PHEV在纯电动模式下可续航里程),km;Pelec为电价,元/kWh;EbatBEV为MdayBEV所对应的电池使用电量。(2)PHEV的年耗油成本计算模型基于上述假设以及年均行驶公里数、燃油价格,混合电动模式下的年耗油成本可基于式(2),(3)计算。即,根据PHEV的行驶原理,①当日平均行驶里程小于或等于纯电动模式下1天可行驶公里数时,PHEV的年耗油成本为0;②当日平均行驶里程大于纯电动模式下1天可行驶公里数时,PHEV将启动油电混合动力模式,以保证正常行驶路况需要。此时,基于下式(3)确定PHEV的年耗油成本。(3)PHEV的年耗油电成本计算模型结合上述,PHEV的年耗油成本计算模型和年耗电成本计算模型,本论文基于式(4)确定PHEV的年耗油电成
2.2电价与油价计算方法
计算未来10年(2012~2021年)燃油汽车与新能源汽车的燃料成本时,首先需对未来10年年平均燃油价格与电价进行预测。关于未来10年电价情况,本文依据中国电力企业联合会的《电力工业“十二五”规划研究报告》进行计算。报告中指出,当前平均电价约为0.6元/kWh,未来10年中国电价年均增长3%[8]。关于未来10年汽油价格,本文依据国际油价走势和我国近10年平均汽油价格数据进行计算。目前,我国成品油价格主要取决于国际原油价格的变化。而国际油价主要取决于对原油的需求变化、美元指数的涨跌、债务危机、地缘政治与天气等多种影响因素的变化。但是,无论影响因素怎样变化,油价总体将呈上升趋势。国际能源署(IEA)署长田中伸男曾在第2届全球智库峰会上表示,由于需求的增长速度可能会超过生产的速度,因而,今后10~20年国际油价将持续攀升。而且,国际能源署还警告说,由于对石油生产投资不足,国际油价可能很快(在2015年)升至创纪录的每桶150美元[9]。在这一背景下,本文以近10年我国平均汽油价格为基数,进行油价趋势的回归分析与预测(图2)。分析得出2021年汽油价格约为12.93元/L,而当前93#汽油价格约为7.65元/L。
2.3比亚迪ICEV,PHEV及BEV的参数配置
本文以国产汽车-比亚迪传统燃油汽车与新能源汽车为研究对象,其参数配置如表2所示。比亚迪F3(2009款1.6智能白金版自动挡)燃油汽车排量为1.6L,价格为8.08万元;比亚迪双模电动车F3DM低碳版系插电式混合动力汽车,排量仅为1.0L,16.98万元是厂商指导价(补贴前价格);而比亚迪纯电动汽车E6的厂家指导价格为36.98万元(补贴前价格),由于电池容量为60kWh,汽车重量达2295kg。
3结果分析
本文分别计算了年均行驶里程为1.5万、3万、4万km时,传统燃料汽车与新能源汽车10年期的使用总成本(根据北京交通发展研究中心的数据,北京私人小汽车年均行驶里程约为1.5万km。公车年均行驶里程为3万~4万km)。同时,本文还对新能源汽车政府补贴前后的经济性进行了比较。根据补贴办法,纯电动车每辆最高补贴6万元;插电式混合动力汽车每辆最高补贴5万元;1.6L及以下节能车补贴3000元。深圳市政府还宣布,在国家为插电式混合动力车每辆最高补贴5万、纯电动车每辆最高补贴6万元的基础上,为两类车型分别最高追加3万元和6万元补贴,即最高可获8万元和12万元补贴。另外,国家还出台了对新能源汽车减免车船税等措施,未来也可能收取碳税,这都将增加新能源汽车的经济性,但本文在比较中只考虑实际补贴的部分。
3.1案例1
案例1中,首先,探讨并对比分析了比亚迪F3燃油汽车和比亚迪F3DM的成本计算结果。图3为年平均行驶里程1.5万km、且无政府补贴时的两种车型经济性比较结果图。如图3所示,不考虑政府补贴时,由于传统燃油汽车(InternalCombustionEngineVehicle,简称ICEV)的购买成本较低,一直保持着较高的经济性,而随着使用年限的增多,燃料成本逐渐增加,2020年时,ICEV的“购买+使用”的总成本与PHEV持平。也就是说,年均行驶1.5万km的消费者以当前市场价格购买ICEV和PHEV,2020年时方能体现出PHEV的相对经济优势。但是,如果考虑目前我国对新能源汽车购买补贴金额(即国家对PHEV补贴5万元/辆),4年之后(即2016年)PHEV的经济性便会显现出来。图4、图5显示了年均行驶里程分别为3万km和4万km时,ICEV与PHEV的经济性比较结果。如图4所示,年均行驶里程越多,PHEV越能体现其相对经济性。不考虑国家补贴的情况,年均行驶3,4万km的消费者,到2016年PHEV便可体现其经济性;而对于年均行驶1.5万km的消费者,到2020年才会体现相对经济性(图3)。如果考虑国家补贴,对于年均行驶3万km的消费者,购买PHEV不到两年便可体会带来的相对经济性;而对于年均行驶4万km的消费者,购买第1年便可体会其经济性(补贴5万后,F3DM价格为89800元,与ICEV的价格相近)。对于纯电动汽车,虽然行驶过程中无需耗油成本且电价相对低廉,但是,由于最初的购买成本较高,因此,相对经济性并不明显。在年均行驶1.5万km时,即使购买补贴达到12万元(按照深圳市对购买新能源汽车的补贴办法计算,PHEV补贴8万元、BEV补贴12万元),成本依然很高。而在年均行驶里程达到3万km,且购买补助达到12万元时,到2018年,BEV对ICEV的相对经济性才可体现出来。图6为年平均行驶里程达到4万km并考虑政府补贴时3种车型的经济性比较。如图6所示,2018年以前,传统燃油汽车与新能源汽车的经济性比较结果为PHEV>ICEV>BEV;而车辆使用年限超过7年后,BEV的经济性要优于ICEV。因此,通过数据与图表分析发现,对于年均行驶里程较多,并且可享受国家补贴的车辆消费者来说,PHEV是非常有吸引力的。而且,一些地方政府为促进新能源汽车推广,实施高额补贴政策。这些举措将增加电动汽车的市场需求。其中,PHEV将会越来越多地被私人家用汽车市场所接受,并逐渐替代传统燃油汽车。而电动汽车虽然具有节能减排的优点,但是,如果不降低电池及整车成本,被消费者接受还需要一个发展过程。
3.2案例2
在案例2中,集中探讨不同电池容量配比下的比亚迪E6纯电动汽车的经济性比较结果。如前面所述,比亚迪E6的车载电池容量约为60kWh,电池充满状态下可行驶300km。而对于一般家庭用私人轿车而言,每天行驶里程通常不足300km,且不超过60km的较多。因而,如果消费者可以根据自身需求,对车载动力电池容量进行选择,那么不仅可以提高纯电动车的经济性,还可以实现车辆轻量化。目前,锂离子电池价格约为4.5元/Wh[10]。表3为以4.5元/Wh的电池价格所计算的不同电池配比下的车辆成本。如表3所示,减少车载电池容量,可使购车成本下降。如果日平均行驶里程在100km以内,可以选购电池容量搭载较低的电动汽车。例如选择车载电池容量为20kWh的纯电动汽车,不仅可满足100km行驶需求,车辆价格也相对降低。因而,可大大提高纯电动汽车的经济性以及利用率。
4结论
通过对比亚迪ICEV,PHEV,BEV等3种代表性车型进行经济性比较和分析,结果表明,电动汽车运行成本远低于燃油汽车,但根据燃油价格变化以及政府补贴与否,电动汽车总成本可能会高于燃油汽车。
(1)新能源汽车的经济性在行驶里程多的情况下,更为显著,尤其是PHEV,即使在没有政府补贴的情况下,依然有较高的相对经济性。在年均行驶里程为1.5万km时,2020年时,ICEV与PHEV的总成本持平,PHEV运行10年的总成本略低于ICEV;而在年均行驶里程达到3万~4万km的情况下,2016年,PHEV对比ICEV的相对经济性便可体现,因而,对于消费者而言,有较大的吸引力。目前,在我国电动汽车市场呈现有效需求规模不足的情况下,有必要以汽车利用率高、行驶里程多的消�
摘要:
人们的生活离不开电能的支持,但是随着经济发展的快速发展,我国对电力的需求逐渐的增加,电力新能源的开发以及电气节能技术的应用有效的节约了电能的消耗,以下就对这电力新能源与电气节能技术的发展应用进行详细的分析。
关键词:
电气节能技术;电力新能源;发展应用
1、引言
我国是一个人口大国,随着经济建设的快速发展,对电力的需求不断增�
2、电气节能技术与措施分析
电气节能技术与措施主要是从两个大的方面进行的:①研究新型的电气节能技术从而降低电能的消耗与损耗;②通过对原有的电气设备进行改造,从而降低电能损耗,实现节能目标。
2.1研究新型的电气节能技术降低电能的消耗与损耗
新型的电气节能技术主要为分布式的电力供给,这种供电方式是基于节能环保技术运行的,在使用的过程中,主要是对电力集中的供给,在运行的过程中,主要是在电力用户的周围安装发电系统,从而采用分布式的方法统一集中的进行电力的输送与供给,采用此种供电方式可以有效的降低电能的消耗,与传统供电方式相比,具有良好的能源节约作用,并且采用分布式的电气节能技术可以循环利用可再生的资源进行电力的输送,实现能源节约,环境保护的目标。研究对发电、储存能量的电气节能技术的研究,具有较高的实践价值,通过对热水器的蓄能与蓄热技术,空调的蓄冷技术措施等的应用,可以实现电能的有效转化,以其他能源形式储存起来,以便在需要工作的时候再转化为电能,实现电能的合理分配与利用,降低了电能的损耗,提高了电能的利用率与使用率,具有较高的节能环保效果。
2.2通过对原有的电气设备进行改造,降低电能损耗,实现节能目标
现今,电气设备不仅会消耗巨大的能源,还会在使用的过程中,造成一定的能源损耗,所以研究电气节能技术,通过对电气设备进行改造,调整原先不合理的地方,从而提高电能的使用率,降低电能的损耗,对电气设备进行改进措施主要表现在以下几个方面:
2.2.1对变压器设备进行节能技术的改进
在整个电网运行输送系统中,变压器是最重要的组成,将节能技术应用在变压器设备的改进上,可以调节电压,实现电能的安全输送,降低电能的损耗,而对变压器设备进行节能技术的改进,就是要使变压器� 不同的用户对电力的需求不同,因此不同用户的电力输送的电压也存在着较大的不同,采用变压器调节电压时,就会造成一定电能的损失,所以研究低损耗的变压器,对节约电能具有重要作用,采用非晶合金铁心构成的变压器具有良好的节能环保作用,不仅可以降低电能的损耗,还可以降低成本的支出,具有良好的推广使用价值。调整变压器的参数可以有效的降低电能的消耗,实现节能目标,在电能输送的过程中,我们要对电力负载进行调整,改变其运行的方式,降低电能在输送过程中的损耗。变压器在运行的过程中们需要加强对各个方面的管理,通过对变压器进行调整,可以提高节能的效果,降低变压器中的功率损失与消耗,提高电能的利用效率,从而实现节能环保的目标。
2.2.2对电网运行的配置进行节能技术的应用与优化
对电网运行的配置进行优化与设置也可以降低电能的损耗,因为在电网运行时,往往会出现无功的电流导致的电能损耗,而对电网运行的优化配置就是无功补偿,采用节能技术措施降低电能的损耗,还可以对电网的功率进行合理的配置与分配,保证变压器电压的稳定状态,降低电能损耗。
2.2.3采用节能技术减少线路的电力损耗
发电站是通过输电线路进行电路的输送的,很多时候发电站与电力用户的距离非常远,在运输的过程中就会造成线路的电能损耗,输电线路越长,电力负载就越大,造成的电能耗损也就更大,降低线路的电阻值,可以提高电网系统的功率因数。在供电营业区域内,要结合区域经济发展,做好规划与布点方面的工作,如负荷密集地变电站电压等级应选110kV及以上为宜,偏远山区,负荷较轻的地方可采用35kV及以下变电站。线路规划要坚持最短距离的原则,减少线路的长度距离,在选择导线时,要注意规格的选择,包括截面积等,选择截面积较大的导线在某种程度上也能降低能源消耗。在进行输电线路的架设时,要对整个区域进行综合了解,选用最短路径的方法降线路电能的损耗。
2.2.4采用节能技术实现空调系统的环保与节能
一般在建筑内都是通过空调系统来实现室内温度的改变与调节,但是空调系统会造成极大的能源损耗,所以如何提高空调系统的节能环保就成为电气技能技术研究的重要内容,要对空调系统进行优化设置,要对空调系统进行参数的设定,选用节能环保型的空调,实现节能控制的目标。冰蓄冷技术是利用夜间电网低谷时间风能,利用低价电制冰蓄冷将冷量储存起来,白天用电高峰时溶水,与冷冻机组共同供冷,而在白天空调高峰负荷时,将所蓄冰冷量释放满足空调高峰负荷需要的成套技术。从能源合理分配角度出发可知,冰蓄冷技术有效的节约了能源,节省了空调设备费用,减少制冷主机的装机容量和功率,利用峰谷分时电价,大量减少运行费用,也降低了总电力负荷,减少电力需求,缓解建设新电厂(机组)的压力。此外,冰蓄冷技术还能节省用户对空调系统的投资、改造、运行维护等费用,降低用户空调系统的运行费用冰蓄冷技术具有良好的节能减排作用。
3、电力新能源的开发与发展应用
除了电气节能技术的应用,还可以开发电力新能源,实现电能的节能环保作用。现今随着经济建设的快速发展与进步,我国对电能的需求逐渐升高,但是能源使用比较紧张,如何开发电力新能源就成为现今能源利用的最重要课题,开发电力新能源可以缓解能源紧张的现状,促进经济建设的可持续发展。近些年来我国对电力新能源的开发研究力度不断的加大,也取得了一些进展,开发使用的新能源有效的缓解了能源紧张的局面,节约了能源,现今我国电力新能源的开发与发展是在机遇与挑战中并存,以下就对有良好实践效果的电力新能源进行介绍分析。
3.1风能转化为电能的应用
风能作为电力新能源具有良好的节能效果,对纾解现今能源紧张的现状提供了积极的作用,利用风能转化为电能,有效的提高了电能的利用率,现今可以有较多的新能源应用在电力能源的开发与使用中,风能的应用具有良好的节能效果。图4~5是与美国风电利用小时数与发电量的对比,虽然与美国还存在一定距离,但是也在不断的进步中。
3.2太阳能转化为电能的应用
我国最常见的电力新能源就是太阳能的发电,主要是采用分布式的太阳能发电形式,可以满足用户对电力的需求,除此之外,还可以将太阳能转化的多余电能传送到电力系统中,采用太阳能的分布式发电具有较高的优势价值,不仅可以高效的转化为电能,还可以就地附近进行使用。采用光伏的太阳能发电,适合分布式的特点,不仅可以为当地的用户提供基础的电力能源,还具有良好的节能环保作用。电力新能源的开发与应用具有良好的发展前景,可以促进经济建设的可持续发展,通过对电力新能源的不断开发与研究,可以减少对资源的过度利用,实现资源节约与环境保护的目标,新能源与传统的能源相比具有较高的实用价值与推广价值,污染小,还可以节约电能,对新能源进行开发与研究是时代所趋,也是构件和谐社会的重要手段。
4、结束语
总之,我国对电力的需求不断的增加,研究电气节能技术与电力新能源可以舒缓能源紧张的现状,解决电能的损耗以及资源浪费的问题,具有良好的节能环保作用,我们要继续研究电气节能的技术,加大对电力新能源的开发与研究,从而促进经济建设的可持续发展。
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经过10多年的努力,我国电动汽车自主创新取得了重要突破,自主开发的产品开始批量化进入市场,发展环境逐步改善,产业发展具备了较好基础,具有了加快发展的有利条件和比较优势。 自主创新取得重大突破,形成了较强产品开发能力 我国政府着眼长远,超前部署,长期以来积极组织开展电动汽车的自主创新。“九五”期间,电动汽车列入国家重大科技产业工程。“十五”、“十一五”期间电动汽车列入国家863计划。在自主创新过程中,坚持了政府支持,以核心技术、关键部件和系统集成为重点的原则,确立了以混合电动汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车为“三纵”,以整车控制系统、电机驱动系统、动力蓄电池/燃料电池为“三横”的研局,通过产学研紧密合作,我国电动汽车自主创新取得了重大进展。 电动汽车的核心是动力系统电气化。我国电动汽车开发高起点起步,围绕重点目标和核心技术,建立起了纯电动、混合动力和燃料电池三类汽车动力系统技术平台和产学研合作研发体系,取得了一系列突破性成果,为整车开发奠定了坚实的基础。自2002~2008年,我国在电动汽车领域已获得专利1796项,其中发明专利达940项。 我国自主研制出容量为6Ah-100Ah的镍氢和锂离子动力电池系列产品,能量密度和功率密度接近国际水平,同时突破了安全技术瓶颈,在世界上首次规模应用于城市公交大客车;自主开发的200kW以下永磁无刷电机、交流异步电机和开关磁阻电机,电机重量比功率超过1300w/kg,电机系统最高效率达到93%;自主开发的燃料电池发动机技术先进,效率超过50%,成为世界上少数几个掌握车用百千瓦级燃料电池发动机研发、制造以及测试技术的国家之一。 混合动力汽车在系统集成、可靠性、节油性能等方面进步显著,不同技术方案可实现节油10%-40%;纯电动汽车技术在国际上处于先进水平,大容量锂离子动力电池纯电动客车实现了规模应用,小型纯电动轿车批量出口欧美;燃料电池汽车可靠性明显提高,无故障间隔里程与国外同步达到3000公里,燃料经济性国际领先。 示范运行持续深入,电动汽车开始进入市场 从2003年起,北京、天津、武汉、深圳等7个城市及国家电网公司先后开展了新能源汽车小规模示范运行考核,累计投入运营车辆超过500辆,运营里程超过1500万公里,平均故障间隔里程达到3500公里以上,出勤率达到95%以上。 在2008年北京奥运期间,集中投入了595辆自主研发的混合动力、纯电动及燃料电池汽车,累计运行370多万公里,运送乘客440多万人次,实现奥运史上最大规模的电动汽车示范运行。 去年初,科技部、财政部、发改委、工信部四部门组织启动了节能与新能源汽车示范推广试点工作(简称“十城千辆”工程),研究出台了专项财政补贴政策,支持在北京、上海、重庆等13个城市的公交、出租、公务、环卫和邮政等公共服务领域示范推广电动汽车,计划利用三年多时间示范推广6万辆电动汽车,可实现新增销售收入300亿元。 企业对电动汽车的研发和产业化投入显著增强,产业化步伐不断加快 汽车企业将电动汽车作为未来主流竞争型产品在战略上高度重视,一汽、东风、上汽、长安、奇瑞、比亚迪等都已制定了电动汽车产品研发和产业化规划。与此同时,电动汽车关键零部件的产业化全面跟进,生产配套能力显著增强。近来,力神、比亚迪、比克、万向等动力电池企业投入数十亿资金加快产业化建设,上海电驱动、大郡、湘潭电机、南车时代等电机企业加强与上下游企业合作,积极完善产业链建设。在未来2-3年内,预计将形成20亿Ah以上的动力电池和全系列驱动电机生产能力,能够满足100万辆电动汽车的配套要求。 标准法规与产品管理体系初步建立,为产业化奠定了基础 截止目前,我国已制定电动汽车相关标准38项,其中国家标准34项、行业标准4项。形成了整车、动力蓄电池、驱动电机等相关检测评价和产品认证能力。同时,我国还积极进行了新能源汽车产品准入条件、准入程序等研究。《新能源汽车生产准入管理规则》已于2007年11月实施,电动汽车正式纳入国家汽车新产品公告管理,为自主开发成果进入市场铺平了道路。
关键词:新能源汽车;民营汽车企业;产业化发展;众泰控股集团
一、 引言
汽车工业发展一百多年来,传统燃油汽车在给人们的生产生活带来诸多方便的同时,也引发了能源短缺和环境污染等问题。随着全球能源危机与环境恶化的加剧,发展新能源汽车已�
我国从2001年“863”电动汽车重大专项的启动至今,经过十多年政府的政策引导、财政补贴,科研院所的人才培养、科技攻关,汽车企业的研发生产、推广应用,使得新能源概念车、样车从车展神台上走下来逐步进入大众消费市场,成为能让消费者放心使用的产品,这是一个质的飞跃。然而,另一个质的飞跃亟待突破,那就是实现新能源汽车产业化。在中国新能源汽车研发生产和推广应用中,我们惊喜地看到不再像传统燃油汽车那样由知名合资企业或者国企唱主角,而是更多土生土长的中国民营汽车企业如众泰、比亚迪、奇瑞等成为了新能源汽车产业的先行军和领跑者。
众泰控股集团在新能源汽车产业技术路线尚未完全确定下推崇“不争理论”,在产业化生产中提出“三个互动发展”,在规模化推广中倡导“三先模式”,通过“四位一体”的联动发展,充分整合促进产业发展的“五只手”,快速成长为新能源汽车产业的领军企业。在过去5年里,众泰创造了中国新能源汽车领域“第一个获得纯电动乘用车领域发明专利”、“第一个获得纯电动乘用车国家生产许可”“第一个纯电动乘用车挂牌行驶”、“第一个纯电动乘用车租赁批量试运行”、“第一个对个人销售纯电动汽车”的“六项第一”。这些骄人的成绩,这匹新汽车时代的黑马,引起了社会各界越来越多的关注。
本文通过总结分析众泰控股集团在新能源汽车自主研发、品牌建设、产业化和市场化等方面的理论创新及实践经验,指出民营汽车企业是中国新能源汽车技术攻关的生力军、产业化发展的关键推手、商业模式创新的常青树。基于众泰控股集团的实例分析,探讨未来中国新能源汽车产业切实可行的发展路径及民营汽车企业应发挥的作用。
二、 基于传统燃油汽车的“引进开发、集成创新”自主研发新能源汽车
早在2003年众泰跻身中国民企造车之初就已制定了新能源汽车的产业规划,而众泰新能源汽车产业发展之路可谓“路漫漫其修远兮,吾将上下而求索”。在中国汽车工业的版图中,民营企业所占的比重很小,论整车制造时间、论规模实力,民企都很难和那些合资或国有的“汽车巨头”相提并论。在夹缝中竞争求发展是中国民企造车的实情,这也促使中国民营汽车企业不断寻求适合自身的自主品牌发展之路,锻造了它们非凡的成长力。
众泰从最初民企造车的默默无闻到今日的声名鹊起,一直秉承“谦和诚信、创新务实、追求卓越、回报社会”的企业宗旨,坚持“引进开发、集成创新”的自主品牌发展之路。为了能为消费者提供高品质产品、又能节省研发时间,2004年众泰不但买下台湾的整车生产线和模具,还连同技术工人和管理人员都一起“引”了进来。在引进特锐生产线后,众泰通过本土化的改造升级和有效成本控制,研发了众泰的第一款车型众泰2008,不仅从制造平台层面直接保障了首款产品的国际品质,并且把价格控制在五万元左右,造出了性价比高、老百姓买得起的高品质好车。上市至今,该车型累计销量突破30万辆,连续六�
众泰在传统燃油汽车的“引进开发”直接跳过了“简单模仿”的传统阶段,将自身企业的发展与世界汽车产业发展的历史与资源做了很好的嫁接,既避免了发展之初的弯路,又用过硬的品质与技术获取了发展前期最难获取的市场青睐。而众泰汽车的“集成创新”,一方面使得手中拥有的境外汽车资源与中国制造的成本控制、目标市场把握很好地结合,另一方面“集成”的过程本身就是一个消化吸收的过程,就是一个将外部资源“吃进去变成肌肉”的融合过程,而“创新”恰恰成为促进这种“开发”、这种“集成”的重要思维、手段与工具。这之后,众泰汽车又成功整合了菲亚特旗下多款整车平台,成功演绎“引进开发、集成创新”这一战略的持续生命力。
众泰在传统燃油汽车“引进开发、集成创新”的基础之上,在新能源汽车领域从2008年底至今陆续自主开发了3个平台、21个型号的电动汽车新车型,其中众泰2008EV被认定为国家重点新产品。2012年11月4日WTCC中国站总决赛与EVC表演赛在上海国际赛车场举行。众泰M300EV纯电动汽车再次驰骋在上海F1国际赛道上一展电动汽车的浑厚动力和卓越性能,并获得了多项奖项。2012全球新能源汽车大会在海南博鳌隆重开幕。大会的《2012中国新能源乘用车消费报告》显示:国内纯电动汽车投放数量最多的企业--众泰排名第四。众泰新能源汽车目前
三、 如何推进中国新能源汽车产业化
1. 新能源汽车产业孕育期需“不争理论”。目前,国内外新能源汽车产业无论是在行业层面,还是在社会层面都面临着诸多不确定因素和问题,主要包括关键技术突破、购车价格降低、配套设施完善、产业政策制定等(如图1),仍处于不断攻关技术瓶颈、扩大生产规模、培育消费市场的产业孕育期。
在新能源汽车产业孕育期,众泰果断提出“不争理论”,即众泰不在高速与低速、远程与近程、锂电与铅电、充电与换电、纯电与混电、购车与租车等诸多不确定上争论,众泰只做自己能做的、做好自己能做的,其余让市场来选择确定。在“不争理论”的指导下,众泰把有限的精力放在了新车型开发、关键技术攻关和自身品牌建设中,成绩斐然。目前众泰开发的全系列新能源汽车产品均进入国家工信部“节能与新能源汽车示范推广应用工程推荐车型”目录,包括M300EV在内的8个车型进入了国家“2012年度党政机关公务用车选用车型”目录。
2. 新能源汽车产业化要“三个互动发展”。世界电动车协会主席、中国工程院院士陈清泉指出新能源汽车要成功进入产业化阶段,“三好”是关键要点之一,即好的产品、好的基础设施、好的商业模式。陈院士提出的“三好”若都实现了,也就解决了新能源汽车产业化初期存在的技术成熟度与市场规模、用户普及度与基础设施建设、市场规模与生产成本之间的“先有鸡还是先有蛋”的矛盾。
众泰也清楚地认识到新能源汽车产业化的诸多瓶颈问题,提出关键零部件与整车、传统汽车与新能源汽车、国内市场与国际市场的“三个互动发展”。以整车产品的产业化为目标导向,以关键零部件和材料的国产化为突破口,带动产业链规模化发展。通过整车发展带动电池、电机、电控等关键零部件技术研发,关键零部件技术突破又推进整车品质提升,最终形成整车与零部件同步发展壮大。众泰还坚持传统汽车与新能源汽车共同发展,积极开拓国内外市场。首批众泰2008出口车远销叙利亚,随后顺利打开了北非、中东等地市场。
四、 如何实现中国新能源汽车市场化
1. 新能源汽车市场化初期应倡导“三先模式”。2009年3月,中国纯电动乘用车“第一牌”众泰2008EV在杭州正式挂牌上路,被誉为中国纯电动乘用第一车(如图2)。这个中国纯电动乘用第一车不是偶然,而是众泰“三先模式”的实践成果。作为新能源汽车市场化、产业化的突破口,众泰提出“让一辆车先跑起来、让一批人先用起来、让一座城市先完善起来”的“三先模式”。
在西子湖畔,从2009年中国纯电动乘用第一车,到2010年以租赁的方式成功实现纯电动租赁车批量试运行,再到2011年200辆众泰纯电动出租车服务于民,众泰稳扎稳打逐步推进“三先模式”,践行着让一辆车先跑起来、让杭州市民先用起来、让杭城先完善起来。截止2013年4月,杭州市场已实现近千辆新能源汽车的销售和上路行驶。在杭州公共服务领域众泰以纯电动出租车服务于民,在私人用车领域众泰以纯电动租赁车方便于民,践行着“谦和诚信、创新务实、追求卓越、回报社会”的企业宗旨。
2. “四位一体”联动发展促进新能源汽车市场化。为了促进新能源汽车产业化和市场化,众泰提出了战略突围、上牌突围、融资突围、结盟突围、消费突围、城市突围的“六大突围”。然而,要顺利实现这“六大突围”,需要各级政府、新能源汽车整车及关键零部件生产企业、能源供给企业、广大消费者之间的相互配合、联动发展。
因此,众泰又提出“四位一体”联动发展(如图3),积极争取政府的政策支持,与杭州电网公司开展密切合作,创新发展“以租代售、裸车销售、电池租赁、网络换电”,使杭州发展成为了国内新能源汽车市场化最快最好的城市之一。
目前通过政府和企业的共同努力,杭州已成为国内新能源汽车示范运营模式最完整的城市之一,既有纯电动也有混合动力等车型,既有租赁运营也有私人销售,既有换电模式也有充电模式,既有公共领域补贴也有私人购车补贴。依托规范化、合理化的“政企合作”模式,全方面、体系化的“先行先试”模式,在示范运营新能源汽车的车型、数量和质量等指标上,杭州均走在了全国的前列。这将为今后政府出台更符合市场化要求、更符合发展需要的新政策、新措施提供必要的理论和实践依据。
3. “五只手”资源整合实现新能源汽车产业健康发展
新能源汽车产业要想健康发展,众泰提出要抓好“五只手”资源整合的效应。
第一是“领导亲手”。中国新能源汽车25座示范城市分批确立,杭州能够有所建树,与杭州市领导重视、领导亲力亲为、领导摇旗呐喊密不可分。杭州市只要与新能源汽车产业发展相关的各项活动,主要领导,甚至书记、市长都亲自出席、亲手启动。
第二是“企业抓手”。在产业发展的过程,政府毕竟是指导、是鼓励、是扶植,一个示范城市的推广落地还是要准确选择并积极推进“企业抓手”的形成。众泰新能源汽车就一马当先的成为杭州新能源汽车产业的“企业抓手”,使得杭州新能源汽车的产业化、市场化有了十分明确又全力配合的领军企业。
第三是“能源快手”。新能源汽车,说到根本是“能源”与“汽车”的互动发展,所 国家电网及杭州市政府在杭州市场上围绕电动汽车产业发展所进行的充换电网点的科学、合理布局,为杭州新能源汽车产业的快速发展奠定了良好的能源补给基础。
第四是“媒体推手”。新能源汽车作为一个全新的行业,很多新知识、新概念需要普及;许多新举措、新活动需要传播。要让更多的消费者产生兴趣、大胆尝试,就需要一个良好的媒体舆论氛围。由于浙江、杭州的媒体对新能源汽车产业的发展与突破都及时进行了全方位多元化的报道宣传,大大提升了杭州市民对于众泰新能源汽车的认知度。
第五是“社会联手”。新能源汽车的发展是一个系统工程,需要包括分销商、消费者、汽车租赁、政府采购以及城市管理等方方面面的“社会联手”。从不同角度对新能源汽车产业发展给予支持与帮助,才能更好促进全新产业的快速成长及逐步成熟。
五、 总结与建议
目前我国新能源汽车产业正处于产业化初期,在技术突破、产业化生产和市场培育等方面都面临着众多挑战,但通过政府的高度重视、企业的不懈努力,加速发展我国自主品牌的新能源汽车势在必行。众泰作为新能源汽车的先行者和践行者,将近年在西子湖畔发展推广新能源汽车产业的理论创新和实践经验总结如下,以求与政府、企业、消费者共同探讨今后我国新能源汽车产业切实可行的发展之路及民营汽车企业应发挥的重要作用。
(1)在新能源汽车产业孕育期,不在高速与低速、远程与近程、锂电与铅电、充电与换电、纯电与混电、购车与租车等诸多不确定上进行过多争论,企业应该集中精力做大做强自身特色产品。
(2)新能源汽车的产业化要以整车产品的产业化为目标导向,以关键零部件和材料的国产化为突破口,最终带动新能源汽车产业链规模化发展。
(3)新能源汽车市场培育不会一蹴而就,只能是让一辆车先跑起来、让一批人先用起来、让一座城市先完善起来,稳扎稳打循序渐进。
(4)新能源汽车的产业化和市场规模化,需要各级政府、新能源汽车整车及关键零部件生产企业、能源供给企业、广大消费者之间的相互配合、联动发展。
(5)新能源汽车产业的快速发展,离不开“领导亲手”、“企业抓手”、“能源快手”、“媒体推手”、“社会联手”等社会各方资源的优化整合。
(6)民营汽车企业在继续发挥“草根精神”的同时,需不断加大加强研发投入、人才培养、制度建设等,练好内功、做大做强,不仅要做中国新能源汽车产业化初期的先行军更要成为中国新能源汽车产业化和市场化的领军人。
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摘要:
随着我国经济的发展,汽车已� 但与此同时,汽车对环境造成的污染也不容忽视。为了解决这一问题,本文将对汽车的新能源以及其节能技术的应用作出探讨。
关键词:
汽车;新能源;节能技术
目前,全球升温的情况越来越严重,世界各地的环境也在急剧恶化,导致这种情况的其中一个重要原因就是人们使用汽车出行的频率越来越高。汽车尾气的排放以及燃油的消耗,对世界的环境污染问题和能源不足问题产生着重要的影响。如果要解决问题,则需要从汽车的新能源以及节能技术方面下手,来减轻汽车出行对环境方面带来的污染,以及找到新的能源来替代原有的燃料。
1、现有汽车能源环境污染分析
传统的汽车燃料主要包括:汽油、柴油等。这些燃料燃烧后带来的污染物主要有一氧化碳、二氧化碳和醛类等。其中,甲醛会对人体造成十分大的伤害。甲醛属于刺激性气体,对呼吸道、眼睛都会产生刺激性作用,在甲醛浓度较高的地方,人还会出现头晕、恶心、呕吐、胸痛和咳嗽等症状。***也属于刺激性气体,会给支气管细胞、眼睛、呼吸道等带来刺激和损害。而一氧化碳和二氧化碳带来的危害则主要是环境危害。
2、节能技术研究
随着人们出行使用汽车的频率越来越高,人们对燃料的消耗也越来越多,地球上的能源已经渐渐不能满足我们的需求。现在市面上的大部分汽车节能技术不到位,需要耗费大量的能源,要解决这一问题,需研究出更先进、更易用的节能技术。
2.1汽车混合动力技术
混合动力技术是目前较为先进的节能技术,是指发动机和电动机的组合,目前可以分为三类。一是增程式混合动力技术,发动机只发电不驱动,电动机直接驱动的驱动方式;二是并联式混合动力,发动机既发电也驱动,电动机直接驱动的驱动方式;三是混联式混合动力,发动机既驱动也发电,由两个电动机驱动的驱动方式。
2.1.1增程式混合动力技术
增程式混合动力技术也称串联式混合动力技术,其代表车型是雪佛兰-沃蓝达。这种动力技术的优点有三个:一是只要有燃料就可以行驶,不用担心电池的电量不足;二是汽车的电池可以直接充电;三是发动机能够在最舒适的转速区间工作,以保证较低的油耗。但这种动力技术的缺点也十分明显,一是由于能源经过两次的转换,其效率偏低;二是由于只有电动机驱动车辆,所以电动机功率较大,同时为了保证电动机的续航,对发动机的功率和电池的容量都有一定的要求。
2.1.2并联式混合动力技术
并联式混合动力技术的代表车型是比亚迪-秦,这款车体内有一个发动机和一个电动机,而且车体内的电动机和发动机都可直接驱动车轮。这种动力技术的优点有两点,一是这种动力技术的成本是最低的,只需要在车内安装电动机和电池;二是其起步扭矩大,会产生较为强烈的推背感。而这种车的缺点也有两个,一是两者同时工作的时间不长,不能保持太久的高功率高扭矩;二是在正常的行驶情况下,只有发动机工作,与其他汽车相比没有节省太多的油耗。
2.1.3混联式混合动力技术
混联式混合动力技术的代表车型是凯美瑞尊瑞。混联式混合动力技术更有效地结合了上面两种动力技术,在这种技术中,发动机的动力由动力分割机进行分割,一部分直接对车轮进行驱动,而另一部分则被用于发电,所产生的电能用来驱动电动机,电动机的使用比例比并联式中电动机的使用比例更大。这种动力技术的优点也有两种:一是摆脱了充电桩的限制;二是能真正实现电动机与发动机长时间同时工作。其缺点也有两点,一是结构复杂而且成本最高;二是汽车的车身重量会有所增加。
2.2汽车压燃技术
目前汽车传统点火方式有两种,分别是火花塞点火和活塞压燃点火,活塞压燃点火的压缩比更高,而火花塞点火则使发动机的噪音和工作震动更小。汽车压燃技术是将传统的火花塞点火方式和活塞压燃点火方式进行结合,通过提高发动机的压缩比,使燃料可以在同一时间内燃烧,从而达到提高燃油使用率的目的。采用压燃技术能使发动机的燃烧温度降低,减少辐射热传递,而且燃烧周期更短,从而达到节能的目的。
2.3汽车可变排量技术
可变排量, 目前在中国已经研究出通过控制发动机的进气温度来控制排量的技术。这项技术是根据空气冷缩热胀的原理,在汽车刹车或者怠速时,汽车的热气管道会向发动机输入热空气供内燃机燃烧,空气密度的降低使得在保证理想空燃比的前提下,能够降低喷油量,而同时因为进气密度的降低,压缩进程时压缩空气所需的能量也随之而降低。因此,我们可以在发动机体积不变的前提下,使汽车在刹车和怠速时降低发动机的功率,减少喷油,降低排放。
2.4汽车结构节能技术分析
汽车的结构和部件的设计,都对汽车的油耗高低产生着一定的影响。例如更贴近流线型的车身,受到的空气阻力会更小,也更能节省能量。下面我们将从汽车的结构方面对汽车的节能技术进行分析。
2.4.1车身设计节能分析
由于汽车的行驶过程是在空气中运动的,而空气自身无时无刻都在运动,因此,汽车与空气的相对运动会给汽车的行驶带来阻力。汽车与空气间的相对运动速度越高,则给汽车行驶带来的阻力就越大;汽车与空气间的相对运动速度越低,则给汽车行驶带来的阻力就越小。想要减小空气阻力,我们可以从两个方面入手,分别是减小汽车的空气阻力系数以及减小汽车的迎风面积。
2.4.2车辆自重节能分析
相同车辆的油耗一般会随着车身重量的升高而升高。因此,减轻汽车自身的重量,也会对降低油耗有很大的帮助。应用镁合金、铝合金等材料来制造汽车,能够更加有效地降低汽车的车身重量。
3、新能源技术
除了对节能技术进行研究,尽快找到更加环保的新能源也是我们需要关注的方向之一。
3.1混合动力技术
目前我们所指的混合动力汽车,一般指使用发动机和电动机同时作为动力来源的汽车,即油电混合汽车。汽车的行驶功率可以根据实际的需要由电动机或发动机单独提供,也可以由两者同时提供。相比起传统的汽车,这种汽车的油耗非常低而且燃料燃烧充分,在当前的市场条件下,这种技术将会得到越来越多的应用。
3.2氢动力技术
氢动力技术主要应用于氢动力汽车。与传统的动力汽车相比,氢动力汽车不排放尾气而排放纯净水,从真正意义上实现了零排放,而且可以储存更多的能源,是一种非常好的技术。但与此同时,应用这种技术的车辆与传统车辆相比,成本高于20%。作为未来汽车发展的一个重要方向,氢动力技术有很多的优点。一是能源转化效率高,氢动力技术的能源转化效率为60%~80%,是传统内燃机转化效率的2~3倍。而且氢动力电池本身不参加化学反应,没有损耗,燃料电池在工作的时候没有噪音和震动,因此,这种技术已�
3.3燃料电池技术
燃料电池汽车也可以看作电动汽车的一种,但与电动汽车不同的是,燃料电池汽车不需要充电,在汽车没有电的时候,只需要给电池装满燃料就可以了。和普通的电池相比,燃料电池的特点在于可以自行补充燃料,而不需要反复充电。这种技术的原理是,氢在燃料电池中与氧气发生氧化还原反应,以此产生出电能,来推动电动机工作。燃料电池具有以下优点:一是不排放废气,直接减少了温室气体的排放;二是提高发动机的燃烧效率;三是没有噪音、运行平稳,减少了噪音污染;四是提高了燃料的经济性;五是减少了汽车的机油或者汽油泄露带来的对水资源的污染。燃料电池的技术核心主要包括控制器技术、电机技术与电池技术。
4、汽车节能技术应用——以卡罗拉双擎为例
下面我们对卡罗拉双擎进行分析。卡罗拉双擎是丰田旗下的一款油电混合动力汽车,这款汽车的动力由发动机和电动机共同提供,卡罗拉双擎在启动时只用电动机进行启动,这时的发电机不工作,而在加速时,则由发动机和电动机共同提供动力,以提供更强的加速性能,同时在减速和制动时可以回收能量,给电池充电。从节油方面来看,卡罗拉双擎的发动机燃烧效率达到38%,比目前市面上大部分汽车的燃烧效率都高。因为汽车的热燃烧效率直接影响着发动机的输出功率,因此燃烧效率越高,汽车的节油性能也就越好。与传统汽车相比,这款汽车可以智能控制发动机,从而达到有效延长发动机寿命的目的,而且其日常维护方式跟普通汽车差不多,对于车主而言也十分方便。
5、结语
根据上面的分析我们可以知道,目前市面上已经有着很多的节能方法。随着人们对环境的日益重视,这一方面在将来也一定会有更大的提高。我们也需要持续关注这一方面的发展,只有生活质量和环境质量共同提高,我们的社会才会有更好的发展。
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随着社会经济的快速发展,各种能源消耗速度极大,能源短缺已成为社会生产发展过程中亟待解决的问题。近年来,新能源的开发和利用,为解决能源短缺问题提供了一条新的道路,而电力电子技术在新能源的开发利用中扮演着重要的角色。本文通过对电力电子技术的概述、电力电子技术在新能源领域的应用、在电力电子技术运用过程中应注意的问题等方面的着重介绍,让人们充分认识和了解电子电力技术并加强对其合理有效充分的利用。
一、电力电子技术概述
电力电子技术,又称功率电子技术,学术上称电力电子学,是指应用于电力领域的电子技术,使用电力电子器件对电能进行变换和控制的电子技术。电力电子技术包括电力电子器件、电力电子设备和系统及其控制三个方面,涉及电力电子器件(上游)、电力电子设备和系统(中游)、电力电子技术在各个行业的应用(下游)三个领域。电力电子技术将各种能源高效率地变换成为高质量的电能,是采用电子信息技术改造传统产业的有效技术途径。电力电子技术具有高效、节能、省材的特点,对于我国乃至世界范围内的经济发展具有极为重要的作用,是现代科学、工业和国防的重要支撑技术。
二、电力电子技术在新能源领域的应用研究
电力电子技术是实现节能环保和提高人民生活质量的重要技术手段,在执行当前国家“发展新能源”和“节能减排”基本国策的过程中起着重要的作用。下面以一些能源的开发利用为例,对电力电子技术在新能源领域的应用进行研究。
1、水力发电
没有水就没有生命。这句话充分说明了水的重要性:水是生命的源泉,地球上没有水,也就不会有生命的存在。有聪明才智的人抓住水在流动过程中产生的动能可以充当天然的推动力这一有利条件,再加上一些物理知识和电路原理,以著名的三峡水电站为标志的一大批水电站挺立起来了。这一创新,不仅仅降低了对媒体等不可再生能源的消耗,更创造性的为人类寻找可再生能源并加以利用的道路提供了方向。在水利发电的基础上,一系列电力电子技术在新能源的开发利用中得到了创新。
2、风力发电
风是大自然产生的一种自然现象,具有清洁、可再生、储量大的特点,而风能则顺理成章的成为了一种能够被高效利用的低碳能源。风力发电技术的出现,可以有效的减少二氧化碳的排放量、减缓全球气候变暖,为我们保护环境、节约能源、减少资金成本带来了突破性进展。这项技术不但将取之不尽、用之不竭的风能转换成源源不断的电能,而且有利于缓解能源危机和供电压力,随着风电技术的不断发展和完善,风力发电组等产品的数量和质量逐渐增多增强,在价格和效用上自然也会更具优势。在当前形式下,除水电技术外,风力发电技术比其它可再生能源技术更为成熟、成本更低、对环境破坏更小,因此还有改善生态环境的重要作用。
3、太阳能发电
在大自然赐予地球的能源中,太阳能也是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源之一,阳光是人类赖以生存的因素之一,世间万物离开了太阳就难以继续维持生命。据统计,我国2/3以上国土面积的年日照时间在2200h以上,年辐射总量在502万kJ/m2以上,为太阳能的利用创造了丰富的资源和有利条件。目前太阳能在利用中,主郭建要采用了三种技术:太阳能光电技术、太阳能光热技术和太阳能光伏发电技术。这些技术的产生和发展,对于新能源的开发利用起到了巨大的作用。太阳能电池是电力电子技术在新能源领域的应用中的典型案例。太阳能热水器、蔬菜大棚的照明、药材和果脯的干燥、太阳能路灯等,都是利用了太阳能发电发热的原理。可以说,太阳能发电技术,在未来生活中具有更广泛、更有前途的发展前景。
4、潮汐能发电
在波涛汹涌的大海上,潮汐狂妄的拍打着海面,巨大的潮汐能为新能源的开发和利用带来了契机,通过电力电子变换装置,发电机将巨大的潮汐能转换成电能,也就是能使这些波动能(潮汐能)的电能以恒压恒频方式输出,再通过其他的电力装置,为电力系统提供电力,其提供的电能既能源源不断输出,又对克服能源危机(煤、石油、天然气等化石类能源匮乏)提供了重要的解决措施,可以说,自然界的可再生资源也是无穷无尽的,只要我们拥有一双善于发现的眼睛,并采用先进的各项技术加以不断创新和完善,就可以在循环利用的基础上不断创造出各种新的清洁、高效、可再生、无限利用的能源。
三、结束语
由上述诸多例子中可以看出,新能源的开发和利用已成为一种优势更大的发展趋势,而电力电子技术在这项伟大的工程中发挥着难以想象的重要作用。目前,电力电子技术对我国来说,在大气污染治理、节能环保、电力系统及国民生活等等中的应用非常广泛,而从大方面来讲,电力电子技术在国民经济与人民日常生活中正发挥越来越重要的作用。由此我们可见,电力电子技术不仅是国民经济支柱产业的重要组成部分,也是未来技术的发展趋势之一。我国政府相关职能部门已经采取了一系列有力措施,将发展电力电子技术作为在相当长的一段时间里的重点发展的关键技术。新能源发电系统给电力电子技术提供了新的方向,也为从事可再生发电能源系统的研究提供了新的思路。在国家政策强有力的推动下,电力电子技术正迎来其发展的大好时机。
作者:郭建 单位:南京磐能电力科技股份有限公司
1、汽车科技创新繁星闪烁
以节约燃料和降低排放为主要目的的绿色增压直喷柴油机、复合火花点火或VVT—汽油机、混合动力驱动系统、均匀充气压燃(HCCI)发动机和变速箱向多档位(5档、6档)手动、自动、手自动一体、CVT方向发展等,特别是缸内直喷技术、增压技术、低压缩高膨胀循环、可变气门相位及升程、可变压缩比、可变排量、减速部分汽缸休眠、自动泊车、夜视系统、双涡轮正压直喷发动机、双火塞顺序点火及集成的起动发电机的采用等等,确实能使汽车发动机的热效率有较大的提高,废气排放也有所降低。DSG双离合、四轮同步转向和四轮异步转向等,能很好地解决高速行驶中车辆方向调整过快导致安全事故的问题。但上述所有这些技术措施,只能算是小改小革,小打小闹,根本不能称作汽车革命;因为汽车主体结构还是老样子,燃料也无多大改变。
2、电动汽车风起云涌
近年来,国内汽车工业发展迅猛,能源问题日趋严重。专家估计,我国已探明的石油可采储量为23亿吨,仅可供开采十二三年(含可能还将发现的新油田);未来原油供需缺口将逐年增大,对外依存度也将急剧上升;价格更将日益高涨。如今能源危机已迫在眉睫,业内专家分析认为,在未来十几年内汽车产业如果不能开发出新能源取代燃油,那么汽车产业就将没落夕阳。当然,汽车行业的科学家们绝不会坐视这灿烂了百余年的汽车产业因此而消亡。世界不少国家投入大量的人力和财力,努力地研发新技术、新工艺、新燃料,积极为能源困境中的汽车产业谋求发展新路。在我国迅速发展起来的纯电动汽车、燃料电池汽车和电动—发电集成机组汽车,就是其中最杰出的代表。
2.1纯电动汽车
由电瓶或锂电池驱动汽车发动机,确实能实现零排放,对缓解能源安全问题和环保问题,有一点点好处。2013年,此种新能源汽车的销售量已达14604辆。但是,该种车充电时间长,国外最快的也要1小时才能完成充电,而传统动力汽车加1次油也就是几分钟。电池寿命短,一般只能使用1年左右。大量的废旧电池造成新的固体形式的环境污染,这比原先的废气污染好不到哪里去。众所周知,有电就有磁。大量纯电动汽车在大街小巷群蚁式奔跑,必然造成整个城市的严重电磁辐射污染,对人体健康的危害,不可估量。价格贵,每辆车由国家补贴5万元,长期大量产销,国家不堪重负。充电桩的安装,不少城市因政府经济支持,正在积极进行。但技术层面上的问题也暴露出很多:如固定车位、物业核准、充电桩接口标准等问题,都与电动车相配套的“一车一桩”、“桩随车走”等原则难以实现,为电动车的大规模产业化埋下隐患。
2.2燃料电池汽车
此种汽车没有汽(柴)油发动机,只有1块燃料电池,油箱让位给了储氢罐。该车具有安静、高效和零污染排放等特点。在未来5年内,美国将投资30亿美元开发氢燃料电池汽车。日本计划到2020年,投资40亿美元,用于这种汽车的研发。法国政府研制燃料电池汽车的预算费用为10亿美元。全世界在这场角逐中的投资总额逾百亿羙元,试图掀起汽车工业的大革命。我国的几乎所有汽车巨头,在开始时也都在燃料电池汽车领域摩拳擦掌,想要大干。但是,近年的研发困难重重。氢碳无法直接利用,必须经过转化器等才能使用,没有从根本上解决热效率难题,也使汽车结构更加复杂化。首先,储存液氢有非常高的技术要求,难度很大。其次,燃料电池造价高:车用FEMFC中的质子交换隔膜(VSD300/)约占成本的35%;铂触媒约占40%,二者均为高贵材料。在我国,生产一辆燃料电池汽车,即使是大批量,估算单辆成本在300万元以上。如此昂贵的汽车,是没有销售市场的。因此,诸多原因很可能造成此项目夭折。2.3电动—发电集成机组汽车这种汽车使电动车拥有了一个低耗节能的功能,能源补偿和快速充电效果良好,不仅可以降低整车的动力消耗,还可在车辆行驶过程中对电源进行能量补给,从而提高电动车一次充电的续行公里数。此技术使电动和发电的磁电共用,具有一些创新和变革的初步意义。可惜该种汽车结构较复杂,价格不菲,难以普及。先进发达国家的权威学者们已下定论:电动汽车类群只是过渡性产品,没有前途。
3、空气汽车揭竿而起
近五六年来,己有澳大利亚、法国、墨西哥、美国、印度等近10个国家先后研制成功了多种小型空气汽车(可乘坐2~3人)。此类汽车,都是以压缩空气作动力,不使用燃油,对环境不造成直接污染和二次污染,最高时速可达50~120km,1瓶压缩空气行程在200km以上,每辆车价1万美元左右,运价为传统汽车的1/10~1/5。
4、新能源液氮空气汽车破土冲天
自然界空气中的氮气(N2)按体积比测试占78%。它具有良好的压缩弹性,能形成气、液、固3种状态,是能量转换的最佳载体。而且取之不尽,用之不竭。现今天底下有不少有识之士,看好这一载体,试图以其作为清洁能源使用于汽车。浙江大学和广东某公司,已在研发液氮空气汽车的艰难征途中拼搏了五六年,基于机械结构的不尽如人意,一直尚未取得突破性进展。据报道,他们研制的液氮空气汽车雏形,己在某年春节前于校圆内跑了几圈,迈出了可喜可贺的一步。他们釆用的热交换器(汽化器)为翘片式结构,安装于汽车头部。翘片式吸热管,平行于车行方向,管道的第一片翘片,就把迎风拦挡住了,其后的所有一大串翘片不能有效吸收空气中的热量,因而吸热管中的液氮就不能被汽化,所以得不到持久的氮气。如果翘片管垂直安装于车行方向,每一根翅片管的翘片也只有一大半迎风吸热,而且车头由于其他大量构件的阻挡,翘片管散发的冷气无法穿透散去,热风也就难以进入其内进行顺畅的热交换。上述两种安装形式,均不能有效地使翘片进行吸热和散冷。因此,翘片中通入液氮之后不久,由于液氮是-196℃的深冷液体,需要大量的热量才能变成气体,因而使得整个热交换器冷� 液氮汽化成氮气,这是空气汽车最为关键的一步。此步停留,汽车就无法再走。在国外,华盛顿大学和北德克萨斯大学于1994年就各有一个课题组,对液氮汽车进行了不懈的研制。这么多年来,始终未能有令人满意的成果。究其原因,也还是液氮进行汽化的循环系统工作效率低下,容易结霜而失去液氮转化为氮气的功能。根据浙江大学的大量深入研究证明,提高膨胀初始压力和釆用多工质级联方式,可以大大提高液氮所能获得单位质量可用能和烔效率,只是换热器的循环系统难以在理想状态下长时间工作。我们经过近10年的潜心研究,研发的新能原液氮空气汽车(以下简称液氮汽车)也是用液氮作能源,经汽化获得氮气,集储于储气包中增压增动能,形成高压高速气流,直接强有力地冲击到叶片上,驱动气***连同主轴转动,实现氮气的压力能和动能向主轴旋转机械能的能量转换,输出扭矩。这种新型动力装置,适用于汽车,也可用于发电机及泵类等一切需要原动力装置的机械。当用于汽车时,就称为液氮汽车。该类汽车的主要性能,都远远优于现有汽(柴)油发动机汽车,也大大好于当今世界各国研发的新动力汽车。液氮汽车的供气系统。1为液氮空气汽车示意轮廓,液氮罐2安装于车后尾部,液氮经单向阀3进入深冷泵(或低温泵)4,使液氮具备2.5MPa以上膨胀初始压力,然后注入多头电动喷雾器5中,再注入汽化器6中。在液氮进入汽化器之前,必须进行雾化。这是液氮汽化为氮气的最关键的一步。雾化后,液氮仍然是液态形态,但已变成无数细小悬浮于空气中的氮雾粒,被其占据的空间增加了几百倍。在如此庞大的空间,大面积地大量吸热,其热量足以使氮雾微粒汽化成氮气,而不会造成汽化器的叶片和管子都结霜,不会致使热阻增大而降低汽化效果,更不会使整个汽化器冻成大冰块或大冰球。汽化器釆用螺旋式叶片管,并排数根与车行方向呈一定角度并联于迎风顺畅的车底。这些车底的吸热汽化管(5根或7根),由多头电动喷雾器扫描式先后供给氮雾。当其中一根管接受充填喷雾时,其他片管正在汽化或排气中。这种螺旋式片管由于结构和安装形式所决定,百分之百的片管都不停地参与吸热散冷。风流不受任何横隔面阻挡,车速越高,风速越大,吸热越多,散冷越快。它不像传统汽车的缸体等部件形成散热损失,使整车热效率大大降低。恰恰正好相反,是从空气中吸收热能,使整车能量不断增加,使总效率大大提高。具有2.5MPa以上压力的氮气,经过单向阀7进入高压管8,再经过单向阀9进入高压储气包10。该储气包容积在1.5m3以上,其周镶嵌大量与车行驶方向呈一定角度的直条吸热片,或与车行向完全一致的“S”字形吸热片,进一步再次使氮气热能增加,体积彭胀,压力升高。储气包下与车箱之间用绝热材料隔开。在夏季气温较高时节,由温度传感器测试,芯板调控,对车箱进行恒温调控。此种液氮汽车空调器,已由河南新乡高新技术开发区研制成功,目前年产量500万辆左右。氮气自储气包输出,经仍不停吸热的高压管11后,再经过单向阀13进入操纵活门12。汽车驾驶室司机直接操纵活门12,让氮气按理想流量进入汽轮机14,驱动汽车行驶。从上述具体的机械结构分析不难看出,液氮自离开液氮罐从深冷泵排出以后,因液氮的临界温度为-196℃,液氮就被不断汽化,即使已汽化成为氮气,只要其沿途周围气温高些,供气系统内的氮气全都会自动吸热增加热能。因而,液氮汽车的供气系统,实际上是使能源载体液氮-氮气在流动过程全程上,不断自动吸收增加热能,从而大大提高汽车总効率的装置。这一独特科学神奇特性,将使新型液氮空气汽车破土冲天,爆发在即,在汽车工业革命潮流中,笑掀主升浪。
5、液氮汽车的优越性
(1)高效节能
现有汽(柴)油气车因为是往复式曲柄连杆机构,出现上下两处死点造成巨大能量损失,还伴有容积损失、换气损失、泵损失、摩擦损失和散热损失等等,能源利用率不到30%。液氮汽车运用了水力水轮机的高效原理,使高压高速氮气直接多次碰撞推动转轮式气轮机叶片转动,特别是液氮汽化循环系统全程中不断吸热增压增能,使得能源利用总效率可望在80%以上。
(2)有害气体“零排放”
现有汽车尾气中排出大量的CO2、CO和多环芳烃及黑烟,严重污染自然环境,加速地球变暖,尤其加重雾霾浓度,损害人体健康,威胁世界所有生物常态。液氮汽车没有燃料燃烧环节,没有化学反应存在,只有物理能量转换,向空气中排放的仍然是无色、无味、无毒的氮气,是“零排放”,无污染。
(3)安全性、舒适性好
现有汽车人身伤亡交通事故中有80%以上是由于撞车而造成的。无论是正面碰撞或者是侧面碰撞以及后面碰撞,竟其原因基本都是因为飞轮惯性和气缸内受压气体反弹引起刹车制动距离大所致。液氮汽车只需简单扳动操纵活门,可马上改变气轮机进、排气方向,即能实现主轴的反转和正转,不但立马刹车,而且可瞬时换向。正反转换向时几乎没有任何冲击,并可在瞬间内升到全速。因而,一旦遇到突发紧急车况时,可立即刹车且反向全速退让。从而大大提高了行车安全性。液氮汽车没有燃料燃烧噪声和振动,也无油臭味,驾驶环境很舒适。
(4)可无级调速,能过载保护
只要简单地掌控操纵活门,就可以控制进气阀或排气阀的开启度,即就控制了气流的大小,从而可在设计的数值内,随意调节输出功率和转速。不像现有汽车那样进行复杂的有级换档,且档位一般不能超过6个。也不 这是因为过载或严重超载时,例如碰到某一高槛障碍物时,只是车轮转速降低或停止转动。当过载解除时,可立即重新正常运转,并不会产生现有汽车那样的机件断裂失效等故障。
6、液氮汽车的经济效益和社会经济效益
(1)液氮汽车制造成本低
液氮汽车以液氮作动力能源,用气轮机取代现有汽(柴)油发动机,将给生产厂商带来良好的经济效益。现有汽车的发动机一般占整车成本的40%左右,安装了气轮机后,除了取消原发动机外,还同时去除原有汽车的冷却系统,增压装置、电喷装置、水泵、油箱、大电瓶、减速机等零部件。这不像本文一开始就提到的那些科技创新,每增加一项,就会在汽车上添加一套相应的装置或机构,使整车生产成本又有所提高。在最大功率和最大扭矩相同的前提下,液氮汽车的材料成本可降低30%上下。目前世界上研制空气汽车的国家,都把这类车的自身重量设计得很轻巧,有的空气轿车自重只有125kg。因此,液氮汽车的最大功率和最大扭矩可望大幅度降低,其材料成本可更減少。液氮汽车结构大大简化、零件精度要求、构件粗糙度要求、材质要求、热处理工艺要求等等都大为降低,成本可减少40%以上。总之,液氮汽车的制造总成本可节约35%左右。
(2)液氮汽车性价比高
现在来估算一下社会经济效益,主要是看用户的运输价格如何。目前汽油每升7.84~8.00元。例如,2000mL轿车每千米运价为0.80元。纯度为99.999%(因炼钢要确保钢中杂质不超标,医用要确保人的安全,故需要如此高的纯度)的液氮市场价为600元/m3(0.6元/L)。实际生产成本却不高,当每度电为0.66元时,每升液氮的生产费用为0.19元。液氮汽车对液氮的要求只需99%纯度即可。这就意味着在用自然界空气制取液氮之前,不必进行碱洗去掉空气中的SO2等氧化物,也不必进行干燥去除水分,更无需精细过滤水汽,也不用去除尘埃,只要从自然界中的空气里面直接制取液氮就可以了,因而价格可大大降低。即100元左右/m3液氮。液氮汽车最大行程为300km时,需500L液氮,成本为50元,每千米运价约为0.17元。这就不难看出,液氮汽车的运价小于传统汽车1/3。如此良好的公益效益,将为我国国民经济带来巨大的收益。
7、结语
国家环保中心发言人说过,现在我国城市空气污染源75%来自于汽车尾气,如不采取更多更有效措施,这种状况难以好转。时代在飞速进步,科技在迅猛发展,汽车工业革命刻不容缓。国家有困难,匹夫要承担。液氮汽车是防热、防火、防爆、防冷冻、防碰撞、防高压的全新的“安全汽车”和“舒适汽车”。提取车用液氮比较容易,整车生产成本低。液氮作为能源载体,经汽车使用后又回到大气中,是最典型的绿色能源循环。我们一定要掀起一场汽车工业的大革命,把传统旧式老汽车逐渐淘汰掉,换上清洁新能源液氮汽车。这是我们汽车科技工作者的天职,也是我们的光荣使命和应尽义务。液氮汽车是汽车革命的原创作品和终极产品,有着永恒的生命力和无比灿烂辉煌的美好前景。这种新车,更能使无价清洁能源———大自然界的'空气,得到充分利用,真正实现低碳经济,甚至无碳经济运作,前途无量。