时间：2023-08-04 17:26:01
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇电动汽车专业方向，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
在新能源汽车“大行其道”的今天,国内少有整车企业根据电动汽车的特点研发出一款全新的产品,大多还停留在由内燃机车型改装的“产品”阶段,却宣称“批量销售”,并依靠政府买单来实现所谓“产业化”。
究其原因,笔者认为一方面是技术本身的突破还不够,另一方面是当今即得利益价值观带来的浮躁的经济秩序所致。在关键技术上,有不少观点认为,电池技术的突破是电动汽车能否产业化的最大瓶颈,笔者对此并不完全认同,电池技术的重要性无容置疑,但即使突破了电池瓶颈,产业化也未必就是柳暗花明。产业化是一个复杂的过程,与政策环境、技术标准、商业模式以及对产业的认识等密切相关,如果不进行深入市场研究和技术开发,产业化就无从谈起。
别拿短板去叫板
电动汽车有其自身的优势,同时目前也具有很多“短板”――成本高、续驶里程短、性能不够成熟、可靠性还较差、零部件产业化配套基础还很薄弱、社会环境服务体系还很欠缺等。
目前国内外电动汽车产品有小型电动汽车、B级以上的中高档电动轿车、电动SUV多功能车、电动公交客车及双层电动客车等。提供这些车型的厂家大多数都是传统汽车生产厂家,大都结合其工厂的产品型号进行一些简单的改造形成的“产品”,且不说技术成熟度和核心技术有多少,连产品的市场基数甚至都不去考虑。试想一辆造价30万元左右的中级电动轿车又有多少优势和同级别的传统车相比呢?一辆售价近200万元甚至更高的电动公交客车又有几个运营公司能买得起用得起呢?在明知现代电池技术还难有重大突破的今天,非要拿电动汽车的“短板”去和传统车来“叫板”,这种不理智的市场行为是一个企业对待产品的轻率,同时又不负责任地去“忽悠”政府和国家拿更多的社会资源去填这个黑洞,最终有可能导致这个行业的败落。
那么,目前电动汽车有市场吗?答案是有,而且很大。从市场调研来看,3000多份有效问卷中得出67%的20-40岁消费者期待市内小型电动汽车代步(A0级车,轴距小于2300mm)。
试想如果一款全新设计、造型独特时尚、内饰工艺谨细、基本达到同级别燃油车之性能和配置的电动车型出现,价格约6-10万元,那么,有多少公务员、教师、医生和时尚年轻人会选择它作为市内代步工具呢?而在这群未来消费者中仅有9.2%的人会用它来跑长途。此外,只要有家用普通电源的地方就可以充电。那么这个产品国内市场有多大?市场调研的结果是约297万辆/年。这个数字远远超过了国家定位在5年内超过50万辆的基数(这还不算国际市场),足以支撑一个产业的未来。
产业方向要把握
目前大部分主流电动汽车技术主线依然采取扩大电机转矩优良的特性降低对变速系统的依赖直接调速,采用更多的专用系统零部件提高产品的科技含量和专业性的路线做产品;而部分非主流企业过于强调技术基础的薄弱和低端市场的需求,走传统电瓶车的技术产品路线,认为低速电动车应纳入电动汽车的范畴。
这些技术路线产品不能说完全不对,但其或过于强调产品专业技术的前瞻性,或过于强调产品的市场含量,都或多或少地偏离了真正意义上的电动汽车产业化进程。过于强调技术基础的薄弱和低端市场的需求偏离了国家实施电动汽车技术突破赶超国际汽车技术的“弯道超车”政策战略方针,过于强调产品专业技术的前瞻性和科技含量又降低了市场进入和产业化速度。因此,整合市场和技术贯通成为电动汽车技术路线和产业化方案的核心。
在电动汽车大发展的背景下,大部分主流研发企业和整车企业崇尚运用DC/DC、电动汽车专用空调等专业技术产品,实际上就其可靠性和成本而言,大规模应用此类电动汽车专业零部件的时机还未到来。这些专业零部件不但价格高、可靠性差,甚至还有可能导致整体系统技术的缺陷。而我们知道,现有燃油车的变速箱、空调压缩机和刹车、方向助力与发电机等零部件都是规模化的成熟工业产品,有着非常高的性价比和可靠性。这些燃油车部件的广泛使用不但降低了电动汽车成本,而且提高了可靠性,为产品初期进入市场赢得了信任。
南京嘉远电动汽车产品便充分运用了目前燃油车的常规零部件,如原燃油车的发电机、空调系统、助力转向系统和助力刹车等,其安装方式、工作状态等完全延续燃油车状态,由于电机驱动系统转速范围等参数和内燃机接近,直接替代了内燃机,主轴的一端带了变速箱,轴的另外一端则带了皮带轮,分别带了空调泵和刹车助力/方向助力与发电机。
此外,电动汽车作为商业化产品推向市场,应该具有与燃油车相同的操作习惯,实现维修快捷简便、零配件更换市场化、人机信息交换基于燃油车简单的功能符号显示等,做到会开传统汽油汽车就可以开电动汽车,会修传统燃油车就基本可以维护维修电动汽车。某种程度上说,电动汽车也应该像数码相机一样“傻瓜化”。
核心驱动技术很关键
电机本身有多种类型,例如直流电机、永磁同步电机、开关磁阻电机、交流感应电机、方波多相电机等,到底哪种电机最适合当前快速进入产业化的电动汽车呢?
南京嘉远电动汽车早在上个世纪90年代初就对多种类型的电机进行了对比试验,取得了大量技术数据。简单说来普通直流电机需要经常维护,永磁直流电机由于用了永磁体,高温震动失磁的特性和相关技术工艺有待完善,开关磁阻电机低速震动噪音大等多种原因致使还有诸多需要攻克的技术难点。
实践证明交流电机驱动是工艺水平最完善、成本最低、具备产业化平台、可靠性高,综合性最好的电机种类,经过南京嘉远创新设计,在“九五”期间交流驱动技术被嘉远作为我国电动汽车未来的主要驱动方案上报国家有关部门立项。
而电机驱动系统的好坏,不仅取决于它技术的先进性,更加取决于电机本身的适用性。目前备受主流研发单位看好的直流永磁电机的确具有相当多的优点,但当今电动汽车进入产业化急需有成熟的产业化平台为依托,急迫需要降低成本、增强可靠性。以南京嘉远电动汽车额定功率15KW的电机驱动系统为例,其最大功率超过30KW,最大扭矩超过150NM,效率达到93%;同比目前直流无刷电机驱动系统额定功率22KW的最大扭矩仅132NM,虽说其效率高达95%,综合比较,15KW的适用性已超过直流无刷22KW,整体效率反而超过其10%以上,更重要的是成本仅为同等直流无刷产品的20%～30%。所以,驱动系统的优劣应以整体综合技术条件作为判断依据,电动汽车总体技术方案和产品技术的衔接才能真正体现整个产品技术的实际。
另外,由于产品产业化平台的选择,决定了技术产品工艺的状态,其工艺水平的完善是奠定该技术产品批量化生产和可靠一致性的关键。虽然直流永磁电机系统存在一定优势,但是由于其工艺水平要求较高,还未被大批量生产所适应,又加之成本高等特点,在现阶段还不具备产业化基础,这为电动汽车急迫产业化造成了一定障碍。
电动汽车电机的选择决定了其控制系统的匹配,也决定了控制系统是否同样具备产业化平台基础。交流电机是多年来工业生产应用的量化产品,控制系统一样具备广泛的产业化基础,从而达到了产业化平台的统一,使整个驱动系统具备了批量化生产的基础,为电动汽车驱动系统核心部件奠定了高的可靠性、好的一致性和优秀的性价比。
雷诺-日产联盟在华开发新能源汽车
中国政府鼓励国内汽车产业通过发展新能源车向零排放电动汽车方向转变。自“十五”以来，中国政府的863计划设立了电动汽车专项；2000～2005年间，国家和地方政府直接划拨以及国有企业投入的资金总额约30亿元。汽车产业是国务院2009年的《工业产业调整和振兴规划》关注的四大产业之一。涉及汽车产业的规划指出，电动汽车产销形成规模将是2009～2011年的目标；规划要求“改造现有生产能力，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”，“新能源汽车销量要求占到乘用车销售总量的5％左右”，“主要乘用车生产企业应具有通过认证的新能源汽车产品”。
中国国家工业信息化部将携手雷诺-日产联盟一起推动中国电动汽车规模化发展。4月10日，雷诺-日产在北京宣布，已与工信部就在国内推广零排放汽车项目上达成了合作伙伴关系。根据雷诺-日产汽车与工信部达成的协议，日产汽车将为工信部提供电动汽车发展的相关信息，制定包括电池充电网络建立和维护、促进电动汽车大规模使用的综合规划。武汉将成为日产在国内首个电动汽车试点城市，雷诺-日产联盟将在武汉开始电动汽车项目，使武汉成为日产在国内推行其零排放汽车计划的首个试点城市。
因为顾虑环境污染及燃油价格，不只中国，欧美诸国都有扶持电动汽车的特殊政策。法国设有对电动汽车的国家补助金：一辆纯电动汽车补助3200欧元，一辆混合动力汽车补助2000欧元。意大利政府对纯电动汽车，道路税的保险费免5年，保费约减少50％。挪威政府规定，对纯电动汽车免征所有登记税、进口增值税、道路税，城市免费停车、养路费打折等。美国2005年能源政策法案规定，购买合格的混合动力车，可得到减免税的优惠，如福特车及Mercury车每辆减免税2220～3000美元。
雷诺-日产联盟在全球范围内积极推动电动汽车的量产。雷诺-日产的电动汽车研发领域属于全球领先水平，其计划2010年向日本和美国市场引进电动汽车，2011年进入中国，2012年在全球范围内推广。零排放汽车是新能源汽车的发展方向，然而对电动汽车这类的零排放汽车实现量产则需要在全球范围内联合政府、地方城市及相关机构规划充电网络。目前，雷诺-日产联盟已经与全球19个政府、城市和相关组织建立了合作关系。雷诺-日产联盟在日本的神奈川县和横滨市，以及以色列、丹麦、葡萄牙、摩纳哥、英国、法国、瑞士和爱尔兰开展了零排放汽车的推广举措。
Better Place：雷诺-日产联盟背后的创新模式
昂贵的电动汽车及有限的电池续驶里程阻碍了电动汽车的普及，而BetterPlace提供了一个能让消费者经济且便捷地享用电动汽车的方案。电动汽车与传统汽车的成本差距主要在于电池，如果能把电池的成本从电动汽车的成本中割离出来，分摊到驾驶的里程数中，电动汽车将会比传统汽车更有价格竞争力。电动汽车的核心是电动机及驱动控制系统、功率转换器和能源系统，而能源系统中电池是关键，是电动车中最贵的部件。如果使用Better Place的驾驶方案，2015～2020年，驾驶电动车的里程费用可以实现8分钱一公里；而以一升油5元的价格计算，一辆假设每百公里耗油5.5升的燃油汽车每公里平均消费价格是0.275元。
广泛建立充电点和换电池站将消除消费者对有限的电池续驶里程的顾虑，同时换电池站将由机器实现空电池与蓄满电池在半分钟内替换的操作，这比在传统加油站需要的时间还要短。所有的Better Place的充、替电站都将采用国际标准，便于提高电动汽车网络在世界范围内的兼容性。Better Place将通过提供包月不限里程或年费买固定里程等方式，通过与政府合作实现电动汽车网络建立，让消费者经济且便捷地享用电动汽车。
雷诺-日产与Better Place携手，开始在世界范围内推进这个新的商业模式的应用。用Better Place的CEO的比喻来形容，这个新的模式是一个移动手机消费的模式：汽车生产商将好比手机生产商，而Better Place就好像是汽车界的中国移动。与雷诺-日产一起，Better Place已与以色列、丹麦、澳大利亚、美国加利福尼亚州、美国夏威夷洲以及加拿大安大略省的政府开始进行世界上第一批电动汽车网络的建立。
电池开发原本是发展电动汽车量产的一个技术瓶颈，Better Place的商业模式创新了突破这个瓶颈的办法，使电动汽车的大规模应用不再取决于电池成本的大规模下降。电池的能量密度大大低于汽油的能量密度，意味着同等重量的电池和汽油所能支持的行车里程数相差较大，传统经营模式下，电池开发一直是电动汽车实现产业化的瓶颈。因为电池技术复杂，电动汽车蓄电池成本居高不下，普通的蓄电池基本以100美元／千瓦时销售，甚至有的高达350美元／千瓦时，消费者很难承受。
车载电池的研发早就在各国间开始了角力，但是产业化方案一直悬而未决。在法国，其政府与法国电力公司、标致一雪铁龙和雷诺汽车合资组建的电动汽车的电池公司――萨夫特公司，专门进行高能电池的研发、租赁与维修。从上世纪70年代就开始开发纯电动车的日本，其车载电池研发主要由三菱重工、富士重工等军工企业承担。美国的“先进电池联合体”(USABC)由通用、福特和克莱斯勒于1991年成立，拥有美国能源部的资助，是研发电动汽车用的高能电池的主体。Better Phce强调了其在世界范围内建设充替电站中应用国际标准的重要性，和对不同电池技术的支持性。
中国本土电动汽车最近动向
目前，中国有上百家企业、高校和研究所进行电动汽车研发项目，如三大汽车集团、长安汽车公司、奇瑞汽车公司，以及电机、电池企业。2002年以来，随着电动汽车重大专项的实施，已形成了多家产学研结合、金融机构介入的专业研发生产电动汽车的新型股份制企业。专业研发生产电动汽车的企业包括东风电动车辆股份公司、天津清源电动车辆有限公司、上海燃料电池汽车动力系统有限公司、北京时光科技有限公司、奇瑞电动汽车股份有限公司、大连新源动力股份有限公司、北京清华新能源汽车工程中心等。整车方面已初步形成产品开发的系统配套、管理机制和团队组合，纯电动汽车样车已实现，关键零部件、燃料电池发动机已形成系统，高功率镍氢电池、锂离子电池性能有了较大提高，多能源控制系统初步形成。
自电动汽车重大科技专项实施以来，中国的纯电动汽车及车载电池的生产能力初县规模。比亚迪是掌握车用磷酸铁锂电池组规模化生产技术的中国企业，已正式推出搭载其自主研发的磷酸铁锂动力电池的比亚迪F3DM双模汽车。
万向同时具备电池、电机和电控等电动汽车关键零部件和动力总成系统产业能力，1999年建立了进行纯电动汽车研发的技术中心，如今车载锂电池开始进入批量生产，2007年的销售总额达到1150万元。目前中国已有纯电动轿车和纯电动客车通过国家质检中心的型式认证试验。天津清源电动车辆有限公司纯电动轿车的研发显示其初步形成关键技术的研发能力；北京理工大学等单位初步完成了北京理工科凌电动车辆股份有限公司密云电动车辆产业化生产基地的建设。
关键词：纯电动汽车；电机控制；发展概况；趋势
中图分类号：TM38 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2012）06－0051－02
1 研究的背景及意义
1.1 研究的背景
随着资源与环境双重压力的持续增大，电动汽车已成为未来汽车工业的发展方向。电动汽车具有环保、节约、简单三大优势，这在纯电动汽车上体现尤为明显：以电动机代替燃油机，由电机驱动而无需变速箱。相对于变速箱，电机结构简单、运行可靠。
随着国家节能与新能源汽车补贴政策的出台，我国重点扶持纯电动汽车的战略路线基本确定。当前市场在售或即将进入市场的纯电动汽车基本都是高端电动车，价格大都在15万元以上，甚至有的达到20多万元，即便是享受国家补贴，但大部分人还是觉得价格偏高，同时担心充电设施不配套及电池的续航里程短等问题，导致企业已上“公告”的纯电动汽车迟迟无法推出市场，个别已上市的产品也得不到消费者的认可，“热政策”遇到了“冷市场”。相反，低速电动汽车因为价廉物美，得到了不少消费者的青睐。在山东、河北、河南、浙江等地一些城镇，节能环保低速纯电动汽车已形成一定的规模，数量日益增长。
1.2 研究的意义
发展低速电动汽车具有长远的战略意义。从现实角度来看，低速电动汽车是推动我国电动汽车产业化、开启电动汽车大规模消费市场的最佳产品；从长远发展来看，通过低速电动汽车的技术升级提升高端电动汽车的核心技术。相信国家行业主管部门会在立足国情的基础上，出台低速电动汽车标准法规，引导低速电动汽车行业的规范发展，为低速电动汽车健康发展营造良好的市场环境。
2 纯电动汽车用电磁型电机分类介绍
纯电动汽车用电磁型电机大致可以分为直流电机和交流电机，交流电机包括交流异步电机（感应电机）和交流同步电机。车用交流同步电机一般是永磁同步电机或是开关磁阻电机。当永磁同步电机工作在方波换向模式时，又常称为无刷直流电机。
2.1 直流电机
直流电机由定子、转子、换向器和电刷组成，定子上有磁极，转子有绕组，通电后，转子上也形成磁极，定子和转子的磁场之间有一个夹角，在定转子磁场的相互吸引下，使电机旋转。直流电机商品化历史最长，控制简单且具有优良的电磁转矩控制特性，串励直流电机、他励直流电机、永磁（有刷）直流电机控制系统至今仍在电动车辆中大量应用，缺点是电机本身结构复杂，机械换向，有电刷的维护问题，换向的电火花会产生严重的电磁干扰，高速可能有环火，不适宜高速运行，体积偏大，防护差。鉴于缺点众多以及其他电机驱动系统的迅速发展，可以预见，直流电机将逐步被淘汰。
2.2 交流异步电机
交流异步电机由定子和转子构成，简单坚固，成本较低。在运行时，定子通过交流电而产生旋转磁场，旋转磁场切割转子中的导体，在转子导体中产生感应电流，转子的感应电流产生一个新的磁场，两个磁场相互作用则使转子转动。
3 电机控制技术发展概况
3.1 交流异步电机控制发展迅速
交流异步电机控制复杂，近年之所以得到迅速推广，主要得益于电力电子技术、微处理器技术和交流电机控制技术的发展。交流异步电机的控制方式包括V/f控制、滑差频率控制、矢量控制（磁场定向控制和直接转矩控制）。20世纪90年代前常用前两种，但存在转速控制范围小，转矩控制特性不理想的问题，近年来，为得到最佳的控制性能，高端电机控制器一般都采用矢量控制技术。
3.2 永磁同步电机应用广泛
永磁同步电机是利用永磁体建立励磁磁场的同步电机，其定子产生旋转磁场，转子用永磁材料制成，磁场相互作用使转子转动。永磁同步电机具有效率高、转矩和功率密度大、功率因数高、可靠性高和便于维护等优点。
3.3 无刷直流电机成本优势明显
无刷直流电机多为表贴式永磁同步电机，但一般基于Hall反馈采用方波换相控制，大大降低了控制器成本，但因受限于转子位置分辨精度差（±30电角度）、控制策略过于简单以及极差的高速弱磁性能，较少作为车用中置驱动电机。
3.4 开关磁阻电机应用受限
开关磁阻电机的定子和转子铁心均由硅钢片叠压而成定，转子冲片均有一齿槽，构成双凸极结构，依定子和转子片上齿槽的多少，形成不同的极数。开关磁阻电机的工作原理遵循“磁阻最小原理”――磁通总是沿磁阻最小的路径闭合，因此，由磁场扭曲而产生磁阻性质的电磁转矩。
4 国内外发展趋势
4.1 基于成本分析
对低压（100VDC以内）、微型、低速（最高70 km/h）纯电动汽车的应用，考虑市场成熟度和成本因素，应优先考虑交流异步电机控制系统，未来可逐渐向内置式永磁同步电机控制系统过渡。
4.2 国内外主流车用低压控制器厂家
目前，中国市场上供应的车用低压交流电机控制器产品的公司主要包括：
（1）国际上专业提供电动车辆交流控制器的厂商，如美国Curtis、英国Sevcon、意大利ZAPI、意大利SME、美国Danaher、英国PG，这些企业在电动车辆领域积累多年，有成熟的产品，但并非专门针对电动汽车应用，很多产品的市场定位仅为交流电控叉车领域。
（2）国内专业从事电动车辆电机控制器研发生产的公司，如深圳大地和、北京时光科技、上海电驱动、天津松正（提供永磁同步电机控制系统）、上海大郡，交流电机控制器一般在2010年以后研发完成或正在研发之中，功能不够全面，性能不够高、也不够稳定。
（3）国内从事工业用交流电机控制器研发生产的公司，成立车用电机控制器的事业部，如汇川技术。由于车用低压交流控制器与工业用变频器在技术上有一定的相通性，汇川技术利用它在交流电机控制方面的技术优势以及批量生产能力迅速开发出车用交流电机控制器并将其推向市场，但因为企业进入电动汽车领域的时间不长，对需求的把握还有所欠缺。
可见，车用低压交流控制器的市场成熟度不高，未来随着微型汽车电机驱动系统需求量的逐渐增大，相信越来越多的企业会加入到研发、制造车用低压交流控制器的行列中。
4.3 交流电机控制技术的飞跃发展
交流异步电机是一个多变量、非线性、强耦合的复杂系统，这也是其控制难的根源所在。过去的标量控制方法（如V/f控制、滑差频率控制）都是从电机稳态方程的角度研究其控制特性，因此保持定子、气隙或是转子磁链恒定仅有稳态下成立，动态控制效果很不理想。而矢量控制从TM坐标系（M轴按转子磁链的方向定向）下的交流异步电机模型出发，采用矢量变换的方法研究电机的动态过程，不仅控制电流、磁链变量的幅值，同时控制其相位，并利用现代控制理念，巧妙实现了交流电机磁通和转矩的解耦控制，促成了高性能交流异步电机控制系统的出现，控制性能完全可以媲美有刷直流电机。可以说，矢量控制是交流电机控制技术的一次飞跃。随着微处理器技术的发展，数字控制芯片的运算能力和可靠性得到很大提高，这为实施复杂的交流电机控制算法提供了硬件支撑。
5 结束语
目前，可以确定的是，直流电机将逐步被交流电机取代，开关磁阻电机应用还不成熟，然而交流异步电机、永磁同步电机孰优孰劣还难下定论。近年来，在批量生产的日本电动汽车车型上以内置式永磁同步电机为主流，而美、欧开发的电动汽车多采用交流异步电机。
参考文献：
［1］侯卓生.异步电动机的矢量控制与四种新型DSP处理器［J］.西北民族学院学报（自然科学版），2001（03）.
The Development Profile and Trend of Pure Electric
Vehicle Motor and Control Technology
Gu Yan
国际能源署整理的各国规划显示，全球2015年将销售约200万辆电动汽车/插电式混动汽车，到2020年销售大约440万辆。美国、日本和欧洲是主要市场，中国市场也在积极成长。而2012年全球新能源汽车销量仅为120万辆，且以混合动力为主。
电池、电机和电控为产业链核心部分。电池方面，锂电池是目前公认最安全、产业化后成本最有可能为消费者所接受的汽车动力电池。电机方面，目前高端车型（Tesla）采用交流电机，而从经济及性能考虑，永磁同步电机为主流发展方向。
发展新能源汽车成战略选择
新能源汽车包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车、非插电式混合动力汽车和燃料电池汽车等。2013年之前，全球新能源汽车发展较缓慢，一方面由于新能源汽车开发成本居高不下，相关车企大多亏损，另一方面也没有代表性车型吸引消费者；2013年初开始，特斯拉成为新能源汽车领域最大亮点，Model S荣登一季度北美豪车销售榜首位，并且实现盈利，成为全球迄今为止最成功的新能源汽车。
发展新能源汽车是大势所趋。从国家战略高度思考，在化石能源紧缺，环境污染愈加严重的今天，发展新能源汽车已成为降低化石能源消耗、减少环境污染的有效举措，各国政府扶持新能源汽车产业发展的意图十分明显。而中国面临着严重的环境污染问题、原油对外依赖度居高不下、汽车产业发展也落后于发达国家，发展新能源汽车是中国国家战略的必然选择。
20世纪末，高涨的油价和人们对气候问题的担忧，使电动车受到广泛关注。欧美日各系厂商都开始在电动车领域发力。1993年，美国政府制订了PNGV计划，三大整车厂纷纷推出以内燃机为基本动力源的混合动力概念车（轻混），这些概念车型由于采用了制动能量回收技术而更加节能，在降低油耗和排放方面都有十分出色的表现。尽管过高的成本未能使这些概念车实现商业化，但这个计划在美国掀起了一波汽车新技术研潮。大众、丰田等车厂也推出了各自的混合动力车，其中，丰田Prius获得了巨大成功。
如今，插电式混合电动汽车（重混）和纯电动车已成为电动车发展方向。目前插电式混合动力汽车的性能已经基本可以满足消费者的日常需求。纯电动车方面，Tesla Model S最高续航已经超过500公里，部分性能甚至超过了传统汽车。
为了促进新能源汽车的发展，全球各主要经济体均制定了电动汽车的发展规划或目标。根据国际能源署的统计，如果所有这些国家公布的目标都能够实现，到2015年会销售大约200万辆电动汽车/插电式混合电动汽车，到2020年将销售大约440万辆。
2012年美国国内电动汽车销售总量为5.3万辆，其中纯电动汽车销售14687辆，仅为全年汽车销售量的0.1%。2013年这一数据有了明显的改善，2013年电动汽车的销售总量为9.6万辆，其中纯电动车销售量为4.8万辆，是2012年的三倍之多。整个销量呈上升趋势，纯电动汽车的贡献较大。相较于美国，欧洲更青睐零污染的纯电动汽车。在新能源车的推广过程中，最为成功也是最为著名的一款车型是EV版标志106。该车型在欧洲各国的政府部门当中拥有大量的用户。可以预见，未来市场将更偏向于消费纯电动汽车。
“十一五”期间中国新能源汽车扶持政策密集出台，且对于产销量、补贴政策等进行了更为明确、细致的规划，为行业发展提供了基础与动力。这标志着中国新能源汽车进入实质性、快速发展阶段。
2013-2014年，财政部、科技部、工信部、发改委公布前两批新能源汽车推广应用城市名单，涉及40个城市、区域。这40个城市、区域中，以经济发达地区居多，亦包含城市群形式联合申报的二三线城市，各个地区对于新能源汽车推广具有较高积极性。
随着中国新能源汽车进入实质性发展阶段，中国新能源汽车呈现产销两旺的格局。2010-2013年中国新能源汽车产量复合增速51.78%，销量复合增速55.01%。2013年，中国新能源汽车产销量分别达1.75万辆、1.76万辆。
从车型结构来看，2013年，新能源汽车以纯电动汽车为主，2012-2013年该车型销量占比88.93%、82.78%，混动车型占比11.07%、17.22%。
截至2013年底，中国新能源汽车产销量累计约5.6万辆。根据《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020年）》，规划到2015年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量力争达到50万辆；到2020年，累计产销量超过500万辆。中国新能源汽车产业在未来数年将迎来快速增长阶段，“十三五”期间市场容量约450万辆。
与储能对接推动锂电成本下降
电池技术路线（燃料、镍氢、超级电容等）一直有争议。而Tesla千兆锂电池工厂的开工，至少说明Tesla对锂电池中期发展有信心。尽管可能会有企业跳出Tesla的框架另起炉灶，但不可否认的是，更多的国家和企业（尤其是中国）会作为跟随者和模仿者参与其中，而产业的进步速度往往与参与者的数量正相关。我们认为技术路线的基本确定，会加速产业的集群，产业集群会加速技术进步，并且由于锂电池的产业链已经比较成熟，而且分工明确，成本下降空间大。
在技术路线确定，产业竞争加速成本下降的过程中，不仅是新能源汽车，储能的需求也会快速甚至爆发式增长。电动车的电池可与储能天然紧密对接。电动车对锂电池的质量要求高，而储能则不然，待新能源汽车市场启动后，可以将置换或者淘汰的车用电池用于储能（充电桩或者家用的系统），这样多次利用，成本会大幅摊薄；锂电池的成本下降不但会带动电动车，也会带动光伏自发自用的需求。
电解液、隔膜、正极材料和负极材料被称为锂电池的四大材料。
相较于锂电纷繁复杂的技术路线选择，锂的需求非常明确，只要是“锂电池”就需要锂，不论是碳酸锂、氢氧化锂，甚至是金属锂。当前全球锂资源供给呈高度垄断态势，三大卤水厂商SQM、Rockwood、FMC合计占据了全球锂市场45%的份额，锂精矿供应商Talison依托中国强劲需求成功二期扩产，市占率2012年跃居首位，高达35%。三份卤水+一份矿合计供应了全球80%的市场。
全球锂供给与需求基本持平。基于对电动汽车增长的预期，不论是原有四家寡头，还是新进入者，均有产能扩张计划。但是，由于资源品位不同、自然环境差异、融资进展以及开发工艺试验等方面的不确定性，新进入者规划的产能并不能迅速转化成产量，因此在中短期内，供给仍主要由四家寡头控制。
正极材料方面，目前锂离子电池正极材料选择方向很多，主流材料包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料等方向。正极材料约占整个电池成本的30%-40%。
负极材料方面，技术相对最成熟。通常将锂电池负极材料分为两大类：碳材料和非碳材料。其中碳材料又分为石墨和无定形碳，如天然石墨、改性石墨、石墨化中间相碳微珠、软炭（如焦炭）和一些硬炭等。其他非碳负极材料有氮化物、硅基材料、锡基材料、钛基材料、合金材料等。
隔膜方面技术壁垒较高。锂电池隔膜主要功能是使电池的正、负极分隔开来，防止两极接触而短路，同时允许电解质离子于其间通过；在电池过热时，通过闭孔功能来阻隔电流传导。
目前隔膜的发展有两条路线，对消费电子类电芯而言，为了迎合美观、便于携带的要求，轻薄化和提高能量密度是发展趋势，一般采用单层PP、PE隔膜；对动力电池而言，由于主要应用在电动自行车、汽车、储能电站上，因此更注重安全性，通常采用多层功能性复合隔膜。
预计2014-2016年全球锂电池年需求增速在25%-30%左右，到2016年，全球锂电池隔膜市场将达到86亿元左右，国内隔膜市场规模在13亿元左右。未来若电动汽车、储能电站需求爆发，隔膜市场更有望大幅增长。
电解液由锂盐（六氟磷酸锂）、溶剂、添加剂组成，其中六氟磷酸锂是电解液成本最重要的组成部分，约占到电解液总成本的43%。
2011年之前，国内可实现量产的六氟磷酸锂生产企业仅日本森田化学（张家港）和天津金牛两家，本土的天津金牛2010年产能仅250吨，六氟磷酸锂几乎全部依赖日本，当时Stella Chemifa、关东电化学工业、森田化学等几家日本企业垄断了全球90%的市场份额。
六氟磷酸锂原本是电解液产业链条中技术壁垒最高的产品，但随着国内厂商技术的突破，多氟多、九九久为首的国内厂商快速扩张产能，使得原本具有高壁垒高毛利率的六氟磷酸锂盈利能力大幅下滑。
目前全球动力电池主要朝向三个方向发展：三元材料（NCA、NMC）、磷酸铁锂材料（LFP）以及锰酸锂材料（LMO），主要为兼顾能量密度、成本和安全性。其中三元材料具有较好的能量密度和功率密度，但安全性能较低，成本相对较高；磷酸铁锂安全性能较好，成本较低，但能量密度以及功率密度较差；锰酸锂综合性能较为均衡，无突出优势和劣势。
以当前新能源汽车厂商选择路径来看，一种是以美国、中国为主的磷酸铁锂为正极的电池路线，另外一种是以韩国、日本为主的三元材料、锰酸锂为正极的电池路线，目前还未确认哪种技术路线会成为最终的选择，但因主流汽车生产厂商多为日系及美系汽车，而美系汽车锂电池较多的由日韩锂电企业供应，因此动力锂电池更多是在三元以及锰酸锂材料之间选择。
此外，就电池单体容量发展方向看，除Tesla使用小容量18650电池单体（单体容量3.1Ah）外，更多的是专注于大容量锂电单体研发，如为日产Leaf提供配套电池的AESC公司，PHEV、EV用锂电池多为单体容量33.1Ah的锂电单体。但因大电池单体市场研发尚处于初级阶段，成本较高，以Tesla Model S与日产Leaf为例，Leaf所用锂电池单位储能成本约为Tesla Model S的两倍左右。使得市场上大多电动汽车在电池组容量不大的情况下（约20Kwh）仅锂电池成本就高达2-3万美元。从而在成本上限制了电动汽车的电池组容量，进而限定了整车的动力性能。Tesla的成功将为整个动力锂电产业树立标杆，改变研发资源的配置路径，锂电池将会从专注于大容量单体的研发改为小容量单体、电池管理系统的研发，从而缩短电动汽车革命的进程。
核心产业链逐渐完善
新能源汽车是在传统汽车产业链基础上进行延伸，增加了电池、电机、电控系统等组件，其与传统汽车最大区别在于动力系统。这些环节再加上充电桩、零部件等组成了新能源汽车的重要产业链。
新能源汽车电机取动机并在电机控制器控制下，将电能转化为机械能来驱动汽车行驶。驱动电机的性能将直接影响整车运行性能。
目前电动汽车主要配备交流感应电机和永磁电机。前者欧美使用较多，特点是成本低，但转速区间小，效率低；后者受日系车青睐，转速区间和效率都有所提升，但需要使用昂贵的稀土永磁材料钕铁硼。日本资源匮乏，面对日益升高的稀土价格，日本正在潜力开发开关磁阻电机，这种电机在性能上不输给永磁电机，重要的是摆脱了对稀土的依赖。由于中国稀土储量极大丰富，而且电机工艺已经接近世界先进水平，预计永磁电机将在较长时间内占据新能源汽车的电机市场。根据赛迪经智预计，“十二五”末中国新能源汽车驱动电机整体市场规模将达到250亿元左右。
目前全球主要存在两类新能源电机供应商：第一类是具有整车或者零部件制造背景的企业进入电机及电驱系统领域。这一类企业的优势是具有整车或零部件的制造经验，便于电驱系统与之相试验相结合，如本田、丰田、上汽集团、一汽集团等。第二类是专业的电机电控企业，如大洋电机、江特电机、上海电驱动等。
从产业链角度看，钕铁硼（磁材）是永磁电机的上游原料，随着新能源汽车的普及发展，将刺激稀土磁材需求。钕铁硼的磁性能高，性价比高，不足之处是工作温度较低；目前国内及日本车用永磁电机一般采用钕铁硼永磁材料。
未来新能源汽车和变频设备是磁材发展的主要领域。对于新能源汽车而言，如果混动汽车使用永磁同步电机，单位需要磁材2.5千克/辆；而纯电动汽车若永磁同步电机，其单位需要磁材会更多，具体的用量按照电机个数倍增。
永磁电机的原材料钕铁硼虽然造价高，但仅占电机成本10%。其余主要材料是铜材（漆包线）和钢材（硅钢片、冷轧钢板）价格下跌空间有限。如果按照90Kw车用电机，功能密度1.5KW/Kg计算，1辆轿车的驱动电机重量大概60千克。因此电机的降价还是来自于量产后规模效应导致折旧摊销等成本的下降。
电机零部件配套市场是在近20年全球工业发展的历次变革过程中逐步从电机整机行业分离并发展完善的。各大电机整机制造商在实行规模化精益生产过程中，逐渐降低电机零部件自制率，致力于电机核心技术研发、终端销售和品牌塑造，零部件主要依赖外部独立的供应商，涉及定子、转子、继电器等。
新能源汽车电控系统主要包括电池管理系统、电机控制系统、能量回馈系统、电动助力转向系统等环节。
配套服务方面有充电站及充电桩。充电模式主要分为：慢速充电和快速充电。慢速充电运用32A、63A等水平的电流连续充电5-8小时，可利用电价较低的夜间时间，节约充电成本，但难以满足电动汽车应急充电需求。快速充电运用75-400A电流短时间充电20分钟-2小时，高效快速，但电流较大，对安全性亦提出更高要求。
从成本构成来看，充电机、充电桩为充电站核心设备，占充电站总成本的45%-55%。充电桩成本主要由桩体、电能计量装置等构成，预计国网集采后较小的慢充电桩价格4000元左右，毛利率约30%。
截至2013年底，国家电网累计建成400座充换电站、1.9万个充电桩。南方电网公司在深圳共建设运营充、换电站7座，197个中速直流充电桩，2273个慢速交流充电桩。分区域来看，北京、上海、浙江城市群、广东充电站、充电桩建设推进较快。
根据《电动汽车科技发展十二五专项规划》，中国规划到2015年底，在20个以上示范城市和周边区域建成由40万个充电桩、2000个充换电站构成的网络化供电体系。
3月19日，国网启动2014年第一批电动汽车充换电设备招标。直流充电设备招标383套，交流充电设备招标156套，换电系统招标8套。我们预估交直流充电桩、充电屏招标金额约5000万元。
招标节奏方面，预计2014年国网共进行五次招标。2014年初国网规划充换电站投资约39亿元，近期根据各省网公司上报的数据，预计未来国网充换电站投资将达到600亿元，其中充换电设备投资120亿元。
【关键词】汽车发展 发展方向
一、前言
据统计2013年中国汽车保有量超日追美私车过亿，10年左右每百户汽车拥有量将达到或接近60辆。私车过亿，标志着中国汽车大国地位的进一步确立。全世界8.5亿汽车保有量中，80%左右是轿车，而轿车中绝大多数是私人轿车。中国汽车工业协会（以下简称“中汽协”）最新数据显示，去年我国汽车产销分别为1927.18万辆和1930.64万辆，同比增长4.6%和4.3%。虽然双双突破了1900万辆。据国务院发展研究中心预测，2015年汽车总需求量为1457万辆，其中轿车为1126万辆；2020年汽车总需求量为2074万辆，其中轿车为2043万辆。
随着汽车越来越普及，汽车对日常生活的影响变的越来越大，有关能源问题、交通问题、环境问题等都越来越多的被提及和关注，这些热点问题势必会影响汽车未来的发展。
二、汽车未来发展方向
（一）液压混合动力汽车。
众所周知，液压元件和系统具有很高的功率密度，比较液压蓄能器、飞轮和蓄电池这三种储能元件的功率密度，液压蓄能器为1000W/kg、飞轮为700W/kg、镍氢蓄电池170W/kg。液压蓄能器的功率密度在三者中最大，其充放能量速度要比蓄电池快得多。
液压混合动力汽车HHV，是利用液压蓄能器大功率密度和快速充放能量的特点，在大中型运输车辆或是城市公交车辆上，配置带液压能量再生装置，与发动机动力传动系相混合组成的多能源动力驱动车辆。液压混合动力车辆可以充分地利用刹车能量的71%进行再启动和加速，在频繁刹车和启动的路况，将明显地改善车辆启动时黑烟的排放、降低油耗、提高车辆加速和减速特性，延长刹车装置的寿命。同时还可减少车辆总能量的需求，与混合动力电动车相比于液压混合动力车辆不仅可以实现在短时间内的大功率刹车能量回收和释放，达到40%的节油标，而且在成本价格、技术成熟、工作可靠及便于维护等方面均占有较大的优势。近几年来，液压混合动力车辆重新引起人们的注意。
按照动力驱动方式分类，液压混合动力车辆基本上有三种动力传动方式，即串联、并联和混联。目前，串联式液压混合动力汽车正处于实验室研究阶段。而并联式液压混合动力汽车技术成熟、结构简单、制造成本低廉。
在液压混合动力汽车领域，我国已有数家单位的样车通过了产品性能测试和试验，效果明显。其技术在许多方面比混合动力电动车更为成熟可靠，在一些电动车关键技术尚不能解决的今天，液压混合动力车有很好的应用前景。尤其是对于城市公交车，无论是并联还是串联，液压混合动力车都将会充分发挥出其技术优势。
（二）燃料电池汽车。
燃料电池汽车PCEV，是近年来发展起来的一种以清洁燃料为燃料、无CO2和有害气体排放的新型环保汽车。因此，从能源的利用和环境保护方面来说，燃料电池汽车是一种理想的无污染汽车。近年来，燃料电池汽车的迅猛发展和商业化的推进席卷了整个世界，其高效节能、零排放或接近零排放的良好环境性能，使之成为当今世界能源和交通领域开发的热点。随着国际各大汽车生产商和石油巨头的积极参与，从资金到技术的大力投入，燃料电池汽车已经进入商业化阶段。燃料电池汽车将引发汽车工业的革命，最终取代传统内燃机车成为主流。
我国的燃料电池研究始于1958年，经过多年的积累与发展；已初步形成了一支学科专业较为齐全的研究与开发队伍，研究条件明显改善。尤其在PEMFC方面，总体水平与先进国家的差距正在缩小。
（三）纯电动汽车。
纯电动汽车是指采用蓄电池作为能量存储单元，用电机驱动的车辆，因为车没有HC、NOx和CO等有害气体排放，被喻为真正的“绿色环保汽车”。
就目前电池的技术水平而言，小型四轮纯电动汽车商业化生产条件已经具备。它可作为短距离代步交通工具或出租车使用，尤其是配合社会主义新农村建设；大型纯电动车辆主要应用于特殊场合，如机场摆渡车、市区定线公交车以及其他特殊用途；超级电容纯电动大客车具备很高的推广价值；假使纯电动轿车投入使用，每次充电续驶里程不应低于200km，最高时速可达到120km/h。
纯电动汽车的核心技术是电机电控技术、电池组能量等管理技术。通过近年来的努力，我国目前已经实现了纯电动汽车的小批量生产，开发的纯电动轿车和纯电动客车均已通过了国家汽车产品型式认证，纯电动轿车的动力性、经济性、续驶里程、噪声等指标，已超过国外大型汽车生产企业研制的纯电动铲车和箱式货车，初步形成了关键技术的研发能力，纯电动汽车在特定区域的商业化运作正广泛开展。
（四）混合动力汽车。
混合动力汽车是指由两种或两种以上的储能器，能源或转换器作驱动能源（其中至少有一种提供电能）的汽车。目前我们通常提到的混合动力汽车HEV是由辅助动力单元配合电动机驱动的电动汽车。辅助动力单元一般是小型发动机或动力发电机组。混合动力装置既能发挥发动机持久工作、动力性能好的优点，又可以发挥电动机无污染、低噪声的优点，二者取长补短，汽车的热效率可提高10%以上；同时废气排放可降低30%以上。
与纯电动汽车对比，HEV电池容量小、整车重量轻，汽车的续驶里程和动力性可达到内燃机水平，保证驾车方便性和乘坐舒适性。与内燃机汽车相比，HEV可使发动机在最佳工况区寻急定运行，从而降低排污和油耗；在商业区、居民区等人口密集地，HEV可用纯电动方式驱动车辆，实现零排放；通过电机回收汽车减速和制动时的能量，可进一步降低能耗和排放。与目前的普通汽车相比，混合动力汽车节油效率可以达到25%一40%，尾气排放比先进柴油车更为清洁。但是，混合动力汽车价格目前较高，在当前技术条件下，其成本比同类汽车高30%左右。
(一)改革背景
发展战略性新兴产业是我国立足当前、着眼长远的重大战略选择。2010年，国家确立了重点发展包括新能源汽车在内的七大战略性新兴产业。湖北是我国重要的汽车产业基地之一，为适应国家新能源汽车产业发展对高校人才需求的新期望、新要求，湖北省教育厅于2010年首批批准武汉科技大学等3所本科院校设立新能源汽车产业车辆工程专业(简称车产专业)，并于次年秋季招生。
混合动力电动汽车、纯电动汽车、燃料电池电动汽车是目前世界汽车行业重点发展的新能源汽车类型。根据汽车行业的这一发展方向，我国确定的新能源汽车的产业目标是：着力突破电动汽车领域内动力电池、驱动电机和电子控制等重要部件的关键核心技术，推进插电式混合动力汽车、纯电动汽车推广应用和产业化;同时开展燃料电池汽车相关前沿技术研发，大力推进高能效、低排放节能汽车发展。
(二)培养目标
立足社会发展需求、紧跟时代科技发展潮流是确立高校人才培养目标的基本要求。武汉科技大学车产专业在专业知识和专业技能方面的培养目标是：学生应具备机械工程、汽车工程、信息科学与技术等方面的专门知识，能在汽车、新能源、机械工程等领域从事产品开发、制造、试验、技术运用与管理等工作的高素质应用型人才，具有新能源汽车产品开发、制造、试验、技术运用与管理等的能力。
二、课程体系改革思路与主要特点
课程体系改革一直都是高等教育改革的重点、难点。为使车产专业课程体系改革达到预期效果，在突出新能源汽车本色的前提下，课程体系改革坚持以社会需求作为课程的重要来源，以学生作为课程的最根本的服务对象，以知识作为课程基本来源的课程配置导向，合理规划课程体系以实现课程之间有机融合，努力把社会需求、学生个人发展，学科进步贯穿于课程体系设置之中，构建体现厚基础、宽口径、强能力的课程体系。
(一)改革思路
1.固机强电。即在巩固普通车辆工程专业机类工程知识的基础上，增加信息科学与技术知识即增加电类课程，以增强学生机电融合的工程能力。
2.优化组合通识教育平台课程。主要是对通识教育平台中英语、体育等多学时、多学期授课课程及其内容进行重组优化。
3.校企联合，强化实践。在学生学习专业课期间，将专业生产实习时间延伸、内容扩展，即鼓励学生利用暑假结合生产实习任务与要求到相关新能源汽车企业实习基地实习23个月，且实习单位安排企业导师指导。
4.导师制。车产专业班的每名学生从进校开始配备专业课老师担任导师。大一、大二期间，导师定期就专业学术问题开展专题讲座，以培养学生热爱专业、探索专业问题的积极性和对学科前沿发展的关注力。
(二)车产专业课程体系的构成
为保证教学过程有序进行，武汉科技大学车产专业课程体系的构成形式及其学分要求与其他专业完全相同：课程体系构成仍然采取模块化结构形式，本科阶段学习需修满的总学分为174学分，整个课程体系分为通识教育平台、学科基础平台、专业课程模块，实践教学模块、素质拓展模块。
1. 强电安排。课程体系改革的核心是实现高素质人才的培养。鉴于电子技术在汽车上的应用比例越来越高及电动汽车对电类知识的高要求，从强电的要求出发，在原有电工技术、电子技术等课程的基础上，车产专业在专业核心课程、专业方向课程模块中新增加了微机原理与单片机、电动汽车电机拖动基础、动力电池技术、电力电子技术4门课程(共计152学时)，并在实践教学模块中安排了一周的电气电子工艺实习对相关知识予以巩固强化。
2.重组优化通识教育平台中相关课程。根据新能源汽车的产业目标及车产专业学生专业技能方面的培养要求，在对普通车辆工程专业课程体系进行深入分析的基础上，车产专业的课程体系对其理论教学部分的相关课程与内容配置进行了重组优化。具体就是在通识教育平台中重点对的英语、体育、政治理论课等多学时、多学期授课课程及其内容进行了重组优化，
3.突显新能源汽车的专业本色。新能源汽车专门知识既是车产专业与普通车辆工程专业的重要区别，也是车产专业的本色特征，为突显车产专业的新能源汽车的专业本色，车产专业的课程体系在专业课程模块构建方面，除了保持普通车辆工程专业配置的汽车构造、汽车理论、汽车设计、汽车试验学等专业主干课程外，特别新增设了新能源汽车原理与应用课程(32学时)，同时配套安排了二周的新能源汽车原理与应用课程设计，旨在增强与强化学生的新能源汽车专业知识。
4.加强课程实践性。培养适应性强的高素质人才须以提高学生的实践能力为基础，高度重视课程与实践环节的构建与完善，使实践技能培养贯穿课程教学与实践环节全过程中。在车产专业课程体系中，为巩固强电相关课程的学习效果，专门增设了一周的电气电子工艺实习为加深学生对新能源汽车专业知识的理解，专门增设了二周的新能源汽车原理与应用课程设计。
三、改革效果与建议
自我校车产专业开办以来，通过近几年的教学改革，本校车产专业特色教育已经取得初步成效，主要表现在：①在校期间参加省级、国家级大赛获奖数量;②学生在校期间参加科技活动(入选学校大学生方程式赛车队数量);③毕业生的就业率和考研率上。
综上所述，我校车产专业课程体系改革方向是正确的，课程体系模块配置是合理的，成绩是明显的。为推动车产专业教学改革进一步深化，特提出以下建议。
1.课程体系中通识教育平台、学科基础平台、专业课程模块，实践教学模块的总体学时数量及相互间比例关系仍然受到较多因素制约，突破比较困难，这不利于突出专业重点与特色。
【关键词】飞轮电池；现状；应用
随着人们环保意识的增强，全世界人们都在寻找一种无污染或污染小的能量供给方式。飞轮技术由于是电能和机械能的相互转化，不会造成污染，飞轮储能电池的概念起源于上世纪70年代早期，最初只是想将其应用在电动汽车上，但限于当时的技术水平，并没有得到发展。直到上世纪90年代由于电路拓扑思想的发展，碳纤维材料的广泛应用，以及全世界范围对污染的重视，这种新型电池又得到了高速发展。
飞轮电池实际上是一种电能转换和储存装置。飞轮可以储存能量，根据飞轮能够储存和释放能量的特性研制的一种机械式蓄电池就是飞轮蓄电池。在飞轮的内部镶有永久性磁铁，外壳上装有感应线圈，这样飞轮就具有电动机和发电机的双重功能，充电时飞轮中的电机以电动机的形式运行，在外接电源的驱动下带动飞轮旋转，达到极高的转速，从而完成电能―机械能转换的储能过程；放电时飞轮中的电机以发电机的状态运行，在飞轮的带动下对外输出电能，完成机械能―电能转换的释放过程。
飞轮电池充电快，放电完全，非常适合应用于混合能量推动的车辆中。车辆在正常行使时和刹车制动时，给飞轮电池充电；飞轮电池则在加速或爬坡时，给车辆提供动力，保证车辆运行在一种平稳，最优状态下的转速，可减少燃料消耗，空气和噪声污染，并可以减少发动机的维护，延长发动机的寿命。飞轮电池电动汽车利用储存在随车飞轮中的机械能驱动汽车前进。它的推进系统由飞轮电池，电机控制器，电机和传动系统等组成。
飞轮电池实际上是一种机-电能量转换和储存装置。飞轮可以储存能量，根据飞轮能够储存和释放能量的特性研制的一种机械式蓄电池就是飞轮蓄电池。在飞轮的内部镶有永久性磁铁，外壳上装有感应线圈，这样飞轮就具有电动机和发目前随着环境保护意识的提高以及全球能源的供需矛盾，开发节能及采用替代能源的环保型汽车，以减少对环境的污染，成为当今世界汽车产业发展的一个重要趋势。汽车制造行业纷纷把目光转向电动汽车的研制。能找到储能密度大，充电时间短，价格适宜的新型电池，是电动汽车能否拥有更大的机动性并与汽油车一争高下的关键。而飞轮电池因具有清洁，高效，充放电迅捷，不污染环境等特点而受到汽车行业的广泛重视。预计21世纪飞轮电池将会是电动汽车行业的研究热点。
飞轮电池充电快，放电完全，非常适合应用于混合能量推动的车辆中。车辆在正常行使时和刹车制动时，给飞轮电池充电；飞轮电池则在加速或爬坡时，给车辆提供动力，保证车辆运行在一种平稳，最优状态下的转速，可减少燃料消耗，空气和噪声污染，并可以减少发动机的维护，延长发动机的寿命。飞轮电池电动汽车利用储存在随车飞轮中的机械能驱动汽车前进。它的推进系统由飞轮电池，电机控制器，电机和传动系统等组成。
飞轮电池实际上是一种机-电能量转换和储存装置。飞轮可以储存能量，根据飞轮能够储存和释放能量的特性研制的一种机械式蓄电池就是飞轮蓄电池。在飞轮的内部镶有永久性磁铁，外壳上装有感应线圈，这样飞轮就具有电动机和发电机的双重功能。充电时飞轮中的电机以电动机的形式运行，在外接电源的驱动下带动飞轮旋转，达到极高的转速，从而完成电能-机械能转换的储能过程；放电时，飞轮中的电机以发电机的状态运行，在飞轮的带动下对外输出电能，完成机械能-电能转换的释放过程 。
但是，飞轮储能方法一直未能得到广泛的应用，其主要有三点原因；飞轮本身的能耗主要来自轴承摩擦和空气阻力；常规飞轮是有钢（或铸铁）制成，储能有限；要完成电能机械能的转换，还需要一套复杂的电力电子装置。目前，飞轮储能技术取得突破性进展是基于下述三项技术的飞速发展；一是高能永磁及高温超导技术的出现；二是高强纤维复合材料的问世；三是电力电子技术的飞速发展。就目前的技术来看，飞轮电池电动汽车还不能广泛应用，根据飞轮储能装置本身的特点来讲，它更加适用于复合动力汽车和混合电动汽车技术中，复合电力汽车是靠内燃机和电动机两种方式共同提供推动力的，在汽车正常行驶和制动的时候给电池充电，汽车爬坡和加速，需要功率大的时候让电池放电。
由于普通汽车在正常行驶的时候，功率仅为最大功率的四分之一，复合电力汽车中蓄电池和电动机的加入恰好可以解决这个问题，这样，复合动力汽车就可以不用按照汽车的最大功率来进行设计，以避免出现在正常行驶的过程中出现大马拉小车的现象，大幅度提高汽车的性能。复合动力汽车技术早就得到了科学家们的重视，美国和许多欧洲国家都已经开始应用。首先，在汽车的使用过程中，电池的充放电次数很多，而一般的化学电池的充放电次数很难提高，其次，在汽车的使用过程中，电池的放电深度很不规则，对于化学电池的寿命就会有很大的影响，最后，要求点吃的充方速度快，这样才能满足汽车电动机电池的需要。但是，对轮储能装设来说却不难。随着磁悬浮技术的发展，飞轮的充放电次数远远大于汽车电池使用的需要，而且飞轮的充放电是化学能和机械能的互相转化，它的放电深度可大可小，绝不会影响电池寿命，同时，由多台驱动的飞轮系统可以在很短的时间内达到几万转的转速。此外，在飞轮储能装置中，决定输入输出的器件是它外接的电力电子器件，而与外部的负载没有关系，还可以很方便地通过控制飞轮的旋转速度来控制飞轮的充电，这种特点在化学电池中实现起来要困难得多。
飞轮电池与其它电池进行比较可得到飞轮电池的优点。现在，使用最多最广的储能电池无疑是化学电池，它将电能转变为化学能储存，再转化为电能输出，它价格低廉，技术成熟，但污染严重，效率低下，充电时间长，用电时间短，使用过程中电能不易控制。另一储能电池是超导电池，它把电能转化为磁能储存在超导线圈的磁场中，由于超导状态下线圈没有电阻，所以能量损耗非常小，效率也高，对环境污染也小。但由于超导状态是线圈处于极低温度下才能实现，维持线圈处于超导状态所需要的低温需耗费大量能源，而且维持装置过大，不易小型化，所以家用市场前景不强。
结束语：
作为一种新兴的储能方式，飞轮电池所拥有传统化学电池无法比拟的优点已被人们广泛认同，它非常符合未来储能技术的发展方向。目前，飞轮电池除了上面介绍的应用领域以外，也正在向小型化、低廉化的方向发展。现在，最可能出现的是手机电池。可以预见，伴随着技术和材料学的进步，飞轮电池将在未来的各行各业中发挥重要的作用。
【参考文献】
[1]刘洪恩.新能源应用技术系列教材：新能源概论，北京：化学工业出版社，2013.8.1.
关键词:电动汽车产业;战略定位;气电混合动力汽车
作者简介:何东(1964-),男,四川彭州人, 西华大学管理学院副教授,副院长、所长、硕士生导师,经济学博士,研究方向:区域经济、循环经济和战略管理研究。
中图分类号:F061.5 文献标识码:A文章编号:1672-3309(2009)12-0023-04
汽车产业作为成都市的支柱产业,其发展受到了企业、政府、学术界的广泛关注。如何抓住国家出台振兴汽车产业的政策机遇,利用成都市建设国家新能源基地的契机,对成都电动汽车产业发展进行定位,使之成为成都经济发展新的增长极,从而实现经济效益、环境效益、社会效益并举的目标,成为一个重要而紧迫的课题。
一、国内外电动汽车产业发展概况
电动汽车按动力装置类型分类,可分为三类:纯电动汽车(PEV)、燃料电池电动汽车(FCEV)、混合动力电动汽车(HEV)[1],近年在传统的混合动力汽车(HEV)的基础上,又派生出一种外接充电式(Plug-In)混合动力汽车(PHEV)。3种动力车型,经过技术检测、示范运行,已具备了整车生产的能力。预计20年后,所有电动车总的市场份额将会超过燃油汽车[2]。
自上世纪90年代以来,在各国政府的支持下,国外各知名汽车公司均投入巨资开始进行电动汽车的研制和开发。法国、日本、美国、德国等国家都开发出具有商品化水平的电动汽车,如法国PSA 公司的标志P106 和雪铁龙AX电动轿车,日本丰田汽车公司的RAV-4EV 电动轿车,美国通用汽车公司的EV1 电动轿车。此外,混合动力公交车也在美国、日本、欧洲等地投入了实际运营。
近几年,我国也研发了几款混合动力汽车:比亚迪股份有限公司的F1混合动力轿车,奇瑞汽车公司的A5ISG混合动力汽车,力帆集团公司的新520车型混合动力车,吉利汽车公司也生产了轻度混合动力汽车。据中国客车统计信息网统计,到2008年底,我国已有17个省(市)的30多家企业开始涉足混合动力城市客车。
二、成都市发展电动汽车产业条件分析
1.丰富的能源资源和自然资源
四川省的天然气资源居全国第二位,水电资源可开发量居全国第一位,二者都是发展气电混合电动汽车产业的动力能源。四川盆地的天然气地质资源量达3.6万亿立方米,可探明地质资源量为3.5万亿立方米,可采资源量为2.28万亿立方米。其中,新近发现的普光气田和龙岗气田,预计可开采量分别达到3562亿立方米和7000亿立方米①。我国现探明的锂资源储量约380万吨,居世界第二位,锂矿资源(除卤水外)70%分布在四川省的甘孜州和阿坝州②。四川省拥有我国锂行业中技术领先、规模最大的锂资源开发和锂产品的研发、生产和销售企业――四川天齐锂业股份有限公司,其生产装备水平和产能居亚洲锂行业第一,能有效地为成都电动汽车的电池生产提供原料和研发技术支撑。
2.先进的天然气汽车(CNG汽车)改装技术
四川省计委于1997年批准成立了全国首个CNG汽车检测中心和培训中心――四川南方天然气汽车检测中心、四川省CNG汽车培训中心(设在西华大学),负责对省内部分改装车进行检测,组织天然气改装技术的培训学习。1999年成立的四川省清洁汽车工程技术中心(设在西华大学)承担了《CNG汽车及加气站安全技术研究》等国家科技攻关课题以及国家“863计划”课题,部分技术成为科技部“十五”清洁汽车重点推广应用项目。经过十余年的发展,截至2009年7月,四川省CNG汽车保有量已超过30万辆,充装站220余座,均占全国50%以上③。
3.掌握有电动汽车关键技术
目前,成都的电动汽车产业尚处于研发的初级阶段,还没有正式投产。但是,成都市电动汽车企业在整车、电池、发动机、电动机控制等关键技术方面,拥有一定的研发、生产实力:
(1)整车研制
位于成都市龙泉驿区的成都市经济开发区是四川省汽车产业规划布局中的集中发展区域,目前成都市经济开发区已聚集汽车整车生产厂商16家,其中有一汽集团、吉利汽车公司、四川汽车集团3家汽车整车生产厂商涉足电动汽车的研发和生产。一汽集团的电动汽车研发和生产基地在长春本部,主要生产电动客车;吉利汽车公司的电动汽车项目落户于湖南湘潭;四川汽车集团的电动汽车项目布局在龙泉驿区生产。四川汽车集团在2007年就提出发展电动汽车,计划于2009年8月份出产电动汽车样车。集团中期规划实现年产1万辆电动汽车和1万辆电动客车。
(2)电池技术
成都市拥有包括中科来方、宝生科技、成都建中、成都国环科技等多家电池生产企业,涉及电动汽车、航空、航海、军事等领域,其产品在国际国内已具有优势。成都中科来方能源科技有限公司与中信国安集团、比克国际(天津)有限公司联合承担了“863”电动汽车重大专项的“新型动力电池隔膜及其工业化技术”项目。该公司拥有国内首创的隔膜和水性粘合技术,为电动汽车的电池技术提供了有效支撑。隶属于中国核工业集团的国营成都建中锂电池厂,是目前我国生产能力最大、技术水平最好的锂电池专业生产厂家,曾为“神舟五号”、“神舟六号”飞船配套研制锂电池产品;四川宝生科技发展有限公司在成都完成了无钕稀土系AB5型低温贮氢电极合金及宽温区镍氢(动力)电池的成果转化,宽温区镍氢(动力)电池年生产能力达5000万Ah,成果水平居国际前列。
(3)发动机、电动机控制技术
成都市已掌握了电动汽车的发动机、电动机及控制技术的研发和生产。成都华川电器有限公司与中科院电工研究所联合研制的混合动力汽车电机控制器及ISG电机,是汽车电动、发电集成一体化电机,技术达到国际水平。该公司开发的混合动力系统已经用于长安汽车的杰勋、志祥等车型的使用和验证。此外,东电集团四川东风电机厂有限公司自上世纪90年代开始研制电动车用驱动电机产品,拥有较强的研发能力,并且具备产业化生产的条件。公司的产品已用于包含纯电动、混合动力、燃料电池等各类清洁能源车辆,产品也适用于轻型轿车、大型公交车等各种车型。
4.潜在的市场需求
由于电动汽车行驶里程较短的瓶颈尚未突破,电动汽车技术主要应用于行驶线路相对固定的公交车、出租车。成都地处川西平原,是中国西南地区最大的交通枢纽,机动车保有量排全国第三位。四川省现有CNG车辆30万辆,其中成都市CNG汽车保有量约2余万辆,运用水平居全国前列。目前成都市的CNG公交车辆约4000余辆,按照《成都市总体规划1995-2020》、《成都市建设事业“十一五”发展规划》的要求,成都市的城市交通发展以普通公交为主体、客运出租汽车等为补充的城市公交体系,到2010年,成都市的CNG公交车辆预计将达到8000辆,出租车也将新增2000余辆。成都市CNG公交车每年以25%左右的速度发展,出租车辆也以较大的比率增长,因此,成都市电动汽车适合从公交车、出租车入手,有着巨大的潜在发展市场。
三、成都市发展电动汽车产业的SWOT分析
SWOT矩阵分析法[3]是一种综合考虑组织的内部优势(Strength)、劣势(Weakness)和来自外部环境的机会(Opportunity)和威胁(Threat)的系统分析方法,它是组织扬长避短、趋利避害的有效工具。根据成都市电动汽车产业现状和SWOT分析法原理,可列出成都市发展电动汽车SWOT矩阵(见表1)。
通过对成都市电动汽车产业的SWOT矩阵分析,其产业在未来发展中有着良好的外部机遇和内部优势,同时也有其不可避免的困难与挑战。这就要求成都市电动汽车产业要有一个正确的战略定位,并能得到有力的政策保障。
四、成都电动汽车产业发展的战略定位
(一)电动汽车产业选择
成都市电动汽车产业必须选择一款电动汽车类型,进行重点突破发展,做专做强成都电动汽车产业。通过对现有的3种电动汽车在续航里程、尾气排放、经济性、市场情况等方面进行比较[4](见表2)可以看出,纯电动汽车虽然具有很多优点,但因为技术、成本等许多原因,还不能取代传统的燃油/气动力模式;燃料电池电动汽车由于电池存在技术瓶颈,不具有产业化能力;而混合动力电动汽车既继承了电动车辆作为“绿色汽车”的节约能源和低排放的优点,又弥补了纯电动汽车的续驶里程不足的缺点。根据国外研究表明,混合动力汽车的燃油消耗指标与装备同类型发动机的传统汽车相比平均降低30%-40%,尾气排放指标平均降低50%-60%[5]。同时混和动力汽车不需要大的基础性投资,与现有内燃机体系有较好的兼容性而最具产业化优势。
现有的混合动力汽车,按动力能源分类,有气电混合动力汽车、油电混合动力汽车两类。通过对两类汽车进行比较(见表3)可知,气电混合动力汽车不仅具有低排放、低维护成本、高安全性等优点,并且国内已经拥有了整车生产的技术。四川丰富的天然气资源作为发展成都混合动力电动汽车重要能源来源,不依赖国际进口,价格便宜,更加环保,并且国内市场暂无销售,有着巨大的发展优势。随着西气东输工程的启动,天然气资源将覆盖全国大部分城市,对气电混合动力汽车的推广有着重要的意义。
从上面的分析可以看出,成都市电动汽车产业定位应根据电动汽车产业的现有技术,结合成都自身条件,通过集成成熟的内燃机技术、天然气汽车改装技术和汽车整车生产系统,实施差异化发展战略,发展气电混合动力汽车。
(二)战略路径
通过整合成都市内现有资源,形成气电混合动力汽车产业链,围绕产业链上的关键技术――电池、发电机及控制系统,重点攻关;通过集成成熟的内燃机技术、天然气汽车改装技术和汽车整车生产系统,发展气电混合动力汽车,形成成都市电动汽车特色产业,实现气电混合动力汽车技术国内领先;重点开发公交车、出租车,逐渐推广到其他车型;产业立足四川,辐射全国,争取进军国际市场。
1.整合现有资源,形成产业链
成都市现有成都一汽大众汽车有限公司、四川汽车工业集团等整车企业16家,有成都中科来方能源科技有限公司、四川宝生科技发展有限公司、成都华川电器有限公司、中汽成都配件有限公司、成都正恒动力配件有限公司等电动汽车电池、电动机及其它零部件生产企业130余户。由于成都市涉及电动汽车的企业各自为政,资源分散,无法实现气电混合动力汽车的突破性创新。通过整合成都市内现有汽车产业资源,可形成气电混合动力汽车产业链(见图1)。
2.重点攻关电池技术、驱动装置及控制系统
成都市气电混合动力汽车发展应以产品为中心,联合企业、高校、科研机构,对电池、驱动装置以及控制系统等关键技术进行重点攻关。组建成都市动力电池重点实验室和气电混合动力汽车技术中心,加强对动力电池关键技术的研发及控制系统的调制。
3.以公交车和出租车为突破
城市公交车、出租车运行空间相对固定,便于充电网络建设,可以有效弥补气电混合动力汽车行驶里程较短的缺点。因此,成都市气电混合动力汽车应以生产出租车、公交车为出发点,开拓产业前期市场。
(三)保障措施
成都市发展气电混合动力汽车已经具有一定的基础条件,但车辆价格和运行成本偏高,为保证车辆运行的可靠性、安全性和可维护性以及研发的需要,必须得到政府在规划、政策、技术、资金、推广使用等方面的支持――抓紧制定成都市电动汽车中长期发展规划;产学研政相结合,完善电动汽车研发体系;加大对电动汽车研发及产业化的资金支持;加大气电混合动力汽车推广使用力度;发挥政府的主导作用,有序推进充电网络建设。
注释:
①数据参考《四川省天然气发展“十一五”规划及2020年远景目标》
②数据参考:锂资源:阿坝新的经济增长点[N].四川经济日报,2008-01-31.
③数据参考:四川省CNG气瓶车将凭“身份证”加气[N].市场与消费报,2009-08-07.
参考文献:
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[3] 托亚.运用SWOT矩阵进行企业战略分析[J].天津经济,2007,(07):21.
【关键词】加强；汽车维修专业；电子技术教学
随着人们日益增长的物质与文化生活的需要，人类对汽车的依赖程度不断增强。汽车已成为全世界人们代步出行的主要工具。据中国汽车工业协会统计，2012年全国汽车产销1927.18万辆和1930.64万辆，同比分别增长4.6%和4.3%。来自《金融时报》的报道，中国汽车产量2013年有望超过欧洲，中国将成为除美国外世界第二大汽车制造强国。同时，人们对于汽车产品的功能、性能及舒适度的要求不断提高。面对全球汽车市场的需求，传统的汽车工业发展已不能适应现代社会发展的需要。汽车工业正在逐渐由传统的机械系统向电子系统转换，现代汽车的发展逐渐呈现出电子化、网络化、智能化。基于汽车工业发展的强劲势头，中职汽车维修专业前景广阔、大有可为。职业学校汽车维修专业电子技术的教学凸显重要。中职学校应充分认识汽车维修专业电子技术发展的方向，加强汽车维修专业电子技术的教学，努力推进汽车维修专业教学改革，为中国汽车的转型升级培养大批汽车维修服务型的技术人才。
1加强汽车维修专业电子技术的教学是社会发展的需要
来自中国汽车工业协会的调查显示，预计2013年中国汽车全年将销售2065万辆，将比2012年同期增长7%。到2020年中国汽车将达到1亿辆。到2030年全球汽车保有量达到10亿辆。面对日益增加的汽车数量，汽车能源危机不断加深。同时汽车尾气造成的大气污染不断加剧。而全球汽车能源的日益枯竭，地球气温的持续升高，雾霾天气的增多，进一步加剧了对人类的危害。由于汽车工业的发展对世界各国经济起着具大的推动作用，因此，世界各国将汽车节能减排作为未来研究及发展的主要方向。2012年6月，国家出台了《节能与新能源汽车产业发展规划（2012年-2020年）》。规划指出，要加快培育和发展节能与新能源汽车产业，推动汽车产业转型升级。要以纯电驱动为汽车工业转型的战略取向，重点推进纯电动汽车和插电式混合动力汽车产业化。争取到2015年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量达到50万辆，到2020年超过500万辆。新能源汽车规划为中国汽车发展指明了方向。而汽车电子技术必将成为未来汽车发展的切入点。未来人类在电动汽车技术的研究领域必会取得核心技术的突破，汽车电子技术的发展必将催生电动汽车市场的大发展。目前，武汉已形成以市场为导向、以产品为龙头、以科技为先导、以效益为中心、以企业为主体的电动汽车商业运行模式，并取得良好效果。武汉电动汽车的发展，促进了武汉经济的发展。基于电动汽车的发展及未来需求，中职学校汽车维修专业电子技术的教学应适应汽车发展的要求，着力加强汽车电子技术教学的探索与研究，着眼未来汽车的发展，适应社会发展的需要。
2加强汽车维修专业电子技术的教学是专业技能培养的需要
面对中国汽车的发展，特别是轿车产业，其汽车电子产品所占比例将由现在的40%，经过未来一定时间的加速发展会达到60%以上。未来10年，中国汽车将以每年12%左右的速度增长。基于汽车工业的迅猛发展，将来汽车电子产品的开发与应用会越来越多，汽车维修服务业面临巨大的挑战。汽车服务业将新增大批从业人员，而大部分从业人员需接受汽车维修专业的职业技术教育。然而，从现在许多职业学校的办学情况看，对汽车维修专业电子技术的教学认识普遍不深，存在误区。一些教师，根生于传统的思维方式，局限于传统的汽车发展理念，对汽车发展的新技术疏于了解。学校对汽车维修专业电子技术的教学缺少分析与研讨，不能适应汽车技术的发展。目前从职业学校培养出的汽车维修的技术从业人员存在汽车维修水平不高，职业素质低，法律意识淡薄现象，甚至有些汽车维修专业的学生根本什么就不懂。由于部分汽车维修服务业门槛低，标准低，已制约汽车服务业的发展，与汽车维修电子技术的发展极不相衬。在我国，汽车服务业电子高等级技能人才高、中、初的比例分别为26.6%、30.4%、43.1%，而发达国家为20%、40%、40%。可以看出，我国汽车服务业高等级人才的比例偏低。因此，加强汽车维修专业电子技术的教学，培养适合汽车维修专业电子技术服务的高技能型服务型维修人才应成为职业院校技能培训的目标。
3加强汽车维修专业电子技术教学是汽车电子技术整合发展的需要
汽车电子化推动了汽车技术的发展。汽车电子化的程度被看作是衡量现代汽车水平的重要标志，是用来开发新车型，改进汽车性能最重要的技术措施。现代汽车制造商认为增加汽车电子设备的数量、促进汽车电子化是夺取未来汽车市场的重要的有效手段。
按照对汽车行驶性能作用的影响划分，我们可以把汽车电子产品归纳为两类：一类是汽车电子控制装置。汽车电子控制装置要和车上机械系统进行配合使用，即所谓“机电结合”的汽车电子装置；它们包括发动机、底盘、车身电子控制。另一类是车载汽车电子装置。车载汽车电子装置是在汽车环境下能够独立使用的电子装置，它和汽车本身的性能并无直接关系。它们包括汽车信息系统（行车电脑）、导航系统、汽车音响及电视娱乐系统、车载通信系统、上网设备等。
目前汽车电子技术发展的正向多样化、技术一体化、系统集成化、通讯网络化、集中综合控制方向发展 。因此，汽车电子技术的整合将主导汽车未来发展的方向，推动现代汽车工业的第。作为职业院校加强汽车维修专业电子技术的教学，是电子技术在汽车发展运用中的需要。
4加强汽车维修专业电子技术教学是培养学生能力的需要
汽车电子技术的发展将主导了汽车工业的发展，推动社会的文明进步，能实现了中国人的中国梦，让美丽中国变为现实。由于汽车制造技术的不断更新，电子产品的升级换代，汽车生产质量不断提高，人们对于汽车的要求也随社会的发展不断增强。因此，社会对汽车维修、服务管理的水平提高的愿望是不断加强的。这就给职业院校学生提出了相应要求。怎样才能适应汽车制造业的不断发展？这就要求职业院校加强课堂教学改革，坚持“以学生能力为本位，以就业为导向“的理念，立足贴近汽车专业、汽车岗位，以培养学生的职业能力为出发点。针对汽车维修专业的特点，努力实施以项目为载体、任务为驱动的教学模式，做中学，做中教。通过汽车维修专业电子技术的教学不断提高学生的认识能力及职业素养，不断激发学生的学习兴趣，培养学生的解决实际问题的能力，进一步提高学生的就业竞争力。
综上所述，职业学校汽车维修专业电子技术的教学应构建适应时代汽车发展的专业教学新思维。加强对汽车维修专业电子技术教学内容的研讨，不断整合汽车电子技术，加强对专业教师队伍的建设，努力提高学校汽车维修专业电子技术的教学水平。
参考文献：
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国家发改委透露，目前正在组织起草有关新能源和智能化汽车创新发展战略，也在制定路线图和时间表，希望通过制定战略明确未来一个时期我国汽车发展的战略方向，力争在全球新一轮产业变革中抢占制高点。
在日前举行的德国法兰克福车展上，新能源汽车成了当仁不让的主角。众多跨国汽车巨头纷纷拿出了自己的新能源汽车产品，并且公布了距离不远的上市计划。
戴姆勒集团一下拿出了四款不同技术路线，可以满足市场不同需求的新能源汽车产品，而且这些产品大部分是可以很快投入市场的成熟产品。
戴姆勒股份公司董事会主席、梅赛德斯-奔驰汽车集团全球总裁蔡澈表示，未来将逐步实现整体产品的电气化，在每个车系中都将至少提供一款电动车型，未来将有50多款电动车产品。而在这个过程中，中国将是奔驰新能源汽车最重要的市场，未来计划在中国建立德国以外的首个动力电池生产基地。
大众汽车集团CEO穆伦介绍，新能源汽车将成为大众汽车集团未来发展重心。宝马集团则表示，要向电动车发起总攻。
除了跨国公司，中国的自主品牌企业也开始提升新能源汽车产品和技术。奇瑞汽车了第二代EV纯电动动力系统。长城汽车（601633）也展出了插电及非插电混动、纯电动等多款产品。
北汽集团携旗下北京海纳川汽车部件股份有限公司在法兰克福车展上展示了自主研发的“智能化、电动化、轻量化”汽车零部件产品。
北汽集团董事长徐和谊表示，将围绕产品研发这个核心，形成科学规范、高效协同的研发平台与创新机制，并重点突破电动化、智能化、网联化、轻量化等新方向。
很多新兴的高科技企业也投入到了新能源汽车领域。上海什维科技是一家专业从事电动汽车电控技术的高科技公司，其自主研发的电动汽车BMS电池能量管理系统，可以做到对电池组进行更加精确的管理，从而达到提高电池工作效率、延长电池寿命和降低成本的目标。
关键词：混合动力电动汽车；制动能量回收；HEV制动；制动力D时间曲线
中图分类号：U463 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2011）36-0043-03
混合电动汽车（HEV）是同时燃油和用电以供正常运行的汽车，并且以电能提供主要动力。随着对环境要求的提高和汽油价格的攀升，HEV一直是目前汽车领域研究的热点，其环保性和节能性相比于传统的燃油汽车而言已经有了很大的改善。它已经摆脱了传统汽车的完全靠汽油行驶的弊端，对目前国家背景下汽油价格不断攀升的汽车用户的经济状况有很大的缓解。虽然目前国内外对混合电动汽车都有些研究，可普遍都比较关注HEV的能量利用率的问题。而制动能量回收对于HEV的能量利用率有着十分重要的意义，不但能够对蓄电池适当充电，更重要的是能够延长汽车的行驶距离，提高整个汽车的性能。
一、制动模式
制动就是汽车在行驶过程中通过制动系以适当的减速度降速行驶直至停车；在下坡行驶时，使汽车保持适当的稳定车速；使汽车可靠的停在原地或者坡道上。行业中研究HEV的制动能量回馈中汽车的运行模式，主要包括三种：
（一）急刹车
急刹车是指制动加速度大于2m/s2的制动过程，其往往是由于突然的状况而采取的制动行为。而且，在实际的制动操作中，这类刹车往往以机械为主，同时辅助以电刹车。目前，普遍的中高档汽车都配备ABS装置来防止车轮在急刹车的状况下抱死，出现
危险。
（二）中轻度刹车
中轻度刹车是介于正常刹车和急刹车之间的制动过程，其制动全过程通过电刹和手刹相结合的方式来实现平稳刹车，保证行人和车辆刹车过程中的平稳。
（三）下长坡过程中的刹车
汽车下长坡的过程中一定要限制车速，保证汽车行驶的安全性。在制动力不是很大的时候可以适当采用电刹，如果是制动力比较大的话，就可以通过电刹和手刹相结合的方式来实现汽车平稳下坡。其制动过程中的能量回收表现为回馈电流小，时间长，不满足电池的最大充电时间。
二、制动能量回收的约束条件
混合电动汽车如果要实现制动能量回收，必须要满足几个要求：
（一）符合安全要求，满足驾驶者的习惯
制动过程中的安全问题是首要的，离开了安全，一切分析都变得毫无意义。在安全制动的前提下，我们应该尽可能的按照驾驶者应该有的习惯操作进行合理设置，符合人机工程设计要求。尽量避免大范围的、不符合驾驶员操作的行为习惯的设计，在充分考虑了HEV的驾驶员和乘客的感受之后，能够实现能量回收的混合电动汽车在使用特别是制动过程中应该尽量和传统汽车保持一致，这样，才能为大众所接受。
（二）考虑成本和市场
混合电动汽车的制动能量回收是为了更好的展现汽车行驶功能的，在设计能量回馈体系的时候一定要充分考虑设计的成本和市场。同时在基础之上，要尽可能将混合电动汽车的控制体系做成一个人机交互的整体，实现能量回馈的充分性和最优化。而且，制动回馈的能量也要适应市场需要，与时展的大局相吻合，赢得市场和大众的认可。
（三）能量回收过程中要保证充电的安全
HEV中常采用的电池为蓄电池、锂电池、镍氢电池。在制动能量反馈系统设计的过程中要考虑不同电池能量回收的差异和充放电特性，尽可能快速的、高效地进行电量回收。避免充电时间过长而造成过充，对电池造成损伤。例如，要考虑电池的充放电深度，电池的可接受最长充电时间和最大充电电流，同时也要保证能量回馈过程能够有效的停止，结合各方面的因素综合分析，制定切实可行的制动能量回收策略，实现能量的最大限度回收。
三、制动能量回馈系统
（一）制动系统的构成原理
目前，中、高档汽车上都安装有ABS装置，由于ABS是防止侧滑的，作为汽车遇到紧急状况而出现一脚踩死制动器踏板而出现的转向失灵等状况。通过不断的实验和总结发现，侧向滑移率和纵向附着力有着很重要的关系，具体如图1所示：
由图1可知，当路面附着系数比较小时，滑移率比较小，车轮的滑移率是呈递增的趋势，只要保证在一定的范围内，就能合理的抑制汽车纵向滑动，实现汽车的平顺转向等。
（二）制动系统的组成
汽车制动系统作为汽车制动时的重要部件，是汽车实现制动的依据。在不同的汽车中，汽车的制动系统有着细微的差别，但是汽车制动系统却都有些不可或缺的部分，例如ABS系统、电子控制元件和液压调节器。
ABS是制动系统实现有效制动、防止车轮抱死的重要装置。目前市场上有许多种不同的形式，但是其控制原理大致相同，实现的依据大体相似。液压调节器是ABS的主体元件，是保证ABS正常运转的核心部件，主要有电磁阀、蓄能器、回油泵和辅助液压阀
组成。
在防止车轮抱死的过程中，通过液压调节阀的开关动作实现制动轮缸压力的调节。例如，当控制单元芯片检查并判断出当前的状态是增压时，常开阀和常闭阀都处于断电状态，通过调节，实现常开阀打开，常闭阀关闭，主缸的高压制动液经常开阀进入轮缸而实现油压的升高；同理，当ECU检查出当前状态是减压状态，就会执行相反操作，使得常开阀关闭，常闭阀打开，使得轮缸内的制动液进入低压蓄能器，实现回油泵中制动液的回流。
（三）制动能量回馈的控制系统
目前，HEV的能量回馈有许多种，例如有模糊逻辑的制动能量回馈控制系统、基于DSP的制动能量回馈系统、基于比例的制动能量回馈控制系统。但他们主要核心结构都大体相同，制动能量回馈结构如图2所示：
对于HEV而言，制动时的能量回收主要体现在制动力矩和液压力矩同时工作时，制动系统必须控制好电机转矩的平衡性，使得电机能够有效的产生反馈能量之外，也能够尽可能早的实现汽车的停车。
制动前，可以根据汽车理论中的行驶功率平衡方程式来解释：
P1=P2+P3+P4（不考虑加速阻力）
其中：P1――汽车行驶功率，P2――滚动阻力功率，P3――空气阻力功率，P4――坡度阻力功率。当开始制动时，主要的阻力功率由电机产生，电机转矩转化产生一定的电量，通过一定的线路储存在能量管理系中，实现能量的回馈。
由图2可知，制动开始之后，整车控制器会通过自己本身自带的控制算法，结合踏板下行的幅度，考虑汽车行驶车速和加速度来判断汽车行驶状态：汽车此时处于紧急制动状态、正常制动状态还是下长坡制动状态。在确定汽车所处状态之后，根据电池电压、电流和电量的多少等参数的具体情况进行分析计算，将计算所得的数据分别向电机控制器和ABS同时发送指令，而且控制器也会向能量管理系统发送充电准备状态。然后将电机的电动状态转变为发点状态，在能量管理系统的允许下开始给能量管理系统进行充电实现电量的储存。制动控制器也开始将制动系统的硬件设备进行合理的调整以准备执行液压制动过程，方便汽车的平稳停车。在制动的整个过程中，控制器可以根据车速的不断变化，整车控制器不断改变发出的制动控制指令和制动力矩调节指令。
在实际的设计中，可以采用基于CAN总线的设计控制器，通过西门子公司生产的嵌入式的CAN总线的制动能量回馈控制器，通过适当的初始化，就能满足相关的使用要求。
（四）系统仿真分析
对于制动系统的仿真分析可以采用合适的工具，参考相应的数据进行合理的控制分析，在整体上实现整个制动过程的模拟。在电动汽车制动仿真分析的过程中，运用MATLAB中的Simulink插件进行仿真，假设以130km/h的车速，制动压力设定为80MPa，从而得出模拟曲线如图3：
由图3中可以看出，如果HEV电动汽车在制动过程中采用能量回馈，就能有效地缩短制动距离和减少制动时间，这些无疑都会提高汽车的行驶安全性。
四、结语
混合动力电动汽车的制动能量回馈一直是电动汽车研究的重点，如果能够采用合适的仿真工具，进行合理的分析，确定电机的转矩，实现汽车制动过程中能量回馈的最大化，必然会提高电动汽车能量使用率，延长汽车的行驶里程。
在实际的制动能量回馈研究过程中，要能够结合具体的研究实例，采用合理的系统分析方法，建立科学的分析模型。在整个分析过程中要严格按照相关操作，合理、科学的分析，必然会促进HEV电动汽车的能量研究。
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本书系统分析了面向工业和可再生能源系统的电力电子变频器，并全面讨论了电动汽车领域中电力电子系统的未来发展。本书首先强调了可再生能源系统的重要性和未来的发展空间，汇集了当今多项电力电子前沿技术和研究。之后针对电动汽车（EV）和插电混合动力汽车（PHEV）当前和未来，介绍了电机驱动器在实际应用中的解决方案。本书的主题还涵盖了很多近期内难以大规模工业化的先进技术，目的是拓展读者的知识面，希望读者将来能够直接应用在自己的设计中。
这本书进一步探讨了全球范围内有待研究的新课题，并解释了现有的挑战和可供选择的方法，介绍了电能转换、配电和可持续发展能源战略的国际发展趋势、标准和计划。本书将推进国际电力电子技术在可再生能源、运输和工业应用中的发展，可以为工业界和学术界在能源转换和分布式发电配电等方向补充相关经验。
本书共分24章：1.能源、全球变暖以及电力电子在本世纪的发展；2.当今能源问题带来的挑战和电力电子学在解决这些问题过程中的贡献；3.分布式发电和智能电网的基本概念和技术；4.功率半导体的最新发展；5.一种应用在可再生能源和能量传输方向的新型变频器：AC母线全功能变频器；6.风电行业中的电力电子；7.光伏发电系统；8.可再生能源系统的控制方法；9.小型、中型可再生能源系统的运行机制；10.双馈异步电机的特点和控制；11.交-直-交变频器在分布式发电系统中的应用；12.多电化飞机中的电力电子设备；13.电动汽车和插电混合式汽车；14.多电平变频器的拓扑结构和应用；15.矩阵式变频器的拓扑结构和控制；16.功率因数校正器；17.有源电力滤波器；18.一种多功能新型仿真工具：电力电子硬件仿真环境；19.电机的模型和调速；20.电流源型变频器在电力驱动中的应用；21.共模电压和轴漏电流产生的原因、危害和防治；22.大功率驱动系统的工业应用实例；23.单相电网侧变频器的控制；24.阻抗源变频器。
本书作者AbuRub博士是美国德州农机大学教授，他的主要研究方向是能量转换系统，包括可再生能源和机电系统。他已经发表了200余篇期刊和会议论文，出版了4本专著，并在多个国际刊物中任编委，如IEEE可持续发展能源期刊。他目前正管理着多个与可再生能源发电相关的项目。
本书可以作为可再生能源系统工程人员的应用手册，也可以作为电气工程专业学生和研究者的参考书。
宁圃奇，博士，副研究员
（中国科学院电工研究所）
