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關(guān)鍵詞：職業(yè)院校；節(jié)能與新能源汽車專業(yè)；建設(shè)
中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1673-9094-C-（2013）06-0014-04
2012年3月，國家科技部《電動汽車科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃》；2012年4月，國務(wù)院通過了《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012―2020年）》；2012年5月11日，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局、國家標準化管理委員會批準《純電動乘用車技術(shù)條件》國家標準（GB/T28382-2012）并于2012年7月1日起正式實施；2012年5月30日，國務(wù)院正式通過了《“十二五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，將新能源汽車產(chǎn)業(yè)列入了國家七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。這一系列政策文件的密集出臺，明確了我國“十二五”期間以及將來新能源汽車的發(fā)展方向。作為職業(yè)院校，肩負著為企業(yè)單位培養(yǎng)技術(shù)技能型人才的任務(wù)，相應(yīng)的專業(yè)建設(shè)也應(yīng)提到議事日程上來。
一、新能源汽車和電動汽車的含義
（一）新能源汽車
新能源汽車是指采用新型動力系統(tǒng)，完全或主要依靠新型能源驅(qū)動的汽車，根據(jù)《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012―2020年）》所指新能源汽車主要包括純電動汽車、插電式混合動力汽車及燃料電池汽車。節(jié)能汽車是指以內(nèi)燃機為主要動力系統(tǒng)，綜合工況燃料消耗量優(yōu)于下一階段目標值的汽車。
（二）電動汽車
根據(jù)《電動汽車科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃》，電動汽車按動力電氣化水平分為兩類：一類是全部或大部分工況下主要由電機提供驅(qū)動功率的電動汽車，被稱為“純電驅(qū)動”電動汽車，如純電動汽車、插電式電動汽車、增程式電動汽車以及燃料電池電動汽車；另一類是動力電池容量較小，大部分工況下主要由內(nèi)燃機提供驅(qū)動功率的電動汽車，被叫作常規(guī)混合動力電動汽車。這表明常規(guī)混合動力汽車不是新能源汽車，實際上是一種節(jié)能汽車，它還沒有改變用內(nèi)燃機作主驅(qū)動的形式。
二、節(jié)能與新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀和面臨的形勢
《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012―2020年）》明確指出，我國新能源汽車經(jīng)過近10年的研究開發(fā)和示范運行，基本具備產(chǎn)業(yè)化發(fā)展基礎(chǔ)，電池、電機、電子控制和系統(tǒng)集成等關(guān)鍵技術(shù)取得重大進步，純電動汽車和插電式混合動力汽車開始小規(guī)模投放市場。近年來，汽車節(jié)能技術(shù)推廣應(yīng)用也取得積極進展。但總體上看，我國新能源汽車整車和部分核心零部件關(guān)鍵技術(shù)尚未突破，產(chǎn)品成本高，社會配套體系不完善，產(chǎn)業(yè)化和市場化發(fā)展受到制約；汽車節(jié)能關(guān)鍵核心技術(shù)尚未完全掌握，燃料經(jīng)濟性與國際先進水平相比還有一定差距，節(jié)能型小排量汽車市場占有率偏低。
節(jié)能與新能源汽車已成為國際汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，未來10年將迎來全球汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要戰(zhàn)略機遇期。目前，我國汽車產(chǎn)銷規(guī)模已居世界首位，預(yù)計在未來一段時期仍將持續(xù)增長，必須抓住機遇、抓緊部署，加快培育和發(fā)展節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)，促進汽車產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級，實現(xiàn)我國由汽車工業(yè)大國向汽車工業(yè)強國轉(zhuǎn)變。《電動汽車科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃》也指出，以美國、日本、歐盟為代表的國家和地區(qū)相繼實施了新的電動汽車發(fā)展戰(zhàn)略，進一步明確了產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，應(yīng)加大政策扶持力度。
從技術(shù)上看，混合動力汽車技術(shù)逐步成熟，已進入產(chǎn)品市場競爭期，率先實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，正成為汽車市場銷售新的增長點。純電動汽車電池技術(shù)進一步加速，整車產(chǎn)品更加接近消費者需求；世界主要汽車制造商加快了純電動汽車量產(chǎn)步伐；插電式混合動力作為一種具有純電動和混合動力雙重特征的電動汽車技術(shù)成為全球新的研發(fā)熱點；以電池租賃為代表的純電動汽車商業(yè)模式創(chuàng)新取得進展。燃料電池及燃料電池汽車技術(shù)近年來取得突破性進展，國際上各大汽車集團持續(xù)投入開展燃料電池汽車研發(fā)，燃料電池汽車整車成本顯著下降，性能指標已接近商業(yè)化水平。
經(jīng)多年探索實踐，國際汽車產(chǎn)業(yè)界達成了電動汽車產(chǎn)業(yè)化戰(zhàn)略共識：在技術(shù)路線上，近期（2010—2015年），在依靠傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車技術(shù)改進和推進車輛小型化實現(xiàn)降低排放目的的同時，為達到更為嚴格的節(jié)能減排法規(guī)目標要求，應(yīng)盡快推進混合動力技術(shù)的應(yīng)用，并發(fā)展小型純電動汽車和插電式混合動力電動車；中期（2015—2020年），在混合動力技術(shù)得到廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)上，增加汽車動力系統(tǒng)電氣化程度，加大小型純電動汽車和插電式混合動力汽車推廣力度；在2020年之后，純電驅(qū)動技術(shù)將逐步占據(jù)主導(dǎo)地位，通過發(fā)展純電動汽車和燃料電池汽車，實現(xiàn)大幅度降低排放目標。在車型應(yīng)用方面，純電動、混合動力和燃料電池三種類型的電動汽車技術(shù)各自具有最優(yōu)的適用車型。對短途出行需求，可采用小型純電動汽車；對長途出行需求，主要采用混合動力汽車、插電式混合動力汽車或者燃料電池汽車。
我國高度重視電動汽車技術(shù)的發(fā)展。經(jīng)過兩個五年計劃時期的科技攻關(guān)以及奧運會、世博會、“十城千輛”等示范工程的實施，我國電動汽車從無到有，在關(guān)鍵零部件、整車集成技術(shù)以及技術(shù)標準、測試技術(shù)、示范運行等方面都取得重大進展，初步建立了電動汽車技術(shù)體系，已申請專利3000余項，頒布電動汽車國家和行業(yè)標準超過56項，建成30多個新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新平臺。
三、技術(shù)路線
《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012—2020年）》指出，在技術(shù)路線上以純電驅(qū)動為新能源汽車發(fā)展和汽車工業(yè)轉(zhuǎn)型的主要戰(zhàn)略取向，當前重點推進純電動汽車和插電式混合動力汽車產(chǎn)業(yè)化，推廣普及非插電式混合動力汽車、節(jié)能內(nèi)燃機汽車，提升我國汽車產(chǎn)業(yè)整體技術(shù)水平。主要目標是產(chǎn)業(yè)化取得重大進展。到2015年，純電動汽車和插電式混合動力汽車累計產(chǎn)銷量力爭達到50萬輛；到2020年，純電動汽車和插電式混合動力汽車生產(chǎn)能力達200萬輛、累計產(chǎn)銷量超過500萬輛，燃料電池汽車、車用氫能源產(chǎn)業(yè)與國際同步發(fā)展；燃料經(jīng)濟性顯著改善。
《電動汽車科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃》認為，從培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)角度看，發(fā)展電氣化程度比較高的“純電驅(qū)動”電動汽車是我國新能源汽車技術(shù)的發(fā)展方向和重中之重。要在堅持節(jié)能與新能源汽車“過渡與轉(zhuǎn)型”并行互動、共同發(fā)展的總體原則指導(dǎo)下，規(guī)劃電動汽車技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略。在技術(shù)路線上循序漸進，步驟是：（1）確立戰(zhàn)略，加快發(fā)展。確立“純電驅(qū)動”的技術(shù)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略，順應(yīng)全球汽車動力系統(tǒng)電動化技術(shù)變革總體趨勢，發(fā)揮我國的有利條件和比較優(yōu)勢，面向“純電驅(qū)動”實施汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略，加快發(fā)展“純電驅(qū)動”電動汽車產(chǎn)品；（2）堅持“三縱三橫”的研局。“三縱”：純電動汽車、增程式電動汽車和插電式混合動力汽車作為純電驅(qū)動汽車的基本類型；“三橫”：“電池”包括動力蓄電池和燃料電池；“電機”包括電機系統(tǒng)及其與發(fā)動機、變速箱總成一體化技術(shù)等；“電控”包括“電轉(zhuǎn)向”、“電空調(diào)”、“電制動”和“車網(wǎng)融合”等在內(nèi)的電動汽車電子控制系統(tǒng)技術(shù)。
四、職業(yè)院校節(jié)能與新能源汽車專業(yè)建設(shè)的思路
（一）密切關(guān)注國家和地方節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)相關(guān)政策
國家層面的節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)劃已經(jīng)頒布，技術(shù)路線已經(jīng)明晰，而相應(yīng)的配套政策、細則、標準也必將隨之公布；同時相應(yīng)地也會有地方版的政策出臺。職業(yè)院校節(jié)能與新能源汽車專業(yè)建設(shè)和發(fā)展要與政策合拍。江蘇省政府已明確支持無錫盡早進入國家新能源汽車推廣應(yīng)用與示范城市行列，作為地方汽車職業(yè)院校也有了發(fā)展節(jié)能與新能源汽車專業(yè)的契機。
（二）有序有步驟地推進專業(yè)建設(shè)
中國汽車人才網(wǎng)2011年3月份招聘數(shù)據(jù)顯示，汽車新能源相關(guān)崗位為4521個，環(huán)比增長13.2%。重慶長安汽車新能源公司在3月份就新增招聘節(jié)能與新能源領(lǐng)域相關(guān)職位28個，需求人數(shù)超過150人。未來幾年中國汽車研發(fā)人才缺口將達50萬。[1]所以當前有必要啟動相關(guān)人才的培養(yǎng)工作，并隨著節(jié)能與新能源汽車市場規(guī)模的變化不斷調(diào)整，從開設(shè)相應(yīng)課程開始、從開設(shè)特色班開始、從為示范城市培養(yǎng)人才開始，逐步走向開設(shè)相應(yīng)專業(yè)，擴大相關(guān)人才培養(yǎng)數(shù)量、提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。
（三）與地方新能源汽車企業(yè)深入合作
職業(yè)教育要滿足地方和區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的需要，深入校企合作，了解新能源汽車企業(yè)用人要求，進行分類歸納，使專業(yè)培養(yǎng)與企業(yè)生產(chǎn)實際相一致。[2]以江蘇省無錫汽車工程中等專業(yè)學校為例，學校地處江蘇省無錫市，可與地方的新能源汽車企業(yè)——江蘇常隆客車有限公司進行深入合作，為企業(yè)培養(yǎng)新能源汽車的應(yīng)用人才、生產(chǎn)線操作人員。同時學校也與無錫公交公司有校企合作關(guān)系，目前學校在大客車專業(yè)項目上已經(jīng)投入近200萬元，在硬件上已經(jīng)有大客車新能源方向的教學設(shè)備，所以在進行專業(yè)建設(shè)時，可以此為基礎(chǔ)，進一步完善和加強節(jié)能與新能源汽車專業(yè)建設(shè)，為無錫公交公司培養(yǎng)節(jié)能與新能源汽車維修人才。
（四）統(tǒng)籌兼顧節(jié)能汽車與新能源汽車的專業(yè)方向
由于新能源汽車技術(shù)的發(fā)展是一個漸進的過程，專業(yè)建設(shè)要緊跟市場需求，所以要緊密跟蹤技術(shù)發(fā)展動態(tài)，根據(jù)節(jié)能與新能源汽車的技術(shù)路線和發(fā)展方向進行專業(yè)建設(shè)，統(tǒng)籌兼顧節(jié)能汽車與新能源汽車的專業(yè)建設(shè)。在近期，要注重混合動力汽車和新能源大客車的專業(yè)方向，第二階段（2015—2017年）注重插電式混合動力汽車的專業(yè)方向，第三階段（2018—2020年）要重點發(fā)展純電動汽車專業(yè)方向。
五、職業(yè)院校節(jié)能與新能源汽車
專業(yè)實訓(xùn)室的規(guī)劃與建設(shè)
節(jié)能與新能源汽車專業(yè)在人才培養(yǎng)模式上要注意專業(yè)方向，在職業(yè)資格認證方面可以進行節(jié)能與新能源汽車維修專項技能認證，同時也要注意厚基礎(chǔ)、寬口徑、重實踐的人才培養(yǎng)思想，這是因為當前的節(jié)能與新能源汽車脫胎于傳統(tǒng)汽車，所以節(jié)能與新能源汽車服務(wù)人才必須具備傳統(tǒng)汽車的檢測與維修理論知識和實踐技能。
職業(yè)院校的專業(yè)課程和實訓(xùn)室設(shè)置要充分考慮到培養(yǎng)學生的職業(yè)關(guān)鍵能力，對于節(jié)能與新能源汽車專業(yè)來說，也要緊緊地把握住這一點。電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)主要有：（1）大三電——動力電池系統(tǒng)、驅(qū)動電機及其控制器、整車（中央）控制器；（2）小三電——電動空調(diào)、電動助力轉(zhuǎn)向、電動（助力）制動系統(tǒng)；（3）充電——充電機、充電樁、充電站；（4）以動力電池為核心的整車平臺——車身和底盤。綜上所述，除了傳統(tǒng)的汽車檢測與維修專業(yè)實訓(xùn)室之外，還需重新規(guī)劃和建設(shè)節(jié)能與新能源汽車專業(yè)實訓(xùn)室，如表1所示。
參考文獻：
關(guān)鍵詞：電動汽車；動力電池；產(chǎn)業(yè)鏈
中圖分類號：F407．61 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2550（2011）06-0001-04
Analysis of Value Chain of Electric vehicle
ZHOU Zi-rong，DENG Jun-yan，SU Xiao-huan
（Lab Center of City College，Dongguan University of Technology，Dongguan 523106，China）
Abstract：The development of electric vehicle is full range of innovation in autombile industry. Electrification will obviously change the automobile industry. Autombile industry chain won’t be derived from fuel engines，but from battery and electronic components. The industry chain of electric vehicle is analyzed in this paper，and power battery and power grid will be beneficiaries. The assembly of electric cars will be simple and the suppliers of fuel and internal combustion engine won’t be optimistic.
Key words：electric vehicle；power battery；industry chain
傳統(tǒng)汽車的發(fā)展，在改善居民生活的同時也產(chǎn)生了諸如能源、環(huán)保等方面的問題。發(fā)展汽車新能源、開發(fā)汽車新動力，成為世界汽車產(chǎn)業(yè)面臨十分緊迫的任務(wù)，當代融合多種高新技術(shù)而興起的純電動汽車正在引發(fā)世界汽車工業(yè)的一場變革，并由此產(chǎn)生了新的產(chǎn)業(yè)鏈。
1 電動汽車價值鏈的利益相關(guān)者
電動汽車價值鏈的利益相關(guān)者包括政府、汽車零配件生產(chǎn)企業(yè)、整車生產(chǎn)企業(yè)、銷售商、消費者、服務(wù)商、電網(wǎng)企業(yè)，見圖1。
1.1 政府
政府將更為積極地參與整個價值鏈。由于電動汽車是一個新興行業(yè)，電動汽車對未來的交通運輸、能源與環(huán)境保護政策的影響，是政府首要考慮的問題。政府要制定相關(guān)的行業(yè)政策，帶頭參與對充電站等電動車基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投資，政府還要通過多方協(xié)作、共享信息和管理投資使電動汽車行業(yè)健康發(fā)展。
美國、日本、德國和中國政府已經(jīng)在這方面采取行動。中國政府正在出臺針對消費者與設(shè)備生產(chǎn)商的激勵政策，加速電動汽車的開發(fā)進程，截至2011年，中國已在13個城市進行大規(guī)模的電動汽車實驗性試點。
1.2 研發(fā)公司
電動汽車的結(jié)構(gòu)更為簡單，零件數(shù)量將由目前的30 000個左右大大減少。在電動汽車設(shè)計方面，汽車制造企業(yè)為發(fā)動機開發(fā)和量產(chǎn)而苦心積累的專業(yè)技術(shù)將不再那么重要了，隨著電動化以及電機產(chǎn)品特有的零部件的單元化發(fā)展，有可能省去機械零件所需的整合性設(shè)計環(huán)節(jié)。世界各國已經(jīng)有許多風險企業(yè)進入電動汽車領(lǐng)域，開始銷售從低價位到高價位的各種電動汽車，這些風險企業(yè)如Telsa、美國Fisker Automotive公司等，大部分開發(fā)都進行外包，與現(xiàn)有汽車制造商自己生產(chǎn)制造的情況相比，開發(fā)費用得以壓縮而且轉(zhuǎn)變?yōu)榭勺冑M用［1］。今后，這些新增企業(yè)混戰(zhàn)其中的市場競爭將進一步加速。尤其當動力系統(tǒng)的電動化得到加速發(fā)展時，現(xiàn)有汽車制造商不僅無法讓積累至今的專業(yè)技術(shù)發(fā)揮作用，現(xiàn)有的發(fā)動機開發(fā)技術(shù)人員等開發(fā)動力系統(tǒng)所需的資源也可能成為多余。
1.3 電網(wǎng)企業(yè)
電動汽車與電力產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)，大規(guī)模使用電動汽車將開辟新的電力市場。研究數(shù)據(jù)顯示，如2020年有5 000萬輛電動車，年消耗電能將達2 000億千瓦時，以0.6元/度計算，2030年新增電能消耗將達1 200億元。毫無疑問，電網(wǎng)企業(yè)將是電動汽車的受益者，而供油企業(yè)的汽車市場將萎縮。
1.4 充電設(shè)施供應(yīng)商
充電設(shè)施會得到發(fā)展，未來電動汽車將被更多集成到電網(wǎng)，為自動化供應(yīng)商創(chuàng)造一個嶄新的商業(yè)機會。這一領(lǐng)域的產(chǎn)品包括充電站和所有相關(guān)的硬件：面板、顯示器、輸入輸出模塊、電力電子、通訊硬件等等。
1.5 電動汽車制造商和部件供應(yīng)商
有能力設(shè)計并生產(chǎn)大型鋰電池或其它動力電池及與電動汽車動力傳動系統(tǒng)相關(guān)的企業(yè)能夠獲得發(fā)展。目前，動力電池的成本占電動汽車的一半，電動汽車的發(fā)展將促進動力電池產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展。
1.6 內(nèi)燃機汽車部件供應(yīng)商
隨著傳統(tǒng)汽車需求的縮減，為汽車制造商提供變速器及其它發(fā)動機部件的企業(yè)正在面臨巨大風險。傳統(tǒng)汽車必需的關(guān)鍵資源及核心技能，例如發(fā)動機、精密加工設(shè)備和技術(shù)，由于電動汽車電氣化的大大提高，這方面的需求將大大減少。
1.7 汽車制造企業(yè)
建設(shè)傳統(tǒng)的汽車組裝工廠需要以億美元計算的投資，并且需要在這個工廠中將總計超過3萬件的汽車零件高效地組裝起來的專業(yè)技術(shù)。
然而隨著電動汽車的發(fā)展，可以預(yù)見不僅是研發(fā)環(huán)節(jié)，生產(chǎn)環(huán)節(jié)的進入門檻也將會降低。因為在電動汽車的生產(chǎn)中，組裝零件的一部分從機械零件變?yōu)殡姎饬慵捎谶@些零件的單元化而使得組裝數(shù)量有所減少。所以，在組裝專業(yè)技術(shù)的積累方面的競爭優(yōu)勢將減少，并且隨著工廠建設(shè)的投資規(guī)模變小，汽車制造商所構(gòu)筑的行業(yè)進入壁壘也將土崩瓦解，新企業(yè)進入將更容易。而現(xiàn)有的汽車制造商恐怕還會面臨結(jié)構(gòu)性問題，即一直以來不可或缺的發(fā)動機工廠的必要性下降。
1.8 電動汽車服務(wù)商
電力與電動汽車推進系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變將驅(qū)動價值鏈中專注于服務(wù)的元素發(fā)生變化，由于電動汽車所需保養(yǎng)維護相對較少，所以服務(wù)絕大部分收入來自于其他類型的服務(wù)，例如：建設(shè)、媒體、零售及廣告。為傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車提供服務(wù)的公司將轉(zhuǎn)為電動傳動系統(tǒng)提供服務(wù)和提供充電、保養(yǎng)及駕駛者相關(guān)服務(wù)的收入。
總體而言，對于電動汽車，影響到這條價值鏈的利益相關(guān)者的三大主要因素是：1）電池生產(chǎn)；2）電力的使用；3）機械零部件減少。
2 電動汽車價值鏈的各環(huán)節(jié)價值分析
電動汽車價值鏈可分為三大環(huán)節(jié)：一是技術(shù)環(huán)節(jié)，包括研發(fā)、創(chuàng)意設(shè)計、提高生產(chǎn)加工技術(shù)、技術(shù)培訓(xùn)等環(huán)節(jié)；二是生產(chǎn)環(huán)節(jié)，包括采購、系統(tǒng)生產(chǎn)、終端加工、測試、質(zhì)量控制、包裝和庫存管理等分工環(huán)節(jié)；三是營銷和服務(wù)環(huán)節(jié)，包括銷售后勤、批發(fā)及零售、品牌推廣及售后服務(wù)等分工環(huán)節(jié)［2］。
就增值能力而言，以上三個環(huán)節(jié)呈現(xiàn)由高向低再轉(zhuǎn)向高的U形狀，即“微笑曲線”狀。價值鏈不同環(huán)節(jié)所創(chuàng)造的附加值是不同的，獲得的收益多少也是不一樣的。靠近U形曲線中間的環(huán)節(jié)，如加工制造、裝配等環(huán)節(jié)在價值鏈中創(chuàng)造出較低的附加值，因而獲得較低的收益，靠近U形曲線兩端的環(huán)節(jié)，如研發(fā)、設(shè)計、市場營銷、品牌等在價值鏈中創(chuàng)造出較高的附加值，因而獲得更多的收益［3］。
電動汽車研發(fā)是價值鏈的戰(zhàn)略環(huán)節(jié)。電動汽車的競爭實質(zhì)上是科技創(chuàng)新的競爭，電動汽車的參與者都是通過不斷加大對研發(fā)的投入，增強自身的技術(shù)創(chuàng)新能力，占領(lǐng)技術(shù)制高點，提高對核心技術(shù)的壟斷程度，以獲取高額利潤。
隨著技術(shù)水平的不斷提高，電動汽車電動汽車生產(chǎn)環(huán)節(jié)的進入壁壘將不斷降低，導(dǎo)致越來越多的企業(yè)參與電動汽車的生產(chǎn)過程，這一環(huán)節(jié)的收益會減少，導(dǎo)致生產(chǎn)環(huán)節(jié)增加值不斷降低，比傳統(tǒng)汽車的將會低。
因此，能產(chǎn)生較高收益的領(lǐng)域越來越脫離具體生產(chǎn)過程而轉(zhuǎn)向無形的過程，如研發(fā)、營銷和服務(wù)等領(lǐng)域，因為這些活動通常是技術(shù)或知識密集型的，會形成較高的進入壁壘、較長時間的知識產(chǎn)權(quán)保護，如長達70年的專利技術(shù)保護和接近永久性的品牌效應(yīng)，是價值鏈中收益的重要來源。
電動汽車服務(wù)業(yè)，除了傳統(tǒng)汽車的銷售、維修、金融（貸款，保險）、回收等行業(yè)外，還涉及到電力供給。在發(fā)展成熟的國際市場上，傳統(tǒng)汽車服務(wù)業(yè)創(chuàng)造的利潤是整個汽車產(chǎn)業(yè)的50%左右，許多汽車制造巨頭的經(jīng)營盈利不來自汽車制造，而是依靠相關(guān)汽車服務(wù)業(yè)來創(chuàng)造；電動汽車將會為充電服務(wù)業(yè)帶來快速發(fā)展和利潤。
電動汽車的零部件處于創(chuàng)新階段，所以有著驚人的產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿ΑＦ嚨娜蠛诵牧悴考莿恿﹄姵亍Ⅱ?qū)動電機和整車控制器［4］，其中動力電池是電動汽車的心臟，目前電池占整個電動車成本的50%左右，如果再加上驅(qū)動系統(tǒng)，該占比上升至60%～70%。當然，隨著動力電池技術(shù)的發(fā)展，這一比重會降低，它在電動車里的重要性已經(jīng)遠遠超過了傳統(tǒng)引擎在傳統(tǒng)汽車里的重要性。
由于電池技術(shù)是關(guān)鍵的成功因素之一，在此領(lǐng)域的投資非常龐大。電池的價格過高，制約了電動汽車的規(guī)模化經(jīng)濟發(fā)展。當前電池的價格在4 500元千瓦時左右，預(yù)期在10年內(nèi)會降至2 000元千瓦時，這主要取決于電池設(shè)計、生產(chǎn)流程和經(jīng)濟規(guī)模的發(fā)展。其下游產(chǎn)業(yè)鋰是一種稀有金屬，目前，中國、澳大利亞、智利和阿根廷蘊藏豐富的鋰資源。
對于車用動力電池，正極材料、電解液及隔膜是動力電池零部件的三個投資方向。在動力電池中，正極材料、電解液及隔膜鋰電池成本的比例分別為40%、10%、20%，構(gòu)成了動力電池的核心零部件，對于能夠應(yīng)用到電動車上的動力電池隔膜，我國普通鋰電池隔膜的進口依存度高達80%，更先進的干法工藝生產(chǎn)鋰電池隔膜則還不能夠?qū)崿F(xiàn)國產(chǎn)化。
《電動汽車科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃》預(yù)計2015年中國電動汽車保有量計劃達到100萬輛，動力電池產(chǎn)能約達100億瓦時，未來五年中國電動汽車整個產(chǎn)業(yè)鏈預(yù)計會形成數(shù)千億元的“大蛋糕”。
其中以電動汽車的核心部件動力電池為例，若這100萬輛電動轎車（20千瓦輛）都裝配鋰電池，假設(shè)電池價格4 500元千瓦，粗略估算，100萬輛對應(yīng)的市場規(guī)模將達到900億元。而一臺純電動汽車大約需要40～50公斤的正極材料和電解液，僅生產(chǎn)100萬輛電動車所需的鋰離子電池相關(guān)材料，就將是目前全球鋰電池材料總需求量的數(shù)倍。
在整個產(chǎn)業(yè)鏈條中，其關(guān)鍵零部件的電池、電機和電控以及其下游的基礎(chǔ)設(shè)施配套等，都將成為新的產(chǎn)業(yè)增長點。
中國在電動汽車的發(fā)展中，不應(yīng)走“以市場換技術(shù)”的傳統(tǒng)汽車路線。在電動汽車產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，為防止傳統(tǒng)汽車領(lǐng)域關(guān)鍵零部件的“空心化”局面的再次出現(xiàn)，中國汽車必須掌握電動汽車核心的研發(fā)技術(shù)、零配件和服務(wù)等產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)，定位于自主研發(fā)創(chuàng)新，培養(yǎng)自主品牌。只要掌握了產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)，就控制了整個價值鏈，也就獲得了持續(xù)的盈利，獲得了長遠發(fā)展，從上游看，電動汽車可帶動鋼鐵、機械、橡膠、有色金屬、電池、電子、紡織等幾十個大產(chǎn)業(yè)特別是加工業(yè)的發(fā)展；從下游看，可帶動保險、金融、銷售、租賃、培訓(xùn)、維修、充電站、餐飲等眾多服務(wù)業(yè)。品牌是電動汽車產(chǎn)業(yè)重要的無形資產(chǎn)，是其在市場競爭中取勝的法寶。企業(yè)一旦贏得顧客的信任和忠誠，形成了強大的品牌影響力，就可以用不同的形式從某一產(chǎn)品、產(chǎn)品形象、商標或是服務(wù)中重復(fù)收獲利潤。
3 結(jié)論
1）電動汽車的電動化，將使目前的汽車產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)生巨大變化，政府的作用變得十分重要，電網(wǎng)、電動汽車及零部件制造商將會受益，而為傳統(tǒng)汽車制造商提供變速器、活塞及其他發(fā)動機部件的企業(yè)正在面臨巨大風險，燃油供應(yīng)商也將不再是服務(wù)商。
2）電動汽車由于零件的大幅度減少及電氣零件的單元化，使電動汽車研發(fā)環(huán)節(jié)的進入門檻降低，組裝會更簡單。
3）電動汽車產(chǎn)業(yè)鏈中，動力電池是其中重要的部分，具有很大的不確定性，風險極高，是研發(fā)技術(shù)中的關(guān)鍵，是產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其它零部件生產(chǎn)制造的不確定性較小。
4）電動汽車的發(fā)展中，動力鋰電池在未來的十年將扮演最重要的角色，由于動力鋰電池的技術(shù)門坎最高，利潤最集中，因此成為各國廠商積極努力的方向。如何以電池為核心，形成一個完整產(chǎn)業(yè)群，并大幅度地降低成本，是我國應(yīng)迫切思考布局的方向。
5）品牌是電動汽車產(chǎn)業(yè)重要的無形資產(chǎn)，中國在電動汽車的發(fā)展中必須培養(yǎng)自主品牌，建立自己的研發(fā)、關(guān)鍵零配件和服務(wù)的產(chǎn)業(yè)鏈。
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CEI：7月8日，中德電動汽車充電項目正式啟動。中國寄希望能夠從德國的電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展中得到更多的借鑒。那么，德國電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀如何？德國在電動汽車方面是否也同傳統(tǒng)汽車一樣，擁有技術(shù)上的領(lǐng)先和產(chǎn)品上的穩(wěn)定性呢？
貝雅德：德國對汽車的熱情眾所周知。在我看來，德國的汽車工業(yè)擁有大量的經(jīng)驗和無可爭議的能力，不論其產(chǎn)品是傳統(tǒng)汽車還是電動汽車，德國汽車制造商都因產(chǎn)品品質(zhì)而聞名于世。目前，德國駐華大使館已經(jīng)三次從德國制造商那里以出借的方式獲得純電動汽車以供使用。無論是我自己乘坐，還是我們的專業(yè)司機對這輛電動汽車的評價都很好，在幾年的使用中沒有出現(xiàn)過任何質(zhì)量問題，不僅加速迅速而且沒有噪音，節(jié)能環(huán)保。
不過，比較可惜的是德國電動汽車的市場份額增長沒有我們當初所預(yù)期的那么快。2009年，德國政府公布了國家電動汽車發(fā)展戰(zhàn)略，其目標是在2020年之前實現(xiàn)100萬輛電動汽車投入使用。但是，實際情況卻顯得有些差強人意。我認為，這不僅僅是德國一家遭遇的情況，而是目前全世界電動汽車面臨的共同難題。盡管美國、日本等國家電動汽車應(yīng)用的數(shù)量超過了德國和中國，但是，據(jù)其曾經(jīng)樂觀的市場估計也都相差甚遠。
我認為，電動汽車的市場推廣將是一個長期的過程。目前，從整車產(chǎn)品來看，德國車企一度將主要精力放在產(chǎn)業(yè)布局方面，強調(diào)能源、電力、充電設(shè)施、城市智能管理等全面的“電動交通”整體方案，而不是簡單的電動汽車本身。這也是中德能夠深入合作的基礎(chǔ)。近年來，德國已經(jīng)加大了電動汽車研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化力度，幾乎所有的德國汽車制造商都進行了與電動汽車相關(guān)的生產(chǎn)經(jīng)營活動，在此期間市場上也都有他們的電動汽車產(chǎn)品。我堅信，這些電動汽車也會受到中國消費者的歡迎。
CEI：德國在電動汽車推廣和標準統(tǒng)一方面比中國做得早，中德電動汽車合作能給中國帶來哪些經(jīng)驗和解決問題的方案呢？
貝雅德：德國和中國在電動汽車領(lǐng)域共享一個目標：兩國都想成為電動汽車的重要制造國，并顯著提高電動汽車的使用數(shù)量。基于這一原因，兩國于2011年建立了德中電動汽車戰(zhàn)略合作。其中，標準的統(tǒng)一對于電動汽車發(fā)展有著非常重要的意義，其在德中電動汽車合作中也是重要的組成部分。
在市場全球化的時代，德國和中國的電動汽車制造商一樣，都非常希望全球范圍內(nèi)適用盡可能統(tǒng)一的標準。同時，各個公司也通過加強彼此間的交流來推進行業(yè)標準的國際統(tǒng)一進程。只有這樣，才能有效地進行電動汽車的生產(chǎn)和國際間的銷售；也只有這樣，消費者才能買到盡可能好的電動汽車，真正從這一新型汽車中獲益。如此，中國的汽車制造商和消費者也能從中獲益。
目前，中德兩國政府的相關(guān)負責部門和兩國的企業(yè)對充電技術(shù)正進行密切的交流，以期達成一致的共同標準。其中，雙方已就充電設(shè)施的共同通信信號標準取得了一致。這將為今后達成一致的充電標準打下基礎(chǔ)。
現(xiàn)在重要的是進一步的問題：能否可以就一項技術(shù)達成一致，通過這項技術(shù)使得用一個充電設(shè)施便可實現(xiàn)快充和慢充？
除了按照慣例晚上充電之外，電動汽車司機也希望能夠有其他可能的選擇。例如，在高速公路旁休息時能快速給汽車的電池充電。如果我們今天就能考慮到這些需要，那么就可以節(jié)省這一部分成本，并且使充電設(shè)施在將來也同樣可靠和適用。德國和歐洲最近就“聯(lián)合充電系統(tǒng)”達成了一致，通過一項技術(shù)使快充和慢充同時成為了可能。在我們看來，這對于在中國的應(yīng)用，也是一項出色的解決方案。
CEI：我們知道電動汽車充電項目的合作，并非簡單建設(shè)充電樁、改造插頭設(shè)置。其必將涉及更多領(lǐng)域，如節(jié)能、環(huán)保、智能電網(wǎng)、新能源裝備、城市智能管理等領(lǐng)域，下一步，德國與中國的技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟合作還將圍繞著電動汽車展開哪些合作？
Abstract： The paper is aimed at introducing the decision making method， known as "intelligent decision making method for The electric car filling in power station planning and management based on GIS". As we know， it is a fundamental method to overcome the difficulties brought by great chaos in the process of the service station management， which can only be improved by heightening the effectiveness of decision-making planning and management.Thus this paper has put forward the new method according to the characteristics and existent problems of electric car filling in power station management decision.The decision-making management system can be divided into three levels.Then the paper has put forward the general frame of the electric car filling in power station management system，with the planned strategic targets and decision analysis about respective links in the system being illustrated. Meanwhile， it is necessary to integrate the artificial intelligence with semi-structural and unstructured models of general planning through KBS to absorb the plentiful experience and knowledge accumulated for many years from planning experts so as to combine the quantitative calculation with the qualitative analysis to improve the ability of problem solving.
關(guān)鍵詞： 決策方法；電動汽車；規(guī)劃管理；GIS；人工智能
Key words： decision-making method；electric car；planning and management；geographic information system；artificial intelligence
中圖分類號：U469.72 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）25-0031-03
0 引言
目前我國電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展還存在著諸多不確定性。電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展不如人意原因主要有：①缺乏對電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律的理性認識和對電動汽車產(chǎn)業(yè)扶持政策的定量和定性研究。②電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展受到充電設(shè)施的嚴重制約。我國電動汽車產(chǎn)業(yè)仍處于商業(yè)示范階段，離大規(guī)模推廣還有很大差距。要發(fā)展電動汽車產(chǎn)業(yè)，必須先合理規(guī)劃建設(shè)電動汽車充換電設(shè)施。而電動汽車充換電站的選址是電動汽車充換電設(shè)施建設(shè)首要解決的問題。文獻[1]以我國電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式為研究對象，采用系統(tǒng)動力學的方法，提煉出對電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展其關(guān)系統(tǒng)動力學模型沒有考慮電價政策因素，使得所建的模型有一定局限性。[2]建立了記及地理因素和服務(wù)半徑的兩步篩選法，用于確定電動汽車充換電站的候選站址。[3]對電動汽車的充電設(shè)施的特點進行了總結(jié)，將充電設(shè)施劃分為示范階段、公益階段和商業(yè)運行階段，并分析了每個階段的特點，對充電設(shè)施規(guī)劃的原則、流程和模型進行了研究。[4]建立了考慮地理信息、建設(shè)成本和運行成本的綜合優(yōu)化目標函數(shù)，采用量子群優(yōu)化算法對城市電動汽車充電站的優(yōu)化布局進行了研究。[5]將充電者充電成本和充電站投資者成本最小化作為優(yōu)化目標，建立了求解模型的兩階段啟發(fā)式算法。上述文獻的研究內(nèi)容主要通過求解復(fù)雜的數(shù)學模型對電動汽車的充換電站進行選址定容，但由于充換電站選址涉及因素較多，使得所建立的模型還存在不足之處。
由上知，目前適合我國電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展模式還沒有確定，使得電動汽車的基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃特別是電動汽車充換電站規(guī)劃選址存在較大風險。電動汽車充換電站的規(guī)劃要與電動汽車發(fā)展速度相匹配，超前和落后對電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展都不利。電動汽車充換電站的規(guī)劃一定要結(jié)合我國國情，借鑒業(yè)已得到成熟發(fā)展的電動自行車的發(fā)展經(jīng)驗，形成適合我國國情的電動汽車充電電站規(guī)劃理論和方法。
1 電動汽車充換電站規(guī)劃管理與基于電力GIS的電動汽車充換電站規(guī)劃智能決策系統(tǒng)
1.1 電動汽車充換電站規(guī)劃管理 傳統(tǒng)方法多通過建立運籌學模型解決涉及系統(tǒng)各部分利益全局性決策問題。但模型建立的代價太高、與實際情況存在差異、求解難度高等。為解決這些缺陷，提出了電動汽車充換電站規(guī)劃管理思想，全面分析電動汽車充換電站規(guī)劃系統(tǒng)，從而構(gòu)建出科學合理的總體戰(zhàn)略布局。
1.2 基于電力GIS的電動汽車充換電站規(guī)劃智能決策系統(tǒng)
1.2.1 決策的分類 本文提出基于電力GIS的電動汽車充換電站規(guī)劃智能決策方法。主要思路：用規(guī)劃管理思想將電動汽車充換電站規(guī)劃決策問題劃分成 3個層次。見表1。
1.2.2 總體規(guī)劃 結(jié)合上面模型，在充分調(diào)查的基礎(chǔ)上，統(tǒng)籌規(guī)劃目標，建立電動汽車充換電站的總體規(guī)劃架構(gòu)，見圖1。
1.2.3 構(gòu)建決策模型 首先，引入人工智能技術(shù)，構(gòu)建總體規(guī)劃中半結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化決策問題模型。從表1知，決策問題從程序化設(shè)計可以解決的結(jié)構(gòu)化問題延伸到更復(fù)雜、智能化的半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化問題。僅依靠應(yīng)用數(shù)學來構(gòu)建專業(yè)模型解決定量計算已不夠，還必須引入基于知識的人工智能技術(shù)。[6]結(jié)合電動汽車充換電站規(guī)劃特點，設(shè)計了KBS（ Knowledge -Based System），見圖2。
其次，模型與GIS結(jié)合，發(fā)揮其輔助決策的作用。數(shù)學模型注重理論機理和計算方法，不重視其表現(xiàn)形式的研究，因而數(shù)據(jù)表達不直觀，可視性差，難被非專業(yè)用戶有效使用。另外，在電動汽車充換電站規(guī)劃管理問題的決策中，空間表達非常重要。[7]將GIS功能模塊嵌入管理模型，實現(xiàn)管理模型與GIS的整體結(jié)合，建立空間管理模型。管理模型與GIS集成原理見圖3。
2 基于電力GIS的電動汽車充換電站規(guī)劃智能決策支持系統(tǒng)的一般性模型及決策過程
2.1 一般性模型 本文決策方法的基礎(chǔ)是分層，高層次問題的求解建立在低層次問題。決策的一般性模型如下。規(guī)劃決策向量為PD=（pd1，pd2，…，pdn）
pdi（i=1，…，n）規(guī)劃決策變量，n規(guī)劃決策變量的數(shù)量。
子問題j的決策向量為MDj（j=1，…，m）。子問題決策模型可表達為■LPj=fj（PD，MDj），j=1，2，…，m
MDj為變量，PD為參數(shù)（ 常量）。
將戰(zhàn)略層次的規(guī)劃決策向量引入子問題決策模型，使不同層次的模型間建立聯(lián)系。
2.2 基于電力GIS的電動汽車充換電站規(guī)劃智能決策過程 綜上，決策過程為圖4。①用戶提供規(guī)劃決策問題相關(guān)信息，系統(tǒng)對提供的信息進行處理并轉(zhuǎn)換成決策問題實例描述，形成決策問題實例。②對決策問題進行劃分。搜索多屬性知識庫，若判斷該決策問題是曾求解過的問題，便應(yīng)用知識庫中與之相關(guān)的經(jīng)驗或模型知識進行直接求解；反之，檢索模型庫，若該決策問題可在模型庫中選擇相應(yīng)模型， 即結(jié)合GIS創(chuàng)建空間決策模型，然后求解；否則，這個決策問題要分解為一系列子問題的集合，求解原決策問題就轉(zhuǎn)化為對每個子問題的分別求解[8]，綜合得之。③對求出的決策方案進行綜合評價，形成新的領(lǐng)域?qū)＜抑R存入知識庫中，供以后決策用。
3 結(jié)語
本文提出了電動汽車充換電站的規(guī)劃管理思想，為電動汽車充換電站規(guī)劃系統(tǒng)提供全過程規(guī)劃管理方案；將戰(zhàn)略規(guī)劃級的大模型化簡為子系統(tǒng)級的小模型，利用子系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)，求出滿足規(guī)劃目標的最優(yōu)解，降低了求解難度系數(shù)和模型的復(fù)雜度；應(yīng)用了GIS技術(shù)與人工智能技術(shù)，并集成了層次模型，提供了良好的人機對話環(huán)境，較大程度上降低了決策者的使用難度。本方法中，KBS知識庫的設(shè)計是本方法智能化的基礎(chǔ)。在此，要求設(shè)計KBS知識庫時，需以地區(qū)具體情況為基礎(chǔ)，合理借鑒其他先進城市、國家的規(guī)劃管理方法和模式，形成獨自的KBS知識庫，決策時才會有較好的智能性。
本文為實現(xiàn)基于電力GIS的電動汽車充換電站規(guī)劃智能決策系統(tǒng)提供了理論依據(jù)。
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所謂“新能源汽車”是指除汽油、柴油發(fā)動機之外所有其它能源汽車。包括燃料電池汽車、混合動力汽車、氫能源動力汽車和太陽能汽車等。其廢氣排放量比較低。據(jù)不完全統(tǒng)計，全世界現(xiàn)有超過400萬輛液化石油氣汽車，100多萬輛天然氣汽車。
2012年3月，國務(wù)院了《節(jié)能和新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》。規(guī)劃指出，從技術(shù)層面看，混合動力汽車技術(shù)逐步成熟，已進入產(chǎn)品市場競爭期，率先實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，正成為汽車市場銷售新的增長點。純電動汽車電池技術(shù)進步加速，整車產(chǎn)品更加接近消費者需求；世界主要汽車制造商加快了純電動汽車量產(chǎn)步伐；插電式混合動力作為一種具有純電動和混合動力雙重特征的電動汽車技術(shù)成為全球新的研發(fā)熱點；以電池租賃為代表的純電動汽車商業(yè)模式創(chuàng)新取得進展。燃料電池及燃料電池汽車技術(shù)近年來取得突破性進展，國際上各大汽車集團持續(xù)投入開展燃料電池汽車研發(fā)，燃料電池汽車整車成本顯著下降，性能指標已接近商業(yè)化水平。
規(guī)劃提出總體發(fā)展路線：“從培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)角度看，發(fā)展電氣化程度比較高的純電驅(qū)動電動汽車是我國新能源汽車技術(shù)的發(fā)展方向和重中之重。要在堅持節(jié)能與新能源汽車“過渡與轉(zhuǎn)型”并行互動、共同發(fā)展的總體原則指導(dǎo)下，規(guī)劃電動汽車技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略。”
“十二五”將是以汽車電控化和動力混合化兩大技術(shù)相結(jié)合為標志的產(chǎn)品換代與產(chǎn)業(yè)升級期。規(guī)劃還在此戰(zhàn)略下，推進“三縱三橫”的基本研局，在“三縱”方面，純電動汽車、增程式電動汽車和插電式混合動力汽車作為純電驅(qū)動汽車的基本類型；燃料電池汽車作為純電驅(qū)動汽車的特殊類型繼續(xù)獨立作為一“縱”；混合動力汽車主要為常規(guī)混合動力汽車。在“三橫”方面，“電池”包括動力電池和燃料電池；“電機”包括電機系統(tǒng)及其與發(fā)動機、變速箱總成一體化技術(shù)等；“電控”包括“電轉(zhuǎn)向”、“電空調(diào)”、“電制動”和“車網(wǎng)融合”等在內(nèi)的電動汽車電子控制系統(tǒng)技術(shù)。
下面我們就從新能源汽車領(lǐng)域的創(chuàng)業(yè)（代表：創(chuàng)業(yè)團隊清華“科易動力”科技公司）、學業(yè)（代表：東北大學自動化專業(yè)大四畢業(yè)生張明慧）以及企業(yè)專家（代表：“第一電動網(wǎng)”CEO龐義成）、高校專家（代表：北京交通大學新能源研究所黨支部書記孫丙香）等四部分，全方位解讀新能源汽車的發(fā)展前景。
電動汽車產(chǎn)業(yè)化年代表：
近期（2010?2015年），在依靠傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車技術(shù)改進和推進車輛小型化實現(xiàn)降低排放的同時，為滿足更為嚴格的節(jié)能減排法規(guī)目標要求，應(yīng)盡快推進混合動力技術(shù)的應(yīng)用，并發(fā)展小型純電動汽車和插電式混合動力電動車；
[關(guān)鍵詞] 唐山市；電動汽車；產(chǎn)業(yè)；SWOT
[中圖分類號] F426 [文獻標識碼] A 文章編號：1671-0037（2014）01-10-3.5
電動汽車的發(fā)展與產(chǎn)業(yè)化是涉及多層次、多學科、多領(lǐng)域的問題，其根本是解決能源與環(huán)境危機，但其本身也存在著高度的風險。我國新能源汽車的研究與開發(fā)已經(jīng)歷了一段歷程，同時也啟動了一批示范推廣試點城市，其中河北省唐山市是第二批示范城市之一。唐山市進行電動汽車的產(chǎn)業(yè)化具有其獨特的優(yōu)勢，同時也存在巨大的風險。如技術(shù)難關(guān)的突破，資金的投入巨大，規(guī)模化市場的培養(yǎng)，各利益集團的平衡，跨國巨頭壟斷的應(yīng)對，取代傳統(tǒng)能源汽車的競爭優(yōu)勢等等。凡此種種，疊加復(fù)合、紛紛繁繁共同構(gòu)造了電動汽車產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的系列風險。本文對唐山市發(fā)展電動汽車產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢與劣勢，機會和威脅進行分析。
1 唐山市發(fā)展電動汽車產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢（strength）
1.1 區(qū)位優(yōu)勢
唐山市位于京津冀及其腹地通向海外的咽喉，具有得天獨厚的區(qū)位優(yōu)勢。交通便利，隨著曹妃甸大港和唐山機場的開發(fā)建設(shè)，形成了海、陸、空立體交通網(wǎng)絡(luò)，輻射到華北、東北、西北等地區(qū)，為跨區(qū)域、跨產(chǎn)業(yè)的資金合作、技術(shù)合作提供了更多的機會。文化濃郁，毗鄰京津，有利于接受技術(shù)輻射帶動，承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，環(huán)渤海地區(qū)尤其是京津冀都市圈的快速發(fā)展，為唐山汽車工業(yè)的發(fā)展提供了前所未有的機遇。龍頭示范，曹妃甸作為國家循環(huán)經(jīng)濟示范區(qū)，已形成大規(guī)模產(chǎn)業(yè)聚集的態(tài)勢，國家、省級重點項目的建設(shè)充分體現(xiàn)了技術(shù)運用、技術(shù)集成、技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新能力強、拉動輻射效果明顯的優(yōu)勢，為節(jié)能環(huán)保電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了強大的平臺。
1.2 資源優(yōu)勢
唐山市擁有相對充裕的水資源，臨港工業(yè)所依賴的煤炭、石油、鐵礦石、原鹽等資源豐富，環(huán)境容量較大，具有培育汽車制造產(chǎn)業(yè)的資源優(yōu)勢，為發(fā)展電動汽車提供了條件。同時，唐山強大的鋼鐵和發(fā)達的機械行業(yè)為發(fā)展汽車制造奠定了堅實的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。唐山鋼鐵產(chǎn)能9 000萬噸，可為發(fā)展節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)提供鋼材原料。唐山的機械工業(yè)比較發(fā)達，時速350公里的動車組出自唐山。唐山愛信齒輪有限公司是汽車變速器專業(yè)化公司，隸屬于世界第四大汽車及零部件制造企業(yè)豐田公司。唐山現(xiàn)有電機電控、變速器、離合器、轉(zhuǎn)向節(jié)、制動盤、消聲器、減振器、蓄電池、懸掛裝置等零部件生產(chǎn)企業(yè)16家，以及汽車板材、高端焊機、注塑、小五金、機加工、汽車裝具等一批生產(chǎn)企業(yè)，整合后可形成節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支持平臺，有利于降低成本，形成產(chǎn)業(yè)鏈條。
1.3 政策優(yōu)勢
根據(jù)國務(wù)院關(guān)于“節(jié)能減排”、“加強節(jié)能、節(jié)油工作”和“著力突破制約產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要關(guān)鍵技術(shù)，精心培育一批戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)”的戰(zhàn)略決策要求，2008年1月財政部、科技部發(fā)出了《關(guān)于開展節(jié)能與新能源汽車示范推廣試點工作的通知》，首批13個城市開展節(jié)能與新能源汽車示范推廣工作，以財政政策鼓勵在公交、出租、公務(wù)和環(huán)衛(wèi)等公共服務(wù)領(lǐng)域率先推出新能源汽車，對推廣與使用單位購買節(jié)能新能源汽車給予補助。2010年5月，唐山市被列入第二批國家節(jié)能與新能源汽車示范推廣試點城市，國家對“十城千輛”試點城市在電動汽車的生產(chǎn)、消費與運營等給予了稅收、補貼以及車輛管理等各方面的優(yōu)惠政策，為唐山發(fā)展電動汽車產(chǎn)業(yè)鋪平了道路。
1.4 市場優(yōu)勢
我國繼2006年超過日本成為全球第二大汽車生產(chǎn)國之后，在2009年又超過美國成為第一大汽車生產(chǎn)和消費國，擁有不斷提高購買力水平的13億人口。2010年、2011年產(chǎn)銷汽車均超過1 800萬輛。預(yù)計到2020年和2030年我國汽車中乘用車保有量將會達到1.5億輛和2.5億輛的規(guī)模，今后20年是中國汽車產(chǎn)業(yè)由大變強的奮斗、成長過程，將成為參與全球汽車市場競爭的勁旅。同時，就唐山市本身而言，擁有734萬人口，截至2011年底，全市機動車保有量150萬輛，每百戶城市居民家庭擁有家用汽車25.5輛。公路客運車1 942輛、城市公交客運車1 871輛、市內(nèi)出租客運車3 605輛、旅游客運車144輛、環(huán)衛(wèi)車輛319輛、郵政專用車180輛。2011年唐山市完成地區(qū)生產(chǎn)總值5 442.4億元，排名全國第18名，在全國所有沿海城市中排名第13名，地級市中僅次于蘇州、無錫和佛山，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，唐山市各類汽車消費能力大幅提高。
2 唐山市發(fā)展電動汽車產(chǎn)業(yè)的劣勢（weakness）
2.1 電動汽車產(chǎn)業(yè)化進程中生產(chǎn)企業(yè)尚未發(fā)揮主導(dǎo)作用
在我國經(jīng)過兩個五年電動汽車前期的研究開發(fā)，在某些關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域取得了突破性的進展，同時汽車制造企業(yè)也看準了新能源汽車的戰(zhàn)略機遇在不斷加大研發(fā)力度，并且有新型的產(chǎn)品投放市場并進行了商業(yè)化運行，而這些均是在政府大力推進新能源汽車的產(chǎn)業(yè)政策下實施的，目前尚處于政府推動主導(dǎo)型。唐山市作為“十城千輛”試點城市之一，在相關(guān)優(yōu)惠政策的引導(dǎo)下，設(shè)立了唐山市電動汽車研發(fā)中心，2009年唐山市人民政府與上海汽車集團股份有限公司簽訂了《唐山曹妃甸綠色能源汽車項目合作框架協(xié)議》，引進了金能電池項目（唐海）、河北力通鋰電池正極材料項目（遷安），電動汽車產(chǎn)業(yè)化階段的企業(yè)主體地位尚未形成。另外從示范運行的新能源汽車的試用主要靠城市公交、大客車和出租車的數(shù)據(jù)支撐，純電動汽車的客戶主要是政府主導(dǎo)采購的公交集團。
2.2 先進的產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)較為薄弱
就唐山市的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)而言，唐山屬于資源型重工業(yè)城市，隨著煤炭資源的枯竭，唐山市實施了資源型城市轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略規(guī)劃，加快推進精品鋼材、先進裝備制造、化工、高端建材、綠色能源產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，實施了電動汽車、動車組、納米發(fā)電機、海洋資源利用等領(lǐng)域的關(guān)鍵共性技術(shù)重大科技專項，著力加快創(chuàng)建一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)和自主品牌的優(yōu)勢產(chǎn)品，推進了唐山戰(zhàn)略型新新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但就汽車產(chǎn)業(yè)而言，唐山市的產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)較為薄弱。
2.3 基礎(chǔ)設(shè)施的大規(guī)模建設(shè)有待開發(fā)
電動汽車的產(chǎn)業(yè)化運行需要完善的基礎(chǔ)設(shè)施的支持。純電動汽車產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)設(shè)施包括充電站網(wǎng)絡(luò)、車輛維修服務(wù)網(wǎng)絡(luò)、多種形式的電池營銷、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)等。建立一定數(shù)量的公用充電站、配備專用電纜及插座等是延長行駛里程、實現(xiàn)純電動汽車產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。在一個城市內(nèi)建設(shè)十幾個或數(shù)十個公用充電站，市區(qū)內(nèi)的出租車、私家車、商務(wù)車均可在公用充電站快速充電。公交公司也可在終點站、始點站自行建設(shè)充電站，為本線路公交車提供充電服務(wù)，環(huán)衛(wèi)車輛可在本企業(yè)的停車場內(nèi)充電，同時私家車還可在晚上回家充電。唐山市為加快電動汽車的產(chǎn)業(yè)化步伐，已于2010年3月，建成了國內(nèi)首座符合國家電網(wǎng)典型設(shè)計的大型充電站唐山南湖電動汽車充電站，同時市政府與華北電網(wǎng)有限公司簽署了《關(guān)于推進電動汽車充電設(shè)施建設(shè)戰(zhàn)略合作協(xié)議》。目前，唐山市委投入運行的47輛電動汽車建設(shè)了3座標準化充電站，8個充電樁。按照唐山市示范推廣實施方案至2012年底完成服務(wù)于1 052輛電動汽車的大型標準模塊化充（換）電站3座、中型整車快速補給站2座和充電樁106臺（套）的建設(shè)并投入使用的要求還有一段距離，離實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的距離更大。再者，尚需建設(shè)統(tǒng)一規(guī)范的充電站（樁），對充電機生產(chǎn)和充電接口進行標準化規(guī)范，以實現(xiàn)社會用公交車、出租車以及其他社會用車配套的供、充電體系。另外，與此相配套的車輛的運行管理、維修服務(wù)以及電池的營銷與回收等服務(wù)完善還有待開發(fā)。
3 唐山市發(fā)展電動汽車產(chǎn)業(yè)的機會（opportunity）
3.1 汽車產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展機遇
傳統(tǒng)汽車技術(shù)領(lǐng)域的落后是導(dǎo)致我國汽車企業(yè)經(jīng)濟效益普遍較低和環(huán)境污染嚴重的重要原因之一。對美、日等傳統(tǒng)汽車強國來說，產(chǎn)品升級存在的技術(shù)障礙小，額外支付的成本也較低。而在我國，由于技術(shù)實力、品牌知名度等方面的巨大差距，我國自主品牌的汽車要想超越汽車強國，難度很大。而我國在新能源汽車領(lǐng)域和發(fā)達國家的差距相對要小得多，甚至在某些技術(shù)領(lǐng)域還處于世界先進水平，可以說新能源汽車領(lǐng)域是我國汽車產(chǎn)業(yè)獲得跨越式發(fā)展的唯一機會。未來10年是我國新能源汽車發(fā)展的戰(zhàn)略機遇期，中國高度重視電動汽車的發(fā)展，在2011年3月出臺的“十二五”規(guī)劃綱要中，中國把新能源汽車列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，提出要重點發(fā)展插電式混合動力汽車、純電動汽車和燃料電池汽車技術(shù)，開展插電式混合動力汽車、純電動汽車研發(fā)及大規(guī)模商業(yè)化示范工程，推進產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。未來我國電動汽車將迎來新一輪的高速發(fā)展。恰逢此時，在這一大的國際汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型時期，唐山緊緊抓住機遇，大力發(fā)展電動汽車產(chǎn)業(yè)，將有力地促進唐山經(jīng)濟轉(zhuǎn)型及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，同時實現(xiàn)能源與環(huán)境問題的雙解。
3.2 符合國家新能源汽車戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃
世界汽車產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨三大挑戰(zhàn)：能源供應(yīng)和能源安全、區(qū)域性的空氣質(zhì)量及全球性的氣候變暖。車用能源及動力系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保是汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的核心問題和首要問題，能源多元化、車輛節(jié)能與輕量化、排放清潔化、動力電氣化是汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢。集中到一點，就是要發(fā)展以電動汽車為主體的新能源汽車。通過2010年國家接連出臺的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)劃（2011-2020）》征求意見稿以及《關(guān)于開展私人購買新能源汽車補貼試點的通知》可以看出，國家對電動汽車的生產(chǎn)、銷售以及消費均給予較大的稅收優(yōu)惠及補貼。由此，在新能源汽車的發(fā)展方向上電動汽車已成為國家主推方向。
我國汽車工業(yè)面臨產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和可持續(xù)發(fā)展的壓力，存在產(chǎn)業(yè)安全及經(jīng)濟安全等問題，形勢十分嚴峻。一方面，石油安全成為我國汽車工業(yè)發(fā)展的第一制約因素。2009年我國石油對外依存度接近52%，預(yù)計未來會進一步增大。另一方面，我國汽車產(chǎn)業(yè)面臨嚴峻的節(jié)能、減排和減碳壓力，傳統(tǒng)汽車技術(shù)水平與國際先進水平相比還有較大差距，油耗和碳排放將成為我國汽車走向世界的主要障礙。因此，發(fā)展節(jié)能與新能源汽車，不僅成為我國汽車行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇，也是我國汽車人承擔社會責任的體現(xiàn)。為抓住汽車產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的有利時機，我國啟動了國家節(jié)能和新能源汽車示范工程，由中央財政安排資金給予補貼，支持大中城市示范推廣混合動力汽車、純電動汽車、燃料電池汽車等節(jié)能和新能源汽車。由此，唐山市培育電動汽車產(chǎn)業(yè)具有廣闊的發(fā)展前景。
3.3 國家及地方政府對電動汽車技術(shù)開發(fā)的資金支持
2009年《汽車產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》中目標之一，就是電動汽車產(chǎn)銷形成規(guī)模。主要任務(wù)包括：推動純電動車、充電式混合動力汽車及其關(guān)鍵零部件的產(chǎn)業(yè)化。政策措施有：啟動國家節(jié)能和新能源汽車示范工程，由中央財政安排資金給予補貼，支持大中城市示范推廣混合動力汽車、純電動車、燃料電池汽車等節(jié)能和新能源汽車；縣級以上城市人民政府要制訂規(guī)劃，優(yōu)先在城市公交、出租、公務(wù)、環(huán)衛(wèi)、郵政、機場等領(lǐng)域推廣使用新能源汽車；建立電動汽車快速充電網(wǎng)絡(luò)，加快停車場等公共場所公用充電設(shè)施建設(shè)。通過2010年國家接連出臺的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)劃（2012-2020）》以及《關(guān)于開展私人購買新能源汽車補貼試點的通知》可以看出，國家對電動汽車的生產(chǎn)、銷售以及消費均給予較大的稅收優(yōu)惠及補貼。由此，在新能源汽車的發(fā)展方向上電動汽車已成為國家主推方向。
針對電動汽車的消費，2010年06月財政部出臺了《關(guān)于開展私人購買新能源汽車補貼試點的通知》（財建[2010]230號），為促進新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，財政部、科技部、工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展改革委四部委提出將開展私人購買新能源汽車補貼試點工作，辦法針對試點城市私人購買、登記注冊和使用的新能源汽車給予一次性補助，對動力電池、充電站等基礎(chǔ)設(shè)施的標準化建設(shè)給予適當補助。
為促進電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，唐山市制定了節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，同時建立示范推廣試點專項資金，重點用于示范運營車輛補貼和支持配套設(shè)施的建設(shè)及維護保養(yǎng)，鼓勵各用車部門和市民購買節(jié)能與新能源汽車。唐山市政府大力支持企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新、技術(shù)攻關(guān)并形成產(chǎn)業(yè)體系，為節(jié)能與新能源汽車示范試點提品和技術(shù)支撐，為此，市財政每年安排2 000萬元科技三項經(jīng)費，用于節(jié)能與新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新與服務(wù)平臺建設(shè)，支持節(jié)能與新能源汽車關(guān)鍵共性技術(shù)攻關(guān)、關(guān)鍵零部件和技術(shù)保障技術(shù)研發(fā)。另外，唐山市將節(jié)能與新能源汽車納入政府采購范圍，要求各級政府部門優(yōu)先采購，并按照5%的比例逐年提高節(jié)能與新能源汽車的占有量。從2010年起，出租、電力、公務(wù)等公共用車要逐漸推廣應(yīng)用節(jié)能與新能源汽車。市財政按國家補貼的20%予以匹配，視具體情況用于購車或電池租賃、電池更換、充電設(shè)施建設(shè)等。
3.4 企業(yè)的積極參與
經(jīng)過近年的努力，唐山市在電動汽車產(chǎn)業(yè)化進程中形成了政府、企業(yè)、高校院所緊密結(jié)合的創(chuàng)新體系。已謀劃建設(shè)了20平方公里的曹妃甸電動汽車城，購建了以整車、電機、電池和電控系統(tǒng)為主的四大主導(dǎo)鏈，產(chǎn)業(yè)體系已現(xiàn)雛形。為加快電動汽車的產(chǎn)業(yè)化進程，唐山市已引資11.2億元，總投資15.8億元，推進了重大產(chǎn)業(yè)項目的實施。主要有上汽唐山客車有限公司新能源客車項目、曹妃甸東風純電動車項目、河北曹妃甸鋰源電動車及動力總成項目、唐山普林億威公司電機項目、金能（唐海）電池項目、河北（遷安）力通鋰電池正極材料項目、唐山安特微型電動汽車項目、北京普萊德和風帆動力電池項目、華北電網(wǎng)南湖充電站建設(shè)項目以及華北電網(wǎng)北郊換電站建設(shè)項目等，企業(yè)的積極參與構(gòu)建了電池材料、電池、電機、動力總成和整車生產(chǎn)的完整的電動汽車產(chǎn)業(yè)鏈。唐山市確立的電動汽車及其關(guān)鍵零部件研究開發(fā)和技術(shù)應(yīng)用的企業(yè)主體、政府引導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)體系，為唐山電動汽車的產(chǎn)業(yè)化奠定了堅實的基礎(chǔ)。
4 唐山市發(fā)展電動汽車產(chǎn)業(yè)的威脅（threat）
4.1 技術(shù)專利制約
為應(yīng)對日益突出的燃油供求矛盾和環(huán)境污染問題，世界主要汽車生產(chǎn)國紛紛加快部署，將發(fā)展新能源汽車作為國家戰(zhàn)略，加快推進技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。由于新能源汽車技術(shù)發(fā)展是一次重大的技術(shù)革命機遇，專利必將成為各國搶占這一新興技術(shù)的主戰(zhàn)場，目前新能源汽車專利的關(guān)鍵領(lǐng)域，大多已經(jīng)被國外企業(yè)所壟斷。國外針對中國的專利型技術(shù)性貿(mào)易壁壘已經(jīng)初見端倪，甚至有專利封鎖、合圍等布局。
就國內(nèi)而言，截至3月底，我國企業(yè)申請混合動力汽車專利僅占在華申請總數(shù)2731件的38%，且主要集中于動力總成布置技術(shù)，而國外在華發(fā)明專利申請有1 691件，并且集中于控制技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域。而且，目前國內(nèi)企業(yè)新能源領(lǐng)域?qū)＠酁橥庥^專利與實用新型專利，打球的居多，真正的發(fā)明專利很少。據(jù)專家介紹，目前占國內(nèi)新能源汽車專利數(shù)最多的比亞迪，其900余件專利中非發(fā)明專利占到總數(shù)的60%。而在新能源汽車電池發(fā)明專利方面，有三大核心是無法繞行的，其中一個是包敷碳技術(shù)專利，后兩個是磷酸鐵鋰本身材料專利和碳熱還原技術(shù)專利，前者加拿大Phostech公司已經(jīng)在華申請專利，擁有獨家使用權(quán)；后者尚未輪到中國申請專利，分別歸屬于加拿大Phostech公司和美國威能公司。
在純電動汽車領(lǐng)域，國內(nèi)僅有4件核心專利申請，其他多為應(yīng)用專利申請，同期來華發(fā)明專利申請有767件，日本、美國、韓國等排名居前。而在燃料電池汽車領(lǐng)域，日本豐田和美國通用兩家企業(yè)在華申請占到64%，專利布局意圖明顯。2010年，豐田和通用分別在我國電動汽車方面申請了162件和132件專利，是申請專利最多的前兩名企業(yè)。目前在電機控制領(lǐng)域，真正具有核心專利的企業(yè)較少，關(guān)鍵的系統(tǒng)芯片多為進口，由于缺乏核心專利及授權(quán)，因此生產(chǎn)完全受制于人。
上述分析是就國內(nèi)外整體情況而言，而對于唐山市來講，以節(jié)能與新能源汽車示范為重要契機，不斷加大電動汽車的研發(fā)投入，成立了唐山市電動汽車研發(fā)中心，建設(shè)了電動汽車重點實驗室，并與中科院、清華大學、北京理工大學等多家高等院校和科研單位合作，制定了《唐山節(jié)能與新能源汽車發(fā)展技術(shù)路線圖》、《唐山市電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》。目前共承擔國家科技支持計劃項目1項，省科技重大項目2項，市科技計劃項目17項，取得了多項科研成果，獲得電動汽車相關(guān)專利19項。已自主研制出大功率永磁無刷直流電機、永磁無刷直流輪轂電機等純電動汽車核心部件，并在電動汽車動力總成方面取得了20多項自主知識產(chǎn)權(quán)成果。這些成果主要是圍繞總成技術(shù)方面，而核心關(guān)鍵技術(shù)較少。由此，唐山市電動汽車產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中將受制于專利壁壘。
4.2 缺乏核心技術(shù)
和國外傳統(tǒng)汽車生產(chǎn)國家相比較而言，在新能源汽車領(lǐng)域我國整體技術(shù)水平差距不大，但核心技術(shù)仍需突破。早在“八五”期間，我國就成立了中國電工技術(shù)學會電動汽車研究會，電動汽車被列入國家科技攻關(guān)項目，把電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)研究工作作為重中之重，并取得了多項關(guān)鍵技術(shù)的突破。總體而言，我國電動汽車技術(shù)與國際先進水平差距不大，一般認為差距在3～5年。只有取得核心技術(shù)的突破，我國電動車才能有望實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。電動汽車的核心技術(shù)包括電池、電機和電控三部分。在這3項核心技術(shù)上，我國的技術(shù)水平都處于研發(fā)中，技術(shù)水平還比較低，國內(nèi)很少有企業(yè)能全部掌握這三大技術(shù)。在電池方面，動力電池的壽命、能量密度等與汽車正常行駛的要求仍然存在很大差距，且占動力電池成本30%的電池隔膜技術(shù)仍沒有掌握，基本上以進口為主；在電機和控制系統(tǒng)方面，我國企業(yè)在整合元器件方面長時間沒有突破；在整車電控方面，我國起步較晚，與國外差距較大。唐山市在示范推廣及應(yīng)用中，雖取得了一定的研究開發(fā)成果，但離者產(chǎn)業(yè)化需求還有較長的一段路程。
5 SWOT矩陣分析
SWOT矩陣分析法是一種綜合考慮組織的內(nèi)部優(yōu)勢、劣勢和來自外部環(huán)境的機會和威脅的系統(tǒng)分析方法，它是組織揚長避短、趨利避害的有效工具。根據(jù)唐山市電動汽車產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和SWOT分析法原理，本文列出唐山市發(fā)展電動汽車SWOT矩陣。
6 結(jié)論
通過對唐山市電動汽車產(chǎn)業(yè)的SWOT矩陣分析，其產(chǎn)業(yè)在未來發(fā)展中有著良好的外部機遇和內(nèi)部優(yōu)勢，但同時，由于自身汽車產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)相對薄弱，并受電動汽車關(guān)鍵核心技術(shù)的影響，也面臨較大的困難與挑戰(zhàn)。
關(guān)鍵詞：電動汽車；技術(shù)創(chuàng)新；技術(shù)創(chuàng)新策略；
文章編號：1674-3520（2015）-05-00-01
一、我國電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
我國汽車消費市場容量大，發(fā)展?jié)摿姡泊嬖谥幌盗械闹萍s因素。一方面，我國傳統(tǒng)汽車行業(yè)發(fā)展迅速，但是起步較晚，其核心技術(shù)和關(guān)鍵零部件對國外依賴程度大，未能取得重大突破，自主創(chuàng)新意識和力度仍然薄弱[1]。另一方面，我國石油和天然氣匱乏，也阻礙了汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。中石油經(jīng)濟技術(shù)研究院最新的《2013年國內(nèi)外油氣行業(yè)發(fā)展報告》披露，2013年，我國石油和原油消費量分別達到4.98億噸和4.87億噸，同比分別增長1.7%和2.8%，石油對外依存度為58.1%，與上年基本持平。2013年天然氣需求量迅猛增長，2013年全年消費量達到1676億立方米，同比增長13.9%，天然氣進口量達到530億立方米，對外依存度達到31.6%。與此同時，我國還面臨著溫室氣體排放和環(huán)境污染等問題。在這些宏觀背景的驅(qū)動下，發(fā)展電動汽車已經(jīng)成為我國汽車發(fā)展的必須策略。目前，我國電動汽車產(chǎn)業(yè)取得很大的進展，同時也得到了地方政府的支持。2013年我國新能源汽車產(chǎn)量1.75萬輛，同比增長39.7%，其中純電動汽車14243輛，插電式混合動力3290輛，電動大巴、電動出租車已經(jīng)在全國大部分城市應(yīng)用。電動汽車產(chǎn)業(yè)的興起為解決汽車行業(yè)發(fā)展的制約因素提供了契機，關(guān)系到我國能源安全、環(huán)境污染等問題能否合理解決以及提升汽車產(chǎn)業(yè)的競爭力。我國電動汽車起步較早，市場需求大，并且已經(jīng)逐漸掌握了部分關(guān)鍵技術(shù)，而且這一產(chǎn)業(yè)尚不成熟，發(fā)展?jié)摿薮蟆Ｎ覈l(fā)展電動汽車已經(jīng)逐漸從實驗室測試步入產(chǎn)業(yè)化軌道，發(fā)展電動汽車的產(chǎn)業(yè)環(huán)境已經(jīng)逐漸形成。
二、我國發(fā)展電動汽車產(chǎn)業(yè)存在的問題
（一）企業(yè)規(guī)模小，缺乏獨立的研究與試驗條件、跨單位、高難度的電動汽車合作創(chuàng)新項目的管理水平有待提高，研發(fā)能力渙散。電動汽車是高新技術(shù)聚集融合的產(chǎn)品，需要雄厚的科研物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)與大量的資金投入。就目前來看，由于電動汽車合作創(chuàng)新項目的難度較高，又缺乏高素質(zhì)的管理人才，電動汽車零部件供應(yīng)商的布局分散，發(fā)展不均，尚未形成協(xié)同和集群效應(yīng)，所以電動汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力沒有體現(xiàn)出來，各種潛力還有待于進一步挖掘[2]。
（二）電動汽車產(chǎn)業(yè)化的供應(yīng)鏈尚未有效建立，研發(fā)投入不足。我國的汽車零部件工業(yè)的發(fā)展已經(jīng)嚴重滯后，技術(shù)水平低下，缺乏獨立的開發(fā)能力，這對我國電動汽車企業(yè)的發(fā)展是一個瓶頸。而國際汽車行業(yè)正在廣泛采用平臺戰(zhàn)略、零部件全球采購、系統(tǒng)設(shè)計、模塊化供貨。汽車材料、零部件工業(yè)規(guī)模小，在供應(yīng)鏈上不管是上游的零部件供應(yīng)還是下游的銷售和配套設(shè)施的完善都還遠遠沒有達到產(chǎn)業(yè)化的要求產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)能力都與全國先進水平有較大的差距。因此，我國電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展面臨著很大的壓力和風險。
（三）電動汽車價格高、消費者購買意愿弱。巨額的研發(fā)投入、眾多新型零部件和較小的生產(chǎn)規(guī)模，使得電動汽車的成本居高不下。混合動力汽車的兩套動力系統(tǒng)增加了制造成本；純電動汽車的大容量動力電池尚未實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，價格高，有時甚至占到了整車成本的60%。目前，市場上的電動汽車價格一般高出同級別汽油車近一倍，雖然使用費用低，但消費者仍然需要很長的時間才能收回多支出的購置費用。面對比內(nèi)燃機汽車高得多的價格，許多消費者更不愿意購買電動汽車[3]。
三、促進我國電動汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的對策
第一， 聯(lián)合組建研發(fā)戰(zhàn)略聯(lián)盟、開發(fā)共性技術(shù)。建立戰(zhàn)略聯(lián)盟來合作開發(fā)共性技術(shù)，是眾多人士提出解決電動汽車技術(shù)力量分散、重復(fù)研發(fā)問題的對策，可以由國內(nèi)主要汽車企業(yè)和關(guān)鍵零部件企業(yè)各自拿出銷售額的一定比例的資金，并吸收大學與科研單位入股，合資組建專業(yè)化的電動汽車研發(fā)公司，國家對電動汽車科技專項經(jīng)費也主要投入到研發(fā)公司。公司的部分董事由汽車工業(yè)協(xié)會和中央政府主管部門指定，各出資單位拿出部分股東大會的投票權(quán)由汽車工業(yè)協(xié)會代為行使，這樣可以避免公司被出資較多的大股東操縱，保證公司基于整個行業(yè)利益來確定研發(fā)項目。研發(fā)項目既可以由公司自己完成，也可以以招標方式委托國內(nèi)外企業(yè)和研究機構(gòu)通過研發(fā)外包來完成，研發(fā)成果一部分可以免費向入股單位提供，一部分可以有償轉(zhuǎn)讓給企業(yè)。
第二，增加研發(fā)的投入、建立研發(fā)中心。研發(fā)是一個高科技企業(yè)的靈魂，高技術(shù)的研究發(fā)展與應(yīng)用就更要求基礎(chǔ)科學的發(fā)展和增加對研發(fā)的投入，成立研發(fā)中心就能夠吸引和培養(yǎng)企業(yè)所需要的研發(fā)人才，提高企業(yè)的技術(shù)能力。我國電動汽車產(chǎn)業(yè)還處于初期的成長階段，進行內(nèi)部研發(fā)是最適宜的方法。同時，企業(yè)要與其他單位加強合作創(chuàng)新，如高等學校、科研院所、國內(nèi)外相關(guān)零部件制造企業(yè)等等，充分利用企業(yè)外的科技資源為本企業(yè)服務(wù)提高企業(yè)的核心能力。
第三，打破壟斷、引導(dǎo)社會資本投資充電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。一些汽車企業(yè)提出讓政府來投資建設(shè)充電網(wǎng)絡(luò)，其實政府只需要開放充電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)市場，就可以引導(dǎo)社會資本來完成充電網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和運營。一般情況下，充電站建設(shè)的投資規(guī)模僅為加油站投資的10%，經(jīng)營利潤不會低于加油站，安全要求卻比加油站低。眾多社會資本實際上是有投資意愿的，如果能夠放松管制，開放社會資本投資充電站建設(shè)，提供高效的審批和監(jiān)管服務(wù)，并在運營方面提供稅收優(yōu)惠，將會極大地推動充電網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。以色列和丹麥等國運營的電池租賃與充電服務(wù)的商業(yè)模式，能大幅度降低電動汽車的價格和使用成本，值得借鑒。
四、結(jié)語
全球化能源危機日益加劇的今天，傳統(tǒng)汽車廠商的生存和可持續(xù)性發(fā)展受到了巨大的挑戰(zhàn)，各國紛紛開始進入新能源技術(shù)研究領(lǐng)域，企業(yè)只有進行不斷的創(chuàng)新才能在競爭中獲得成功，只有掌握核心技術(shù)才能在未來競爭中占有優(yōu)勢。電動汽車作為新興的技術(shù)，對企業(yè)的技術(shù)研發(fā)提出了新的挑戰(zhàn)，有效的進行技術(shù)創(chuàng)新并選擇合適的策略是企業(yè)獲得持續(xù)能力的最重要源泉。
參考文獻：
[1]鳳崗瓊，程振彪.國內(nèi)外汽車技術(shù)研發(fā)的現(xiàn)狀與趨勢[J].汽車工業(yè)研究，2011（4）.
國新能源汽車產(chǎn)業(yè)選擇建立汽車快速更換動力電池的商業(yè)模式將是純電動汽車快速發(fā)展的最佳解決方案。
關(guān)鍵詞：純電動汽車；換電；商業(yè)模式
中圖分類號：F204 文獻標識碼：A doi：10．39690．issn．1672-3309(s)．2011．04．03 文章編號：1672―3309(2011)04―49―02
在世界政治經(jīng)濟動蕩、石油短缺、原油價格走高的背景下，只有快速發(fā)展可替代能源，并減少對石油的需求才能使世界避免遭受更為嚴重的經(jīng)濟打擊。
中國的石油對外依存度高是經(jīng)濟高速發(fā)展的需要。2011年1月10日，海關(guān)總署公布數(shù)據(jù)顯示，2010年全年中國進口原油2.39億噸，共花費約1萬億元人民幣，同比增長51.4％。全年中國石油對外依存度約為55％，再次破50％的警戒線。以鐵礦石作參照，十多年來，中國鋼鐵產(chǎn)業(yè)由于過度依賴進口，鐵礦石價格被國際三大礦石巨頭壟斷式的瘋長，從2002年每噸不足20美元，漲到2010年每噸超過120美元，中國鋼鐵產(chǎn)業(yè)面對著需求旺盛的鋼材市場，卻發(fā)展受困。可以預(yù)見，世界原油價格的震蕩向上，對中國的經(jīng)濟增長影響將是巨大的。
2009年中國已經(jīng)成為世界最大的汽車生產(chǎn)國。2010年保有汽車約7000萬輛。如果達到世界汽車千人保有量128輛的平均水平，中國汽車保有量應(yīng)該是1.56億輛多一些。這些汽車消費的原油占中國原油消費比例將從大約占10％上升到20％。與此同時，大量的汽車，已經(jīng)成為城市的主要污染源，對環(huán)境保護、交通通暢和城市秩序帶來巨大壓力。
新能源汽車作為汽車產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展方向，是汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型規(guī)劃的重中之重。然而，其在技術(shù)、成本、配套設(shè)施等方面依然存在很大問題。
一、純電動汽車的發(fā)展
1、純電動汽車是最佳新能源車方向
按照國家發(fā)改委公告定義，新能源汽車包括混合動力電動汽車、純電動汽車(包括太陽能汽車)、燃料電池電動汽車、其他新能源(如超級電容器、飛輪等高效儲能器)汽車等。非常規(guī)的車用燃料指除汽油、柴油、天然氣、液化石油氣、乙醇汽油、甲醇、二甲醚之外的燃料。
目前國際上新能源汽車發(fā)展的主流是混合動力電動汽車、純電動汽車和燃料電池電動汽車。中國國內(nèi)主流汽車制造商結(jié)合自己的優(yōu)勢特點，主張或較早小規(guī)模化實踐的也是混合動力電動汽車。因為，通過研發(fā)和應(yīng)用混合動力電動車可以積累發(fā)展純電動汽車和燃料電池車的經(jīng)驗。燃料電池混合動力車被譽為新能源汽車發(fā)展的未來。但在解決氫能源補給方面遇到與純電動汽車一樣的缺乏基礎(chǔ)設(shè)施的問題，同時還面臨在能源補給站儲存氫燃料的安全問題的挑戰(zhàn)。純電動汽車的發(fā)展同樣被國內(nèi)外專家寄予厚望，在應(yīng)對石油短缺、發(fā)展低碳經(jīng)濟以及解決城市空氣污染等方面都具備優(yōu)勢。
2010年上海世博會，一千多輛各類新能源車包括混合動力電動車、燃料電池電動車、各類純電動汽車，其中有鋰離子動力電池純電動公交車、超級電容車、電池電容混合車、鉛酸電池的觀光電動車，經(jīng)歷了6個月的運營，通過車輛及基礎(chǔ)設(shè)施投資對比、運營效果和成本比較，許多政府官員、企業(yè)家、工程師、投資人逐漸認為，現(xiàn)在發(fā)展純電動汽車的條件逐步具備，純電動汽車是當前新能源車發(fā)展的最佳方向。無獨有偶，2011年2月，有新聞報道，美國總統(tǒng)奧巴馬近日提出財政預(yù)算案要結(jié)束清潔柴油汽車項目的政府投資，并要求削減氫燃料電池項目的投資，將有限的資金投入到鋰離子動力電池電動車的研究推廣中。
2、純電動車的發(fā)展與存在的問題
電動汽車的創(chuàng)造有比內(nèi)燃機汽車更早的歷史。上世紀70年代，因中東戰(zhàn)爭爆發(fā)石油危機，世界各國政界又著手研究替代石油的其他能源。因此，從政治經(jīng)濟方面考慮，電動汽車出現(xiàn)了機遇。特別是近10年來，氣候變暖、地球危機等環(huán)境保護問題成為各方關(guān)心的問題，開發(fā)生產(chǎn)零污染交通工具成為各國所追求的目標，電動汽車的無污染特點，使其成為當代汽車發(fā)展的主要方向。
純電動汽車的三大核心部件是多源動力總成控制、驅(qū)動電機和動力電池。其中最關(guān)鍵的要數(shù)動力電池。通過各國的努力，采用鋰離子動力電池作為動力電池的純電動汽車的研發(fā)已經(jīng)有了長足發(fā)展。由于動力電池能量體積比低于汽柴油，配置與汽柴油相當?shù)捏w積或者相當重量的動力電池，可以獲得的車輛續(xù)駛里程只有汽柴油車輛的一半或者1／3。因此，純電動汽車要能被市場和消費者接受，最大難關(guān)在于電池。
因為有了內(nèi)燃機汽車作為標桿，開發(fā)純電動汽車就出現(xiàn)了許多困難，比如對續(xù)駛里程的困惑等。然而，通過對比內(nèi)燃機汽車與純電動汽車在續(xù)駛里程、能源補給、成本、安全性、排放等指標，可以發(fā)現(xiàn)純電動汽車的許多問題，更重要的是，也發(fā)現(xiàn)了更多吸引公眾接受和發(fā)展的優(yōu)點。
3、應(yīng)改變純電動汽車的發(fā)展思路
思路決定出路。純電動汽車的發(fā)展應(yīng)從以下幾個方面人手：第一，從政府引導(dǎo)消費習慣、生活理念開始，引導(dǎo)純電動汽車消費市場，無論從環(huán)保還是從能源消費成本都對消費者有吸引力：第二，汽車廠商和技術(shù)人員要擺脫現(xiàn)有內(nèi)燃機汽車的特性，設(shè)計滿足消費者需求的純電動汽車產(chǎn)品。比如續(xù)駛里程在100千米，絕大部分在城市內(nèi)活動的消費者每天的行程不超過100千米，完全可以滿足消費者需求：第三，政府要推動純電動汽車能源補給設(shè)施的規(guī)模化、網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)。
二、換電商業(yè)模式要點
1、換電與換電商業(yè)模式
換電，是相對于充電而言，是純電動汽車能源補給的一種模式。以手機電源為例，通常可以使用備用電池，采用換電池的方法替換電源，也可以通過充電器將手機與電源插座相連補充電源。幾十年來，電動汽車的發(fā)展，電能補充始終是以充電的方式進行的，由于汽車比較龐大，考慮到電池聯(lián)接安全性，又涉及到專用的換電設(shè)備設(shè)計和投資，給汽車換電池自然就不成為首選考慮。然而換電，有其必要和優(yōu)勢。其必要性在于：其一，基于動力電池的專業(yè)特性，需要專門的維護，以確保其安全、使用效果和壽命延長，因此專門的能源補給設(shè)施應(yīng)該具備集中式的特性，而不是分散式充電樁；其二，整車充電時間過長，采用換電模式可以解決純電動汽車能源補給效率問題。
換電商業(yè)模式的核心是車輛和電池的銷售和所屬權(quán)要分離。汽車廠在提供整車的時候，配置了合適的電池，并且確保該車輛的性能和安全。消費者只采購不帶電池的裸車部分。由電池專業(yè)維護、充電、換電的運行商來購買電池，供給消費者使用并提供服務(wù)。
2、換電商業(yè)模式是純電動車發(fā)展的解決方案
與充電模式相比較，換電模式有多方面的優(yōu)勢(見表1)。基于換電模式所具備的優(yōu)勢特性，將突破早期電動車發(fā)展的制約瓶頸，是純電動車發(fā)展的最佳解決方案。但值得注意的是，需要處理好以下事項：整車廠要基于共同的電池箱標準：開放式的選擇電池并接受運行商的集中管理。
三、展望
只有政府、整車廠、運行商共同參與創(chuàng)造新型的電動汽車商業(yè)模式，才可能真正做出符合消費者需求的電動汽車產(chǎn)品和服務(wù)系統(tǒng)，才可能更好地促進電動汽車產(chǎn)業(yè)化、市場化發(fā)展，以應(yīng)對未來的石油危機以及低碳經(jīng)濟和環(huán)境保護的要求下。
參考文獻：
[1]米歇爾?克雷爾，中東北非動蕩石油將成奢侈品[N]．中國能源報，201 1―03―07．
關(guān)鍵詞 電動汽車；電機驅(qū)動系統(tǒng)；教學實驗平臺
中圖分類號：G642 文獻標識碼：B
文章編號：1671-489X（2016）20-0050-03
Abstract Teaching experimental equipment is the material basis toculture practical ability and creative ability of students， and the im-portant link of professional curriculum system construction. Accor-ding to the teaching experimental demand ofElectric vehicle drive technology-related courses， based on the target to test evaluation forthe overall performance of the motor drive system， around the testproject of Experiments needed， the general scheme of electric vehiclemotor drive system teaching experiment platform is proposed. Andit is an equipment guarantee for training Practical ability and creativeability of students.
Key words electric vehicle； motor drive system； teaching experi-ment platform
1 前言
發(fā)展電動汽車已經(jīng)上升為國家戰(zhàn)略。科技部明確提出，到2020年建立起完善的電動汽車動力系統(tǒng)科技體系和產(chǎn)業(yè)鏈，實現(xiàn)各類電動汽車的產(chǎn)業(yè)化，促進新能源汽車戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)進入快速成長期。
戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展給專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)提出新的要求[1-2]，為適應(yīng)社會對電動汽車專業(yè)高素質(zhì)、應(yīng)用型技術(shù)人才的需求，南京航空航天大學金城學院車輛工程系在車輛工程專業(yè)的基礎(chǔ)上拓展了電動汽車專業(yè)方向，并加強了專業(yè)教學實驗設(shè)備的建設(shè)。電機驅(qū)動系統(tǒng)是電動汽車的“三橫”技術(shù)體系之一，是電動汽車的“心臟”，其性能的提高是電動汽車發(fā)展的關(guān)鍵。電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)教學實驗平臺能夠測試評價電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)的整體性能，為電動汽車驅(qū)動技術(shù)相關(guān)課程實驗提供設(shè)備保障，同時支撐相關(guān)領(lǐng)域的科學研究。
2 電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)
電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)是一個復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，包括電動機、逆變器、控制器、電池組和DC-DC變換器，拓撲結(jié)構(gòu)如圖1所示。電池組提供電能，由控制器控制逆變器驅(qū)動電動機，DC-DC變換器可以將電池組的電壓穩(wěn)定在一個相對較高的值上，從而提高電動機的驅(qū)動性能。
優(yōu)化電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)，選用高比功率的電動機，改進電動機的控制算法，這些是提高電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)性能的主要方法，均是圍繞提高電機驅(qū)動系統(tǒng)的效率展開的。因此，如何精確測試電機驅(qū)動系統(tǒng)的效率，成為電動汽車設(shè)計人員關(guān)心的問題。電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)教學實驗平臺正是圍繞電機驅(qū)動系統(tǒng)的效率測試設(shè)計開發(fā)的。
3 教學實驗需求
針對電動汽車驅(qū)動技術(shù)相關(guān)課程的教學實驗需求，教學實驗平臺應(yīng)能夠測試評價電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能和動態(tài)性能，以支撐開展以下實驗項目，具有綜合性和創(chuàng)新性的實驗項目能有效培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新能力[3]。
電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)測試實驗 穩(wěn)態(tài)測試實驗是指被測電機在給定的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩條件下，測試電機相關(guān)工作參數(shù)，計算系統(tǒng)效率，評價系統(tǒng)性能。
實驗需要選取相應(yīng)的穩(wěn)態(tài)測試點，教學實驗中測試點不宜過多，因此，根據(jù)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的運行狀況，選取有限的穩(wěn)態(tài)測試點。在高功率區(qū)，驅(qū)動系統(tǒng)效率變化較小，可采用較大的間隔選取穩(wěn)態(tài)測試點；在輕負載區(qū)，驅(qū)動系統(tǒng)的效率變化較大，需采用較小的間隔選取穩(wěn)態(tài)測試點[4]。轉(zhuǎn)矩測試點包括1、5、10、20、50、75、100、125、150、200，單位為Nm；轉(zhuǎn)速測試點包括200、500、750、1000、1500、2000、2500、3000、4000、5000、6000、8000，單位為rpm。
電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)行駛工況測試實驗 行駛工況對于電動汽車的性能參數(shù)具有決定性意義，電動汽車實際行駛中性能參數(shù)的評價依賴于具體的行駛工況。行駛工況測試實驗是指利用教學實驗平臺模擬電動汽車的行駛工況，并測試驅(qū)動電機的相關(guān)工作參數(shù)，計算系統(tǒng)效率，評價系統(tǒng)性能。
再生能量回饋實驗 再生能量回饋是電動汽車的研究熱點之一，再生能量回饋實驗有助于學生深入理解電動汽車的結(jié)構(gòu)原理。實驗測試驅(qū)動系統(tǒng)制動時回饋給蓄電池的電流和電量，觀察電能回饋情況。
溫升實驗 電動汽車驅(qū)動電機各部分的溫度是電驅(qū)動系統(tǒng)的重要性能指標之一，溫升實驗可以幫助學生理解溫度在電子電氣系統(tǒng)中的重要性。實驗時，設(shè)定被測電機在額定轉(zhuǎn)速和額定轉(zhuǎn)矩下運行，每隔一定時間測取電機的溫度、電壓、電流等參數(shù)，觀察在溫度升高過程中被測電機的性能。
動力性能實驗 汽車的動力性能指標包括最高車速、加速時間和爬坡能力。最高車速實驗測試最高車速時被測電機的性能狀態(tài)，包括電機的效率和溫度；爬坡能力實驗測試汽車爬坡時被測電機的性能狀態(tài)；加速時間實驗測試被測電機運行到設(shè)定轉(zhuǎn)速所需要的時間。通過3個動力性能實驗，加深學生對汽車動力性能指標的理解。
4 測試項目
根據(jù)上述需求，教學實驗平臺需要開展以下測試項目：逆變器的輸入電壓、輸入電流、輸入功率，被測電機的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、輸出功率，被測電機的電壓、電流、溫度，驅(qū)動系統(tǒng)制動時回饋給蓄電池的電能。
穩(wěn)態(tài)測試實驗中，對于每個測試點，測得逆變器的輸入電壓和輸入電流，可計算出逆變器的輸入功率；測得被測電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，可計算出被測電機的輸出功率，從而獲得電機驅(qū)動系統(tǒng)的效率。具體計算過程如公式（1）（2）（3）所示。
根據(jù)每個穩(wěn)態(tài)測試點的電機驅(qū)動系統(tǒng)效率，可獲得驅(qū)動系統(tǒng)的整體效率分布狀況。
行駛工況測試實驗中，通過實時測量逆變器的輸入電壓和輸入電流、被測電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，計算出電機驅(qū)動系統(tǒng)的效率，從而評價電機驅(qū)動系統(tǒng)的性能。教學實驗平臺內(nèi)部存儲相關(guān)工況數(shù)據(jù)，如UDDS城市工況、HWFET高速公路工況、10―15工況、歐洲NEDC工況等，實驗時調(diào)用某種工況進行測試，可做1個行駛工況，也可循環(huán)做2～3個行駛工況。
在再生能量回饋實驗中，當驅(qū)動系統(tǒng)制動時，測量回饋給蓄電池的電流，從而獲得回饋電能。在溫升實驗中，測量被測電機的電壓、電流和溫度，從而觀察溫度變化時被測電機的性能指標。在動力性能實驗中，最高車速可以轉(zhuǎn)換為被測電機的最高轉(zhuǎn)速進行測量，爬坡能力可以轉(zhuǎn)換為被測電機的轉(zhuǎn)矩進行測量。
5 方案設(shè)計
電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)教學實驗平臺設(shè)計方案如圖2所示，主要是由直流電源（蓄電池組1）、逆變器、被測電機、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、測功機、蓄電池組2、測控設(shè)備和總控制臺（PC機）組成。
直流電源通過逆變器逆變?yōu)榻涣麟姽┙o被測電機，測功機作為負載模擬電動汽車運行，制動時能量回饋給蓄電池組2。測控設(shè)備一方面采集電壓、電流、溫度、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速等信號并進行處理；另一方面控制被測電機和測功機的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。總控制臺作為測控設(shè)備的上位機，提供人機接口。
行駛工況測試實驗中，控制被測電機和測功機的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速，被測電機按轉(zhuǎn)速―時間給定運行，測功機按轉(zhuǎn)矩―時間給定運行，兩個控制命令同時發(fā)送，模擬電動汽車行駛過程中的實際工況。教學實驗平臺內(nèi)部存儲的行駛工況數(shù)據(jù)為汽車行駛車速，在進行工況測試之前，將汽車行駛車速轉(zhuǎn)換為電機轉(zhuǎn)速―時間工況和電機轉(zhuǎn)矩―時間工況，從而控制被測電機和測功機。轉(zhuǎn)換過程中需要結(jié)合汽車相關(guān)參數(shù)，平臺提供參數(shù)設(shè)定界面，由學生設(shè)定汽車質(zhì)量、車輪半徑、迎風面積等參數(shù)，促進學生綜合運用所學知識。
最高車速和爬坡能力實驗中，將給定車速轉(zhuǎn)換為被測電機的轉(zhuǎn)速和負載的轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速值控制被測電機，轉(zhuǎn)矩值控制測功機，從而模擬電動汽車的性能狀態(tài)。加速時間實驗中，給定車速轉(zhuǎn)換為被測電機的轉(zhuǎn)速值控制被測電機，汽車靜止時的初始轉(zhuǎn)矩值發(fā)送給測功機并實時控制測功機轉(zhuǎn)矩，當被測電機達到給定車速時停止控制。
為滿足測試需求，教學實驗平臺的各部分設(shè)備應(yīng)具備相應(yīng)的性能指標。被測電機選用永磁同步電機，額定功率30 kw，額定轉(zhuǎn)速3000 r/min，最高轉(zhuǎn)速8000 r/min；測功機采用電力測功機，額定功率30 kw，額定轉(zhuǎn)矩120 Nm，最大轉(zhuǎn)矩200 Nm，額定轉(zhuǎn)速3000 r/min，最高轉(zhuǎn)速8000 r/min；轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器采用光電編碼器和扭矩傳感器，轉(zhuǎn)矩測量范圍>250 Nm，轉(zhuǎn)速測量范圍>8000 rpm；電壓和電流傳感器采用霍爾效應(yīng)傳感器，電壓測量范圍>500 V，電流測量范圍>250 A；溫度傳感器采用熱電偶，溫度測量范圍0～200 ℃；測控設(shè)備采用工控機[5]，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采樣率>100 kHz，精度與轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器匹配，采用直接轉(zhuǎn)矩控制方式控制被測電機和測功機。
6 結(jié)束語
教學實驗設(shè)備是培養(yǎng)學生實踐能力的硬件基礎(chǔ)，設(shè)計開發(fā)符合教學需求的實驗設(shè)備尤為重要。電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)教學實驗平臺的設(shè)計從教學實驗需求出發(fā)，分析適合開設(shè)的實驗和所需測試項目，規(guī)劃總體設(shè)計方案，對電動汽車驅(qū)動技術(shù)相關(guān)課程的建設(shè)起到促進作用，為學生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供物質(zhì)基礎(chǔ)。
參考文獻
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