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电动汽车发展如何突破瓶颈

行业上下游中国仪表网2012年08月31日 11:30人气:8537

  新能源汽车是我国战略性新兴产业的重要组成部分,是党中央、国务院高屋建瓴的战略抉择。国家有关《规划》中明确提出,争取到2015年,纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产量达到50万辆,到2020年超过500万辆,新能源汽车、动力电池及关键零部件技术,整体上达到国际先进水平。但一些国内外的专家认为,目前我国在电动车发展中存在一些制约因素,亟待突破。为此,鸿源科技提出了以掌控和支撑产业发展核心技术为基础的“五个组织”产业规划方案,实施这一系统方案,它将根本解决电动汽车目前的技术瓶颈,全面实现节能环保安全经济适用的目标,使我国电动汽车发展实现新的跨越。
  
  发展电动汽车存在两大制约因素
  
  节能环保应该是发展电动汽车的目的,然而目前我国发展电动汽车却达不到节能环保的目的。其理由:一是电动汽车能量转换过程中,首先是燃烧燃料,达到发电,再把发出的电输送到指定地点用于充电,充电通过逆变再输出,输出的效率要比内燃机输出的步骤要多,内燃机只需要燃料燃烧产生出热能,再由热能转化为动能,中间传递的环节少,效率更高。但电动汽车无法达到节能效果。二是就环保而言,电动汽车虽然在运行中碳排放量小,但发电过程中形成的污染,加上电池材料的制作、生产以及废弃电池造成的污染,甚至比传统汽车造成的污染更大,难以达到环保的作用。
  
  安全、经济适用应该是市场对电动汽车的要求,可是电动汽车却难以满足人们对安全、经济、适用的要求。新能源汽车要保持不低于传统燃油汽车的续程能力,必须要有高能量的电池,而高能量电池不仅对其技术有更高的要求,而且对材料的要求十分苛刻,这样势必引起生产成本上升,让普通消费者难以接受。同时,高能量供能电池,对智能管理系统要求高,不但成本会高,且相当于一个炸药桶,在运行中控制系统诸多不确定因素有可能造成失控,犹如脱笼的猛虎,难以驾驭,是重大的安全事故隐患。另外,新能源汽车不像燃油汽车那样,历经百年使用,技术比较成熟,人们的消费习惯也已经适应,要在短期内改变这一传统的使用模式和消费习惯很难。
  
  “五个组织”对症下药
  
  笔者认为,我国电动车在未来发展的过程中,必须解决发展的制约因素,结合中国的特点,抓住引领市场发展趋势和满足消费者需求产品的核心技术,进行命题,定向攻关,对产业规划进行顶层设计。
  
  纵观西方科技大国发展科技产业的成功模式,主要是抓住引领市场发展趋势,通过掌控和采用前沿新兴技术,创造引领潮流的经济适用产品,来吸引和满足消费者的要求,达到对其产品的追捧。
  
  对此,鸿源科技结合企业运行的五项要素进行巧妙组织和产业规划,提出了以引领市场发展趋势的导向,以掌控和支撑产业发展核心技术为基础的“五个组织”产业规划方案:
  
  首先是技术组织。为了克服技术瓶颈,对分布在全球各地的相关技术成果进行跟踪,评估、互动、整合、然后进行二次自主研发,定向攻关,建立核心技术专利门槛,工艺诀窍,形成完整的创新科技产业化技术方案。
  
  在动力电池方面:对动力电池的贮能、正负极、隔膜材料配方组合和制作工艺进行技术突破,既要满足续行能力的需要,同时又要兼顾我国相关矿藏资源储备供应能否满足规模化生产的要求,以防止出现因技术突破而在材料上受制于人的局面,保障产业发展规模化、市场化需要。
  
  在动力传动一体化控制系统方面:采用互联网、北斗定位等信息电子类智能化管理技术,达到用新技术来生产引领市场需要的产品。
  
  在充电方面:根据不同车型用途和特点,在满足其续行能力的前提下,对电池组采用统一规格,便于互换的技术标准,实行车电分离,更换电池组,解决充电的瓶颈技术。
  
  在用电取向上:考虑我国峰电不足、谷电有余的现状,通过智能电网,采用新能源(太阳能、风能等)和电网、耗能和谷电相结合,为动力电池充电,以达到低成本运行的目的。
  
  在车用动力电机方面,探索采用高效光电磁动力机取代车用电机,通过这一成果突破和应用,实现新能源汽车在节能环保,安全经济适用等目标。
  
  其次是资金组织。建立中国特色,又能高度融入国际资本市场的资金组织体系。考虑传统的汽车制造商、燃油和电力供应商的经营现状和作用,通过转换其获利方式,调动和激发他们参与电动汽车发展的积极性,并以他们为基础,最大限度地吸纳民间资本和国际资本,构建不同经济成分共同参与的资金组织体系,形成巨大的投资势能,来推动和促进产业的发展。
  
  三是市场组织。以引领市场发展趋势为导向,推出适合市场消费潮流的产品,打造品牌效应,抢占高端市场,构建一个适应人们消费理念,贴近人们传统消费习惯的市场营销和运行体系。针对我国多元化、多层次的巨大市场,适时推出既有满足普通消费者作为代步的工具,又有彰显身份具有个性特色的产品,以满足不同层面的市场需求。
  
  再次是生产组织。通过建设产品的核心件,关键件、终端件等具有门槛工艺的生产线,抢占制高点,要抓住电动汽车隔膜、正负极材料、充电设备、智能化管理感应芯片、智能电网的智能调度、控制装备等关键产品,形成规模化、集约化生产。提出理念,自主创新,掌握核心技术,抓住关键工序进行分工,掌控市场和产业关键生产领域的主动权,构建有序高效的产业链集群。
  
  最后是物流组织。建立高技术含量的信息化、智能化的全球物流购,供应组织体系。根据国内乃至全球资源分布状况,形成由我们主导的、符合各国和相关地区资源特点进行产业分工和配套物流供应,建立便捷、智能和低成本的配套供应组织体系。
  
  通过上述五个组织的实施,规划一个吸纳国际科技产业发展先进理念和符合中国国情的产业化组织方案,建立一个产业关联度高、吸纳就业能力强、技术资金密集的新型科技先导产业,为我国产业结构调整和经济可持续发展做出贡献。我们坚信,这是具有中国特色的苹果发展思路。
  
  民营企业蓄势待发
  
  国内已有民营科技公司从全球新兴产业发展趋势和国家创新产业战略利益出发,结合自身对科技产业和汽车工业的了解熟悉,对全球相关产业的发展历程和现状进行了跟踪分析,对全球该领域的研发成果、制约瓶颈及关联技术进行了整合研发,自主创新,定向攻关,取得了关键技术领域的突破。
  
  鸿源科技是一家民营科技公司在国外通过研发整合光电显示,智能控制、水循环利用及污水处理和节能储能等四大前沿技术,拟用于三大中心科技产业创新基地建设,把新能源贮能技术延伸用于解决制约电动汽车关键瓶颈技术。
  
  同时,结合电动汽车发展的诸多领域和环节,提纲挚领地运用智能电网技术、物联网技术、北斗定位技术等电子信息技术、2009年形成了电动汽车解决方案及六项基本专利申请技术课题,2010年初向国家专利局申报了五项实用和发明专利。五项基本技术专利是:
  
  1、高能自控单体电池模块(单体高效电池与监控传感器组合)(授权专利号201029216050.8)。
  
  该专利在电池隔膜制作上,采用了经过反复验证的特殊材料合成配方和制作工艺,通透率达到70%以上,极大地提高了电池的供电能力。单体电池由于配制了感应器,形成单体电池组(而高效自控单体电池组),既提高了电池的供电能力,又对单体电池的电压、电流、温度等相关动态数据和工作状况进行检测和监控。
  
  2、高效储能模块(带物联网与信息关联技术的高效动力电池组)(授权专利号201020056589.4)。这种高效动力电池组体积小、重量轻,可快速任意装卸,有效快速充电,也可利用光能风能和谷电充电,成本低,方便使用。同时其内设的控制芯片矩阵可对内检测、工作状况,为控制中心准确提供电池组工作信息。
  
  3、车用高效电源智能化管理系统(即动力传动一体化智能管理系统)(授权专利号201029216049.5)。这套管理系统把具有高能量的电池通过感应器和串、并连电路,在管理上把高能自控电池组单个单个分割开,在使用上可以集中统一供电,保证既能满足续行能力供电的需要,又能为安全和电量有效使用提供保障。
  
  该系统通过单体电池和感应器组合,对单体电池进行有效管理,既能节约用电,又能及时处理异常情况,隔离出现问题的单体电池,避免影响整个电池组工作,造成意外事故。通过快速充放电装置,根据电动汽车在行驶中变速运行的特点,解决了瞬间放充电问题。另外、中央控制器给出信号,调节电池电量和处理出现的异常情况,有效地保证运行安全和电池组使用寿命;北斗定位芯片可以有效远程管理,实施救援和电池识别。
  
  4、分离电池组的电动汽车(车电分离)(授权专利号201020056590.7)。
  
  这种分离电池组的电动汽车,把整车和动力电池组通过汽车本体上设置好的标准化位置和标准化接口,可以把动力电池自主便捷地装卸,车电结合时,电池可以为整车供电,保障行驶,车电分开时,电池可以独立充电。电池充电,可以充分利用太阳能、风能等新能源和电网谷电,以及其他经济性新能源电力,达到降低耗能和运行成本的目的。车电分离的方式,便于车与电池独立生产和投资,根据技术可分性,有利产业分工和专业化生产,在使用上便捷、经济实用。
  
  5、新能源电网(智能电网)(专利申请号200910110171.9)。
  
  这个新能源电网,既满足分散进行电池充换,又可以与加油站结合,形成互动互补的充换电网络体系,为电动汽车的便捷和广泛使用创造条件,还可以实现风能、太阳能的收集、转换和贮存,有效利用电网谷电,为动力电池组充电和反哺电网充电,达到降低能耗和用电成本的目的,使客户等待充电的时间超于“零”。规避了快速充电技术成本和接口不统一标准等难题。该智能电网还可以在荒郊野外、偏僻农村、抛锚途中,通过北斗芯片定位远程控制功能,把信息反馈给控制中心,控制中心可以指令就近更换电池和接受救援,同时便于电池的识别和管理。
  
  在整个方案中,通过隔膜技术的突破,提高单体电池的效能,采用物联网感应技术,对电池安全和运行状况进行控制,达到对单体电池智能化、信息化基础管理。通过单体电池串、并联构成的动力电池组,达到满足续行能力要求;采用物联网感应技术,对动力电池组实现信息化综合管理。通过物联网,北斗定位等电子信息类技术,对动力传动一体化进行智能化系统管理。通过采用便捷和经济适用的车电分离方式,规避了快速充电的技术,成本及接口标准不统一的难题。这一举措为产业分工、专业化生产、定向投资和实用经济奠定了基础。通过智能电网有效适用,利用太阳能、风能等新能源和电网作为新能源汽车的电力来源,极大地降低了新能源汽车的耗能和用户使用成本;与加油站建立互动互补的充、换电网络体系,为电动汽车的便捷和广泛使用创造了条件。
  
  实施这一系统方案,它将根本解决电动汽车目前的技术瓶颈,全面实现节能环保安全经济适用的目标,使我国电动汽车发展走出世界前列,实现新的跨越。这些工作虽然还只是尝试和探索,但是如果能够引起国家的足够重视和扶持,相信必然产生极大的效果,甚至有可能突破我国电动车发展中遇到的障碍,以确保我国电动车发展计划的实现。
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