时间：2023-06-12 16:20:28
导语：在新能源汽车研究综述的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
关键词：“十三五”；新能源汽车；专利申请量；等维递补灰色预测法
发展新能源汽车产业是解决全球能源短缺与环境污染问题的必由之路，因此新能源汽车成为全球目前研究的热点项目，世界各汽车生产大国都投入了大量的人力、财力进行研究。中国将新能源汽车产业列入“十三五”国家战略性新兴产业发展规划。”十三五”新兴产业规划明确提出，“到2020年，实现当年产销200万辆以上，累计产销超过500万辆”。2016年新能源汽车销量预计约50万辆，要实现2020年的目标，复合增率需达41.4%。
为了实现“十三五”规划的总体目标，中国需要制定准确的发展战略。因此，对中国新能源汽车产业发展趋势的准确认知尤为重要。专利是反映技术创新活动的重要指标，因此可以通过研究新能源汽车产业的专利数据来剖析中国新能源汽车产业的发展状况。专利申请量既能反映出产业发展的原始创新能力，又能衡量产业发展的综合实力，产业专利申请量的预测具有重要的意义。关于专利申请量的预测，国内外学者建立了包括时间序列模型、回归模型、计量经济学模型等多种预测模型。本文将在相关研究的基础上，使用等维灰色递补灰色预测的方法对“十三五”期间中国新能源汽车产业专利申请量进行预测，希望通过研究为中国新能源汽车产业的发展提供新的思路。
一、新能源汽车产业专利检索
本文使用“万象云”商业数据库进行专利检索。“万象云”专利检索平台拥有一套完备的数据基础，收纳了世界上105个国家、地区和国际知识产权组织公开的专利文献。
本文选择IPC分类号检索法与关键词检索法相结合的方法对新能源汽车产业专利进行检索。经过仔细分析得出新能源汽车最主要部件的相关专利主要分布在H01M、H02J、B60L、B60K、H02M、B60R、B62D、B60W、H02K、C01B这几个小类中。
根据新能源汽车的定义和新能源汽车的技术分解，确定新能源汽车专利检索的关键词。在检索的过程中可以不断扩展关键词的近义词、补充适用的关键词。使用计算机检索批量去噪的方法，不断调试直至检索式达到要求的查全率和查准率。
将检索时间锁定为申请日从1997年1月1日到2016年12月31日，时间跨度为20年。
根据检索策略检索出1997至2016年间中国新能源汽车产业相关专利信息共86253件，下图所示为中国新能源汽车产业专利按申请日期分析总体趋势图。2000年以前，能源短缺与环境污染问题还不是特别显著，新能源汽车产业发展地比较缓慢，仅处于探索阶段，专利的年平均申请量较少；进入21世纪之后，新能源汽车产业的优势逐渐显露出来，加之政府的政策支持，各企业、高校与科研院所等纷纷加入到新能源汽车的研发行列之中，新能源汽车产业技术进入了迅猛发展阶段。由于专利申请公开存在滞后性，2015和2016年部分专利数据未公开，收集的专利申请数量有所下降，实际的专利申请量应该呈现稳步上升的趋势。
二、新能源汽车产业专利申请量预测
1.预测方法简介
等维递补灰色预测法的原理：使用原始数据序列建立GM（1，1）模型，得到第一个预测值。将第一个预测值补充在已知原始数据序列之后，同时去掉原始数据中的第一个数据，保持数据序列的等维。然后再建立GM（1，1）模型，预测下一个值，像这样逐个预测，依次递补，直至完成预测的目的或达到预测的精度要求为止。
等维递补灰色预测法能够及时地补充和利用新的数据信息，每预测一次模型参数做一次修正，预测的模型得到改进，预测值产生在动态之中，这样得到的预测结果更合理、也更接近现实。GM（1，1）模型的具体步骤如下所示：
2.数据与实证分析
本文通过等维递补灰色预测法对中国新能源汽车产业专利申请量进行预测分析。因专利申请公开的滞后性，2015和2016年部分专利数据未公开，本文选择2005-2014年专利申请量的数据预测2015年以及“十三五”期间（2016-2020）中国新能源汽车产业专利申请量的发展趋势，表2是2005年-2014年中国新能源汽车产业专利申请量数据。
根据模型原理预测出2015年-2020年中国新能源汽车产业专利申请量，预测值及模型检验参数值见表3所示。发现模型预测精度等级均为好（一级），说明等维递补灰色预测模型非常适用于专利申请量的预测。同时根据预测结果发现中国新能源汽车产业在“十三五”期间专利申请量呈现快速增长的趋势，年增长率在14%左右，这意味着未来五年新能源汽车产业将迅猛发展，同时也意味着我国的自主创新能力将明显增强。这良好的发展态势有利于实现新能源汽车产业“十三五”规划的目标。
参考文献：
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关键词：新能源汽车;技术创新扩散;扩散模式
一、 创新扩散理论概述
1. 创新扩散概念。近几年，创新扩散的研究逐渐成为了研究创新的热点，国内外很多经济学家对创新扩散进行了研究。熊彼特（1912）最早对技术创新扩散进行了定义，他认为技术创新的大面积或大规模的模仿就是技术创新扩散。20世纪60年代，美国学者罗杰斯认为“创新扩散是指技术创新在一定时间内通过某种渠道在社会系统成员中进行传播并被成员接受的过程，这个过程由创新、沟通渠道、社会系统和时间四部分构成”。斯通曼（1989）定义技术扩散为“一项新技术的广泛应用和推广”。舒尔茨（1990）认为“没有扩散，创新便不可能有经济影响”。我国经济学家傅家骥（1992）认为创新扩散是技术创新通过一定渠道在潜在使用者之间传播、采用的过程。武春友（1997）认为技术扩散是创新过程中的一个后续子过程，但同时又是一个完整独立的技术与经济结合的运动过程。
同时，创新的特点在一定程度上影响着创新扩散的速度，主要包括以下四个方面：相对优势、复杂性、可试用性、兼容性。
2. 技术创新扩散的过程。罗杰斯认为创新扩散的传播过程符合“S”形曲线，在扩散的早期，用者很少，扩散速度也很慢;当采用者人数扩大到相关群体人数的10%～25%时，扩散速度会突然加快，扩散进入所谓的“起飞期”;接近饱和点时，进展又会减缓（如图1所示）。并将技术扩散过程随时间变迁划分为五个阶段，即认识阶段、说服阶段、决策阶段、实施阶段和证实阶段。
纵观已有的研究文献，从新能源汽车产业的角度对技术扩散的研究并不多，对新能源汽车创新扩散模式的研究就更少。因此，本文π履茉雌车技术扩散理论与模式研究，提出促进新能源汽车技术创新扩散的政策建议。
二、 能源汽车产业发展现状
“十二五”时期，新能源汽车作为七大战略性新兴产业得到了大力发展。据中国汽车工业协会数据统计，新能源汽车销售量由2010年的8 000多辆提高了2015年的33万辆（如图2所示），同比增长3.4倍，占全球销量的60%（2015年全球电动车销量达到55万辆）。2015年，我国新能源汽车产量达34.1辆，销量33.1万辆，同比分别增长3.3倍和3.4倍。其中，纯电动车型产销量分别完成25.5万辆和24.7万辆，同比增长分别为4.2倍和4.5倍（如图3所示）。
根据销售数据，新能源汽车市场销售占汽车销售量的比重为1.35%，说明新能源汽车的扩散还处于开始阶段，在扩散的早期，用者很少，进展速度也很慢，还没有到达“起飞期”。同时，我们利用logistic模型进行拟合，可以看出新能源汽车的市场扩散符合S型增长曲线（如图4所示），新能源汽车的扩散还处于初始阶段，新能源汽车销量的拐点还没到来，虽然2015年市场销售量突然很高，但是新能源汽车的销售量受政策比较大，所以还处于扩散的开始阶段。
三、 新能源汽车的技术创新扩散影响因素
1. 技术要素。
（1）技术关联性。通常情况下，技术关联性越强，其扩散的速度就越快。这种以创新性为核心，加强其关联性的技术发展，从而形成一个集团产业，而创新者是这种发展道路上的引导者，引导技术快速、大规模化的生产，从而与其相关的企业或技术都得以扩散与发展。
（2）时效性。基于技术创新，时效性越长，其推动力越大，技术也发展得越快，从而新能源汽车企业就会进一步扩大其生产规模，但创新者为了使自己的优势得以保持，一般不会将其创新成功向外传播，甚至会保护其创新，这种做法就会影响甚至妨碍技术的扩散。对于新能源汽车企业来说，由于基础性技术发展较快，而产品型性带来的利益更大，因而发展产品化的技术就是其首选，比如说新能源汽车电池技术等。但这些技术的时效期较长，让技术达到稳定状态需要不短的时间，因此，时效性也是影响技术扩散的原因。
（3）成本。由于技术创新的成本是巨大的，这样一种背景下会影响到技术扩散的积极性。为了达到创新费用最低，技术发展也快，那么就需要降低成本，增加产出，提高产品质量，这样新能源汽车企业才能从多方面获益，有了收益，才能继续技术创新，所以成本也是影响技术扩散的重要原因。
（4）技术的复杂程度。新能源汽车企业对技术的接受度会被用户对技术使用的难易度所影响。也就是说，技术扩散的速度是受其复杂性的影响的。一项创新技术越简单，那么其就越容易被用户接受，所以其扩散的速度也越快，越多人去学习其中的技术。
2. 市场结构。
（1）企业规模。新能源汽车业的产业集群是以大企业为主导带动生产配套产品的中小企业发展的。大企业通常是技术扩散的上游企业，由于他们对整个产业具有较强的带动作用，保证了技术扩散可以被更多企业所接受，加强了技术创新的实用性。关联密切的零配件企业，可以通过了解大企业的技术研发方向，对是否要进行配套零配件创新作出决策，可以提高零配件企业技术创新的适用性。这样，新能源汽车零配件企业可以大大降低创新技术所带来的不确定性，有利于促进技术扩散和进步。
（2）专业市场结构。新能源汽车业规模较大的专业化产区往往有比较发达的专业市场与之相配套，如深圳的比亚迪、硅谷的特斯拉等。专业市场可以促进企业的发展，反过来企业的技术也可以更好的在市场中扩散、提升。若形成新能源汽车的产业集群，就可以将大量的市场技术创新的信息有效地扩散，从而使其他产业中的企业能及时了解社会的需求。对汽车技术的口碑做出评估，并做出是否采用新技术的决策。
3. 社会结构。
（1）政府政策。新能源汽车政策一直以来都是其创新扩散强有力的推动因素，也是创新扩散早期阶段最重要的影响因素。“十二五”期间，国务院、财政部、工业和信息化部等部门先后共出台新能源汽车相关政策三十多项，主要从以下三个方面进行支持：一是基础配套设施建设;二是财税政策支持力度;三是在新能源汽车研发投入和人才战略。
（2）企业自身机制因素。从新能源汽车长期稳定发展来看，企业作为主要生产者和科技创新者，是新能源汽车创新扩散的决定性因素，也是新能源汽车在中后期持续扩散的主要驱动力。企业技术创新能力对于新能源汽车创新扩散具有正向影响，调查研究表明新能源汽车质量、使用便利性和安全保护性是消费者在购买时重点考虑因素，所以对于企业来说，利用技术创新提高新能源汽车性价比和性能优越性有利于提高消费者的接受度。同时，完善的售后服务体系，尤其是电池维修和更换服务，也影响着新能源汽车扩散。
（3）采用者因素。采用者在创新扩散中的价值主要体现在两个方面：一是作为用户体验者，可以反馈信息，促进企业的技术改进与营销方式;二是作为口碑扩散的主要力量，参与到新能源汽车的扩散过程中。
四、 新能源汽车技术扩散的模式
新能源汽车的技术扩散模式可分为两大类，分别是企业导向模式和政府导向模式。企业导向模式又可分为转移扩散模式和融合扩散模式，政府导向模式可分为政府引导模式和政府主导模式。
1. 企业导向模式。
（1）转移扩散模式。转移扩散型是指技术比较先进的新能源汽车企业将技术转移给传统汽车企业的扩散方式。新能源汽车是未来汽车行业的发展趋势，若企业依然坚持只生产传统汽车，将研发经费全部投入到传统汽车技术的升级改造中的话，企业必将被时代所淘汰。传统汽车企业可以对生产车间的升级改造，引进生产新能源汽车的配套设备，对员工进行培训，使T工可以尽快掌握新设备的使用方法。使企业可以早日将转移来的技术运用到汽车的生产当中去。
对于多数的新能源汽车企业来讲，可以通过生产混合动力汽车以达到过渡的目的。但是随着我国新能源汽车市场的发展，用户对新能源汽车接受度的提高，新能源汽车企业再逐渐增加纯电动汽车的生产。
（2）融合扩散模式。融合扩散型是指技术比较落后的新能源汽车生产企业将从技术先进的企业通过扩散得来的技术与自身原有的技术相融合，升级换代，提高企业的产能及在新能源汽车市场上的竞争力，促使企业投入更多的财力物力到新能源汽车的生产当中来。
由于新能源汽车的产业链长，且新能源汽车是国家战略性新兴产业之一，国家投入了大量资金扶持产业内的企业，使得产业内相关企业众多，扩散的可能性大大增强，这就形成了融合扩散的基础。然后寻找与企业原有技术相适合的升级技术或配套技术，通过产、学、研的密切配合，进行技术升级，以市场在推动技术的扩散。这种融合扩散的方式风险更小，更有利于企业的发展需要。所以，从中国发展的阶段和实际来看，融合扩散型是我国新能源汽车产业中最有效的扩散技术的方式。
2. 政府导向模式。
（1）政府主导模式。政府主导型是指政府在技术扩散中对扩散的技术提出了明确要求、并提供大部分或全部研发经费，将产、学、研组织起来，合力研发这种需要扩散的技术。
由于新能源汽车行业的发展处于起步阶段，并未成熟，导致新技术的研发具有较高的风险，企业不论采用何种研发方式，这种风险都是不可避免的。因此，政府主导的模式主张由政府出面，凝聚社会上的顶尖科研力量，由政府和企业共同出资，分析技术的发展方向，由政府部门承担主要风险，对共性技术进行研发。帮助国内新能源汽车企业打牢产业基础，降低企业风险，增加国家整体在产业中的国际竞争力。树立国家品牌，避免激烈的国内竞争，替企业分担经济压力。
（2）政府引导模式。政府引导型是指政府的作用主要是引导产、学、研的研发方向，提出合理化建议，以企业的需求为导向，提供部分经济补偿，研发成果可以为参与研发的组织共同使用。
政府引导型平台的在扩散中的作用更为明显。因为针对企业需要的研发都是有较高适用性的，通过了解企业所需要的技术，然后组织研发，提供一定的研究资金，鼓励研发机构攻坚克难，在研发成功后供企业有偿使用，这样不仅科研院所能够获得更多的经济效益，还能提高技术的实用性，并为企业提供与科研院所的对接渠道，降低企业的研发成本，节约时间，企业也会更积极的参与到技术的扩散中来。
五、 促进新能源汽车技术扩散的政策建议
尽管新能源汽车在我国的发展仍然处于初级阶段，但是其未来的前景十分广阔，结合本文的分析结果，为新能源汽车相关生产企业和政府提出以下建议：
1. 进行合理战略定位，引领技术发展方向。首先，进行合理的整体战略定位，明确重要发展方向和发展目标，确立重点技术发展路线。总体上，应该按照《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》的要求，以电动汽车为主要发展方向，推进燃料电池汽车研发与产业化。其次，政府应该在技术的研发上起到引导作用，鼓励企业和科研院所对尚需完善的技术进行研发，并通过政策引导，将已经完善后的政策合理有效的扩散出去，对提供技术者人提供一定的补贴，对购买技术者提供开放的购买使用权的渠道，引导行业走向成熟，将新能源汽车销售市场做大做强。
2. 加大扩散力度，构建完整产业链。根据国际新能源汽车发展趋势和我国新能源汽车发展现状，应将研发的主要方向放到纯电动汽车上来，完善重点产业链，包括电池技术、驱动电机、电控系统等上下游企业，进行重点扶持和培育。此外，实现电动汽车与智能电网、智能交通体系的融合，实现上下游产业融合发展。在基础设施建设上，进一步做好新能源汽车基础设施建设的顶层规划，与区域经济规划、交通枢纽规划、智能电网建设等互相融合。同时，鼓励社会资本进入充电基础设施建设与服务领域，创新PPP模式，制定法规保障其权益，加大财政补贴力度，进行税收减免。
3. 完善技术标准，体系统一规范。在标准化建设上，加强重点企业主导的标准化建设，推进产业链协作的标准化、专业领域标准化组织。政府要尽快出台各类型新能源汽车及其相关基础设施的技术指标和配套设施的标准，进行规模化生产，促进技术扩散大规模的推广，为技术应用提供有效的政策支撑，确立我国新能源汽车在国际上的领先地位。
4. 进一步推进示范运营工作。在具体示范推广的实施上，可以在一个区域进行新能源汽车示范基地建设。对重点示范工作进行及时的评估、监督，探寻存在的关键问题，加强重点示范城市之间的沟通和交流，互相分享经验，为新一批的重点示范提供政策参考。鼓励个别城市群和重点示范区自行联盟，从政策、充电设施规划、协议等方面形成一个小区域，从小面渐渐扩展到大面。
5. 构建合理的平台组织，提升技术扩散效率。进一步推进技术创新联盟的发展，鼓励以技术创新联盟为平台，大力推进产学研合作的协同式创新，鼓励区域性、专业化技术研发联盟。同时，推进技术创新平台建设，通过平台降低技术研发费用，使技术能够得到更好的运用。
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基金项目：中国工程院重大咨询项目“十三五战略性新兴产业培育与发展规划咨询研究”（项目号：2014-ZD-7）;国家自然科学基金项目（项目号：71233005）。
关键词：新能源汽车；电动汽车；电池技术；环境保护；电池管理系统 文献标识码：A
中图分类号：U469 文章编号：1009-2374（2015）09-0088-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.0800
新能源汽车代替燃油汽车势在必行，新能源汽车系指使用除了燃油汽车所使用的柴油、汽油和石油气以外的能源为动力的汽车。目前，可作为汽车动力的新能源主要有电力和一些生物燃料。电力主要来源于水力发电、火力发电、核能发电、风力发电、太阳能发电、燃料电池以及其他一次电池等。
在新能源汽车中，最有发展前途的是以电力为能源、以电动机为驱动装置的电动汽车。电动汽车的电力源主要来自于蓄电池、燃料电池和混合动力。
利用蓄电池作为电力源的蓄电池电动汽车，在道路上行驶时是没有排放物的，因此它是无污染的。以燃料电池为动力的电动汽车，它的排放物是水。它的确是一种较为理想的电动汽车。
利用生物燃料作动力的新能源汽车，如酒精汽车、甲醇汽车等。由于资源的问题，很难推广应用。
利用电力和其他能源混合作动力的混合动力电动车，它能节油20%～30%，尾气排放少，技术比较成熟。
1 电动汽车发展存在问题
一是对于纯电动汽车来说存在的问题主要有：续行里程短，充电时间长；电池寿命短，使用成本高。因此，目前纯电动汽车还不能被市场所接受。二是对于燃料电池电动车来说存在的问题：就目前技术状态、制造成本，特别氢源的提取和储存而言，燃料电池电动汽车的推广应用，还有一段很长的路要走。三是对于混合动力电动车来说存在问题：结构比较复杂，制造成本高，还是要消耗燃油。
1.1 关于电动汽车续行里程短的问题
1.1.1 续行里程短的原因：动力电池组的比能量还不够；电池组的充电时间比较长；电动汽车的能耗比较大。这就必须提高电动汽车的整备质量，减少电机驱动系统的大能耗，提升效率，不断增强电动汽车的灯光和辅助设备的效率。
1.1.2 解决续行里程短的方法和措施：一是采用较高比能量的蓄电池；二是建立合理高效的充电网络；三是提高电动汽车的能量利用效率，减少能量消耗。
1.2 关于电池组使用寿命不长的问题
1.2.1 动力电池组的使用寿命不够长的原因：一是电池的制造质量还不够好；二是电池的一致性误差还比较大；三是没有做好电池的管理和维护。
1.2.2 解决动力电池组使用寿命不长的方法和措施：一是加强对电池材料、结构、配方和制造工艺的研究进一步提高电池的质量，减少和稳定一致性误差，延长电池的使用寿命；二是加强对电池材料、结构、配方和制造工艺的研究，进一步提高电池的质量，减少和稳定一致性误差，延长电池的使用寿命；三是科学地设计与配置电池管理系统和充电系统。
2 电池管理系统的功能
电池管控系统可以实现以下功能：实时监测每个电池的工作电压，温度和电流；对电池进行下列保护：高压保护、低压保护、高温保护、低温保护、过流保护、短路保护；报警并能控制充放电；能检测电池组的储备电量；能与外部计算机和CAN总线通信；能显示并储存数据：电池组的总电压、电池组的总电流、电池组的储备电量、单体电池最高电压、单体电池最低电压、电池最高温度、电池最低温度。
3 电池管理系统的管理原则
电池系统的管理原则为：管两头，带中间，自动
均衡。
管两头：充电时，既防止过压充电（高压保护），又防止低压充电（低压保护）；放电时防止过放电（低压保护）。带中间：充电时，当有电池的电压达到了最高电压时，采用自动调节充电压和电流的方法，继续充电。自动均衡：充电时，利用电池充电特性和自动调充参数的方法，使电池自动达到均衡。
4 电池均衡的误区
认为电池管理系统可以把本来不均衡的电池变成均衡电池；认为充电时把每电池都充满，放电时把每电池都放光，是电池管理系统的目标；认为充电时把高电压的电池进行放电就能达到电池的均衡；认为一个个电池单独充电就可达到电池的均衡。
5 关于纯电动汽车动力电池组的使用成本比较高的问题
（1）动力电池使用成本比较高的原因。一是电池的制造成本比较高；二是电池组的使用寿命比较短；三是电动汽车的各项优惠政策还没有实现；（2）解决动力电池使用成本高的方法和措施。一是减少电池的制造成本；二是提高电池组的使用寿命；三是充分利用各项优惠政策。
6 总体效果评估
6.1 电池组的使用寿命评估
就目前电池的质量状态而言，电池的使用寿命可达15万km以上，但必须保证电池组配置有功能完善、工作可靠的电池管理系统和充电系统。
根据试验结果，采用浅充浅放的方法至少可延长电池的使用寿命50%以上。这样，目前电池组的使用寿命可以达到22.5万km以上。把电机驱动系统的效率和灯光信号辅助设备的效率提高20%，把纯电动汽车的整备质量减少20%，可使纯电动汽车的能耗降低25%左右，不仅能使电动汽车的续行里程增加25%，而且还可使电池组的使用寿命提高25%。这样一来，电池组的使用寿命就可以达到28万km以上。
6.2 电池组的使用成本评估
总重量16.5吨的纯电动客车：配备电池：400Ah/400V/160kWh；电池的循环次数：DOD100%：>1000次；DOD80%：>1500次；电动汽车能耗：0.8kWh/km（电池组耗电）；1.0kWh/km（电网耗电）；放电深度（DOD）：80%；续行里程：160km；
电池组寿命160×1500≥24万km（目前状态）。160×1500×1.25≥30万km（改进后）；电网耗电量：1×24=24万kWh（目前状态），1×30=30万kWh（改进后）。
电网耗电费：24×0.6=14.4万元（目前状态），30×0.6=18.0万元（改进后）；电池组费用：9.0×400×125=45万元；电池组总费用14.4+45=59.4万元（目前状态），18.0+45=63.0万元（改进后）。
总重量16.5吨的柴油公交车：100km油耗：35公
升/100km；24万km耗油量：0.35×24=8.4万公升；30万km耗油量：0.35×30=10.5万公升。柴油价格：6元/公升，24万km总油费：6×8.4=50.4万元；30万km总油费：6×10.5=63万元。
7 结语
可见，当前纯电动汽车的能耗费与柴油汽车的能耗费相比只增加20%左右。改进后，电池组的使用寿命可达30万km以上，纯电动汽车的能耗费与柴油汽车的能耗费同，因此电动汽车的发展前景广阔。
参考文献
[1] 刘悦，刘若成.电动汽车发展现状研究[J].科学咨询（科技・管理），2014，（10）.
【关键词】 新能源 产业 雾霾 困境
新能源产业被确定为我国重点战略性新兴产业之一，产业竞争环境由于技术的进步和企业数量的增多而日趋激烈，不断成熟的国内市场正推动着产业的发展。在新能源产业战略机遇期，不管是已经具备新能源产业基础还是即将进入新能源产业的地区，都面临着如何实现本地区产业持续升级以及经济跨越发展的问题。近日持续的雾霾进一步警示中国经济到了要加快转型的时候，经济发展不可只看眼前利益，而要以科学发展观为指导，实现人与社会全面协调可持续发展。
一、我国大面积爆发雾霾天气
从2013年1月10日开始，全国33个城市经检测显示空气严重污染，全国超过130万平方公里的地区发生严重雾霾灾害天气，京津冀、河南、江苏等多个地区都大面积爆发雾霾天气，道路能见度不足2000米，个别区域甚至不足200米，多个地区的PM2.5监测数据爆表，甚至超过了最高污染指数500，首都北京更是首当其冲，PM2.5每立方米超过了900微克，达到中国有PM2.5检测数据以来最高记录。
多方研究已经证实，PM2.5是形成雾霾污染主要的原因。而构成北京等地PM2.5形成的主要原因是扬尘、燃煤、二次硫酸盐和硝酸盐及机动车排放等，其中燃煤和机动车排放等是核心因素，此外还有本地工业、扬尘等污染源、污染物排放量大的因素，也包括周边区域污染和本地污染叠加的因素。工业在为经济和社会提供原材料和产品的同时，也消耗了大量的资源和能源，排放了大量的污染物。
PM2.5可直接吸入肺中，对人体伤害较大。有数据显示，肺癌发病率近20年增长高达8倍之多，已经正式替代心血管病成为第一大致死病因。PM2.5引起我国居民呼吸道疾病发病率上升，如慢性阻塞性肺疾病、肺癌、支气管哮喘等疾病发病率不断攀升已是不争的事实。
二、严重的空气污染，迫切需要加快新能源产业的发展
1、大力发展新能源已成为世界大多数国家的共识
金融危机之后，各国都非常重视新兴产业的发展。美国正在大力推动新能源战略，提出到2030年清洁能源达到30%的目标；欧盟宣布在2013年之前投资1050亿欧元支持“绿色经济”，提出到2020年可再生能源比例达到20%的目标。目前，我国已将新一代信息技术、生物、新材料、新能源汽车、新能源与节能环保、海洋工程列为“十二五”时期战略性新兴产业。2012年的政府工作报告明确提出，优化能源结构，推动传统能源清洁高效利用，安全高效发展核电，积极发展水电，加快页岩气勘查、开发攻关，提高新能源和可再生能源比重。可见，发展新能源产业已成为各国摆脱传统能源掣肘、占领未来经济新增长点的重要举措。我国大力发展新能源产业，对于改善我国能源结构、抢抓世界新一轮能源革命先机、培育新的优势产业等具有战略性意义。
2、环境污染代价高，新能源产业发展顺应经济持续发展需要
环保部近日的绿色GDP核算结果表明，从2004年到2009年，环境污染的代价已从5118亿元提高到9701亿元。这也表明中国经济发展的环境污染代价持续上升。大范围雾霾天气进一步预警，飞速发展的中国经济已到了必须转型的时候了。中国应从调整能源消费结构入手，进行经济结构调整，大力开发利用风能、生物质能等新能源，提高天然气、水电、太阳能等清洁能源的消费比重。从短期来看，加快淘汰落后产能、调整区域产业布局、改变燃煤为主的能源结构、为汽车产业制定更严格的新标等措施，必然会使经济发展的速度受损。但从长远来看，将极大提升我国经济发展的质量，促进我国经济社会可持续发展。新能源发展正外部性主要体现在两个方面：一是环境的正向外部性，太阳能和风能等新能源对环境具有友好性，而环境收益归于全社会；二是技术发展的正外部性，新能源技术使用的部分收益归全社会所有。坚持不断探讨新能源的发展方向，并在新一轮的工业革命中始终保持新能源的领先地位应当成为我国重要国策。正如发生在上世纪50年代的伦敦烟雾事件，直接促使了1956年英国洁净空气法案的通过，推动了英国环境保护的进程。但我们不应再走西方国家先污染、后治理的老路。改善空气质量非一日之功，转方式、调结构刻不容缓。
三、我国新能源产业发展面临的机遇与现实困境
1、国内外新能源产业迅猛发展
中国新能源产业经过几年的发展，不论是政策环境，还是技术、市场环境，都发生了重大变化。新能源产业已经被确定为我国重点战略性新兴产业之一，技术的进步和企业数量的增多导致产业竞争环境日趋激烈，不断成熟的国内市场对产业发展的拉动力量日益加强。
从全球新能源产业的空间分布特征上看，当前全球新能源产业迅猛增长并形成一定规模的产业集聚。新能源产业主要分布于美国、欧盟、日本、巴西以及中国等国家和地区，印度、加拿大、澳大利亚等国的新能源产业也形成了一定的规模。其中，美国在新能源领域开发相对较早，也是全球新能源产业技术最成熟的国家之一；欧洲是全球新能源市场集中地之一，也是新能源技术开发中心；日本新能源市场份额不断扩大，各项新能源均呈现倍增趋势。在太阳能利用领域，目前日本除了拥有日立、东芝、三菱等核电设备制造大型企业外，世界上太阳能发电的专利也主要由日本厂家掌握――夏普、京瓷、松下和三菱，它们被称为日本光伏领域的四大骨干企业。
目前，我国国内规模化应用的新能源产业包括太阳能，风能、核能和生物质能。新能源的种类以及技术与应用发展趋势如表1所示。
在区域政策和资源的影响下，我国新能源产业集聚特征显现，依托区域产业政策、资源禀赋和产业基础，各集聚区新能源产业发展迅速，初步形成了以环渤海、长三角、西南、西北等为核心的新能源产业集聚区。其中，长三角区域聚集了全国约1/3的新能源产能，是我国新能源产业发展的高地；环渤海区域是我国新能源产业重要的研发和装备制造基地；西北区域是我国重要的新能源项目建设基地；西南区域是我国重要的硅材料基地和核电装备制造基地。
从创新能力上看，“十一五”期间，我国新能源产业技术取得了一系列创新成果，在光伏电池制造、太阳能电池封装材料、风电装备制造、风电零部件制造等领域涌现了一大批具有自主知识产权的新能源制造技术，中国新能源产业自主创新能力明显提升。我国风电专利申请在“十一五”期间达到高峰，专利申请数量年均增长率超过100%。2005年风电领域申请专利402件，同比增长151%，2006年申请专利610件，同比增长152%，2007年申请专利625件，同比增长103%。
截至2012年，我国核电在建机组同比增长175.3%，共有30台，容量32.73GW，在建规模居世界第一；风电并网装机容量同比增长39.8%，增加到63GW，超越美国成为世界第一风电大国；2012年全球光伏新增装机容量较2011年增长42.9%，达到30GW。
2、我国新能源产业面临一系列困境
从我国新能源产业体系上看，不健全的因素偏多，凸显产业过剩与不足并存的困境。近年来，全球新能源产业特别是光伏和风电产业受金融危机影响较大，我国光伏产业面临严峻形势，既有国际市场需求减弱的影响，也与国内政策不配套导致的需求不足直接相关。自2011年下半年开始，我国光伏行业整体盈利能力急剧下降。2012年我国光伏产业面临的主要问题在于：一方面由于市场需求下降，光伏产业产能过剩；另一方面，2012年10月，美国开始对我国太阳能电池征收14.78%～15.97%的反补贴税和18.32%～249.96%的反倾销税；作为全球光伏产业最大市场的欧盟方面也对中国光伏产品展开“双反”调查。欧美的“双反”重创了中国的光伏企业，加速了中、美、欧互补的产业链条断裂，使得国内光伏产业利润大幅下滑、经营困难，很多中小型光伏企业停产，而行业龙头如尚德、赛维等上市企业也濒临破产。2012年，我国光伏企业的开工率不到70%。在这种形势下，政府频出救市政策。中央财政共拨付资金130亿元，支持启动光伏发电国内应用的总规模达到5.2GW；实施分布式光伏发电项目免费并网措施、公布金太阳项目目录，旨在扩大国内光伏应用市场，支持光伏企业发展。而对于风电设备制造行业，国内已经有80多家企业参与风电投资，各类大小风电设备制造商如雨后春笋般成立。但由于国内核心技术的缺失，以及风电技术标准和检测认证体系的不完善，导致风电设备质量存在隐患。风电零部件供应依然是限制产业发展的瓶颈。同时，由于新能源产业运营体系不健全，导致新能源装机容量和发电量背离，截至2009年底，风电装机容量占总装机容量的2%左右，而发电量占比不足1%。由于产业体系不健全，新能源产业在发展中同时出现产能过剩和不足的困境。核心技术空心化的问题，在我国新能源产能的快速膨胀中，也正越来越突出。风电制造领域在核心技术和关键零部件等方面，自主研发企业数量和投入少，大多走的是引进路线，既有的成果实际推广应用成效甚微。除太阳能、风能外，生物质能源也被寄予厚望，尤其是生物质液体燃料，却也面临着原料收集、核心技术缺失和市场销售等难题。
3、我国新能源产业政策体系仍有待完善
目前我国的法律法规对项目审批、专项资金安排、价格机制等统一的协调机制没有明确规定，导致在中央和地方政府补贴狂潮下，吸引了不少短期投资者，各类新能源企业泥沙俱下，不少补贴企业不能满足产业发展要求，成为新能源产业可持续发展中的绊脚石。另外，由于新能源和传统能源间的矛盾和利益并没有很好地解决，导致一些政策执行不到位。我国没有真正地建立优先使用可再生能源的体制和机制，重大制度的设计不完善加之市场消纳问题，也使得风电难以更好地发展，在吉林、内蒙古等地有30%～40%的风电因为不能联网而被放弃掉。
在一系列成就背后，中国的新能源产业发展所面临的问题非常突出。国家统计局的最新数据显示，2012年，在我国能源消费中，天然气、水电、风电、核电4种能源加在一起，仅占全部能源消费比重的14.5%。这说明我国未来能源产业需要的不仅是产量的增长更是制度的改革，是能源体制的革命性变化。另外，我国的新能源市场多集中在海外，产业的外向型特征比较明显，目前国内新能源市场成熟度较低，还缺乏广泛的社会认同和完善的市场环境。
四、客观认识我国新能源产业现状，坚定信心寻求长远发展
纵观人类发展的历史，新兴产业的成长是一国社会和经济实现跨越式发展的强大动力。而各个国家对于未来战略性新兴产业的发展侧重各有不同。英国、美国和欧盟的战略性新兴产业以发展低碳产业为主，英国同时关注数字产业，日本侧重能源和环境产业，俄罗斯提出开发纳米和核能技术，中国则将新能源、节能环保、电动汽车、新材料、医药、生物育种和信息通信七大产业列为重点扶持对象。
然而，新能源产业的发展前景是光明的，但面临的挑战也是巨大的。我们应该对我国新能源产业在国际市场中的地位和未来的重要意义有客观的认识，有正确的判断，才会做出正确的选择。在经过全球气候变化、国际金融危机、石油地缘政治、欧美征收碳关税以及对华光伏“双反”调查、日本核泄漏事故、国内油荒电荒等一系列事件后，我国围绕能源如何发展已积累了充分的经验，并充分认识到能源产业的技术进步在推动经济发展的过程中作用重大，现在已经显示出对经济的推动作用。中国政府将持续出台支持鼓励和优惠补贴政策，推动新兴产业需求爆发性增长。新能源企业发展新能源产业既要信心百倍，同时也要脚踏实地，在国家政府的大力扶持下，推动技术创新，掌握核心技术。而产业的健康发展，不仅需要政府努力构建制度，更需要产业界从管理、技术等方面进行突破。如果在能源转型上的努力不够，中国的能源技术、管理水平与发达国家间将会有更大的差距，因此能源产业要有忧患意识。同时，鼓励能源技术发展需要相关政策支持，这对相关管理部门来说是一项现实而紧迫的任务。
“十二五”时期，中国新能源要在规模和基本产业链条形成的基础上，实现质量上的飞跃，建立具备国际竞争力的新能源产业体系。当下，我们尤其需要解决的问题是如何加快我国应用新能源的步伐。在技术层面，主要依靠智能电网的全面建设，确保以风电和光伏发电为主要代表的新能源电力实现全部上网；在政策层面，相关的配套政策和规划也要紧跟产业发展的步伐。
治理雾霾污染将是促进汽车产业技术革新、带动汽车产业升级的又一次机会，将给新能源汽车、电动汽车的发展带来机遇。新能源产业的发展离不开国家宏观政策的支持，同时也与广大民营企业家勇于探索、努力创新的奉献精神是分不开的。2012年2月15日，国务院总理主持召开国务院常务会议，明确提出鼓励民间资本进入铁路、市政、金融、能源、电信、教育、医疗等领域。相信未来，新能源领域中民营企业的发展空间将会更加宽广。而对从事可再生能源、新能源产业的企业来说，如何抓住我国能源结构调整中蕴藏着的巨大的发展机遇，仍需要在实践中摸索前行。
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【关键词】分布式发电；负荷预测；电源结构；安全可靠；经济合理；电能质量；可持续发展
0 引言
作为大电网的有益补充，分布式发电技术具有节省投资，降低能耗，提高系统安全性和灵活性等特点，并将成为未来发电技术的重要组成部分。随着常规能源供应的日益紧张，分布式发电的开发和利用受到了前所未有的重视，包括风电、太阳能、蓄电池储能等分布式新能源发电已成为能源发展的新特征。我国已将分布式发电列为了“十二五”期间能源发展的优先领域，大力发展分布式发电是我国电力系统未来发展的必然趋势。
1 对配电网的规划的影响
配电网是电力系统的重要组成部分，在当前电力迅速发展和供应紧张的情况下，科学合理的配电网规划不仅可以保证电网运行的安全性和经济性，还有利于配电网建设投资效益的充分发挥。分布式电源大多直接布置在配电网中，对含分布式发电的配网系统进行合理的规划和建设，分布式电源在系统负荷高峰期能够转移一定量的负荷，提高配网系统能源供应的可靠性和稳定性。与此同时，分布式电源在配电网中的合理布点和定容能降低部分馈线电压降落、减少线损和建设输配电设备的投入。
但是，分布式电源的接入使得配网系统电源的构成不再单一，分布式电源在用户侧并网运行使得配电网部分节点支路潮流出现双向流动，改变了传统配电网的运行模式，这对配电网规划的负荷预测、网络潮流计算、电源结构布置等带来了大量的不确定性因素。此外，分布式发电中的太阳能，风能等新能源发电具有显著的随机性和间歇性，输出功率极不稳定且难以控制，不具备“电网友好型电源”的特征，该类电源大量接入将对配网系统的安全稳定运行产生极大影响，限制了配网系统接纳该类分布式电源的能力。
因此对于含分布式发电的配网系统，配网系统的规划和建设必须考虑分布式电源的接入，分布式电源的规模、布点应与配电网的负荷增长和稳定可靠运行相结合。如果规划不合理，分布式电源的接入将可能使配网系统的某些设备闲置或成为备用，甚至影响到配网系统的安全可靠运行。对于计及分布式发电的配电网规划，如何确定分布式电源的合理结构，如何协调和有效地利用配电网各种资源、降低配网系统投资建设风险，如何降低分布式发电对配电网稳定可靠运行造成的影响等，均是规划中需要解决的问题。
分布式发电一般以较小规模和分散的形式接入配网系统，依照其特征，分布式电源不足以解决全局性和大范围的能源供需平衡，更多的是承担着电网调峰调频、保证电网安全稳定的作用。因此对于含分布式发电的配电网规划，应充分发挥分布式发电的优势，从提高资源配置着手，着重于电源与负荷的合理分配，在满足配网系统安全可靠运行的前提下，减少备用容量的投资建设，使配电网和分布式电源的投资建设成本最小。传统配电网规划方法一般遵循负荷预测？电源规划？网络规划的步骤进行，该类方法都不同程度地将包含分布式电源的规划问题进行简化。现有对于计及分布式发电的配电网规划研究，大多从分布式电源的布点规划和配电网的扩展规划两个方面考虑，建立包括经济性、可靠性以及经济性和可靠性相结合的三类模型，并通过相关优化算法实现对含分布式发电的配电网规划。但相关规划方法均是根据规划期间网络空间最大负荷预测的结果来确定最佳建设方案，该类方法虽然实现了分布式电源接入配电网后系统的可靠运行，但分布式发电和配电网建设的经济性并没有很好的实现，这种基于最大负荷的规划方法并没有发挥分布式电源参与电网调峰的优势，规划方案往往需要大量资金建设发配电设备和输配电网架，增加了系统备用容量，甚至造成搁浅成本的产生，导致系统电力设备整体利用率不高，增加分布式电源和配网系统建设的投资风险。
通过上述分析可以看出，传统配电网规划方法显然不能很好的解决包含分布式发电的配电网规划；现有的含分布式发电的配电网规划方法虽然能保证系统运行的可靠性，但该类方法并没有充分发挥分布式发电的优势，得到的规划方案经济性没保障，增加了分布式电源和配电网建设的投资风险。
2 对相关配套技术的要求
当前分布式发电接入配电网并与配电网并网运行理论可行，但受技术的限制和政策支持等原因的影响，分布式发电在我国并没有实现大规模并网运行。本文针对分布式发电接入配电网所遇到的若干技术问题提出相应的解决方案，包括实现风能、太阳能、电动汽车、储能设备等新能源并网电能的计量，电动汽车与电网之间能量交换计费的结算，风场风能的联合概率期望值的计算等技术。相关技术主要解决了以下几个方面的问题：
1）实现分布式新能源发电系统与配电网之间电能流动的双向计量。太阳能、风能等分布式新能源发电系统并网后，存在功率和能量的双向流动。当分布式新能源发电系统无法满足用户电力需求时，接收电网的电能。而当分布式新能源发电系统电力充裕，在满足用户电力需求的前提下，将剩余的电能反馈回电网，实现分布式新能源发电系统与电网之间能量的双向流动。然而，现有技术中的电能计量方式多为单向计量，无法满足分布式新能源发电系统并网后电能双向流动的计量要求。针对现有技术的不足，研发了一种面向分布式新能源发电系统的双向电能计量装置，该装置能同时计量从电网向分布式新能源发电系统流动的电能（即正向电能），以及从分布式新能源发电系统反馈回电网的电能（即反向电能）。
2）实现电动汽车充放电的充电费用和放电收益结算。V2G 技术下的电动汽车存在充电和放电两种模式。在充电模式下，电动汽车是电能的消费者，通过电网对其充电以满足电动汽车用户行驶的需求。在放电模式下，电动汽车作为分布式储能装置，将电能反馈回电网，以承担电网调峰、调频和旋转备用等功能。随着电动汽车的大规模接入电网，完善的配套设施不可或缺。目前，已建和在建的充电站一般只能为电动汽车提供充电服务，相应的计费装置只具有充电费用的结算功能，无法实现电动汽车与电网之间双向能量交换的费用和收益结算。此外，现有计费装置不具备实时电价显示功能，极大影响了用户利用电动汽车作为储能装置承担电网调峰、调频和旋转备用的积极性。因此，一种具有多种电价实时显示功能，同时计量充电费用和放电收益的电动汽车双向电能结算装置亟待研发。
3）实现配网系统风场风能的联合概率期望值计算。由于风速的间歇性、随机性，使得风力风能具有不确定性的特点，大量风电机组并入配电将对配电网的安全可靠运行造成不良影响。为保证系统安全稳定运行，在含风力发电的配网系统中，需对风场风能进（下转第353页）（上接第264页）行概率计算。目前，对风场风能监测装置的研究还很少，至今仍未有相关的装置考虑了风场风能概率相关性的计算。
3 结束语
总之，随着智能电网和分布式发电技术的发展，分布式电源与配网系统之间的互动将越来越密切。大量太阳能发电、风力发电、蓄电池发电及电动汽车站充电站等分布式发电接入配电网已成为一种发展趋势。分布式发电接入配电网对配网系统的规划设计和并网配套技术提出了新的要求。
【参考文献】
有关如何提高能源效率国内外学者做过多方面的研究。一般认为，能源效率的提高源于两类因素，一是产业结构的调整；二是通过技术进步提高要素利用效率。一些学者认为产业结构是推动能源利用率提高的主要因素。如尹宗成(2008)认为，第二产业比重提高对于提高我国能源效率具有显著的负向作用。金继红(2013)等通过实证研究表明中国出口和投资在一定程度上导致了能源效率下降，这是由于产业比重增长较大的部门的能源效率下降引起的，技术进步对能源效率具有正面影响，但影响有限。另外一类研究则认为，技术进步才是决定因素。如齐志新(2006)应用拉氏因素分解法，发现技术进步是我国能源效率提高的决定因素。郑若娟(2011)基于LMDI分解法的分析得出结论技术效应是这段时期中国制造业能源强度变化的主导因素，贡献度达到80%以上。本文拟利用2000～2011年的数据，对我国汽车产业市场结构、技术进步和能源利用率的关系进行实证研究，剖析原因，探讨相关的政策建议，以期对我国汽车产业发展提供有益思路。
2中国汽车产业市场集中度技术进步与能源效率关系
分析从回归结果来看，
(1)技术进步因素和市场集中度都对汽车行业的能源效率影响显著；
(2)技术进步和市场集中度与能源产出均呈现负相关；
(3)在汽车行业的能源效率提升上，技术进步的影响程度更为显著，影响系数约为产业集中度的7倍。
3中国汽车产业市场集中度、技术进步影响能源绩效的因素
3.1企业规模扩大
根据贝恩对产业垄断和竞争类型的划分，我国汽车产业集中度从2000年到2011年，前4位企业市场占有率由40.18%上涨到62.87%，由中下集中寡占型逐步接近高度集中寡占型。按照2011年汽车工业经济指标来看，大型企业的能源利用效率明显高于小型企业，专业企业明显高于兼业企业。企业规模的不断扩大，一方面是促进了行业内部的结构优化，市场集中度提高，另外一个方面，企业规模的扩大也有利于企业的技术投入。从2004～2011我国汽车行业研发投入的趋势图来看，随着产业规模和产值的不断提升，我国汽车行业研发经费支出以及工程人员占职工总数的比例呈明显同比上升的趋势。汽车产业规模的不断扩大，同时促进了技术进步与产业集中度的增强，是我国近年来汽车行业能源利用率提升的主要原因。
3.2市场结构与技术进步
值得注意的是，虽然研究与发展支出经费逐年上升，但是随着市场集中度的上升，研发投入比例呈现出阶段性变化。从图2可以看出，中国汽车行业的研发投入比例随产业集中度的上升呈现出先上升后减少的趋势。这证明，自2007年之后，汽车行业逐步形成的垄断势力，对于技术改革产生了负面影响。因此，需要警惕由于市场集中度的不断提高，垄断势力阻碍技术进步可能对能耗效率产生的负面影响。
3.3外资与技术改革
我国汽车行业的开放程度很高，前6位汽车企业均是合资企业。外资企业在我国汽车产业链上横向和纵向延伸，通过技术转移和技术扩散，客观上促进了我国汽车行业的技术进步。同时，外资的大举入侵也给我国自主品牌汽车的技术发展带来竞争压力。从市场占有率来看，合资企业对于自主品牌汽车市场份额呈现出逐年挤压的趋势。表3为奇瑞和华晨市场占有率变化。表3自主品牌汽车市场占有率变化2007200820102011奇瑞4.3%3.8%3.77%3.47%华晨3.47%3.04%2.78%3.06%可以看出，我国汽车行业国产自主品牌汽车的市场份额在逐年降低。由于这种竞争压力，自主品牌汽车企业注重研发投入和资质认证。2009年，长城汽车多款自主品牌获得WVTV认证，帝豪EC7、MG6获得四星安全认证。客观促进了国产自主品牌汽车技术革新。对外开放程度的进一步加深，是影响我国汽车行业能源利用率的另外一个主要因素。
3.4消费结构导向
消费结构对于汽车行业向节能方向发展有着重要的导向作用。这个作用主要体现在两个方面。一方面，过去由于汽车的价格较高，中国民众更加倾向于选择小排量的轻型轿车，但是从近几年的发展趋势来看，伴随着收入水平的上升，我国汽车消费群体偏好呈现转移趋势。这种消费偏好的转移，导致在我国，新能源汽车和混合动力等新型节能汽车并不受到厂商的青睐，缺乏进一步改革和技术研发的驱动力。这对于我国汽车行业向低碳节能的可持续发展具有负面效应。反过来，随着雾霾等现象被民众所重视，更多民众选择绿色出行，则可能对我国汽车行业能效有正激励作用。另一方面是政府乘用车偏好的改变。由于“三公消费”近年来逐步公开透明，党政务机关在政府采购方面逐渐倾向于采购自主品牌国产汽车。这对于加强我国自主品牌汽车竞争力有正向促进作用。良好的竞争环境对于技术改革有着促进作用，政府采购偏好的改变，对于我国汽车行业有着正效应。
4结论及建议
关键词：电动汽车；轮毂电机；发展现状；关键技术
1轮毂电机技术的发展现状
轮毂电机作为电动汽车的主要部件，轮毂电机技术的进步和发展，能够发挥出电动汽车的巨大功能和优势。轮毂电机的使用弥补了传统内燃机上的离合器、变速器等机械零件的不足，能够显著增强机械运行的效率和工作效率，使整车成本明显降低。国外轮毂电机发展相对较早，轮毂电机主要是由美国人罗伯特在20世纪50年明的。轮毂电机的研究领域中所占位置最高的就是日本地区，丰田、本田等车型中已经将先进的轮毂电机应用到其中。我国汽车行业，尤其是新能源电动汽车发展较晚，并且已经将电动汽车融入到“863”计划，轮毂电机的研发和系统的应用其基础较为薄弱与国外先进技术相比有很大差距。[1]同时，美国、日本和欧洲等发达的国家，政府部门对于汽车排放尾气要求越来越严格、鼓励新技术的发展等，各大汽车公司都相继投入了大量的人力和物力等，主要用于电动汽车的研发，以推出更多新的产品。由此可见，研发经费或者优惠政策的提出，在推动电动车行业发展方面具有重要作用。轮毂电机的优点主要包括：如表1所示。总体来看，集中式的驱动系统在与传统内燃机汽车相对比，其很多地方较为相似。因此，这两种系统具有成本高和控制复杂等不足。分布式驱动系统与集中驱动系统相比，分布式驱动系统的优点主要表现为：节能、经济性高、空间利用率高。从传动效率上看，轮毂电机驱动明显优于轮边电机驱动。我国轮毂电机发展道路还是比较漫长，由于电机本体设计、电机优化等还不够成熟，其范围使用较小。控制系统的研发有很多基础，产品也满足了电动汽车的要求。但在散热方面其研究还不够深入，油冷方面的研究相对较少。国内轮毂电机发展并不成熟，还需与国际接轨，全面提升轮毂电机研发、生产、技术应用的水平。[2]
2电动汽车轮毂电机基本结构和关键技术分析
2.1电动轮毂电机基本结构设计
由图1可以得知，本文所设计的轮毂电机结构，其一侧端面处于密封状，壳体（1）上设置了安装孔，主要与汽车轮辋相互搭配。壳体运用紧固件将其安装在汽车轮辋内侧端。另外一端壳体内腔处于敞开的状态，并运用硅钢片和定子绕组进行相互缠绕，断面上也设有安装孔，将紧固件安装在车轮辋内侧中，壳体敞开端通过形成内腔，中间轴（4）和安装套（5）在通过内轴承（7）安装到电机轴之上，外轴承（8）在安装到壳体内表面，定子安装到定子座（6）。定子座和壳体内腔之间形成了安置腔，腔内有磁钢（9）。壳体径向圆周处有若干个瓦片状磁钢，磁钢也与定子绕组保持相互对应，定子在安装到定子座的安装套之上，两套轴承连接转子壳和定子座。其中轴承主要分为内轴承和外轴承，内轴承主要是汽车用轮毂轴承。[3]
2.2实验
结合电机性能不稳定问题的解决，通过选择和设计一种全新轮毂电机，能够使轮毂电机更加安全可靠。本文主要采用油内冷和改进转子铁心机械机构的方案，开展实验研究。由外转子的宽度和间隙所得到的值为固定值，主要是指外转子的边缘。本文利用二维周向磁场构建分析模型，以对比之前的变化和之后的变化。其一，改进之前磁钢宽度为22mm，间隙为1.8mm；改进之后，磁钢宽度为20.5mm，间隙为1.6mm。相比之下，我们可以理解，改进后的气隙磁场波形相对平滑，形状也逐步向正弦波靠拢，能够对电机振动和耗损等进行控制，使电机更加稳定。本文在对改进之后的电机系统进行测定，即深入到不同转矩效率开展测试，通过改变加速大小逐步增大转矩的大小。如果电机在一定的转矩值下继续运行20秒，则通过测量，得出相应功率，如：输入功率、输出功率，通过分析这两个功率，以掌握系统的运行效率。测定的时间范围可以在400r/min、600r/min、800r/min、1000r/min时开展性能的测试，如图2所示。如图2我们可以了解到：测试电流特性（Iin-T）曲线。线性的关系为输入电流、输出转矩等，通过这一线性关系我们了解到轮毂电机运行过程中其电流较为稳定，能够发挥出其效能。通过对比测试还能够了解到：外转子轮毂电机在采用油内冷却方式后，能够将轮毂电机的温升有效控制实物不仅能够将电机高效运行的区域进行扩大，还能够明显增加电机的效率。
2.3关键技术
2.3.1部件铁心制造技术电机轮毂电机功率、转矩、力能量密度大，电机电磁力产生的负载大。其损耗产生部件铁心制造技术是提升功率密度的主要因素，选择适合的轮毂电机铁心制造技术，论述机械连接、焊接、粘接等技术。电机铁心损耗主要有磁滞损耗、涡流损耗两个部分，磁滞损耗由硅钢片材质所决定，厚度、片间绝缘等影响。涡流损耗ρw：其中公式中ρ主要是硅钢片电阻率；f为磁场交变频率；d为硅钢片的厚度；Bm为最大感应强度；V为铁心体积。①铁芯装配工艺。定子叠片在装配成为定子之后，定子中在将绕线应用其中。装配的方式有很多，如：扣片加固技术装配有以下优势：设计合理；能够避免高温产生较大的损害；稳定性强；螺栓连接需要在定子中打额外的孔，这一方式连接定子很容易出现分离的情况，且还会出现绕线的情况。铆接过程中运用较长的铆钉条末端位置，应采用重的压头开展有效压装；自锁式工艺中下一板块中所冲出的凹坑，应运用上一版块上所凸起的板块进行填充；凹坑、冲头设计相对合理，通过在压应力的作用之下，将片与片之间实现自锁。②铁心的焊接。利用激光焊接的方式或者离子焊接的方式，对叠片进行连接，连接时应该与整片进行连接；整体焊接时还可以采用氩弧焊接，将已经叠装的定子进行焊接；除了焊接之后，还可以采用胶粘方式，以选择适合的胶层，固化之后不会产生较大的内应力。新的胶层在出现之后，需及时更换胶层，根据对比以找出不同胶层对粘结应力的影响。2.3.2并行免疫PID控制技术电动汽车一旦启动，需立即开展电气系统的有效检测。在检测之后，驾驶员才能进入到电动汽车之中进行操作。驾驶员在没有发出驱动请求之后，轮毂电机驱动控制器，借助CAN网络和传感器等对电动汽车运行情况开展有效实时的监测。轮毂电机驱动器在检测时，能够对驱动踏板传感器等进行监测，进而使驾驶员准确了解相应的请求。当发出驱动指令之后可以立即自动，将能量回收。一旦系统出现故障，该驱动系统能够及时发出报警信息，提示驾驶员，从而保障车辆的安全性。驱动系统EBS，是运用电子控制取代传统的机械对驱动系统进行控制，从而提升驱动的功能。[4]借助AIA算法，运用Kp、Ki、Kd等抗体，性能指标主要为目标函数抗原。结合当前的实际情况，选用以十进制编码的方式形成参数空间与参数编码空间，保障这两个空间一一相互对应，抗体v被选择复制的概率为：遗传算法中使用精英维持策略，结合所预设的交叉概率主要选用两个交叉抗体。[5]通过将控制器的性能指数作为抗原，作为优化问题的目的函数，能够将PID三个增益系数化作为抗体，以将其作为解决问题的主要应对措施。采用十进的制编码以得到抗体的编码。采用基于抗体浓度的调节机制和多样性维持战略，以加大对抗体浓度的有效控制，使轮毂电机能够保持最佳的运行状态，提升驱动控制的质量。本文对自行设计轮毂电机，其算法上更有优势。2.3.3基于JMAG电磁分析的方案这一方案和技术应用主要解决了电动汽车轮毂电机负载情况下所产生的铁芯耗损问题。该方案内容为：①轮毂电机铁芯材料的铁损原理。铁芯耗损也就是铁损，可以分为2类：第一，磁通密度B会受到时间上的影响而引起感应涡流损耗，运用We进行表示；第二，磁通密度B受到充磁过程而出现磁滞损耗Wh。涡流损耗的认定主要是由磁通密度B、铁芯原材料板厚d、电阻率ρfe所决定的。当磁通波处于饱和区附近后，出现畸变的情况，磁通密度Bve也可以再次进行计算。涡流损耗经常使用经典理论值K倍公式开展计算。其中K也主要为物理常数。[6]②仿真的分析。本文主要选用JMAG-Express参数化组建的模型功能。电机绕线也主要应用集中绕组的方法，进行星型连接的方式，圈数为20圈。结合仿真的结果我们可以看出的：第一，利用2种铁心材料，将不会使原材板厚产生任何的影响。厚度的一致性，将会导致硅钢片排耗越来越低，出现的铁损磁密范围也会减少。第二，电机铁芯材料不会发生任何的变化。将铁芯原材料板厚进行改变之后，主要运用厚度为0.5mm的硅钢片，当材料相同时，硅钢片也就越厚，铁损磁密分布的范围也就越大。不同的厚度产生的影响不同，尤其是在电机效率方面产生的影响有很大差异。例如：JN230这一原材在应用后，其他厚度应用也不会对电机高效区产生影响。而厚度较小，硅钢片则会发生较大的变化，使电机效率明显减弱；铁芯原材如果为0.35mm，其他的材料所发挥出的作用不大。
3中国电动汽车电机发展举措
3.1关键技术深入研究和创新
国内的驱动电机无论是在制造工艺方面还是技术创新方面都与国外驱动电机有很大区别。如：国外针对于电机研发比较重视，其投入相对较大，尤其是国外针对于电机研发和关键技术进行了深入研究。从调查中我们了解到，国外电机产品在可靠性上、故障率方面、振动噪声方面等都有很大的优势。我国正处于学习、不断超越和模仿的阶段，制造工艺水平和产品性能、关键材料等都需有待改善。我国目前还需要进口的产品有：轴承或者一些高精度的部件、硅钢片等。新能源汽车中最为关键的技术就是电机系统，与传统燃油汽车在构造上有很大的区别，即电机取代了发动机。其主要表现在：①电动机具有较强的过载能力且拥有强大的功率，相对于燃油汽车，其在加速方面有很大优势。②电动汽车电动机具备强大的调速功能，即包括恒转矩区和恒功率区。这两个功能决定着汽车的爬坡和起动情况、平坦路面高速行使的情况。③运行效率较高，能够提升1次充电的续驶里程。目前，从相关的研究调研中了解到，电机驱动系统中的各个结构发挥着不同的作用和缺点，以下对此进行分析：如表4所示。结合不同电机，我国电动汽车领域应在传统工业电机基础上进行技术改造，以为新能源汽车电机提供给整车厂。通过加大新产品研发资金的投入、重视人才培养、实现知识共享等，以研发出更多创新的关键技术。
3.2电机生产商应与电机企业之间加大联系
新能源汽车在性能方面、路面行驶方面想要具备较大的竞争能力，电机厂如果一直采用的传统的工业电机生产经验，将难以凸显自身的优势。电机生产商应加大与电机企业之间的联系，在生产经验上稍稍做出改进，以延长电机的使用寿命，避免之前出现局部过热、线路短路等情况。既然我国已经认识到电动汽车在今后的发展趋势，应严格从电机研发、电机试验、电机投产、材料等方面加强严格的把控。电机企业在与相应的供应商开展交流和合作时，需结合自身的发展现状和制定的长远战略目标，为了实现共赢，生产出寿命更长、质量更好的电机，供应商和电机企业不能以眼前的“蝇头小利”为主，需对存在的问题进行共同解决，以为双方带来较大的经济效益。
参考文献：
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关键词：低碳；生活方式；传播途径
1 低碳生活方式的内涵
1.1 实现低碳生活，要深刻理解能源浪费带来的严重影响。
200多年来，随着工业化进程的深入，大量温室气体，主要是二氧化碳的排放，导致全球气温升高、气候发生变化，这已是不争的事实。经研究发现，由于温室效应影响，已经显现的影响主要有，两极冰川融化加速，海平面持续上升；高山冰川融化，引起局部干旱，逐渐导致江水减少、断流；全球沙漠化加剧，沙尘暴现象增加；生态平衡遭到毁灭性打击，成千上万物种将面临灭绝，后果不堪设想。在我国，高碳危害也十分严重，由于人口众多、工业负荷大，二氧化碳排放量居高不下，北京、上海、广东等一线城市频繁雾霾。特别是在当前，由于新能源相关技术不够成熟，且受全球经济影响，油价将持续低位徘徊，中国工业生产在未来一段时间，仍然以煤炭为主要能源，势必增加环境代价。
1.2 实现低碳生活，要准确把握低碳生活方式的深刻内涵。
低碳生活主要是指通过节能降耗和回收利用，降低二氧化碳排放，缓解大气污染，最大限度阻止生态环境恶化。低碳生活是一种生活方式，代表着更健康、更自然、更安全的生活，同时也是一种低成本、低代价的生活方式。低碳不仅是企业行为，也是一项符合时代潮流的生活方式。它与每一个人都息息相关。在生活中，大排量汽车、高耗能冰柜和空调等，造成了能源的极度浪费，无形中增加了二氧化碳排放量，这些都是导致全球气温升高的重要因素。在工作中，无论各行各业，只要使用能源，就会产生负面影响。特别是在工业生产中，火力发电厂、化工厂等高耗能企业，对生态环境造成了极为严重的影响。因此说低碳生活方式，没有旁观者，只有责任者。因此，我们必须从自身做起、从小事做起，厉行节约、减少能耗，用实实在在的行动，为祖国的碧水蓝天做一份贡献。
2 国外低碳生活方式发展现状
相对而言，西方发达国家对于过度使用能源问题关注较早，并领先一步提低碳生活方式，并达到较为成熟的发展阶。英国实施“气候变化税”、“可再生能源配额”等政策手段，为合理利用能源创造了政策保障。瑞典从宏观到微观，都力争尽善尽美，关注生活细节，鼓励小排量环保型汽车和清洁燃料，树立了低碳生活方式的榜样。日本努力开发研制新能源，积极致力于应用太阳能、水能、风能、地热能等多种能源。同时，日本鼓励推动广大市民建立低碳的生活方式。法国在各行业都力求节能减排，控制二氧化碳排放量，减轻能源过度使用，逐步实现低碳生活。2003年10月欧洲议会和欧盟理事会通过碳交易指令，2005 年1月EU-ETS 启动。EU-ETS的实施分为三个阶段：2005～2007年实验阶段；2008～2012 年执行阶段；2013～2020年为第三阶段。2008年欧委会新碳交易指令，对EU-ETS作重大修改，并作为欧盟气候与能源一揽子政策的重要组成，以实现2020年减排、能源效率提高、可再生能源占能源生产3个20%的目标。与欧盟不同，美国没有承担《京都议定书》规定的强制减排义务，部分地方政府和企业自下而上地探索区域层面的碳交易体系建设，比较知名的有美国芝加哥气候交易所的自愿交易、区域温室气体行动、西部气候倡议和加州总量控制与交易体系等。
3 实现低碳生活方式的途径
3.1 实现低碳生活，要清醒看到我国低碳生活方式存在的阻碍。
目前，市民对于低碳意识还没有形成，仅举一个简单的例子，在生活中，生活条件较好的家庭，往往喜欢大排量汽车，认为这样才够有面子，才够档次。生活普通的家庭，虽然不选择大排量汽车，但通常考虑的都是维护保养、油耗等直接经济负担，很少考虑由此带来的环境影响。中国经济仍然需要石油化工行业的有力支撑，虽然石油化工行业造成二氧化碳含量上升，但它是生产能源的主要供应者、材料工业的支柱之一，提供了塑料、合成纤维、合成橡胶等一系列重要产品，也是促进中国发展建设不可或缺的组成。例如吉林市几乎各个化工厂都位于江北化工区，那里低碳基础建设还不完备，对于企业二氧化碳排放控制还处于比较初级的阶段，相对缺乏对于环保企业奖励措施，没有真正形成双向积极机制。同时，我们也缺乏对生活基础设施的统一化管理，比如电器市场中，高耗能产品仍然随处可见，低碳生活方式的基础保障还没有筑牢。
3.2 实现低碳生活，要正确处理社会发展与环境保护的关系。
自然环境是人类生存发展的基础，经济发展是实现环境保护的前提。经济发展需要利用环境、利用资源，但自然环境的承受能力有限，要把控制人口、节约资源、保护环境放到更加突出的位置，使人口增长与社会生产力的发展相适应，使发展控制在环境能够承受的范围内，然后利用经济发展的成果来整治遭到破坏的环境，使经济建设与资源、环境相协调，实现良性循环。例如松花江贯穿整个吉林市，但是依旧有多个化工企业向松花江里排放污水，甚至还有居民向松花江里乱扔生活垃圾，有些游览观光的游客乘船游览时，也顺手扔些果皮纸屑，虽然看起来都微不足道，但是这些都和我们的生活环境息息相关。
4 结论
本文深刻剖析国外低碳生活研究现状，结合实际，提出低碳生活方式的意义和实现途径。有针对性地分析研究，提出具有吉林
市特色的低碳经济发展意见和建议。我国作为世界大国，肩负着
改善世界生态环境重任，我们现有成果还远远达不到形势要求
和人民期望，必须下大力气抓好环境保护，进一步加快低碳发展转型。
参考文献：
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