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新能源汽車研究綜述范文1
中圖分類號:F273.1文獻標識碼:A文章編號:1001-8409(2013)06-0029-04
隨著經濟社會的快速發展,能源危機和環境污染已經成為制約汽車產業發展的重要因素。汽車產業希望通過引入可替代燃料和可替代動力總成技術來改變汽車產業的現狀,減少對傳統能源的依賴,促進汽車產業的可持續發展。發展新能源汽車成為世界各國的必然選擇。
我國目前新能源汽車核心技術不完備,消費市場不成熟,互補資產不完善,新能源汽車產業發展受到局限。中國政府通過財政補貼手段來推動新能源汽車產業的發展,希望通過發展新能源汽車產業緩解能源危機和環境保護的壓力,實現中國汽車產業的彎道超車。但是在新能源汽車產業的發展過程中,為了追求自身利益最大化,政府和企業之間仍在不斷博弈。在新能源汽車補貼項目中,企業(被補貼方)的研發生產收益低,市場風險大,政府(補貼方)希望通過資金補貼促使被補貼方進行研發生產,以達到政府和企業的雙贏局面。但是面對政府不斷增加的對新能源汽車產業的扶持,企業的研發活動并沒有取得預期的效果。由于政府補貼能夠給企業帶來收益以及企業存在策略性獲取補貼的動機,補貼不僅造成了社會成本的增加,而且影響了新能源汽車的發展環境。所以,有必要對政府和企業的博弈進行分析,從博弈的視角討論企業堅持新能源汽車研發的意愿與政府補貼的關系。
博弈論是研究決策主體的行為發生直接相互作用時候的決策以及這種決策的均衡問題[1]。在新能源汽車補貼的問題中,可以將政府和企業的博弈簡化為一個兩階段博弈。企業會根據已有信息選擇自己的策略,政府根據企業前一階段的行動做出判斷和下一階段的決策。但是由于信息不對稱,政府不清楚企業研發新能源汽車的意愿和能力,會導致企業進行投機或者尋租,使新能源汽車的補貼不能取得預期的效果。本文將建立補貼雙方的博弈模型,從理論上分析補貼對企業新能源汽車研發的影響,從而對政府制定產業補貼政策提供參考。
1文獻綜述
補貼政策作為一種經濟政策,其本質是政府對產業經濟活動的干預。政府通過制定補貼政策影響企業發展,企業通過調整經營策略獲取政府補貼。哈佛大學經濟學教授貝恩提出了著名的SCP范式,并把SCP研究范疇和國家公共政策聯系起來,形成了產業組織理論[2]。隨著產業組織理論的發展,SCP分析框架成為國內外學者研究產業組織的主要工具。然而,產業組織理論是在完全理性的條件下,運用靜態均衡的思想,對產業結構進行研究,不能體現市場的動態性。近年來,隨著博弈論的發展,關于政府和企業的博弈研究也越來越深入。
國內外學者運用博弈論研究政府和企業在補貼政策執行中的策略問題已取得了一定成果。美國學者Richard研究指出,市場信息的不對稱導致政府補貼面臨著“道德風險”問題,如果不能對企業自主創新產品進行保護,會弱化政府補貼的激勵效應[3]。周紹東研究了企業技術創新與政府研發補貼之間的博弈,認為當政策制定者擁有關于企業創新類型的真實信息時,補貼的提高能有效激勵企業增加自主創新投入[4]。鄒偉進從博弈論的角度,建立政府環境監管與企業污染治理的博弈模型,深入分析政府與企業的決策過程及博弈結果[5]。許簫迪認為,政府選擇不同的扶持政策,對企業自主創新行為和業績的效果不同,因而政府應根據企業的特征來選擇不同的補貼方式和方法[6]。黃彬彬和王先甲等人研究了在不完備信息下,生態環境補償中政府和企業的兩階段動態博弈模型,分析了兩個區域的策略選擇以及不完全信息如何影響補償大小和環境質量[7]。
本文嘗試建立政府與企業之間的博弈模型,分析新能源汽車發展過程中政府和企業之間的博弈策略,以及不完全信息對新能源汽車補貼政策的影響。具體的研究思路:①建立政府和企業的博弈模型;②分析政府和企業的博弈過程及結果。
2政府和企業的博弈模型
2.1基本假設
新能源汽車發展過程中的博弈涉及中央政府、地方政府、企業以及消費者等主體,是一個動態的、非合作多方博弈。為了簡化這種復雜的經濟社會網絡,本模型有以下基本假設:
(1)博弈過程只考慮政府和企業,忽略企業之間的博弈,忽略中央政府與地方政府的差異。政府和企業都是有限理性經濟人,以追求利益最大化為目標。
(2)企業和政府的博弈分階段進行,企業必須進行新能源汽車研發生產才能獲得補貼,政府在每個階段的補貼額度是有差異的。
(3)目前我國新能源汽車的整體發展處于較低水平,政府愿意使用補貼等政策手段支持企業,企業的新能源汽車發展越快,獲得的補貼越多。當新能源汽車發展到某個時期時,政府會減少政策干預,企業的新能源汽車技術發展越快,獲得的補貼會越少。本模型主要研究發展水平較低時期的博弈。
(4)在追求利益最大化的過程中,企業會采取不當行為,如投機、尋租等,不考慮投機和“尋租”行為給企業帶來的機會成本。
2.2模型描述
在新能源汽車的補貼問題中,博弈對象包含補貼方(政府)與被補貼方(企業)。政府希望通過運用補貼手段,對企業的研發產生正向刺激,彌補企業損失,分擔企業風險,最終促進新能源汽車產業的發展。企業通過新能源汽車的研發和生產獲得收益,同時盡可能多的獲取政府補貼,當政府的補貼力度增加時,企業獲得的補貼就越多,相當于政府幫助企業承擔了部分技術研發的風險,企業進行技術研發的可能性就越大,那么企業從技術研發中獲得的收益增加,有利于實現利潤最大化。政府和企業的行動策略會對對方下一階段的策略產生影響,但是雙方都以追求自身利益最大化為目標。
2.3模型參數
3結論
隨著環境問題和能源危機的突顯,新能源汽車越來越受到關注,但是新能源汽車產業處于萌芽期,無法依靠市場化運作來獲得收益。政府需要在新能源汽車產業發展過程中發揮宏觀調控的作用。政府選擇不同的補貼策略對企業研發行為和績效產生的效果不同。我國新能源汽車處于發展初期,政府給予了大力的支持,企業通過政府補貼獲取了高額的收益,甚至部分企業選擇通過不正當手段獲取政府補貼。實踐證明,政府如果不能合理運用補貼手段只會弱化補貼對新能源汽車發展的激勵作用。根據上述分析,對新能源汽車產業補貼政策的制定提出以下建議:
(1)合理調整政府對新能源汽車產業的補貼。我國處在新能源汽車發展的萌芽期,企業獨立進行技術研發的風險大,仍然需要政府的資金和政策支持。所以,在初期政府對企業的扶持不可缺少。但是從可持續發展的角度,必須在這個過程中逐步減少投入,加強技術的市場化進程,最終依靠市場的力量實現新能源汽車產業的發展。
(2)正確使用補貼手段刺激新能源汽車的研發。為了鼓勵更多企業進行新能源汽車的研發和生產,政府在發展初期重點扶持行業領先企業。同時,采取合理的措施補貼弱勢企業,降低弱勢企業采取投機和尋租策略的可能性,實現通過補貼措施優化產業環境的目的。因此,政府需要正確識別企業的研發行為和績效。
(3)提高政府扶持企業研發和生產的補貼效率。優化政府對新能源汽車投入的資源配置。政府對提高社會效益的新技術研發項目需要積極扶持,既要為新能源汽車的市場化提供支持,也要使企業獲得的利益不低于社會平均水平,實現資源的合理利用。
參考文獻:
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新能源汽車研究綜述范文2
關鍵詞:新能源汽車;一般原則;技術
隨著汽車社會的逐漸形成,汽車保有量正在不斷地呈現上升趨勢,而石油等資源卻捉襟見肘;吞下大量汽油的車輛不斷排放著有害氣體和污染物質。在這種情況下,新能源汽車應運而生。所謂新能源汽車是指采用非常規的車用燃料、汽油、柴油之外的動力作為動力來源或使用常規的車用燃料,但采用新型車載動力裝置,綜合車輛的動力控制和驅動方面的先進技術,形成了技術原理先進、具有新技術、新結構的汽車。本文主要從設計的一般原
則對新能源汽車進行評析,全面闡述新能源汽車的優點以及局
限性。
一、新能源汽車是汽車領域創新的新途徑
隨著石油資源的枯竭、人們環保意識的提高,混合動力汽車及電動汽車將成為21世紀前幾十年汽車發展的主流,并成為我國汽車界所有業內人士的共識。目前,我國在新能源汽車的自主創新過程中,堅持了政府支持,以核心技術、關鍵部件和系統集成為重點的原則,確立了以混合電動汽車、純電動汽車、燃料電池汽車為三縱,以整車控制系統、電機驅動系統、動力蓄電池燃料電池為三橫的研局,通過產學研的緊密合作,我國混合動力汽車的自主創新技術取得了重大進展。在混合動力汽車的核心電池技術研發方面,我國已自主研制出容量為6AH-100AH的鎳氫和鋰離子動力電池系列產品,能量密度和功率密度都接近國際水平,同時突破了安全技術瓶頸,在世界上首次應用于城市公交大客車。
二、新能源汽車的實用性能
新能源汽車相比傳統汽車在實用性能上大致相當,并且采用了新能源的汽車動力更強,更加穩定。以混合動力新能源汽車為例,它有以下實用性優點:
1.采用混合動力后可按平均需用的功率來確定內燃機的最大功率,此時處于油耗低、污染少的最優工況下工作
2.因為有了電池,可以十分方便地回收制動時、下坡時、怠速時的能量
3.在繁華市區,可關停內燃機,由電池單獨驅動,實現“零”排放
4.有了內燃機可以十分方便地解決耗能大的空調、取暖、除霜等純電動汽車遇到的難題
5.可以利用現有的加油站加油,不必再投資
6.可讓電池保持在良好的工作狀態,不發生過充、過放,延長其使用壽命,降低成本
然而,充電電池的續航能力有限和充電時間較長一直是阻滯純電動汽車普及的主要障礙,對許多消費者來說,在電動模式時,純電動汽車和混合動力電動汽車行駛距離有限仍是個問題。尤其是純電動汽車,它沒有裝載續駛里程較大的內燃機(ICE),再充電也需要很長時間。盡管如此,戴姆勒克萊斯勒的研究指出,大多數歐洲人每天行駛距離約50 km,而純電動汽車的續駛里程是其2倍為97 km,對于這些消費者來說已足夠。類似的雪佛蘭Volt車每次再充電的續駛里程目標約為64 km,對于美國大約78%的上
班族來說已足夠。目前,所選用制造商的23輛純電動汽車的續駛里程平均值為185 km,行駛里程范圍64~402 km。僅使用電動模式的10輛混合動力電動汽車平均續駛里程為68 km,行駛里程范圍為26~97 km。
三、新能源汽車與傳統能源汽車的成本比較
目前,純電動汽車所使用的蓄電池組的價格依然昂貴,首批大規模銷售的純電動汽車和混合動力電動汽車所需的研發成本將由消費者承擔。通用汽車公司認為混合動力電動汽車的電動續駛里程每增加16 km其成本將增加約1500美元,但豐田的Prius續駛里程增加16 km的成本為5000美元。在同檔次的汽車中,新能源汽車的價格比普通汽車的價格要高出數千美元,甚至上萬美元,以一般新能源純電動汽車為例,平均鋰電池每安時成本達到3元左右,一輛車的電池價格大約6~8萬,相比于傳統汽車的10萬元成本,新能源汽車大概要花20萬元,所以新能源汽車雖然省了油,但幾年后就需要更換電池組,價錢高達數千美元,這筆開支實際上高過了抵消掉了省下的汽油錢,所以如果新能源汽車的成本下不來的話,它也將很難投入到市場上。
四、新能源汽車是可持續發展理念的產物
1.發展新能源汽車是國民經濟可持續發展的需要
我國用于汽車能源的石油資源是有限的,在幾十年后必然會出現枯竭,要大量依賴國外的進口石油。所以,節制使用石油資源,發展新能源汽車將會促進我國能源結構的調整,有利于國民經濟的可持續發展。
2.發展新能源汽車是控制城市污染的需要
燃油汽車的尾氣排放已給環境帶來了破壞,世界各國都已認識到這一點,紛紛制定了相關嚴格的汽車排放標準,以求減少對環境的污染。因此,尋求無污染或低污染的綠色汽車成為各國的基本國策,也是人類可持續發展的需要。
總之,新能源汽車是對傳統汽車動力技術最重要的變革,是推動汽車行業前進的巨大驅動力,它能使我們的汽車更和諧地為我們的出行服務,同時也不會像傳統汽車那樣污染環境。但是在新能源汽車發展和前進的道路上難免會遇到很多困難。但無論遇到什么樣的困難和問題,我們都必須要明白,都必須要看清楚,這些困難是發展中的困難,這些問題是前進中的問題,發展新能源汽車是汽車工業發展的必由之路,我們要堅信,如果政策上進行支持、技術上得到突破、成本上得到降低、市場上受到認可,我們的新能源汽車工業就會不斷地發展壯大,將來在我們的道路上一定會出現許多新能源汽車。
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新能源汽車研究綜述范文3
關鍵詞:新能源汽車;充電設施;現狀;電動汽車;對策
一、國內外新能源汽車充電設施建設現狀
隨著新能源汽車走進千家萬戶,充電設施的相對缺乏更加凸顯。相關部門加快了建設步伐,國家也陸續出臺了一系列政策和指導意見。新能源汽車充電設施建設方面近年來也取得了一定的成績。
1、新能源汽車充電設施數量相對新能源汽車的數量較少。截至 2014 年底,我國已累計生產各類新能源汽車11.3萬輛,卻只有30914個充電樁,樁車比約為24.7%。目前充電樁數量已經不能滿足新能源汽車的需求。統計數據顯示,2010年~2014年我國充電站數量從76個提高至723個,年復合增長率高達75.6%。在過去數年,充電站和充電樁建設的腳步明顯落后,拖了新能源汽車發展的后腿。按照原規劃,2011-2015年,國家電網的電動汽車充電站規模達到4000座;2016-2020年,國家電網建設充電站目標高達10000座,建成完整的電動汽車充電網絡。但截至2013年底,國網已建成的充換電站為400座,離2015年的目標只完成了10%。
2、地方及有關企業在2014年國標出臺之前建設的充換電站存在標準不統一的問題。充電設施標準不統一,不僅會造成重復建設,更會影響用戶體驗。要加快制修訂充換電關鍵技術標準,并促進不同充電服務平臺互聯互通,提高設施通用性和開放性。
3、規劃欠科學,有的已建成的充電站因選址較偏僻,充電不便,導致使用率不高,造成資源的浪費。充電設施建設時未進行充分的實地考察,未規劃好設施布局,應將電動汽車交通密度、充電需求充電設施的充電服務半徑、滿足城市總體規劃和路網規劃的要求、充電時間、區域的輸配電網現狀等因素綜合考慮。
可以看出,瑞典到2014年底。樁車比已達到44.3%,日本達到了38.3%。我國與其他國家還是有一定的差距。由相關資料顯示,美國以特斯拉力代表的分層次適應性和互聯網模式解決充電設施配置瓶頸,日本因地制宜、靈活均衡的建設策略,以及法國以租賃的商業模式創新來推進充電設施發展等均有獨到處。
1、美國
美國國土遼闊,全美范圍內,電動汽車充電設施布點已基本覆蓋全國,相對集中分布在加利福尼亞州、伊利諾伊州以及紐約州三塊區域。而電動汽車充電設施的分布方式主要是結含國內現有露天或室內停車場安裝,通常以特定方式沿停車位安置,實現停車、充電一體化。
美國電動汽車充電設備主要分為以下三種可用類型:交流LEVEL1、交流LEVEL2和直流FASTCHARGER。家用充電器主要果level1用和level2充電器。公共充電器則主要以FASTCHARGER為主。充電較慢的LEVEL1、為便攜式充電器,插頭可連接家庭內任意插座。充電較快的LEVEL2充電器則可由專業人員安裝固定于家庭車庫指定位置,或現有公共停車場、路邊停車位旁,以及其他工作場所揩定位置,形式包括落地、掛壁及吸頂式三種。直流在美國剛剛進入消費領域,用日本技術,主要為部分系電動汽車服務。
美國市場上主流的電動汽車充電設施網絡運營商有:ChargePoint公司、ECOtality公司、Coulomb公司 CarChargePoint公司等。ChargePoint公司截至2014年7月,其在全美建設安裝的充電設施數已達到18000座。
此外,美國在充電設施方面已采用無線充電技術。所謂無線充電,即通過磁共振或磁感應方式實現電力傳輸。充電方式和設施布局、使用均方便快捷,可配置于城市街道、停車場、車庫、高速公路及其他行車停車區域,是提高純電動汽車價值的關鍵技術之一,目前應用上走在前列的是美國和日本。
特斯拉汽車公司是美國新能源汽車的代表,據外媒報道,特斯拉公司2015年銷售了50580輛電動汽車,完成年度銷售計劃。特斯拉2015年汽車銷售目標為50000-52000輛。2008年跑車型的系列首次交付進入市場,這款第一輛使用鋰電子電池驅動,且每次充電可行駛320km以上的純電動汽車震驚了世界。和美國其他電動汽車的通用充電設施不同,特斯拉充電設施需要專門配套:一種為移動充電包,一種為掛壁式充電器,另一種為立地式充電樁根據電池。特斯拉目前已經建立多層次和適應性的充電設施配置和服務中心,這是由超級充電站、目的地充電和家庭充電三者組成。超級充電站在20分鐘內可為Model S充電50%,75分鐘充滿。特斯拉設想的用戶場景是車主把車開到商場、寫字樓,停到充電車位,然后逛逛商場、辦辦事,離開時電量就又充滿了。但存在電網壓力、占地面積、推廣方面的問題。
2、日本
日本地域狹小,石油幾乎100%依賴進。因此,日本政府非常重視電動汽車的研發和應用。規劃指出,2020年日本將為純電動車型建成5000個快速充電站,200萬個家用充電站。
日本電動汽車充電技術方面一直走在世界前列,其快速充電器的使用率和科技水平位居世界第一。截至2014年8月,CHADdeMO(日本電動汽車快速充電器協會)直流快速充電站已遍布全球共3689座,其中日本1978座、歐洲1181座、美國686座。日本正是依靠在關鍵技術上的壟斷地位試圖獲得在全球充電基礎設施建設上的話語權。
日本政府主推兩種類型充電設施:普通電器、快速充電站。面積狹小的地域或島嶼,以及風景觀光區,利用原有電力基礎設施,架設普通充電器進行完全充電。在經濟發達的大城市中心、高速公路服務區及共入處,建設快速充電站,可在30分鐘實現80%的充電。
日本大力推廣微型電動汽車并建立示范區。到2015年9月月共分兩期實驗,以橫濱站、港灣未來地區及關內為中心,投放輛日產超小型電動汽車,設立60處租車換車點,設置110個車位。一期實驗主要是推廣消費者體驗,凡電腦預約的使用者可以免費在公路上行駛三小時。二期旨在建立可行的商業運行模式,使其成為一項獨立的服務,特別是共享的高效運營體制和收費體系等。通過這項計劃建立示范,進而推廣全國。
3、法國
在法國,電力企業在城市建設了很多的充電站供電動汽車使用,同時電動汽車也可以在家中充電。
法國分時租賃模式在2007年已經遍及法國。以巴黎為代表,法國電動汽車的租賃網絡已經具有一定規模和市場,其中最普及的是一項名為Autolib’的電動汽車共享計劃,用多點、分時租賃的模式,啟動于2011年12月,所提供的汽車是一種叫藍車Bluecar的四座純電動汽車,用聚合金屬鋰電池,充電一次可行駛250公里。Autolib’計劃還建設有法英兩種文字的網站,紿出全巴黎的站點,以及預訂、包年、申請等一系列的操作程序,還可實時查詢各個站點的余量和空位以方便停泊和取車,而收費標準以及事故的罰款賠償等操作都有詳細說明。
除以上這些公共電動汽車進行共享租賃外,私家車主可以利用Autolib’建設的公共充電樁上為自己的電動車充電,但需一次性繳納年租費或月租費,且充電時間被限制在每次2小時15分鐘以內,每日每車最多只能充電次,超出時間則充電費用翻倍。
分時租賃適含短途、短距離、高頻次,解決了人們李成恐慌的問題。法國租車方式有三種:用戶可以在其網站上注冊會員預訂、在機場點預汀車輛、遠程預訂取車。使用完畢交回到借車的地方,或者下載手機快速地完成租車手續。
二、我國新能源汽車充電設施建設對策建議
1、不斷完善扶持政策
工信部賽迪研究院副院長黃子河表示,中國新能源汽車今年發展迅猛,得益于一線城市紛紛取消限購搖號、出臺新能源汽車補貼政策等措施,無疑,國家政策利好,各地紛紛開綠燈,有補貼、上牌還有綠色通道。因此在政策方面要小心“揠苗助長”。一輛續航里程在 150km 左右的純電動汽車,中央和地方的雙重補貼在其售價中占比大都超過 1/3。德國、日本、美國等政府都最多僅是利用稅收減免等方式來督促企業進行技術升級。此前國家已明確表態,新能源車的補貼將階梯式逐步取消,2020 年之后將沒有補貼。
此外,運用扶持政策激發企業建站的積極性,為此可對建站企業實施財政補貼政策,以減輕企業因建設成本高且回收期長而產生的后顧之憂。
2、統一標準
首先是統一充電標準。充電站國家標準公布后,各地新建汽車充電站應與國標保持一致,同時對已建充電站進行改造,使其兼容國家標準。
其次還需陸續推進標準建設方面的多項工作。正如鄭柵潔介紹,一是盡快完成充電接口和通信協議等關鍵國家標準的修訂稿;二是新版國標以后,要對存量的充電設施進行改造升級,盡快實現充電標準全國統一;三是制定無線充電等新型充電技術標準;四是計量、計費、結算等運營服務管理規范。同時,還要加快建立充電基施道路交通標識體系。
3、因地制宜
電動汽車充電站建設規劃要通盤綜合考慮,處理好選址問題、建設數量問題、充電站與充電樁的建設平衡問題、充電樁建設進小區的問題。
4、互聯網+的思維
采用專業化充電設施服務和運營公司持續改善充電體驗。可以從充電設施運營與物聯網、互聯網、大數據等技術融合方面考慮。在如今互聯網快速發展的背景下,充電樁的充電屬性將下沉為線下端口功能的一部分,更多的增值創新服務將由線上來實現。今后,隨著“車聯網”“樁聯網”等互聯網模式不斷涌現,使運營商可以挖掘電動汽車售前咨詢、節能用車咨詢、銷售、租賃、保養維修、零部件、廣告等一系列附加價值。四川將打造全國最大的新能源汽車智能充電服務平臺,市民可以在網上實現電動汽車租賃、銷售、維修,通過分時租賃、眾籌建樁等商業模式試點,充電網、車聯網、互聯網“新三網融合”將覆蓋城市。
5、加強監督
充電站建設規劃確定后,相關工作應積極推進,盡快落實,加強監督。要保證充電站建設的質量,杜絕圈地等投機行為。
三、結束語
在新能源汽車的不同發展階段,配套充電設施的建設重點和主要考慮因素也有所不同。在建設充電設施時,不僅要考慮當新能源汽車的發展情況,還要合理的預測未來的新能源汽車市場,并根據這個預測趨勢進行充電設施的基礎建設,并在電動汽車市場的不斷發展中,對其充電設施的網絡布局進行合理地補充和完善。(作者單位:四川師范大學)
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新能源汽車研究綜述范文4
主題詞:電動汽車;換電;產業鏈;經濟性
自2008年起,我國就已經開始在純電動客車領域開展換電模式的推廣,但受限當時政策環境、技術水平、成本因素和市場規模,換電模式并沒有大規模推廣[1]。隨著換電技術進步、換電站建設成本降低、換電標準不斷完善,以北汽新能源、力帆、蔚來汽車等為代表的企業開始加大換電模式的研究和推廣。中國新能源汽車的能源補給方式正逐漸由充電為主轉變為充換并舉,換電模式成為充電模式的重要補充,是后補貼時代推動我國新能源汽車產業發展的創新商業模式之一[2]。
1換電模式的發展概述
1.1純電動汽車補能方式。目前,純電動汽車主要有交流慢充、直流快充和換電3種補能方式[3],詳細數據見表1。(1)交流慢充需6~8h;(2)快充一般為大功率直流充電,0.5h可以充滿電池80%容量;(3)超過80%后,為保護電池安全,充電電流需要變小,充到100%的時間將較長。相比交流慢充和直流快充,換電模式具有以下3個優勢[4]:AutomotiveDigest(1)運營效率高,普通換電站換電僅需3min,加上車輛進出時間,全流程大概需5min,換電站單日換電次數超過200次,補能效率接近加油站。(2)降低用戶購車成本,換電模式車電價值分離,換電網絡代替消費者承擔動力電池成本,有效地降低了用戶購車門檻。(3)提高動力電池全生命周期價值,換電模式下,動力電池統一充電,統一維護,可以增加電池循環壽命,同時,換電模式可控制電池回收渠道,為動力電池梯次利用和再生利用奠定基礎[5]。1.2換電模式技術路線。換電模式可以分為整包換電和分箱換電2種技術路線,核心區別是電池包的標準?,F階段,主流的車企多采用整包換電,原因現有車輛的電池規格不用做調整,在原電池包基礎上進行換電升級,流程簡單,成本較低。蔚來、北汽新能源、一汽、長安等企業均采用整包換電,由于整包換電電池包尺寸較大,該模式只能使用全自動換電站[6]。分箱換電是將大尺寸電池包更換為3~4個小尺寸電池包,每個小尺寸電池包有固定的規格,串聯后放電,為車輛提供動力。分箱換電的優勢是小電池包容量小,易于移動,可以使用微型、中小型、半自動和全自動4種換電站,目前伯坦科技、時空電動等企業采用分箱換電[7]。
2換電模式產業鏈
2.1換電模式參與主體。換電模式的產業鏈和充電模式相似,電流的起點是電網,終端是用戶,中間包括換電站建設和換電站運營2個環節(圖1)。換電站建設環節主要包括零部件供應商和技術供應商,零部件供應商主要提供換電站的零部件建設,如山東威達;運營商主要提供換電的技術解決方案,包括車輛的改造以及換電站的技術改造,如伯坦科技。換電站運營環節主要包括:換電網絡運營商和電池資產管理公司,換電網絡運營商主要負責換電網絡的日常運營,電池資產管理公司主要承擔電池資產,一般由車企、電池企業和電網組成[8]。2.2換電模式參與方利好。換電模式的本質是挖掘動力電池全生命周期價值,實現企業和消費者利益再分配。換電模式對于車企、電池企業、電網、消費者和政府的多方參與者都大有好處。(1)車企:根據換電推出多種銷售方案,促進銷售,方便電池監控,減少電池故障產生的召回問題。(2)電池企業:增加電池用量,便于對電池進行梯次利用和回收利用。(3)電網:增加售電量,降低電網負荷不均的風險。(4)消費者:降低購車初始成本、減少充電時間、解決充電樁不夠問題、緩解里程焦慮。(5)政府:在土地利用率、電網管理、電池管理的多方面均有較好的社會效益,便于管理。
3換電模式經濟性測算
3.1經濟敏感性分析模型。3.1.1敏感性模型基本概念。敏感性分析法是指從眾多不確定性因素中,找出對投資項目經濟效益指標有重要影響的敏感性因素,并分析、測算其對項目經濟效益指標的影響程度和敏感性程度,進而判斷項目承受風險能力的一種不確定性分析方法,把所有其它不確定因素保持在基準值的條件下,考察項目中每項要素的不確定性對目標產生多大程度的影響。根據不確定性因素每次變動數目的多少,敏感性分析法可以分為單因素敏感性分析法和多因素敏感性分析法,單因素敏感性分析在計算特定不確定因素對項目經濟效益影響時,須假定其它因素不變,實際上這種假定很難成立,故采用不多。多因素敏感性分析法是指在假定其它不確定性因素不變條件下,計算分析2種或2種以上不確定性因素同時發生變動,對項目經濟效益值的影響程度,確定敏感性因素及其極限值。多因素敏感性分析一般是在單因素敏感性分析基礎進行,且分析的基本原理與單因素敏感性分析大體相同,但需要注意的是,多因素敏感性分析須進一步假定同時變動的幾個因素都是相互獨立的,且各因素發生變化的概率相同[9]。3.1.2敏感性模型分析步驟。(1)確定敏感性分析指標敏感性分析的對象是具體技術方案及其反映的經濟效益。因此,技術方案的某些經濟效益評價指標,例如:息稅前利潤、投資回收期、投資收益率、凈現值、內部收益率,都可以作為敏感性分析指標,本文敏感性分析目標為內部收益率,縮寫為IRR。(2)計算該技術方案的目標值一般將在正常狀態下的經濟效益評價指標數值,作為目標值,本文主要目標值為IRR=10%。(3)選取不確定因素在進行敏感性分析時,并不需要對所有的不確定因素都考慮和計算,而應視方案的具體情況選取幾個變化可能性較大,并對經效益目標值影響作用較大的因素,本文主要影響因素為服務費和車輛單日行駛里程。(4)計算不確定因素變動時對分析指標的影響程度若進行單因素敏感性分析時,則要在固定其它因素的條件下,變動其中一個不確定因素;然后,再變動另一個因素(仍然保持其它因素不變),以此求出某個不確定因素本身對方案效益指標目標值的影響程度。3.2換電項目經濟性測算和敏感性分析。3.2.1整車和電池基礎數據。測算用的整車和電池基礎數據見表2。表2整車和電池基本數據(1)項目測算以A級車作為標準車型,燃油車整車銷售價為14萬元,整車電耗為15kW?h/100km;(2)動力電池容量采用主流A級純電動車容量60kW,電池類型為三元鋰離子電池,循環壽命1000次,單車電池包成本為6萬元。3.2.2換電網絡運營基礎數據。在經濟性測算模型中,換電網絡以單個城市為基本單位,模型以二線城市為例(表3):(1)根據用戶調研的數據,換電站的平均距離最遠控制在6km,在720km2的二線城市中(直徑30km),至少需要20個換電站(平均每36km2一個換電站),才能保證城市換電便利性。(2)單站單日服務車輛次數為200次,20個換電站可以滿足3000臺車的日常運營。3.2.3IRR關鍵因素設定在經濟性測算模型中,換電網絡以單個城市為基本單位,模型以二線城市為例,主要參數見表4。3.3IRR測算結果和敏感性分析。根據IRR測算結果得知,電費收入和讓利用戶幅度是影響換電網絡IRR的主要因素,將2個參數進行調整(表5),在個人用戶與企業用戶方面可得到如下敏感度,總結如下:(1)C端場景:用戶單日行駛里程較少,即使收取用戶服務費,企業也難以盈利,在現有模型下,不賺錢,投入越大,虧損越大,尚無企業運用該模式。(2)B端場景:用戶單日行駛里程較多,即使不收取用戶服務費,IRR也能維持在10%左右,當前的主流模式。
4問題與解決方案
綜上財務分析及實地調查,認為換電模式當前仍然存在6大核心問題,但也有相應的解決方案:(1)財務問題,電池成本高,投資大,企業要面對較高的財務壓力,只有規模化的運營,單個城市換電網絡的IRR才能達到一定的經濟指標。(2)運營問題,相關運營參數直接影響IRR,企業要探索精細化的運營,應用數據平臺的應用數據平臺解決以上問題。(3)電池標準問題,短期內車企之間很難實現大規模的電池標準化,未來車企可以在企業內部實現2~3個車型的電池互換,車企之間推動1~2個車型的電池互換。(4)電網協同問題,換電站的電容要和當地的電網協同發展,換電網絡要拿到當地較低的電價和土地資金,企業須在地方有較強的資源整合能力。(5)用戶接受度,用戶是把換電池當做加油還是換發動機,用戶能否按照協議來用車都是現階段需要解決的問題,提高用戶體驗是解決該問題的有效辦法。(6)潛在風險問題,如果電池技術和充電技術的升級超預期,會在一定程度上影響換電模式的推廣。不管未來場景如何,換電模式將長期存在,建議在標準端實現車端換電電池包的通用性,以及換電站設施的共享,在政策端對車電分離的商業模式給予適當的鼓勵。
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新能源汽車研究綜述范文5
【關鍵詞】電動汽車 充換電裝置 交流充電樁 影響
1 引言
在國家新能源戰略當中,電動汽車的發展是一種重要方向,而在電動汽車發展進程中,電動汽車的建設和技術發展是一項重要環節。才茂憑借多年在電力技術、電力系統及儲能技術方面的理解,并將V2G和儲能技術作為前提,解決電動汽車充電站電氣系統等方面的問題。這種方案不僅可以提供電動汽車電池的充換電,同時也能進行儲能電站的拓展,展開智能、開放的管理,使擁有儲能電站功能的充電站成為一項重要組成。
2 充電樁硬件電路設計
2.1 控制器硬件整體
在充電樁系統設計過程中,控制系統是非常重要的一項內容,電池管理系統的控制以及管理往往是通過C44B0X 微處理器展開操作,C44B0X 微處理器作用主要是針對上位機和控制器進行工作,在這個基礎上還可以通過 CAN/LIN網絡通訊以及動力電池組狀態,對所產生的信息進行相關統計與采集,如圖1所示。
在C44B0X 控制器系統控制過程中,使用的客戶可以自助操作,更好的實現了卡內余額查詢的程序設計,并且還賦予了用戶監控的權限,另外在顯示屏上還可以顯示或者選擇屬于相應的展現模式,比如時間、充電量、余額等等。
時控制系統硬件包括控制電源電路、處理單元以及電能輸出等內容。一部分是針對充放電控制的電路,包括信號采集電路、信號調理電路;另一部分則是微處理單元電路、電能輸出控制單元電路、控制系統電源電路以及傳統的 S3C44B0X 的電路,其中包括實現該系統所需要的 5V、3.3V、2.5V 電壓轉換的電源電路、液晶顯示接口電路、NandFlash電路設計、NorFlash電路設計、聲光報警電路等。
2.2 NandFlash電路設計
在充電樁控制系統之中,硬件部分有中央處理器的存在,調度中心則以實時操作系統為基礎,其啟動程序在FLASH ROM 當中進行存放。此外,控制系統還在NandFlash當中存放一系列的記錄,比方說電壓、電流及溫度傳感器等,進一步對數據和監控進行存放,從而能夠使人機交互功能得以實現。
2.3 LCD 接口設計
本設計所選擇的控制芯片 S3C44B0X 集成當中有顯示器但愿的存在??梢赃M一步對相關液晶屏幕進行控制。LCD 驅動控制器可以將接口時序、行和列像素數、屏幕刷新率以及數據總線寬度進行編程與設置。LCD 控制器的外部接口信號有:幀同步信號 VFRAME、線同步脈沖信號 VLINE、像素時鐘信號 VCLK和 LCD 驅動器的 AC 信號 VM 等。
2.4 交流充電樁控制導引電路設計
控制導引電路的作用有:
(1)在充電之前確定借口之間的鏈接是否鏈接好了。
(2)做好供電功率和充電鏈接裝置的登記工作,并做好詳細登記。
(3)充電的過程中做好監測管理工作。
充電電纜可以讓電動汽車和充電樁的連接過程中,實現相應的原理。在充電之前,對充電樁的控制裝置進行詳細的記錄與監測,判斷其電壓值是否符合工作需要,并且確認充電樁各個接口之間的鏈接,并且可以通過 3 的 PWM 信號占空比來確認充電樁電流的最大值,在充電的過程中對其產生的數值進行詳細的登記與記錄,并且做好詳細的檢測與登記工作,確保整個充電過程安全進行。
2.5 能輸出通斷控制設計
從上述總結能夠進一步了解到,在檢測導引電路正電壓減半狀態兩秒鐘的時候,充電樁負荷開關處于閉合狀態,開始供電;若回路中出現了任意斷點,檢測點處電壓就會改變,充電樁立刻斷開負荷的開關,充電過程中斷。
3 結束語
本文對交流充電樁的共E你展開了分析,并對原理圖進行了設計,之后介紹車載充電機等內容,結合系統需求和控制器設計硬件。電動汽車充電樁系統的任務是比較繁瑣的,相對其他的程序顯得尤為復雜,本研究只是對其進行了初步的探索,在研究過程中發現,一些問題還有缺陷存在,技術實現和理論基礎也需要研究以及探討。
參考文獻
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新能源汽車研究綜述范文6
關鍵詞:交通運輸;能源消耗;研究綜述
交通行業在經濟不斷發展的帶動下蓬勃發展,但由于其行業存在這特殊性,使得整個行業的能源消耗不斷增加,增加了成本消耗的同時,還不利于自然環境的保護,同時不利于我國國民經濟長遠的可持續發展,從而進入一個無限循環的死胡同。因此,相關的圖交通部門必須要對我國交通實際情況展開合理的調查和科學的分析,從而選擇最合理有效的來減少交通的能耗,促進我國國民經濟更加高速的發展。
1公路運輸能源消耗
在中國,公路交通運輸是受眾范圍最廣的一種交通費,主要通過汽車以及貨車拉載乘客和貨物來展開出行的,具有靈活便捷,快速,承載量小等特點。并且受我國具體公路交通情況影響,我國公路運輸也發生了翻天覆地的變化。短途、小型的乘客汽車數量呈現出大幅度的增加,私人用的小型乘客車的數量也不斷地增長,而小型貨載車輛則明顯減少,主要是因為社會整體需求發生變化而導致的。而公路運輸的能耗則呈現出不斷上漲的趨勢。根據相關專家對于公路運輸消耗的研究報告總結來看,大多數研究專家認為造成公路能源消耗上賬的原因多種多樣,主要有這樣幾種因素:公路數量的變化,汽車數量以及構成結構的變化、人們節能意識的轉變以及公路自身呈現出來的特點等。并且根據實際情況提出了一些降低公路能源消耗的措施,其中主要涉及新能源的使用、法律法規的完善和更新、汽車生產技術的改進、交通運輸結構的優化改善等多個方面的方法。并且在不同的節能方法使用中,需要根據不同的情況來選擇不同的措施加以改善,從而從整體降低公路運輸能源消耗水平。但是縱觀所有交通運輸來看,公路運輸能源消耗量較大,所以許多研究學者深入研究整體交通運輸成本問題,并且根據環境問題提出一些針對性的解決辦法,包括短途綠色出行、海上高速公路等。這樣不僅能夠保護周邊環境,降低公路能源消耗,還能推動公路不斷發展。
2鐵路運輸能源消耗
與公路不通,鐵路屬于專線的叫運輸方式。比公路的運輸量大,并且不容易受到氣候環境的影響。并且在所有的交通運輸能源消耗中,鐵路的消耗是最低的。所以,與其他運輸方式相比,鐵路具有較為光明的發展前景。然而這只是學者在橫向研究比較中得出的結論,并沒有深入對鐵路展開縱向的運輸研究,沒有深入到鐵路運輸能耗的本質?,F階段在研究鐵路能源消耗的內容較多,主要集中在消耗的整體情況、鐵路運輸的結構以及鐵路運輸消耗能源結構等,并且將鐵路運輸與公路和水路運輸相比較。最后得出大力提倡鐵路運輸發展的結論,這樣才能促進我國交通事業更進一步的發展。同時也提出一些建設性意見,因為鐵路運輸受多個方面的影響,仍然在運輸過程中存在著能源浪費的情況。因此,這就要相關管理部門完善法律法規,加強管理和檢測,提高工作人員的節能意識,最終提高全體鐵路的節能水平。3城市交通運輸能源消耗城市交通主要指的是在城市內部運行的公共交通設施,以城市公共客運為基礎。因為城市交通所面向的消費群體為城市人群,所以城市交通運輸受到城市內部各方面的高度影響,例如城市道路的擁堵情況,城市線路的安排設置等。在具體的實際運行過程中,城市交通運輸工具的種類較多,不僅包括民用交通工具,還包括公共交通工具,例如公共汽車,電動車、摩托車、自行車等非機動車。不同的公共交通工具對能源需求不同,多數公共交通使用的是柴油和天然氣以及電力能源帶動,其中天然氣和電力屬于可再生能源,是清潔能源。而隨著人們收入水平不斷提高,私家車的數量不斷增加,對于汽油等非可再生能源的消耗不斷增加,從而導致城市交通能源消耗比例上升。由于交通運輸業自身特性,與其他行業相比,交通運輸業能源消耗水平較高,對柴油、汽油以及燃料油等油類資源的消耗水平遠遠高出其他行業,從而增加了交通運輸的整體成本,對我國社會經濟更好發展造成了較大影響。一些研究學者在對城市交通能源消耗水平進行深入研究后,建議對私家車整體數量進行限制,大力建設公共客運,從而改善城市交通整體能源消耗結構,降低城市交通能源消耗水平。有些研究學者在對城市實際交通情況以及交通行業未來發展需求進行合理分析后,闡述了一些影響城市交通能源消耗水平的因素,并建議對城市交通結構進行優化,從而降低城市交通能源消耗水平。
結束語
降低交通運輸的能源消耗不僅是在能源消費量上有所下降,更應該是能源的充分利用和能源利用效率的提高。基于國內學者對交通運輸能源消耗的相關研究的特點,今后可從以下幾個方面進行交通運輸降耗的研究的拓展方向:第一,增強弱勢研究。對航空、水路交通運輸方式的能耗問題加強其研究力度。不同地區受客觀地理環境影響,交通運輸中重要依托方式也會因地制宜。加強水路運輸能耗的深入探究,可為其提供理論的降耗支持。第二,切入物流角度。伴隨現代物流在區域經濟發展中的重要作用,現代物流要求低成本和快捷性等,通過物流的發展帶動和促進交通運輸方式整合,降低交通運輸系統能耗,提高交通運輸系統效率。第三,增加實證研究。鼓勵增加實證研究檢測,及時反饋降耗對策和途徑在實際操作過程出現的問題,對提出的降耗策略和途徑不斷優化,促進相關降耗措施更具有針對性。能夠加快理論應用到實踐的速率。第四,優化交通運輸結構。交通運輸的發展,不僅帶來能源消耗問題,同時也產生生態環境影響。因此,在資源節約型和環境友好型的前提下,宏觀控制交通系統,優化系統結構,提升社會服務水平,優化現代交通系統可持續發展。第五,健全降耗評價體系。建立可操作、具有實用性和適用性的降耗評價體系,可將降耗成效具體量化,可以明確交通運輸系統中依然存在降耗空間的方面,推進降耗過程循序漸進。第六,控制民用汽車和居民出行。
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