未來電動汽車新產(chǎn)業(yè)鏈的理想運行模式探討（續(xù)）

浙江工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院 王貴明 華數(shù)數(shù)字電視交通節(jié)目部 王金懿

3 未來電動汽車新產(chǎn)業(yè)鏈的變化和對其要求

隨著電子、電機等技術(shù)的迅猛發(fā)展，未來電動汽車需充分利用極高快速響應(yīng)性的電子、電機等元器件來取代大量響應(yīng)滯后、龐大而笨重的機械、液壓裝置，使結(jié)構(gòu)發(fā)生脫胎換骨的革命性變化。所以采用能充分發(fā)揮電子、電機各種技術(shù)優(yōu)勢的四大基礎(chǔ)部件即是未來電動汽車最佳結(jié)構(gòu)，也更便于利用標(biāo)準(zhǔn)化、成組技術(shù)優(yōu)化工藝以實施專業(yè)化流水線生產(chǎn)，并提高整個供應(yīng)鏈的精益優(yōu)化程度，通過精益管理模式來極大提高性價比。電動汽車是我國汽車業(yè)趕超世界先進的絕好機遇，我國應(yīng)借助新技術(shù)發(fā)展和企業(yè)成本優(yōu)勢，改變過去用市場潛力換技術(shù)，將中國市場世界車轉(zhuǎn)換成世界市場中國車，從而利用汽車龍頭產(chǎn)業(yè)來帶動整個國民經(jīng)濟騰飛。

隨著新能源汽車及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，其產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)鏈也將發(fā)生重大變化。如由四大基礎(chǔ)部件構(gòu)成的電動汽車。所需新增的上游產(chǎn)業(yè)有電池、電機、電子(集成芯片)、傳感測量、電氣控制等科研企業(yè)，要求緊隨其需要與之配合，就能得到相應(yīng)同步發(fā)展；而鋼鐵、部分機械(包括發(fā)動機、齒輪箱、萬向節(jié)等機械傳動件以及為發(fā)動機配套的各類輔助裝置)等產(chǎn)業(yè)將會受到?jīng)_擊或需作相應(yīng)調(diào)整。對下游產(chǎn)業(yè)更要求充電或換電的配套設(shè)施、配有刷卡自助充電設(shè)施的停車場、相應(yīng)的售后服務(wù)和交通管理等均需緊隨其后而得到相應(yīng)發(fā)展；而傳統(tǒng)汽車維修服務(wù)、石油及其加油站等產(chǎn)業(yè)將會受到?jīng)_擊或需相應(yīng)調(diào)整。作為與多個行業(yè)關(guān)聯(lián)度極大的機電一體化新興產(chǎn)物，為確保其有效順利推廣應(yīng)用，電動汽車從研發(fā)生產(chǎn)到銷售使用每個環(huán)節(jié)都需要新產(chǎn)業(yè)鏈的上下游企業(yè)密切配合。因此新型汽車產(chǎn)業(yè)鏈的上下游企業(yè)也需盡快得到合理的重新組合。

對產(chǎn)業(yè)鏈的上游企業(yè)不僅是日后正常的配套提供，更須在研發(fā)、試制及改進的初期予以緊密配合。為此首先需選擇合適的科研企業(yè)建立完善的協(xié)作機制，就四大基礎(chǔ)部件研發(fā)特別需要電機、電子(集成芯片)、微機控制和傳感測量等多家密切配合，各家也要求汽車廠家及時提供并經(jīng)共同研討，確定合理可行的具體技術(shù)方案、結(jié)構(gòu)原理、控制要求以及各相關(guān)規(guī)格參數(shù)等。為全面提高電動汽車性價比，各大部件還需由專業(yè)廠以流水線方式加工、裝配來生產(chǎn)，再由整車廠經(jīng)流水線將各部件與底盤、車身、內(nèi)飾等裝配而成。為此需通過聯(lián)合協(xié)作研發(fā)建立完備而永固的友好合作關(guān)系，為確保新產(chǎn)業(yè)鏈各相關(guān)企業(yè)從聯(lián)合攻關(guān)研制到長期協(xié)作均能高效有序進行，還須制定切實可行、合理有效的長期合作協(xié)議，做到分工有序、各展己長、同心協(xié)力、資源共享、有賞轉(zhuǎn)讓、共享成果，并避免重復(fù)研究、重復(fù)引進。通過聯(lián)協(xié)攻關(guān)即可極大地加快研制步伐，使各項工作有計劃地同步展開、有序銜接、連續(xù)進行。也可充分利用各協(xié)作單位現(xiàn)有科技力量和設(shè)備，以相對較小投入來獲得極高的效益。通過聯(lián)合協(xié)作研發(fā)在加快電動汽車普及商品化的同時，各相關(guān)產(chǎn)業(yè)能長期共享電動汽車產(chǎn)業(yè)鏈的大蛋糕，盡快掌握電動汽車最佳結(jié)構(gòu)的核心技術(shù)。

產(chǎn)業(yè)鏈的下游企業(yè)要求及時做好售后服務(wù)及充換電配套設(shè)施，這對其推廣應(yīng)用至關(guān)重要。為此，除了利用現(xiàn)有傳統(tǒng)汽車維修站進行相應(yīng)的技術(shù)配套改進外，更需為解決純電動汽車最棘手的續(xù)駛里程問題，通過分析研究制定出一套合理有效的綜合性解決措施。蓄電池可用快、中、慢三種充電以及整體更換電池的方法?？焖俪潆娪绊懫鋲勖灰祟l繁采用，中、慢速充電不適在現(xiàn)有加油站實施，而最適宜在加油站普及推廣的應(yīng)是快速換電法。為此對我國銷量最大的私家車采用電動汽車提出了綜合性解決方案：①采用上述四大基礎(chǔ)部件以優(yōu)化其結(jié)構(gòu)和盡可能采用輕型優(yōu)質(zhì)材料等措施來極大減輕車載自重。②結(jié)合交通問題和我國家庭小型化特點提出節(jié)源環(huán)保型三人座電動微轎車作為普及型私家車，以進一步減小載荷引起的滾動阻力和隨車寬減小的迎風(fēng)阻力。③通過優(yōu)選電機類型和結(jié)構(gòu)以充分發(fā)揮電機驅(qū)動應(yīng)有優(yōu)勢，利用電機較高的短時過載能力來滿足上坡和加速兩種較大短時阻力。④按市區(qū)實際可行駛車速合理確定指標(biāo)等方面減小電機功率以減輕車重，也使車載自重與動力性起到良性循環(huán)。⑤利用電機快速響應(yīng)性等優(yōu)勢通過四輪驅(qū)動與四輪轉(zhuǎn)向及降低汽車質(zhì)心高度以確保(因車輛尺寸和重量減小)汽車具有更好的操控性、安全性和穩(wěn)定性。⑥采用少裝蓄電池即能輕載快跑還便于快速更換。通過綜合運用上述技術(shù)措施，使電動微轎車采用三塊約體積為400×300×70mm(如同厚坐墊)、重量為18公斤的鋰電池，由專用器具更換2分鐘就可完成，在現(xiàn)有加油站只需少量投資設(shè)施就可配套服務(wù)，還能對所換下的電池及時維護以延長壽命，和盡可能采用谷時充電。同時在住宅、單位及有關(guān)公共場所的停車場配以谷時自控和刷卡自助兩種充電設(shè)施，對此，可采用與房產(chǎn)商、住宅物管委及單位進行聯(lián)營銷售，通過買房送車等優(yōu)惠方式來擴大銷路的同時，在其所在地車庫設(shè)置上述充電設(shè)施及售后維護服務(wù)站，以全面解決對新能源汽車購車者的后顧之憂。為擴大其應(yīng)用可增設(shè)電動微轎車自助租用服務(wù)，憑具有數(shù)年無相關(guān)違章駕駛記錄的駕照和身份證，預(yù)交相應(yīng)保證金辦理其自動租用信用卡，利用低廉的車價和比加油還快的蓄電池更換法就更便于實施，用戶最終按所駛里程數(shù)繳納租金，租用點主要設(shè)置在火車站、飛機場等地，該車須配有GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，使外地游客也能方便地自駕游，為各種遠途出行的換乘帶來極大方便，既推廣了電動汽車應(yīng)用，也有利于資源共享和發(fā)展相應(yīng)的服務(wù)產(chǎn)業(yè)。

4 專業(yè)化精益生產(chǎn)對各大部件的基礎(chǔ)研究及標(biāo)準(zhǔn)化要求

隨著科技進步和人類生活品質(zhì)不斷改善，消費者價值觀念變化很快，消費需求也朝著多樣化、多品種發(fā)展。從而引起產(chǎn)品壽命周期相應(yīng)縮短，為適應(yīng)市場需求變化，必將使多品種、中小批量、個性化生產(chǎn)成為制造業(yè)生產(chǎn)方式的主流。如何使最終產(chǎn)品即能以多樣化、多品種來滿足市場需求，又能使各零部件實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化的大批量流水高效生產(chǎn)，以極大地提高產(chǎn)品的性價比。為此，就要求其產(chǎn)業(yè)鏈的每一環(huán)節(jié)具有高度的專業(yè)化分工，各零部件均以專業(yè)化精益生產(chǎn)方式加工制作，隨著數(shù)字化應(yīng)用技術(shù)發(fā)展，汽車生產(chǎn)管理也應(yīng)朝著模塊化、集約化和標(biāo)準(zhǔn)化模式發(fā)展，由此帶來的生產(chǎn)模式變革使汽車的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)趨向于如同組裝PC機、手機，即按用戶多樣化需求合理選配各大部件進行相對較簡單的拼裝調(diào)試。這也將有利于企業(yè)分散風(fēng)險，提高效益，促進企業(yè)順利成長，如此相關(guān)行業(yè)間的聯(lián)合協(xié)作、產(chǎn)業(yè)鏈的專業(yè)化與合理配套顯得極其重要。

針對未來電動汽車既要滿足用戶多樣化需求，又要達到專業(yè)化精益生產(chǎn)條件的這種最佳運行模式。為此前述由四大基礎(chǔ)部件組成的電動汽車最佳結(jié)構(gòu)就能符合該模式的運行，即電動汽車可按要求選配具有多種規(guī)格或功能要求的四大基礎(chǔ)部件，再選擇不同的車身、底盤與各種內(nèi)飾就能組合成千變?nèi)f化的車型，而多規(guī)格的各大部件又可按系列化產(chǎn)品流水加工生產(chǎn)。但要達到完善該專業(yè)化精益生產(chǎn)方式，目前還需要進一步加強對各大部件的基礎(chǔ)性研究及其標(biāo)準(zhǔn)化的制定，改變以往我國汽車新產(chǎn)品僅由所謂“全能”的主機廠開發(fā)研制，汽車零部件企業(yè)存在重生產(chǎn)、輕開發(fā)弊端，使我國傳統(tǒng)汽車及其零部件的關(guān)鍵技術(shù)幾乎全被外資企業(yè)所壟斷。而對于目前幾乎還處于同一起跑線的電動汽車，欲抓住時機趕超領(lǐng)先，汽車業(yè)就更須聯(lián)合電機、電子、電控等相關(guān)產(chǎn)業(yè)協(xié)作研發(fā)，以形成集群效應(yīng)，電動汽車及其零部件產(chǎn)業(yè)須“潛心修煉”其核心技術(shù)和基礎(chǔ)研究，并以適度超前發(fā)展?，F(xiàn)結(jié)合所述四大基礎(chǔ)部件中兩個具體實例對專業(yè)化協(xié)作等相關(guān)問題進行說明。

以含多功能輪轂電機的車輪為例，它相當(dāng)于傳統(tǒng)汽車的引擎或數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)，就數(shù)控機床加工效益和精度主要取決于數(shù)控伺服機構(gòu)。根據(jù)各類汽車的動力要求電機功率需有多種規(guī)格，而電機又可按直流、交流、永磁無刷、變磁阻等多種原理運行，但究竟哪種方式最適合多變行駛工況的汽車要求，除了利用理論分析進行推測研究，最終更要求以實踐來證實。更具體切實地講，電機的定、轉(zhuǎn)子各相關(guān)尺寸等的配合；電機繞組的線徑、匝數(shù)以及驅(qū)動控制方式等對電機運行的實際功效均起著重要作用。所以對各大基礎(chǔ)部件組成的零部件在制定標(biāo)準(zhǔn)化前，更需要大量行之有效的基礎(chǔ)性研究以及對零部件的具體試制，通過實際運行測試來比較鑒定，以實踐來最終確定電機類型、最佳結(jié)構(gòu)及所需的幾種規(guī)格。扎實地做好諸類基礎(chǔ)性工作才能真正掌握其核心技術(shù)。有了諸類核心技術(shù)的積累，電動汽車的推廣才能有效實施。所以真正務(wù)實的各級執(zhí)政部門、行業(yè)協(xié)會、科研企業(yè)更應(yīng)抓好其基礎(chǔ)性研究和標(biāo)準(zhǔn)化制定，由電機、電子、電控、傳感測量等相關(guān)產(chǎn)業(yè)配合汽車業(yè)共同開發(fā)協(xié)作，將有限的科研經(jīng)費用在刀刃上。

又如數(shù)字化整車控制系統(tǒng)即類同于數(shù)控機床的數(shù)控系統(tǒng)，須由電氣控制專業(yè)化部門研發(fā)制作。同一類數(shù)控系統(tǒng)可用于控制車、銑、鏜、磨、鉆等各種機床，機床廠僅作為數(shù)控系統(tǒng)與機床配套使用的二級用戶，無需深入掌握系統(tǒng)內(nèi)部技術(shù)，只需按用戶手冊，根據(jù)所控制機床的功能、控制軸數(shù)等選定相應(yīng)插件板等配件，并按機床加工工藝及具體控制步驟流程編寫滿足機床特定要求的宏指令程序。與其類似，電動汽車數(shù)字化整車控制系統(tǒng)也可采用嵌入式IPC工業(yè)控制計算機。由一塊通用主板來滿足電動汽車常規(guī)所需的各項控制要求，而其他各種不同的特定功能可通過增加相應(yīng)插件板或編制相應(yīng)宏程序軟件來實現(xiàn)。而對于研制數(shù)字化整車控制系統(tǒng)的電控專業(yè)化部門只需要掌握電動汽車各項功能的大致要求，具體參數(shù)設(shè)定等均由整車廠家在聯(lián)機調(diào)試與實際路況試運行中針對具體車型來確定。如此，電控專業(yè)廠即可充分利用本行業(yè)熟知的電子元器件及制作工藝等，優(yōu)選各種集成芯片、傳感測量等元器件，以標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計制造為眾多整車廠配套，從而即可按大批量流水作業(yè)，也能確保系統(tǒng)可靠性和達到高性價比要求。

5 結(jié)束語

綜上所述，未來節(jié)能環(huán)保的機電一體化電動汽車需要機械、電池、電機、電控、電子、傳感測量等眾多行業(yè)的緊密配合協(xié)作，突破行業(yè)間封閉固守的產(chǎn)業(yè)化瓶頸，充分利用各行業(yè)的高新技術(shù)共同培育出新興的領(lǐng)先產(chǎn)業(yè)，以形成電動汽車新產(chǎn)業(yè)鏈的最佳運行模式，共贏所孕育著的巨大商機。由于未來電動汽車是具有產(chǎn)業(yè)鏈長、市場規(guī)模大、持續(xù)期長、帶動能力強，并有引領(lǐng)未來先導(dǎo)性的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。為此，各相關(guān)執(zhí)政部門及行業(yè)協(xié)會在這重大技術(shù)變革的關(guān)鍵時機，更應(yīng)充分做好各行業(yè)間的有效協(xié)調(diào)，抓住全球產(chǎn)業(yè)革命的歷史機遇，使電動汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級成我國擁有諸多核心技術(shù)的新一輪產(chǎn)業(yè)革命催生的新興產(chǎn)業(yè)，盡早搶占科技制高點以應(yīng)對日趨激烈的全球競爭，以此提高國家的綜合實力。

[1]王貴明、王金懿.兼有電動、發(fā)電回饋和電磁制動功能的可調(diào)速旋轉(zhuǎn)電機：中國，ZL200810062784.5[P]

[2]王貴明、王金懿.具有啟動繞組的單相開關(guān)磁阻式多功能電機：中國，200910152934.6[P]

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[5]王貴明、王金懿.電動汽車用四輪轂電機驅(qū)動實現(xiàn)四輪轉(zhuǎn)向的電子差速轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)：中國，200910152933.1[P]

[6]王貴明、王金懿.基于四大基礎(chǔ)部件的電動汽車結(jié)構(gòu)：中國，201010251890.5[P]