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关键词：职业院校；节能与新能源汽车专业；建设
中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1673-9094-C-（2013）06-0014-04
2012年3月，国家科技部《电动汽车科技发展“十二五”专项规划》；2012年4月，国务院通过了《节能与新能源汽车产业发展规划（2012―2020年）》；2012年5月11日，国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会批准《纯电动乘用车技术条件》国家标准（GB/T28382-2012）并于2012年7月1日起正式实施；2012年5月30日，国务院正式通过了《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》，将新能源汽车产业列入了国家七大战略性新兴产业之一。这一系列政策文件的密集出台，明确了我国“十二五”期间以及将来新能源汽车的发展方向。作为职业院校，肩负着为企业单位培养技术技能型人才的任务，相应的专业建设也应提到议事日程上来。
一、新能源汽车和电动汽车的含义
（一）新能源汽车
新能源汽车是指采用新型动力系统，完全或主要依靠新型能源驱动的汽车，根据《节能与新能源汽车产业发展规划（2012―2020年）》所指新能源汽车主要包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车及燃料电池汽车。节能汽车是指以内燃机为主要动力系统，综合工况燃料消耗量优于下一阶段目标值的汽车。
（二）电动汽车
根据《电动汽车科技发展“十二五”专项规划》，电动汽车按动力电气化水平分为两类：一类是全部或大部分工况下主要由电机提供驱动功率的电动汽车，被称为“纯电驱动”电动汽车，如纯电动汽车、插电式电动汽车、增程式电动汽车以及燃料电池电动汽车；另一类是动力电池容量较小，大部分工况下主要由内燃机提供驱动功率的电动汽车，被叫作常规混合动力电动汽车。这表明常规混合动力汽车不是新能源汽车，实际上是一种节能汽车，它还没有改变用内燃机作主驱动的形式。
二、节能与新能源汽车发展现状和面临的形势
《节能与新能源汽车产业发展规划（2012―2020年）》明确指出，我国新能源汽车经过近10年的研究开发和示范运行，基本具备产业化发展基础，电池、电机、电子控制和系统集成等关键技术取得重大进步，纯电动汽车和插电式混合动力汽车开始小规模投放市场。近年来，汽车节能技术推广应用也取得积极进展。但总体上看，我国新能源汽车整车和部分核心零部件关键技术尚未突破，产品成本高，社会配套体系不完善，产业化和市场化发展受到制约；汽车节能关键核心技术尚未完全掌握，燃料经济性与国际先进水平相比还有一定差距，节能型小排量汽车市场占有率偏低。
节能与新能源汽车已成为国际汽车产业的发展方向，未来10年将迎来全球汽车产业转型升级的重要战略机遇期。目前，我国汽车产销规模已居世界首位，预计在未来一段时期仍将持续增长，必须抓住机遇、抓紧部署，加快培育和发展节能与新能源汽车产业，促进汽车产业优化升级，实现我国由汽车工业大国向汽车工业强国转变。《电动汽车科技发展“十二五”专项规划》也指出，以美国、日本、欧盟为代表的国家和地区相继实施了新的电动汽车发展战略，进一步明确了产业发展方向，应加大政策扶持力度。
从技术上看，混合动力汽车技术逐步成熟，已进入产品市场竞争期，率先实现产业化，正成为汽车市场销售新的增长点。纯电动汽车电池技术进一步加速，整车产品更加接近消费者需求；世界主要汽车制造商加快了纯电动汽车量产步伐；插电式混合动力作为一种具有纯电动和混合动力双重特征的电动汽车技术成为全球新的研发热点；以电池租赁为代表的纯电动汽车商业模式创新取得进展。燃料电池及燃料电池汽车技术近年来取得突破性进展，国际上各大汽车集团持续投入开展燃料电池汽车研发，燃料电池汽车整车成本显著下降，性能指标已接近商业化水平。
经多年探索实践，国际汽车产业界达成了电动汽车产业化战略共识：在技术路线上，近期（2010—2015年），在依靠传统内燃机汽车技术改进和推进车辆小型化实现降低排放目的的同时，为达到更为严格的节能减排法规目标要求，应尽快推进混合动力技术的应用，并发展小型纯电动汽车和插电式混合动力电动车；中期（2015—2020年），在混合动力技术得到广泛应用的基础上，增加汽车动力系统电气化程度，加大小型纯电动汽车和插电式混合动力汽车推广力度；在2020年之后，纯电驱动技术将逐步占据主导地位，通过发展纯电动汽车和燃料电池汽车，实现大幅度降低排放目标。在车型应用方面，纯电动、混合动力和燃料电池三种类型的电动汽车技术各自具有最优的适用车型。对短途出行需求，可采用小型纯电动汽车；对长途出行需求，主要采用混合动力汽车、插电式混合动力汽车或者燃料电池汽车。
我国高度重视电动汽车技术的发展。经过两个五年计划时期的科技攻关以及奥运会、世博会、“十城千辆”等示范工程的实施，我国电动汽车从无到有，在关键零部件、整车集成技术以及技术标准、测试技术、示范运行等方面都取得重大进展，初步建立了电动汽车技术体系，已申请专利3000余项，颁布电动汽车国家和行业标准超过56项，建成30多个新能源汽车技术创新平台。
三、技术路线
《节能与新能源汽车产业发展规划（2012—2020年）》指出，在技术路线上以纯电驱动为新能源汽车发展和汽车工业转型的主要战略取向，当前重点推进纯电动汽车和插电式混合动力汽车产业化，推广普及非插电式混合动力汽车、节能内燃机汽车，提升我国汽车产业整体技术水平。主要目标是产业化取得重大进展。到2015年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量力争达到50万辆；到2020年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆、累计产销量超过500万辆，燃料电池汽车、车用氢能源产业与国际同步发展；燃料经济性显著改善。
《电动汽车科技发展“十二五”专项规划》认为，从培育战略性新兴产业角度看，发展电气化程度比较高的“纯电驱动”电动汽车是我国新能源汽车技术的发展方向和重中之重。要在坚持节能与新能源汽车“过渡与转型”并行互动、共同发展的总体原则指导下，规划电动汽车技术发展战略。在技术路线上循序渐进，步骤是：（1）确立战略，加快发展。确立“纯电驱动”的技术转型战略，顺应全球汽车动力系统电动化技术变革总体趋势，发挥我国的有利条件和比较优势，面向“纯电驱动”实施汽车产业技术转型战略，加快发展“纯电驱动”电动汽车产品；（2）坚持“三纵三横”的研局。“三纵”：纯电动汽车、增程式电动汽车和插电式混合动力汽车作为纯电驱动汽车的基本类型；“三横”：“电池”包括动力蓄电池和燃料电池；“电机”包括电机系统及其与发动机、变速箱总成一体化技术等；“电控”包括“电转向”、“电空调”、“电制动”和“车网融合”等在内的电动汽车电子控制系统技术。
四、职业院校节能与新能源汽车专业建设的思路
（一）密切关注国家和地方节能与新能源汽车产业相关政策
国家层面的节能与新能源汽车产业规划已经颁布，技术路线已经明晰，而相应的配套政策、细则、标准也必将随之公布；同时相应地也会有地方版的政策出台。职业院校节能与新能源汽车专业建设和发展要与政策合拍。江苏省政府已明确支持无锡尽早进入国家新能源汽车推广应用与示范城市行列，作为地方汽车职业院校也有了发展节能与新能源汽车专业的契机。
（二）有序有步骤地推进专业建设
中国汽车人才网2011年3月份招聘数据显示，汽车新能源相关岗位为4521个，环比增长13.2%。重庆长安汽车新能源公司在3月份就新增招聘节能与新能源领域相关职位28个，需求人数超过150人。未来几年中国汽车研发人才缺口将达50万。[1]所以当前有必要启动相关人才的培养工作，并随着节能与新能源汽车市场规模的变化不断调整，从开设相应课程开始、从开设特色班开始、从为示范城市培养人才开始，逐步走向开设相应专业，扩大相关人才培养数量、提升人才培养质量。
（三）与地方新能源汽车企业深入合作
职业教育要满足地方和区域经济发展的需要，深入校企合作，了解新能源汽车企业用人要求，进行分类归纳，使专业培养与企业生产实际相一致。[2]以江苏省无锡汽车工程中等专业学校为例，学校地处江苏省无锡市，可与地方的新能源汽车企业——江苏常隆客车有限公司进行深入合作，为企业培养新能源汽车的应用人才、生产线操作人员。同时学校也与无锡公交公司有校企合作关系，目前学校在大客车专业项目上已经投入近200万元，在硬件上已经有大客车新能源方向的教学设备，所以在进行专业建设时，可以此为基础，进一步完善和加强节能与新能源汽车专业建设，为无锡公交公司培养节能与新能源汽车维修人才。
（四）统筹兼顾节能汽车与新能源汽车的专业方向
由于新能源汽车技术的发展是一个渐进的过程，专业建设要紧跟市场需求，所以要紧密跟踪技术发展动态，根据节能与新能源汽车的技术路线和发展方向进行专业建设，统筹兼顾节能汽车与新能源汽车的专业建设。在近期，要注重混合动力汽车和新能源大客车的专业方向，第二阶段（2015—2017年）注重插电式混合动力汽车的专业方向，第三阶段（2018—2020年）要重点发展纯电动汽车专业方向。
五、职业院校节能与新能源汽车
专业实训室的规划与建设
节能与新能源汽车专业在人才培养模式上要注意专业方向，在职业资格认证方面可以进行节能与新能源汽车维修专项技能认证，同时也要注意厚基础、宽口径、重实践的人才培养思想，这是因为当前的节能与新能源汽车脱胎于传统汽车，所以节能与新能源汽车服务人才必须具备传统汽车的检测与维修理论知识和实践技能。
职业院校的专业课程和实训室设置要充分考虑到培养学生的职业关键能力，对于节能与新能源汽车专业来说，也要紧紧地把握住这一点。电动汽车的关键技术主要有：（1）大三电——动力电池系统、驱动电机及其控制器、整车（中央）控制器；（2）小三电——电动空调、电动助力转向、电动（助力）制动系统；（3）充电——充电机、充电桩、充电站；（4）以动力电池为核心的整车平台——车身和底盘。综上所述，除了传统的汽车检测与维修专业实训室之外，还需重新规划和建设节能与新能源汽车专业实训室，如表1所示。
参考文献：
关键词：电动汽车；动力电池；产业链
中图分类号：F407．61 文献标志码：A 文章编号：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
传统汽车的发展，在改善居民生活的同时也产生了诸如能源、环保等方面的问题。发展汽车新能源、开发汽车新动力，成为世界汽车产业面临十分紧迫的任务，当代融合多种高新技术而兴起的纯电动汽车正在引发世界汽车工业的一场变革，并由此产生了新的产业链。
1 电动汽车价值链的利益相关者
电动汽车价值链的利益相关者包括政府、汽车零配件生产企业、整车生产企业、销售商、消费者、服务商、电网企业，见图1。
1.1 政府
政府将更为积极地参与整个价值链。由于电动汽车是一个新兴行业，电动汽车对未来的交通运输、能源与环境保护政策的影响，是政府首要考虑的问题。政府要制定相关的行业政策，带头参与对充电站等电动车基础设施建设的投资，政府还要通过多方协作、共享信息和管理投资使电动汽车行业健康发展。
美国、日本、德国和中国政府已经在这方面采取行动。中国政府正在出台针对消费者与设备生产商的激励政策，加速电动汽车的开发进程，截至2011年，中国已在13个城市进行大规模的电动汽车实验性试点。
1.2 研发公司
电动汽车的结构更为简单，零件数量将由目前的30 000个左右大大减少。在电动汽车设计方面，汽车制造企业为发动机开发和量产而苦心积累的专业技术将不再那么重要了，随着电动化以及电机产品特有的零部件的单元化发展，有可能省去机械零件所需的整合性设计环节。世界各国已经有许多风险企业进入电动汽车领域，开始销售从低价位到高价位的各种电动汽车，这些风险企业如Telsa、美国Fisker Automotive公司等，大部分开发都进行外包，与现有汽车制造商自己生产制造的情况相比，开发费用得以压缩而且转变为可变费用［1］。今后，这些新增企业混战其中的市场竞争将进一步加速。尤其当动力系统的电动化得到加速发展时，现有汽车制造商不仅无法让积累至今的专业技术发挥作用，现有的发动机开发技术人员等开发动力系统所需的资源也可能成为多余。
1.3 电网企业
电动汽车与电力产业密切相关，大规模使用电动汽车将开辟新的电力市场。研究数据显示，如2020年有5 000万辆电动车，年消耗电能将达2 000亿千瓦时，以0.6元/度计算，2030年新增电能消耗将达1 200亿元。毫无疑问，电网企业将是电动汽车的受益者，而供油企业的汽车市场将萎缩。
1.4 充电设施供应商
充电设施会得到发展，未来电动汽车将被更多集成到电网，为自动化供应商创造一个崭新的商业机会。这一领域的产品包括充电站和所有相关的硬件：面板、显示器、输入输出模块、电力电子、通讯硬件等等。
1.5 电动汽车制造商和部件供应商
有能力设计并生产大型锂电池或其它动力电池及与电动汽车动力传动系统相关的企业能够获得发展。目前，动力电池的成本占电动汽车的一半，电动汽车的发展将促进动力电池产业的大发展。
1.6 内燃机汽车部件供应商
随着传统汽车需求的缩减，为汽车制造商提供变速器及其它发动机部件的企业正在面临巨大风险。传统汽车必需的关键资源及核心技能，例如发动机、精密加工设备和技术，由于电动汽车电气化的大大提高，这方面的需求将大大减少。
1.7 汽车制造企业
建设传统的汽车组装工厂需要以亿美元计算的投资，并且需要在这个工厂中将总计超过3万件的汽车零件高效地组装起来的专业技术。
然而随着电动汽车的发展，可以预见不仅是研发环节，生产环节的进入门槛也将会降低。因为在电动汽车的生产中，组装零件的一部分从机械零件变为电气零件，由于这些零件的单元化而使得组装数量有所减少。所以，在组装专业技术的积累方面的竞争优势将减少，并且随着工厂建设的投资规模变小，汽车制造商所构筑的行业进入壁垒也将土崩瓦解，新企业进入将更容易。而现有的汽车制造商恐怕还会面临结构性问题，即一直以来不可或缺的发动机工厂的必要性下降。
1.8 电动汽车服务商
电力与电动汽车推进系统的转变将驱动价值链中专注于服务的元素发生变化，由于电动汽车所需保养维护相对较少，所以服务绝大部分收入来自于其他类型的服务，例如：建设、媒体、零售及广告。为传统内燃机汽车提供服务的公司将转为电动传动系统提供服务和提供充电、保养及驾驶者相关服务的收入。
总体而言，对于电动汽车，影响到这条价值链的利益相关者的三大主要因素是：1）电池生产；2）电力的使用；3）机械零部件减少。
2 电动汽车价值链的各环节价值分析
电动汽车价值链可分为三大环节：一是技术环节，包括研发、创意设计、提高生产加工技术、技术培训等环节；二是生产环节，包括采购、系统生产、终端加工、测试、质量控制、包装和库存管理等分工环节；三是营销和服务环节，包括销售后勤、批发及零售、品牌推广及售后服务等分工环节［2］。
就增值能力而言，以上三个环节呈现由高向低再转向高的U形状，即“微笑曲线”状。价值链不同环节所创造的附加值是不同的，获得的收益多少也是不一样的。靠近U形曲线中间的环节，如加工制造、装配等环节在价值链中创造出较低的附加值，因而获得较低的收益，靠近U形曲线两端的环节，如研发、设计、市场营销、品牌等在价值链中创造出较高的附加值，因而获得更多的收益［3］。
电动汽车研发是价值链的战略环节。电动汽车的竞争实质上是科技创新的竞争，电动汽车的参与者都是通过不断加大对研发的投入，增强自身的技术创新能力，占领技术制高点，提高对核心技术的垄断程度，以获取高额利润。
随着技术水平的不断提高，电动汽车电动汽车生产环节的进入壁垒将不断降低，导致越来越多的企业参与电动汽车的生产过程，这一环节的收益会减少，导致生产环节增加值不断降低，比传统汽车的将会低。
因此，能产生较高收益的领域越来越脱离具体生产过程而转向无形的过程，如研发、营销和服务等领域，因为这些活动通常是技术或知识密集型的，会形成较高的进入壁垒、较长时间的知识产权保护，如长达70年的专利技术保护和接近永久性的品牌效应，是价值链中收益的重要来源。
电动汽车服务业，除了传统汽车的销售、维修、金融（贷款，保险）、回收等行业外，还涉及到电力供给。在发展成熟的国际市场上，传统汽车服务业创造的利润是整个汽车产业的50%左右，许多汽车制造巨头的经营盈利不来自汽车制造，而是依靠相关汽车服务业来创造；电动汽车将会为充电服务业带来快速发展和利润。
电动汽车的零部件处于创新阶段，所以有着惊人的产业发展潜力。汽车的三大核心零部件是动力电池、驱动电机和整车控制器［4］，其中动力电池是电动汽车的心脏，目前电池占整个电动车成本的50%左右，如果再加上驱动系统，该占比上升至60%～70%。当然，随着动力电池技术的发展，这一比重会降低，它在电动车里的重要性已经远远超过了传统引擎在传统汽车里的重要性。
由于电池技术是关键的成功因素之一，在此领域的投资非常庞大。电池的价格过高，制约了电动汽车的规模化经济发展。当前电池的价格在4 500元千瓦时左右，预期在10年内会降至2 000元千瓦时，这主要取决于电池设计、生产流程和经济规模的发展。其下游产业锂是一种稀有金属，目前，中国、澳大利亚、智利和阿根廷蕴藏丰富的锂资源。
对于车用动力电池，正极材料、电解液及隔膜是动力电池零部件的三个投资方向。在动力电池中，正极材料、电解液及隔膜锂电池成本的比例分别为40%、10%、20%，构成了动力电池的核心零部件，对于能够应用到电动车上的动力电池隔膜，我国普通锂电池隔膜的进口依存度高达80%，更先进的干法工艺生产锂电池隔膜则还不能够实现国产化。
《电动汽车科技发展“十二五”专项规划》预计2015年中国电动汽车保有量计划达到100万辆，动力电池产能约达100亿瓦时，未来五年中国电动汽车整个产业链预计会形成数千亿元的“大蛋糕”。
其中以电动汽车的核心部件动力电池为例，若这100万辆电动轿车（20千瓦辆）都装配锂电池，假设电池价格4 500元千瓦，粗略估算，100万辆对应的市场规模将达到900亿元。而一台纯电动汽车大约需要40～50公斤的正极材料和电解液，仅生产100万辆电动车所需的锂离子电池相关材料，就将是目前全球锂电池材料总需求量的数倍。
在整个产业链条中，其关键零部件的电池、电机和电控以及其下游的基础设施配套等，都将成为新的产业增长点。
中国在电动汽车的发展中，不应走“以市场换技术”的传统汽车路线。在电动汽车产业领域，为防止传统汽车领域关键零部件的“空心化”局面的再次出现，中国汽车必须掌握电动汽车核心的研发技术、零配件和服务等产业链关键环节，定位于自主研发创新，培养自主品牌。只要掌握了产业链关键环节，就控制了整个价值链，也就获得了持续的盈利，获得了长远发展，从上游看，电动汽车可带动钢铁、机械、橡胶、有色金属、电池、电子、纺织等几十个大产业特别是加工业的发展；从下游看，可带动保险、金融、销售、租赁、培训、维修、充电站、餐饮等众多服务业。品牌是电动汽车产业重要的无形资产，是其在市场竞争中取胜的法宝。企业一旦赢得顾客的信任和忠诚，形成了强大的品牌影响力，就可以用不同的形式从某一产品、产品形象、商标或是服务中重复收获利润。
3 结论
1）电动汽车的电动化，将使目前的汽车产业链发生巨大变化，政府的作用变得十分重要，电网、电动汽车及零部件制造商将会受益，而为传统汽车制造商提供变速器、活塞及其他发动机部件的企业正在面临巨大风险，燃油供应商也将不再是服务商。
2）电动汽车由于零件的大幅度减少及电气零件的单元化，使电动汽车研发环节的进入门槛降低，组装会更简单。
3）电动汽车产业链中，动力电池是其中重要的部分，具有很大的不确定性，风险极高，是研发技术中的关键，是产业链关键环节，其它零部件生产制造的不确定性较小。
4）电动汽车的发展中，动力锂电池在未来的十年将扮演最重要的角色，由于动力锂电池的技术门坎最高，利润最集中，因此成为各国厂商积极努力的方向。如何以电池为核心，形成一个完整产业群，并大幅度地降低成本，是我国应迫切思考布局的方向。
5）品牌是电动汽车产业重要的无形资产，中国在电动汽车的发展中必须培养自主品牌，建立自己的研发、关键零配件和服务的产业链。
参考文献：
［1］ 川原英司.电动车未来十年重构汽车价值链［J］.创新时代，2010（11），44-47.
［2］ 王小洁.基于产业价值链声的新能源汽车盈利模式构建［J］.中国商界，2010（3），196.
CEI：7月8日，中德电动汽车充电项目正式启动。中国寄希望能够从德国的电动汽车产业发展中得到更多的借鉴。那么，德国电动汽车产业发展的现状如何？德国在电动汽车方面是否也同传统汽车一样，拥有技术上的领先和产品上的稳定性呢？
贝雅德：德国对汽车的热情众所周知。在我看来，德国的汽车工业拥有大量的经验和无可争议的能力，不论其产品是传统汽车还是电动汽车，德国汽车制造商都因产品品质而闻名于世。目前，德国驻华大使馆已经三次从德国制造商那里以出借的方式获得纯电动汽车以供使用。无论是我自己乘坐，还是我们的专业司机对这辆电动汽车的评价都很好，在几年的使用中没有出现过任何质量问题，不仅加速迅速而且没有噪音，节能环保。
不过，比较可惜的是德国电动汽车的市场份额增长没有我们当初所预期的那么快。2009年，德国政府公布了国家电动汽车发展战略，其目标是在2020年之前实现100万辆电动汽车投入使用。但是，实际情况却显得有些差强人意。我认为，这不仅仅是德国一家遭遇的情况，而是目前全世界电动汽车面临的共同难题。尽管美国、日本等国家电动汽车应用的数量超过了德国和中国，但是，据其曾经乐观的市场估计也都相差甚远。
我认为，电动汽车的市场推广将是一个长期的过程。目前，从整车产品来看，德国车企一度将主要精力放在产业布局方面，强调能源、电力、充电设施、城市智能管理等全面的“电动交通”整体方案，而不是简单的电动汽车本身。这也是中德能够深入合作的基础。近年来，德国已经加大了电动汽车研发与产业化力度，几乎所有的德国汽车制造商都进行了与电动汽车相关的生产经营活动，在此期间市场上也都有他们的电动汽车产品。我坚信，这些电动汽车也会受到中国消费者的欢迎。
CEI：德国在电动汽车推广和标准统一方面比中国做得早，中德电动汽车合作能给中国带来哪些经验和解决问题的方案呢？
贝雅德：德国和中国在电动汽车领域共享一个目标：两国都想成为电动汽车的重要制造国，并显著提高电动汽车的使用数量。基于这一原因，两国于2011年建立了德中电动汽车战略合作。其中，标准的统一对于电动汽车发展有着非常重要的意义，其在德中电动汽车合作中也是重要的组成部分。
在市场全球化的时代，德国和中国的电动汽车制造商一样，都非常希望全球范围内适用尽可能统一的标准。同时，各个公司也通过加强彼此间的交流来推进行业标准的国际统一进程。只有这样，才能有效地进行电动汽车的生产和国际间的销售；也只有这样，消费者才能买到尽可能好的电动汽车，真正从这一新型汽车中获益。如此，中国的汽车制造商和消费者也能从中获益。
目前，中德两国政府的相关负责部门和两国的企业对充电技术正进行密切的交流，以期达成一致的共同标准。其中，双方已就充电设施的共同通信信号标准取得了一致。这将为今后达成一致的充电标准打下基础。
现在重要的是进一步的问题：能否可以就一项技术达成一致，通过这项技术使得用一个充电设施便可实现快充和慢充？
除了按照惯例晚上充电之外，电动汽车司机也希望能够有其他可能的选择。例如，在高速公路旁休息时能快速给汽车的电池充电。如果我们今天就能考虑到这些需要，那么就可以节省这一部分成本，并且使充电设施在将来也同样可靠和适用。德国和欧洲最近就“联合充电系统”达成了一致，通过一项技术使快充和慢充同时成为了可能。在我们看来，这对于在中国的应用，也是一项出色的解决方案。
CEI：我们知道电动汽车充电项目的合作，并非简单建设充电桩、改造插头设置。其必将涉及更多领域，如节能、环保、智能电网、新能源装备、城市智能管理等领域，下一步，德国与中国的技术、产业、经济合作还将围绕着电动汽车展开哪些合作？
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.
关键词： 决策方法；电动汽车；规划管理；GIS；人工智能
Key words： decision-making method；electric car；planning and management；geographic information system；artificial intelligence
中图分类号：U469.72 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）25-0031-03
0 引言
目前我国电动汽车产业发展还存在着诸多不确定性。电动汽车产业发展不如人意原因主要有：①缺乏对电动汽车产业发展规律的理性认识和对电动汽车产业扶持政策的定量和定性研究。②电动汽车产业的发展受到充电设施的严重制约。我国电动汽车产业仍处于商业示范阶段，离大规模推广还有很大差距。要发展电动汽车产业，必须先合理规划建设电动汽车充换电设施。而电动汽车充换电站的选址是电动汽车充换电设施建设首要解决的问题。文献[1]以我国电动汽车产业发展模式为研究对象，采用系统动力学的方法，提炼出对电动汽车产业发展其关系统动力学模型没有考虑电价政策因素，使得所建的模型有一定局限性。[2]建立了记及地理因素和服务半径的两步筛选法，用于确定电动汽车充换电站的候选站址。[3]对电动汽车的充电设施的特点进行了总结，将充电设施划分为示范阶段、公益阶段和商业运行阶段，并分析了每个阶段的特点，对充电设施规划的原则、流程和模型进行了研究。[4]建立了考虑地理信息、建设成本和运行成本的综合优化目标函数，采用量子群优化算法对城市电动汽车充电站的优化布局进行了研究。[5]将充电者充电成本和充电站投资者成本最小化作为优化目标，建立了求解模型的两阶段启发式算法。上述文献的研究内容主要通过求解复杂的数学模型对电动汽车的充换电站进行选址定容，但由于充换电站选址涉及因素较多，使得所建立的模型还存在不足之处。
由上知，目前适合我国电动汽车产业的发展模式还没有确定，使得电动汽车的基础设施规划特别是电动汽车充换电站规划选址存在较大风险。电动汽车充换电站的规划要与电动汽车发展速度相匹配，超前和落后对电动汽车产业发展都不利。电动汽车充换电站的规划一定要结合我国国情，借鉴业已得到成熟发展的电动自行车的发展经验，形成适合我国国情的电动汽车充电电站规划理论和方法。
1 电动汽车充换电站规划管理与基于电力GIS的电动汽车充换电站规划智能决策系统
1.1 电动汽车充换电站规划管理 传统方法多通过建立运筹学模型解决涉及系统各部分利益全局性决策问题。但模型建立的代价太高、与实际情况存在差异、求解难度高等。为解决这些缺陷，提出了电动汽车充换电站规划管理思想，全面分析电动汽车充换电站规划系统，从而构建出科学合理的总体战略布局。
1.2 基于电力GIS的电动汽车充换电站规划智能决策系统
1.2.1 决策的分类 本文提出基于电力GIS的电动汽车充换电站规划智能决策方法。主要思路：用规划管理思想将电动汽车充换电站规划决策问题划分成 3个层次。见表1。
1.2.2 总体规划 结合上面模型，在充分调查的基础上，统筹规划目标，建立电动汽车充换电站的总体规划架构，见图1。
1.2.3 构建决策模型 首先，引入人工智能技术，构建总体规划中半结构化与非结构化决策问题模型。从表1知，决策问题从程序化设计可以解决的结构化问题延伸到更复杂、智能化的半结构化、非结构化问题。仅依靠应用数学来构建专业模型解决定量计算已不够，还必须引入基于知识的人工智能技术。[6]结合电动汽车充换电站规划特点，设计了KBS（ Knowledge -Based System），见图2。
其次，模型与GIS结合，发挥其辅助决策的作用。数学模型注重理论机理和计算方法，不重视其表现形式的研究，因而数据表达不直观，可视性差，难被非专业用户有效使用。另外，在电动汽车充换电站规划管理问题的决策中，空间表达非常重要。[7]将GIS功能模块嵌入管理模型，实现管理模型与GIS的整体结合，建立空间管理模型。管理模型与GIS集成原理见图3。
2 基于电力GIS的电动汽车充换电站规划智能决策支持系统的一般性模型及决策过程
2.1 一般性模型 本文决策方法的基础是分层，高层次问题的求解建立在低层次问题。决策的一般性模型如下。规划决策向量为PD=（pd1，pd2，…，pdn）
pdi（i=1，…，n）规划决策变量，n规划决策变量的数量。
子问题j的决策向量为MDj（j=1，…，m）。子问题决策模型可表达为■LPj=fj（PD，MDj），j=1，2，…，m
MDj为变量，PD为参数（ 常量）。
将战略层次的规划决策向量引入子问题决策模型，使不同层次的模型间建立联系。
2.2 基于电力GIS的电动汽车充换电站规划智能决策过程 综上，决策过程为图4。①用户提供规划决策问题相关信息，系统对提供的信息进行处理并转换成决策问题实例描述，形成决策问题实例。②对决策问题进行划分。搜索多属性知识库，若判断该决策问题是曾求解过的问题，便应用知识库中与之相关的经验或模型知识进行直接求解；反之，检索模型库，若该决策问题可在模型库中选择相应模型， 即结合GIS创建空间决策模型，然后求解；否则，这个决策问题要分解为一系列子问题的集合，求解原决策问题就转化为对每个子问题的分别求解[8]，综合得之。③对求出的决策方案进行综合评价，形成新的领域专家知识存入知识库中，供以后决策用。
3 结语
本文提出了电动汽车充换电站的规划管理思想，为电动汽车充换电站规划系统提供全过程规划管理方案；将战略规划级的大模型化简为子系统级的小模型，利用子系统间的协调，求出满足规划目标的最优解，降低了求解难度系数和模型的复杂度；应用了GIS技术与人工智能技术，并集成了层次模型，提供了良好的人机对话环境，较大程度上降低了决策者的使用难度。本方法中，KBS知识库的设计是本方法智能化的基础。在此，要求设计KBS知识库时，需以地区具体情况为基础，合理借鉴其他先进城市、国家的规划管理方法和模式，形成独自的KBS知识库，决策时才会有较好的智能性。
本文为实现基于电力GIS的电动汽车充换电站规划智能决策系统提供了理论依据。
参考文献：
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所谓“新能源汽车”是指除汽油、柴油发动机之外所有其它能源汽车。包括燃料电池汽车、混合动力汽车、氢能源动力汽车和太阳能汽车等。其废气排放量比较低。据不完全统计，全世界现有超过400万辆液化石油气汽车，100多万辆天然气汽车。
2012年3月，国务院了《节能和新能源汽车产业发展规划》。规划指出，从技术层面看，混合动力汽车技术逐步成熟，已进入产品市场竞争期，率先实现产业化，正成为汽车市场销售新的增长点。纯电动汽车电池技术进步加速，整车产品更加接近消费者需求；世界主要汽车制造商加快了纯电动汽车量产步伐；插电式混合动力作为一种具有纯电动和混合动力双重特征的电动汽车技术成为全球新的研发热点；以电池租赁为代表的纯电动汽车商业模式创新取得进展。燃料电池及燃料电池汽车技术近年来取得突破性进展，国际上各大汽车集团持续投入开展燃料电池汽车研发，燃料电池汽车整车成本显著下降，性能指标已接近商业化水平。
规划提出总体发展路线：“从培育战略性新兴产业角度看，发展电气化程度比较高的纯电驱动电动汽车是我国新能源汽车技术的发展方向和重中之重。要在坚持节能与新能源汽车“过渡与转型”并行互动、共同发展的总体原则指导下，规划电动汽车技术发展战略。”
“十二五”将是以汽车电控化和动力混合化两大技术相结合为标志的产品换代与产业升级期。规划还在此战略下，推进“三纵三横”的基本研局，在“三纵”方面，纯电动汽车、增程式电动汽车和插电式混合动力汽车作为纯电驱动汽车的基本类型；燃料电池汽车作为纯电驱动汽车的特殊类型继续独立作为一“纵”；混合动力汽车主要为常规混合动力汽车。在“三横”方面，“电池”包括动力电池和燃料电池；“电机”包括电机系统及其与发动机、变速箱总成一体化技术等；“电控”包括“电转向”、“电空调”、“电制动”和“车网融合”等在内的电动汽车电子控制系统技术。
下面我们就从新能源汽车领域的创业（代表：创业团队清华“科易动力”科技公司）、学业（代表：东北大学自动化专业大四毕业生张明慧）以及企业专家（代表：“第一电动网”CEO庞义成）、高校专家（代表：北京交通大学新能源研究所党支部书记孙丙香）等四部分，全方位解读新能源汽车的发展前景。
电动汽车产业化年代表：
近期（2010?2015年），在依靠传统内燃机汽车技术改进和推进车辆小型化实现降低排放的同时，为满足更为严格的节能减排法规目标要求，应尽快推进混合动力技术的应用，并发展小型纯电动汽车和插电式混合动力电动车；
[关键词] 唐山市；电动汽车；产业；SWOT
[中图分类号] F426 [文献标识码] A 文章编号：1671-0037（2014）01-10-3.5
电动汽车的发展与产业化是涉及多层次、多学科、多领域的问题，其根本是解决能源与环境危机，但其本身也存在着高度的风险。我国新能源汽车的研究与开发已经历了一段历程，同时也启动了一批示范推广试点城市，其中河北省唐山市是第二批示范城市之一。唐山市进行电动汽车的产业化具有其独特的优势，同时也存在巨大的风险。如技术难关的突破，资金的投入巨大，规模化市场的培养，各利益集团的平衡，跨国巨头垄断的应对，取代传统能源汽车的竞争优势等等。凡此种种，叠加复合、纷纷繁繁共同构造了电动汽车产业化发展的系列风险。本文对唐山市发展电动汽车产业的优势与劣势，机会和威胁进行分析。
1 唐山市发展电动汽车产业的优势（strength）
1.1 区位优势
唐山市位于京津冀及其腹地通向海外的咽喉，具有得天独厚的区位优势。交通便利，随着曹妃甸大港和唐山机场的开发建设，形成了海、陆、空立体交通网络，辐射到华北、东北、西北等地区，为跨区域、跨产业的资金合作、技术合作提供了更多的机会。文化浓郁，毗邻京津，有利于接受技术辐射带动，承接产业转移，环渤海地区尤其是京津冀都市圈的快速发展，为唐山汽车工业的发展提供了前所未有的机遇。龙头示范，曹妃甸作为国家循环经济示范区，已形成大规模产业聚集的态势，国家、省级重点项目的建设充分体现了技术运用、技术集成、技术创新和管理创新能力强、拉动辐射效果明显的优势，为节能环保电动汽车产业的发展提供了强大的平台。
1.2 资源优势
唐山市拥有相对充裕的水资源，临港工业所依赖的煤炭、石油、铁矿石、原盐等资源丰富，环境容量较大，具有培育汽车制造产业的资源优势，为发展电动汽车提供了条件。同时，唐山强大的钢铁和发达的机械行业为发展汽车制造奠定了坚实的产业基础。唐山钢铁产能9 000万吨，可为发展节能与新能源汽车产业提供钢材原料。唐山的机械工业比较发达，时速350公里的动车组出自唐山。唐山爱信齿轮有限公司是汽车变速器专业化公司，隶属于世界第四大汽车及零部件制造企业丰田公司。唐山现有电机电控、变速器、离合器、转向节、制动盘、消声器、减振器、蓄电池、悬挂装置等零部件生产企业16家，以及汽车板材、高端焊机、注塑、小五金、机加工、汽车装具等一批生产企业，整合后可形成节能与新能源汽车产业发展的支持平台，有利于降低成本，形成产业链条。
1.3 政策优势
根据国务院关于“节能减排”、“加强节能、节油工作”和“着力突破制约产业转型升级的重要关键技术，精心培育一批战略性产业”的战略决策要求，2008年1月财政部、科技部发出了《关于开展节能与新能源汽车示范推广试点工作的通知》，首批13个城市开展节能与新能源汽车示范推广工作，以财政政策鼓励在公交、出租、公务和环卫等公共服务领域率先推出新能源汽车，对推广与使用单位购买节能新能源汽车给予补助。2010年5月，唐山市被列入第二批国家节能与新能源汽车示范推广试点城市，国家对“十城千辆”试点城市在电动汽车的生产、消费与运营等给予了税收、补贴以及车辆管理等各方面的优惠政策，为唐山发展电动汽车产业铺平了道路。
1.4 市场优势
我国继2006年超过日本成为全球第二大汽车生产国之后，在2009年又超过美国成为第一大汽车生产和消费国，拥有不断提高购买力水平的13亿人口。2010年、2011年产销汽车均超过1 800万辆。预计到2020年和2030年我国汽车中乘用车保有量将会达到1.5亿辆和2.5亿辆的规模，今后20年是中国汽车产业由大变强的奋斗、成长过程，将成为参与全球汽车市场竞争的劲旅。同时，就唐山市本身而言，拥有734万人口，截至2011年底，全市机动车保有量150万辆，每百户城市居民家庭拥有家用汽车25.5辆。公路客运车1 942辆、城市公交客运车1 871辆、市内出租客运车3 605辆、旅游客运车144辆、环卫车辆319辆、邮政专用车180辆。2011年唐山市完成地区生产总值5 442.4亿元，排名全国第18名，在全国所有沿海城市中排名第13名，地级市中仅次于苏州、无锡和佛山，随着经济的快速发展，唐山市各类汽车消费能力大幅提高。
2 唐山市发展电动汽车产业的劣势（weakness）
2.1 电动汽车产业化进程中生产企业尚未发挥主导作用
在我国经过两个五年电动汽车前期的研究开发，在某些关键技术领域取得了突破性的进展，同时汽车制造企业也看准了新能源汽车的战略机遇在不断加大研发力度，并且有新型的产品投放市场并进行了商业化运行，而这些均是在政府大力推进新能源汽车的产业政策下实施的，目前尚处于政府推动主导型。唐山市作为“十城千辆”试点城市之一，在相关优惠政策的引导下，设立了唐山市电动汽车研发中心，2009年唐山市人民政府与上海汽车集团股份有限公司签订了《唐山曹妃甸绿色能源汽车项目合作框架协议》，引进了金能电池项目（唐海）、河北力通锂电池正极材料项目（迁安），电动汽车产业化阶段的企业主体地位尚未形成。另外从示范运行的新能源汽车的试用主要靠城市公交、大客车和出租车的数据支撑，纯电动汽车的客户主要是政府主导采购的公交集团。
2.2 先进的产业技术基础较为薄弱
就唐山市的产业结构而言，唐山属于资源型重工业城市，随着煤炭资源的枯竭，唐山市实施了资源型城市转型的战略规划，加快推进精品钢材、先进装备制造、化工、高端建材、绿色能源产业核心技术研发与产业化，实施了电动汽车、动车组、纳米发电机、海洋资源利用等领域的关键共性技术重大科技专项，着力加快创建一批具有自主知识产权和自主品牌的优势产品，推进了唐山战略型新新兴产业的发展。但就汽车产业而言，唐山市的产业技术基础较为薄弱。
2.3 基础设施的大规模建设有待开发
电动汽车的产业化运行需要完善的基础设施的支持。纯电动汽车产业化的基础设施包括充电站网络、车辆维修服务网络、多种形式的电池营销、服务网络等。建立一定数量的公用充电站、配备专用电缆及插座等是延长行驶里程、实现纯电动汽车产业化的关键。在一个城市内建设十几个或数十个公用充电站，市区内的出租车、私家车、商务车均可在公用充电站快速充电。公交公司也可在终点站、始点站自行建设充电站，为本线路公交车提供充电服务，环卫车辆可在本企业的停车场内充电，同时私家车还可在晚上回家充电。唐山市为加快电动汽车的产业化步伐，已于2010年3月，建成了国内首座符合国家电网典型设计的大型充电站唐山南湖电动汽车充电站，同时市政府与华北电网有限公司签署了《关于推进电动汽车充电设施建设战略合作协议》。目前，唐山市委投入运行的47辆电动汽车建设了3座标准化充电站，8个充电桩。按照唐山市示范推广实施方案至2012年底完成服务于1 052辆电动汽车的大型标准模块化充（换）电站3座、中型整车快速补给站2座和充电桩106台（套）的建设并投入使用的要求还有一段距离，离实现产业化的距离更大。再者，尚需建设统一规范的充电站（桩），对充电机生产和充电接口进行标准化规范，以实现社会用公交车、出租车以及其他社会用车配套的供、充电体系。另外，与此相配套的车辆的运行管理、维修服务以及电池的营销与回收等服务完善还有待开发。
3 唐山市发展电动汽车产业的机会（opportunity）
3.1 汽车产业跨越式发展机遇
传统汽车技术领域的落后是导致我国汽车企业经济效益普遍较低和环境污染严重的重要原因之一。对美、日等传统汽车强国来说，产品升级存在的技术障碍小，额外支付的成本也较低。而在我国，由于技术实力、品牌知名度等方面的巨大差距，我国自主品牌的汽车要想超越汽车强国，难度很大。而我国在新能源汽车领域和发达国家的差距相对要小得多，甚至在某些技术领域还处于世界先进水平，可以说新能源汽车领域是我国汽车产业获得跨越式发展的唯一机会。未来10年是我国新能源汽车发展的战略机遇期，中国高度重视电动汽车的发展，在2011年3月出台的“十二五”规划纲要中，中国把新能源汽车列为战略性新兴产业之一，提出要重点发展插电式混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车技术，开展插电式混合动力汽车、纯电动汽车研发及大规模商业化示范工程，推进产业化应用。未来我国电动汽车将迎来新一轮的高速发展。恰逢此时，在这一大的国际汽车产业转型时期，唐山紧紧抓住机遇，大力发展电动汽车产业，将有力地促进唐山经济转型及产业结构的调整，同时实现能源与环境问题的双解。
3.2 符合国家新能源汽车战略发展规划
世界汽车产业可持续发展面临三大挑战：能源供应和能源安全、区域性的空气质量及全球性的气候变暖。车用能源及动力系统的节能环保是汽车工业可持续发展的核心问题和首要问题，能源多元化、车辆节能与轻量化、排放清洁化、动力电气化是汽车产业发展的趋势。集中到一点，就是要发展以电动汽车为主体的新能源汽车。通过2010年国家接连出台的《节能与新能源汽车产业规划（2011-2020）》征求意见稿以及《关于开展私人购买新能源汽车补贴试点的通知》可以看出，国家对电动汽车的生产、销售以及消费均给予较大的税收优惠及补贴。由此，在新能源汽车的发展方向上电动汽车已成为国家主推方向。
我国汽车工业面临产业结构调整和可持续发展的压力，存在产业安全及经济安全等问题，形势十分严峻。一方面，石油安全成为我国汽车工业发展的第一制约因素。2009年我国石油对外依存度接近52%，预计未来会进一步增大。另一方面，我国汽车产业面临严峻的节能、减排和减碳压力，传统汽车技术水平与国际先进水平相比还有较大差距，油耗和碳排放将成为我国汽车走向世界的主要障碍。因此，发展节能与新能源汽车，不仅成为我国汽车行业可持续发展的必然选择，也是我国汽车人承担社会责任的体现。为抓住汽车产业战略转型的有利时机，我国启动了国家节能和新能源汽车示范工程，由中央财政安排资金给予补贴，支持大中城市示范推广混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车等节能和新能源汽车。由此，唐山市培育电动汽车产业具有广阔的发展前景。
3.3 国家及地方政府对电动汽车技术开发的资金支持
2009年《汽车产业调整和振兴规划》中目标之一，就是电动汽车产销形成规模。主要任务包括：推动纯电动车、充电式混合动力汽车及其关键零部件的产业化。政策措施有：启动国家节能和新能源汽车示范工程，由中央财政安排资金给予补贴，支持大中城市示范推广混合动力汽车、纯电动车、燃料电池汽车等节能和新能源汽车；县级以上城市人民政府要制订规划，优先在城市公交、出租、公务、环卫、邮政、机场等领域推广使用新能源汽车；建立电动汽车快速充电网络，加快停车场等公共场所公用充电设施建设。通过2010年国家接连出台的《节能与新能源汽车产业规划（2012-2020）》以及《关于开展私人购买新能源汽车补贴试点的通知》可以看出，国家对电动汽车的生产、销售以及消费均给予较大的税收优惠及补贴。由此，在新能源汽车的发展方向上电动汽车已成为国家主推方向。
针对电动汽车的消费，2010年06月财政部出台了《关于开展私人购买新能源汽车补贴试点的通知》（财建[2010]230号），为促进新能源汽车产业的发展，财政部、科技部、工业和信息化部、国家发展改革委四部委提出将开展私人购买新能源汽车补贴试点工作，办法针对试点城市私人购买、登记注册和使用的新能源汽车给予一次性补助，对动力电池、充电站等基础设施的标准化建设给予适当补助。
为促进电动汽车产业的发展，唐山市制定了节能与新能源汽车产业发展规划，同时建立示范推广试点专项资金，重点用于示范运营车辆补贴和支持配套设施的建设及维护保养，鼓励各用车部门和市民购买节能与新能源汽车。唐山市政府大力支持企业产品创新、技术攻关并形成产业体系，为节能与新能源汽车示范试点提品和技术支撑，为此，市财政每年安排2 000万元科技三项经费，用于节能与新能源汽车技术创新与服务平台建设，支持节能与新能源汽车关键共性技术攻关、关键零部件和技术保障技术研发。另外，唐山市将节能与新能源汽车纳入政府采购范围，要求各级政府部门优先采购，并按照5%的比例逐年提高节能与新能源汽车的占有量。从2010年起，出租、电力、公务等公共用车要逐渐推广应用节能与新能源汽车。市财政按国家补贴的20%予以匹配，视具体情况用于购车或电池租赁、电池更换、充电设施建设等。
3.4 企业的积极参与
经过近年的努力，唐山市在电动汽车产业化进程中形成了政府、企业、高校院所紧密结合的创新体系。已谋划建设了20平方公里的曹妃甸电动汽车城，购建了以整车、电机、电池和电控系统为主的四大主导链，产业体系已现雏形。为加快电动汽车的产业化进程，唐山市已引资11.2亿元，总投资15.8亿元，推进了重大产业项目的实施。主要有上汽唐山客车有限公司新能源客车项目、曹妃甸东风纯电动车项目、河北曹妃甸锂源电动车及动力总成项目、唐山普林亿威公司电机项目、金能（唐海）电池项目、河北（迁安）力通锂电池正极材料项目、唐山安特微型电动汽车项目、北京普莱德和风帆动力电池项目、华北电网南湖充电站建设项目以及华北电网北郊换电站建设项目等，企业的积极参与构建了电池材料、电池、电机、动力总成和整车生产的完整的电动汽车产业链。唐山市确立的电动汽车及其关键零部件研究开发和技术应用的企业主体、政府引导的产业体系，为唐山电动汽车的产业化奠定了坚实的基础。
4 唐山市发展电动汽车产业的威胁（threat）
4.1 技术专利制约
为应对日益突出的燃油供求矛盾和环境污染问题，世界主要汽车生产国纷纷加快部署，将发展新能源汽车作为国家战略，加快推进技术研发和产业化。由于新能源汽车技术发展是一次重大的技术革命机遇，专利必将成为各国抢占这一新兴技术的主战场，目前新能源汽车专利的关键领域，大多已经被国外企业所垄断。国外针对中国的专利型技术性贸易壁垒已经初见端倪，甚至有专利封锁、合围等布局。
就国内而言，截至3月底，我国企业申请混合动力汽车专利仅占在华申请总数2731件的38%，且主要集中于动力总成布置技术，而国外在华发明专利申请有1 691件，并且集中于控制技术等关键技术领域。而且，目前国内企业新能源领域专利多为外观专利与实用新型专利，打球的居多，真正的发明专利很少。据专家介绍，目前占国内新能源汽车专利数最多的比亚迪，其900余件专利中非发明专利占到总数的60%。而在新能源汽车电池发明专利方面，有三大核心是无法绕行的，其中一个是包敷碳技术专利，后两个是磷酸铁锂本身材料专利和碳热还原技术专利，前者加拿大Phostech公司已经在华申请专利，拥有独家使用权；后者尚未轮到中国申请专利，分别归属于加拿大Phostech公司和美国威能公司。
在纯电动汽车领域，国内仅有4件核心专利申请，其他多为应用专利申请，同期来华发明专利申请有767件，日本、美国、韩国等排名居前。而在燃料电池汽车领域，日本丰田和美国通用两家企业在华申请占到64%，专利布局意图明显。2010年，丰田和通用分别在我国电动汽车方面申请了162件和132件专利，是申请专利最多的前两名企业。目前在电机控制领域，真正具有核心专利的企业较少，关键的系统芯片多为进口，由于缺乏核心专利及授权，因此生产完全受制于人。
上述分析是就国内外整体情况而言，而对于唐山市来讲，以节能与新能源汽车示范为重要契机，不断加大电动汽车的研发投入，成立了唐山市电动汽车研发中心，建设了电动汽车重点实验室，并与中科院、清华大学、北京理工大学等多家高等院校和科研单位合作，制定了《唐山节能与新能源汽车发展技术路线图》、《唐山市电动汽车产业发展规划》。目前共承担国家科技支持计划项目1项，省科技重大项目2项，市科技计划项目17项，取得了多项科研成果，获得电动汽车相关专利19项。已自主研制出大功率永磁无刷直流电机、永磁无刷直流轮毂电机等纯电动汽车核心部件，并在电动汽车动力总成方面取得了20多项自主知识产权成果。这些成果主要是围绕总成技术方面，而核心关键技术较少。由此，唐山市电动汽车产业化发展中将受制于专利壁垒。
4.2 缺乏核心技术
和国外传统汽车生产国家相比较而言，在新能源汽车领域我国整体技术水平差距不大，但核心技术仍需突破。早在“八五”期间，我国就成立了中国电工技术学会电动汽车研究会，电动汽车被列入国家科技攻关项目，把电动汽车的关键技术研究工作作为重中之重，并取得了多项关键技术的突破。总体而言，我国电动汽车技术与国际先进水平差距不大，一般认为差距在3～5年。只有取得核心技术的突破，我国电动车才能有望实现产业化。电动汽车的核心技术包括电池、电机和电控三部分。在这3项核心技术上，我国的技术水平都处于研发中，技术水平还比较低，国内很少有企业能全部掌握这三大技术。在电池方面，动力电池的寿命、能量密度等与汽车正常行驶的要求仍然存在很大差距，且占动力电池成本30%的电池隔膜技术仍没有掌握，基本上以进口为主；在电机和控制系统方面，我国企业在整合元器件方面长时间没有突破；在整车电控方面，我国起步较晚，与国外差距较大。唐山市在示范推广及应用中，虽取得了一定的研究开发成果，但离者产业化需求还有较长的一段路程。
5 SWOT矩阵分析
SWOT矩阵分析法是一种综合考虑组织的内部优势、劣势和来自外部环境的机会和威胁的系统分析方法，它是组织扬长避短、趋利避害的有效工具。根据唐山市电动汽车产业现状和SWOT分析法原理，本文列出唐山市发展电动汽车SWOT矩阵。
6 结论
通过对唐山市电动汽车产业的SWOT矩阵分析，其产业在未来发展中有着良好的外部机遇和内部优势，但同时，由于自身汽车产业基础相对薄弱，并受电动汽车关键核心技术的影响，也面临较大的困难与挑战。
关键词：电动汽车；技术创新；技术创新策略；
文章编号：1674-3520（2015）-05-00-01
一、我国电动汽车产业的发展现状
我国汽车消费市场容量大，发展潜力强，但也存在着一系列的制约因素。一方面，我国传统汽车行业发展迅速，但是起步较晚，其核心技术和关键零部件对国外依赖程度大，未能取得重大突破，自主创新意识和力度仍然薄弱[1]。另一方面，我国石油和天然气匮乏，也阻碍了汽车产业的快速发展。中石油经济技术研究院最新的《2013年国内外油气行业发展报告》披露，2013年，我国石油和原油消费量分别达到4.98亿吨和4.87亿吨，同比分别增长1.7%和2.8%，石油对外依存度为58.1%，与上年基本持平。2013年天然气需求量迅猛增长，2013年全年消费量达到1676亿立方米，同比增长13.9%，天然气进口量达到530亿立方米，对外依存度达到31.6%。与此同时，我国还面临着温室气体排放和环境污染等问题。在这些宏观背景的驱动下，发展电动汽车已经成为我国汽车发展的必须策略。目前，我国电动汽车产业取得很大的进展，同时也得到了地方政府的支持。2013年我国新能源汽车产量1.75万辆，同比增长39.7%，其中纯电动汽车14243辆，插电式混合动力3290辆，电动大巴、电动出租车已经在全国大部分城市应用。电动汽车产业的兴起为解决汽车行业发展的制约因素提供了契机，关系到我国能源安全、环境污染等问题能否合理解决以及提升汽车产业的竞争力。我国电动汽车起步较早，市场需求大，并且已经逐渐掌握了部分关键技术，而且这一产业尚不成熟，发展潜力巨大。我国发展电动汽车已经逐渐从实验室测试步入产业化轨道，发展电动汽车的产业环境已经逐渐形成。
二、我国发展电动汽车产业存在的问题
（一）企业规模小，缺乏独立的研究与试验条件、跨单位、高难度的电动汽车合作创新项目的管理水平有待提高，研发能力涣散。电动汽车是高新技术聚集融合的产品，需要雄厚的科研物质技术基础与大量的资金投入。就目前来看，由于电动汽车合作创新项目的难度较高，又缺乏高素质的管理人才，电动汽车零部件供应商的布局分散，发展不均，尚未形成协同和集群效应，所以电动汽车产业创新能力没有体现出来，各种潜力还有待于进一步挖掘[2]。
（二）电动汽车产业化的供应链尚未有效建立，研发投入不足。我国的汽车零部件工业的发展已经严重滞后，技术水平低下，缺乏独立的开发能力，这对我国电动汽车企业的发展是一个瓶颈。而国际汽车行业正在广泛采用平台战略、零部件全球采购、系统设计、模块化供货。汽车材料、零部件工业规模小，在供应链上不管是上游的零部件供应还是下游的销售和配套设施的完善都还远远没有达到产业化的要求产品质量和服务能力都与全国先进水平有较大的差距。因此，我国电动汽车产业的发展面临着很大的压力和风险。
（三）电动汽车价格高、消费者购买意愿弱。巨额的研发投入、众多新型零部件和较小的生产规模，使得电动汽车的成本居高不下。混合动力汽车的两套动力系统增加了制造成本；纯电动汽车的大容量动力电池尚未实现大规模生产，价格高，有时甚至占到了整车成本的60%。目前，市场上的电动汽车价格一般高出同级别汽油车近一倍，虽然使用费用低，但消费者仍然需要很长的时间才能收回多支出的购置费用。面对比内燃机汽车高得多的价格，许多消费者更不愿意购买电动汽车[3]。
三、促进我国电动汽车产业技术创新的对策
第一， 联合组建研发战略联盟、开发共性技术。建立战略联盟来合作开发共性技术，是众多人士提出解决电动汽车技术力量分散、重复研发问题的对策，可以由国内主要汽车企业和关键零部件企业各自拿出销售额的一定比例的资金，并吸收大学与科研单位入股，合资组建专业化的电动汽车研发公司，国家对电动汽车科技专项经费也主要投入到研发公司。公司的部分董事由汽车工业协会和中央政府主管部门指定，各出资单位拿出部分股东大会的投票权由汽车工业协会代为行使，这样可以避免公司被出资较多的大股东操纵，保证公司基于整个行业利益来确定研发项目。研发项目既可以由公司自己完成，也可以以招标方式委托国内外企业和研究机构通过研发外包来完成，研发成果一部分可以免费向入股单位提供，一部分可以有偿转让给企业。
第二，增加研发的投入、建立研发中心。研发是一个高科技企业的灵魂，高技术的研究发展与应用就更要求基础科学的发展和增加对研发的投入，成立研发中心就能够吸引和培养企业所需要的研发人才，提高企业的技术能力。我国电动汽车产业还处于初期的成长阶段，进行内部研发是最适宜的方法。同时，企业要与其他单位加强合作创新，如高等学校、科研院所、国内外相关零部件制造企业等等，充分利用企业外的科技资源为本企业服务提高企业的核心能力。
第三，打破垄断、引导社会资本投资充电网络建设。一些汽车企业提出让政府来投资建设充电网络，其实政府只需要开放充电网络建设市场，就可以引导社会资本来完成充电网络的建设和运营。一般情况下，充电站建设的投资规模仅为加油站投资的10%，经营利润不会低于加油站，安全要求却比加油站低。众多社会资本实际上是有投资意愿的，如果能够放松管制，开放社会资本投资充电站建设，提供高效的审批和监管服务，并在运营方面提供税收优惠，将会极大地推动充电网络的建设。以色列和丹麦等国运营的电池租赁与充电服务的商业模式，能大幅度降低电动汽车的价格和使用成本，值得借鉴。
四、结语
全球化能源危机日益加剧的今天，传统汽车厂商的生存和可持续性发展受到了巨大的挑战，各国纷纷开始进入新能源技术研究领域，企业只有进行不断的创新才能在竞争中获得成功，只有掌握核心技术才能在未来竞争中占有优势。电动汽车作为新兴的技术，对企业的技术研发提出了新的挑战，有效的进行技术创新并选择合适的策略是企业获得持续能力的最重要源泉。
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国新能源汽车产业选择建立汽车快速更换动力电池的商业模式将是纯电动汽车快速发展的最佳解决方案。
关键词：纯电动汽车；换电；商业模式
中图分类号：F204 文献标识码：A doi：10．39690．issn．1672-3309(s)．2011．04．03 文章编号：1672―3309(2011)04―49―02
在世界政治经济动荡、石油短缺、原油价格走高的背景下，只有快速发展可替代能源，并减少对石油的需求才能使世界避免遭受更为严重的经济打击。
中国的石油对外依存度高是经济高速发展的需要。2011年1月10日，海关总署公布数据显示，2010年全年中国进口原油2.39亿吨，共花费约1万亿元人民币，同比增长51.4％。全年中国石油对外依存度约为55％，再次破50％的警戒线。以铁矿石作参照，十多年来，中国钢铁产业由于过度依赖进口，铁矿石价格被国际三大矿石巨头垄断式的疯长，从2002年每吨不足20美元，涨到2010年每吨超过120美元，中国钢铁产业面对着需求旺盛的钢材市场，却发展受困。可以预见，世界原油价格的震荡向上，对中国的经济增长影响将是巨大的。
2009年中国已经成为世界最大的汽车生产国。2010年保有汽车约7000万辆。如果达到世界汽车千人保有量128辆的平均水平，中国汽车保有量应该是1.56亿辆多一些。这些汽车消费的原油占中国原油消费比例将从大约占10％上升到20％。与此同时，大量的汽车，已经成为城市的主要污染源，对环境保护、交通通畅和城市秩序带来巨大压力。
新能源汽车作为汽车产业未来的发展方向，是汽车产业转型规划的重中之重。然而，其在技术、成本、配套设施等方面依然存在很大问题。
一、纯电动汽车的发展
1、纯电动汽车是最佳新能源车方向
按照国家发改委公告定义，新能源汽车包括混合动力电动汽车、纯电动汽车(包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车、其他新能源(如超级电容器、飞轮等高效储能器)汽车等。非常规的车用燃料指除汽油、柴油、天然气、液化石油气、乙醇汽油、甲醇、二甲醚之外的燃料。
目前国际上新能源汽车发展的主流是混合动力电动汽车、纯电动汽车和燃料电池电动汽车。中国国内主流汽车制造商结合自己的优势特点，主张或较早小规模化实践的也是混合动力电动汽车。因为，通过研发和应用混合动力电动车可以积累发展纯电动汽车和燃料电池车的经验。燃料电池混合动力车被誉为新能源汽车发展的未来。但在解决氢能源补给方面遇到与纯电动汽车一样的缺乏基础设施的问题，同时还面临在能源补给站储存氢燃料的安全问题的挑战。纯电动汽车的发展同样被国内外专家寄予厚望，在应对石油短缺、发展低碳经济以及解决城市空气污染等方面都具备优势。
2010年上海世博会，一千多辆各类新能源车包括混合动力电动车、燃料电池电动车、各类纯电动汽车，其中有锂离子动力电池纯电动公交车、超级电容车、电池电容混合车、铅酸电池的观光电动车，经历了6个月的运营，通过车辆及基础设施投资对比、运营效果和成本比较，许多政府官员、企业家、工程师、投资人逐渐认为，现在发展纯电动汽车的条件逐步具备，纯电动汽车是当前新能源车发展的最佳方向。无独有偶，2011年2月，有新闻报道，美国总统奥巴马近日提出财政预算案要结束清洁柴油汽车项目的政府投资，并要求削减氢燃料电池项目的投资，将有限的资金投入到锂离子动力电池电动车的研究推广中。
2、纯电动车的发展与存在的问题
电动汽车的创造有比内燃机汽车更早的历史。上世纪70年代，因中东战争爆发石油危机，世界各国政界又着手研究替代石油的其他能源。因此，从政治经济方面考虑，电动汽车出现了机遇。特别是近10年来，气候变暖、地球危机等环境保护问题成为各方关心的问题，开发生产零污染交通工具成为各国所追求的目标，电动汽车的无污染特点，使其成为当代汽车发展的主要方向。
纯电动汽车的三大核心部件是多源动力总成控制、驱动电机和动力电池。其中最关键的要数动力电池。通过各国的努力，采用锂离子动力电池作为动力电池的纯电动汽车的研发已经有了长足发展。由于动力电池能量体积比低于汽柴油，配置与汽柴油相当的体积或者相当重量的动力电池，可以获得的车辆续驶里程只有汽柴油车辆的一半或者1／3。因此，纯电动汽车要能被市场和消费者接受，最大难关在于电池。
因为有了内燃机汽车作为标杆，开发纯电动汽车就出现了许多困难，比如对续驶里程的困惑等。然而，通过对比内燃机汽车与纯电动汽车在续驶里程、能源补给、成本、安全性、排放等指标，可以发现纯电动汽车的许多问题，更重要的是，也发现了更多吸引公众接受和发展的优点。
3、应改变纯电动汽车的发展思路
思路决定出路。纯电动汽车的发展应从以下几个方面人手：第一，从政府引导消费习惯、生活理念开始，引导纯电动汽车消费市场，无论从环保还是从能源消费成本都对消费者有吸引力：第二，汽车厂商和技术人员要摆脱现有内燃机汽车的特性，设计满足消费者需求的纯电动汽车产品。比如续驶里程在100千米，绝大部分在城市内活动的消费者每天的行程不超过100千米，完全可以满足消费者需求：第三，政府要推动纯电动汽车能源补给设施的规模化、网络化建设。
二、换电商业模式要点
1、换电与换电商业模式
换电，是相对于充电而言，是纯电动汽车能源补给的一种模式。以手机电源为例，通常可以使用备用电池，采用换电池的方法替换电源，也可以通过充电器将手机与电源插座相连补充电源。几十年来，电动汽车的发展，电能补充始终是以充电的方式进行的，由于汽车比较庞大，考虑到电池联接安全性，又涉及到专用的换电设备设计和投资，给汽车换电池自然就不成为首选考虑。然而换电，有其必要和优势。其必要性在于：其一，基于动力电池的专业特性，需要专门的维护，以确保其安全、使用效果和寿命延长，因此专门的能源补给设施应该具备集中式的特性，而不是分散式充电桩；其二，整车充电时间过长，采用换电模式可以解决纯电动汽车能源补给效率问题。
换电商业模式的核心是车辆和电池的销售和所属权要分离。汽车厂在提供整车的时候，配置了合适的电池，并且确保该车辆的性能和安全。消费者只采购不带电池的裸车部分。由电池专业维护、充电、换电的运行商来购买电池，供给消费者使用并提供服务。
2、换电商业模式是纯电动车发展的解决方案
与充电模式相比较，换电模式有多方面的优势(见表1)。基于换电模式所具备的优势特性，将突破早期电动车发展的制约瓶颈，是纯电动车发展的最佳解决方案。但值得注意的是，需要处理好以下事项：整车厂要基于共同的电池箱标准：开放式的选择电池并接受运行商的集中管理。
三、展望
只有政府、整车厂、运行商共同参与创造新型的电动汽车商业模式，才可能真正做出符合消费者需求的电动汽车产品和服务系统，才可能更好地促进电动汽车产业化、市场化发展，以应对未来的石油危机以及低碳经济和环境保护的要求下。
参考文献：
[1]米歇尔・克雷尔，中东北非动荡石油将成奢侈品[N]．中国能源报，201 1―03―07．
关键词 电动汽车；电机驱动系统；教学实验平台
中图分类号：G642 文献标识码：B
文章编号：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
发展电动汽车已经上升为国家战略。科技部明确提出，到2020年建立起完善的电动汽车动力系统科技体系和产业链，实现各类电动汽车的产业化，促进新能源汽车战略新兴产业进入快速成长期。
战略性新兴产业的快速发展给专业技术人才的培养提出新的要求[1-2]，为适应社会对电动汽车专业高素质、应用型技术人才的需求，南京航空航天大学金城学院车辆工程系在车辆工程专业的基础上拓展了电动汽车专业方向，并加强了专业教学实验设备的建设。电机驱动系统是电动汽车的“三横”技术体系之一，是电动汽车的“心脏”，其性能的提高是电动汽车发展的关键。电动汽车电机驱动系统教学实验平台能够测试评价电动汽车电机驱动系统的整体性能，为电动汽车驱动技术相关课程实验提供设备保障，同时支撑相关领域的科学研究。
2 电动汽车电机驱动系统
电动汽车电机驱动系统是一个复杂的非线性系统，包括电动机、逆变器、控制器、电池组和DC-DC变换器，拓扑结构如图1所示。电池组提供电能，由控制器控制逆变器驱动电动机，DC-DC变换器可以将电池组的电压稳定在一个相对较高的值上，从而提高电动机的驱动性能。
优化电动汽车电机驱动系统的拓扑结构，选用高比功率的电动机，改进电动机的控制算法，这些是提高电动汽车电机驱动系统性能的主要方法，均是围绕提高电机驱动系统的效率展开的。因此，如何精确测试电机驱动系统的效率，成为电动汽车设计人员关心的问题。电动汽车电机驱动系统教学实验平台正是围绕电机驱动系统的效率测试设计开发的。
3 教学实验需求
针对电动汽车驱动技术相关课程的教学实验需求，教学实验平台应能够测试评价电动汽车电机驱动系统的稳态性能和动态性能，以支撑开展以下实验项目，具有综合性和创新性的实验项目能有效培养学生的实践能力和创新能力[3]。
电动汽车驱动系统稳态测试实验 稳态测试实验是指被测电机在给定的转速、转矩条件下，测试电机相关工作参数，计算系统效率，评价系统性能。
实验需要选取相应的稳态测试点，教学实验中测试点不宜过多，因此，根据电动汽车驱动系统的运行状况，选取有限的稳态测试点。在高功率区，驱动系统效率变化较小，可采用较大的间隔选取稳态测试点；在轻负载区，驱动系统的效率变化较大，需采用较小的间隔选取稳态测试点[4]。转矩测试点包括1、5、10、20、50、75、100、125、150、200，单位为Nm；转速测试点包括200、500、750、1000、1500、2000、2500、3000、4000、5000、6000、8000，单位为rpm。
电动汽车驱动系统行驶工况测试实验 行驶工况对于电动汽车的性能参数具有决定性意义，电动汽车实际行驶中性能参数的评价依赖于具体的行驶工况。行驶工况测试实验是指利用教学实验平台模拟电动汽车的行驶工况，并测试驱动电机的相关工作参数，计算系统效率，评价系统性能。
再生能量回馈实验 再生能量回馈是电动汽车的研究热点之一，再生能量回馈实验有助于学生深入理解电动汽车的结构原理。实验测试驱动系统制动时回馈给蓄电池的电流和电量，观察电能回馈情况。
温升实验 电动汽车驱动电机各部分的温度是电驱动系统的重要性能指标之一，温升实验可以帮助学生理解温度在电子电气系统中的重要性。实验时，设定被测电机在额定转速和额定转矩下运行，每隔一定时间测取电机的温度、电压、电流等参数，观察在温度升高过程中被测电机的性能。
动力性能实验 汽车的动力性能指标包括最高车速、加速时间和爬坡能力。最高车速实验测试最高车速时被测电机的性能状态，包括电机的效率和温度；爬坡能力实验测试汽车爬坡时被测电机的性能状态；加速时间实验测试被测电机运行到设定转速所需要的时间。通过3个动力性能实验，加深学生对汽车动力性能指标的理解。
4 测试项目
根据上述需求，教学实验平台需要开展以下测试项目：逆变器的输入电压、输入电流、输入功率，被测电机的转速、转矩、输出功率，被测电机的电压、电流、温度，驱动系统制动时回馈给蓄电池的电能。
稳态测试实验中，对于每个测试点，测得逆变器的输入电压和输入电流，可计算出逆变器的输入功率；测得被测电机的转速和转矩，可计算出被测电机的输出功率，从而获得电机驱动系统的效率。具体计算过程如公式（1）（2）（3）所示。
根据每个稳态测试点的电机驱动系统效率，可获得驱动系统的整体效率分布状况。
行驶工况测试实验中，通过实时测量逆变器的输入电压和输入电流、被测电机的转速和转矩，计算出电机驱动系统的效率，从而评价电机驱动系统的性能。教学实验平台内部存储相关工况数据，如UDDS城市工况、HWFET高速公路工况、10―15工况、欧洲NEDC工况等，实验时调用某种工况进行测试，可做1个行驶工况，也可循环做2～3个行驶工况。
在再生能量回馈实验中，当驱动系统制动时，测量回馈给蓄电池的电流，从而获得回馈电能。在温升实验中，测量被测电机的电压、电流和温度，从而观察温度变化时被测电机的性能指标。在动力性能实验中，最高车速可以转换为被测电机的最高转速进行测量，爬坡能力可以转换为被测电机的转矩进行测量。
5 方案设计
电动汽车电机驱动系统教学实验平台设计方案如图2所示，主要是由直流电源（蓄电池组1）、逆变器、被测电机、转矩转速传感器、测功机、蓄电池组2、测控设备和总控制台（PC机）组成。
直流电源通过逆变器逆变为交流电供给被测电机，测功机作为负载模拟电动汽车运行，制动时能量回馈给蓄电池组2。测控设备一方面采集电压、电流、温度、转矩、转速等信号并进行处理；另一方面控制被测电机和测功机的转矩和转速。总控制台作为测控设备的上位机，提供人机接口。
行驶工况测试实验中，控制被测电机和测功机的转矩、转速，被测电机按转速―时间给定运行，测功机按转矩―时间给定运行，两个控制命令同时发送，模拟电动汽车行驶过程中的实际工况。教学实验平台内部存储的行驶工况数据为汽车行驶车速，在进行工况测试之前，将汽车行驶车速转换为电机转速―时间工况和电机转矩―时间工况，从而控制被测电机和测功机。转换过程中需要结合汽车相关参数，平台提供参数设定界面，由学生设定汽车质量、车轮半径、迎风面积等参数，促进学生综合运用所学知识。
最高车速和爬坡能力实验中，将给定车速转换为被测电机的转速和负载的转矩，转速值控制被测电机，转矩值控制测功机，从而模拟电动汽车的性能状态。加速时间实验中，给定车速转换为被测电机的转速值控制被测电机，汽车静止时的初始转矩值发送给测功机并实时控制测功机转矩，当被测电机达到给定车速时停止控制。
为满足测试需求，教学实验平台的各部分设备应具备相应的性能指标。被测电机选用永磁同步电机，额定功率30 kw，额定转速3000 r/min，最高转速8000 r/min；测功机采用电力测功机，额定功率30 kw，额定转矩120 Nm，最大转矩200 Nm，额定转速3000 r/min，最高转速8000 r/min；转速转矩传感器采用光电编码器和扭矩传感器，转矩测量范围>250 Nm，转速测量范围>8000 rpm；电压和电流传感器采用霍尔效应传感器，电压测量范围>500 V，电流测量范围>250 A；温度传感器采用热电偶，温度测量范围0～200 ℃；测控设备采用工控机[5]，数据采集系统的采样率>100 kHz，精度与转速转矩传感器匹配，采用直接转矩控制方式控制被测电机和测功机。
6 结束语
教学实验设备是培养学生实践能力的硬件基础，设计开发符合教学需求的实验设备尤为重要。电动汽车电机驱动系统教学实验平台的设计从教学实验需求出发，分析适合开设的实验和所需测试项目，规划总体设计方案，对电动汽车驱动技术相关课程的建设起到促进作用，为学生实践能力和创新能力的培养提供物质基础。
参考文献
[1]沈鸿星.新能源汽车电子专业课程体系建设[J].中国职业技术教育，2013（32）：45-50.
[2]周惠芳，蒋燕，罗胜华.基于校企合作的电机与电器专业实训基地建设研究与实践[J].中国教育技术装备，2015（18）：169-171.
[3]孔蓉.改进机构实验设备培养学生创新实践能力[J].中国教育技术装备，2012（33）：31-32.
