未來電動汽車新產業鏈的理想運行模式探討（續）

浙江工業大學機電學院 王貴明 華數數字電視交通節目部 王金懿

3 未來電動汽車新產業鏈的變化和對其要求

隨著電子、電機等技術的迅猛發展，未來電動汽車需充分利用極高快速響應性的電子、電機等元器件來取代大量響應滯后、龐大而笨重的機械、液壓裝置，使結構發生脫胎換骨的革命性變化。所以采用能充分發揮電子、電機各種技術優勢的四大基礎部件即是未來電動汽車最佳結構，也更便于利用標準化、成組技術優化工藝以實施專業化流水線生產，并提高整個供應鏈的精益優化程度，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趕超世界先進的絕好機遇，我國應借助新技術發展和企業成本優勢，改變過去用市場潛力換技術，將中國市場世界車轉換成世界市場中國車，從而利用汽車龍頭產業來帶動整個國民經濟騰飛。

隨著新能源汽車及相關技術的發展，其產業的結構鏈也將發生重大變化。如由四大基礎部件構成的電動汽車。所需新增的上游產業有電池、電機、電子(集成芯片)、傳感測量、電氣控制等科研企業，要求緊隨其需要與之配合，就能得到相應同步發展；而鋼鐵、部分機械(包括發動機、齒輪箱、萬向節等機械傳動件以及為發動機配套的各類輔助裝置)等產業將會受到沖擊或需作相應調整。對下游產業更要求充電或換電的配套設施、配有刷卡自助充電設施的停車場、相應的售后服務和交通管理等均需緊隨其后而得到相應發展；而傳統汽車維修服務、石油及其加油站等產業將會受到沖擊或需相應調整。作為與多個行業關聯度極大的機電一體化新興產物，為確保其有效順利推廣應用，電動汽車從研發生產到銷售使用每個環節都需要新產業鏈的上下游企業密切配合。因此新型汽車產業鏈的上下游企業也需盡快得到合理的重新組合。

對產業鏈的上游企業不僅是日后正常的配套提供，更須在研發、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建立完善的協作機制，就四大基礎部件研發特別需要電機、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共同研討，確定合理可行的具體技術方案、結構原理、控制要求以及各相關規格參數等。為全面提高電動汽車性價比，各大部件還需由專業廠以流水線方式加工、裝配來生產，再由整車廠經流水線將各部件與底盤、車身、內飾等裝配而成。為此需通過聯合協作研發建立完備而永固的友好合作關系，為確保新產業鏈各相關企業從聯合攻關研制到長期協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議，做到分工有序、各展己長、同心協力、資源共享、有賞轉讓、共享成果，并避免重復研究、重復引進。通過聯協攻關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、連續進行。也可充分利用各協作單位現有科技力量和設備，以相對較小投入來獲得極高的效益。通過聯合協作研發在加快電動汽車普及商品化的同時，各相關產業能長期共享電動汽車產業鏈的大蛋糕，盡快掌握電動汽車最佳結構的核心技術。

產業鏈的下游企業要求及時做好售后服務及充換電配套設施，這對其推廣應用至關重要。為此，除了利用現有傳統汽車維修站進行相應的技術配套改進外，更需為解決純電動汽車最棘手的續駛里程問題，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。快速充電影響其壽命不宜頻繁采用，中、慢速充電不適在現有加油站實施，而最適宜在加油站普及推廣的應是快速換電法。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采用上述四大基礎部件以優化其結構和盡可能采用輕型優質材料等措施來極大減輕車載自重。②結合交通問題和我國家庭小型化特點提出節源環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阻力。③通過優選電機類型和結構以充分發揮電機驅動應有優勢，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按市區實際可行駛車速合理確定指標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。⑤利用電機快速響應性等優勢通過四輪驅動與四輪轉向及降低汽車質心高度以確保(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，在現有加油站只需少量投資設施就可配套服務，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、單位及有關公共場所的停車場配以谷時自控和刷卡自助兩種充電設施，對此，可采用與房產商、住宅物管委及單位進行聯營銷售，通過買房送車等優惠方式來擴大銷路的同時，在其所在地車庫設置上述充電設施及售后維護服務站，以全面解決對新能源汽車購車者的后顧之憂。為擴大其應用可增設電動微轎車自助租用服務，憑具有數年無相關違章駕駛記錄的駕照和身份證，預交相應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繳納租金，租用點主要設置在火車站、飛機場等地，該車須配有GPS導航系統，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用，也有利于資源共享和發展相應的服務產業。

4 專業化精益生產對各大部件的基礎研究及標準化要求

隨著科技進步和人類生活品質不斷改善，消費者價值觀念變化很快，消費需求也朝著多樣化、多品種發展。從而引起產品壽命周期相應縮短，為適應市場需求變化，必將使多品種、中小批量、個性化生產成為制造業生產方式的主流。如何使最終產品即能以多樣化、多品種來滿足市場需求，又能使各零部件實現標準化、專業化的大批量流水高效生產，以極大地提高產品的性價比。為此，就要求其產業鏈的每一環節具有高度的專業化分工，各零部件均以專業化精益生產方式加工制作，隨著數字化應用技術發展，汽車生產管理也應朝著模塊化、集約化和標準化模式發展，由此帶來的生產模式變革使汽車的生產結構趨向于如同組裝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試。這也將有利于企業分散風險，提高效益，促進企業順利成長，如此相關行業間的聯合協作、產業鏈的專業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，又要達到專業化精益生產條件的這種最佳運行模式。為此前述由四大基礎部件組成的電動汽車最佳結構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格或功能要求的四大基礎部件，再選擇不同的車身、底盤與各種內飾就能組合成千變萬化的車型，而多規格的各大部件又可按系列化產品流水加工生產。但要達到完善該專業化精益生產方式，目前還需要進一步加強對各大部件的基礎性研究及其標準化的制定，改變以往我國汽車新產品僅由所謂“全能”的主機廠開發研制，汽車零部件企業存在重生產、輕開發弊端，使我國傳統汽車及其零部件的關鍵技術幾乎全被外資企業所壟斷。而對于目前幾乎還處于同一起跑線的電動汽車，欲抓住時機趕超領先，汽車業就更須聯合電機、電子、電控等相關產業協作研發，以形成集群效應，電動汽車及其零部件產業須“潛心修煉”其核心技術和基礎研究，并以適度超前發展。現結合所述四大基礎部件中兩個具體實例對專業化協作等相關問題進行說明。

以含多功能輪轂電機的車輪為例，它相當于傳統汽車的引擎或數控機床的伺服系統，就數控機床加工效益和精度主要取決于數控伺服機構。根據各類汽車的動力要求電機功率需有多種規格，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、轉子各相關尺寸等的配合；電機繞組的線徑、匝數以及驅動控制方式等對電機運行的實際功效均起著重要作用。所以對各大基礎部件組成的零部件在制定標準化前，更需要大量行之有效的基礎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、最佳結構及所需的幾種規格。扎實地做好諸類基礎性工作才能真正掌握其核心技術。有了諸類核心技術的積累，電動汽車的推廣才能有效實施。所以真正務實的各級執政部門、行業協會、科研企業更應抓好其基礎性研究和標準化制定，由電機、電子、電控、傳感測量等相關產業配合汽車業共同開發協作，將有限的科研經費用在刀刃上。

又如數字化整車控制系統即類同于數控機床的數控系統，須由電氣控制專業化部門研發制作。同一類數控系統可用于控制車、銑、鏜、磨、鉆等各種機床，機床廠僅作為數控系統與機床配套使用的二級用戶，無需深入掌握系統內部技術，只需按用戶手冊，根據所控制機床的功能、控制軸數等選定相應插件板等配件，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，電動汽車數字化整車控制系統也可采用嵌入式IPC工業控制計算機。由一塊通用主板來滿足電動汽車常規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插件板或編制相應宏程序軟件來實現。而對于研制數字化整車控制系統的電控專業化部門只需要掌握電動汽車各項功能的大致要求，具體參數設定等均由整車廠家在聯機調試與實際路況試運行中針對具體車型來確定。如此，電控專業廠即可充分利用本行業熟知的電子元器件及制作工藝等，優選各種集成芯片、傳感測量等元器件，以標準模塊化設計制造為眾多整車廠配套，從而即可按大批量流水作業，也能確保系統可靠性和達到高性價比要求。

5 結束語

綜上所述，未來節能環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的緊密配合協作，突破行業間封閉固守的產業化瓶頸，充分利用各行業的高新技術共同培育出新興的領先產業，以形成電動汽車新產業鏈的最佳運行模式，共贏所孕育著的巨大商機。由于未來電動汽車是具有產業鏈長、市場規模大、持續期長、帶動能力強，并有引領未來先導性的戰略性新興產業。為此，各相關執政部門及行業協會在這重大技術變革的關鍵時機，更應充分做好各行業間的有效協調，抓住全球產業革命的歷史機遇，使電動汽車產業轉型升級成我國擁有諸多核心技術的新一輪產業革命催生的新興產業，盡早搶占科技制高點以應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、發電回饋和電磁制動功能的可調速旋轉電機：中國，ZL200810062784.5[P]

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

[3]王貴明、王金懿編著.電動汽車及其性能優化[M].北京：機械工業出版社，2010.5

[4]王貴明、王金懿.基于直線電動機控制轉向力的汽車轉向系統：中國，200910152932.7[P]

[5]王貴明、王金懿.電動汽車用四輪轂電機驅動實現四輪轉向的電子差速轉向控制系統：中國，200910152933.1[P]

[6]王貴明、王金懿.基于四大基礎部件的電動汽車結構：中國，201010251890.5[P]