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论配套设施产业化对于新能源汽车产业发展的影响

作者:完美论文网  来源:www.wmlunwen.com  发布时间:2021/1/6 11:38:48  

摘要:能源是人类文明和经济建设的重要物质基础,我国是当今世界上最大的发展中国家,同时也是目前世界上第一位能源生产国和消费国,面对日益突出的环境污染与能源短缺矛盾,为了保护子孙后代的自然资源不至于枯竭,开发和利用新能源就成国家经济可持续发展的重要战略目标之一;新能源汽车产业的研究和推广是我国“十二五”规划中七大战略性新兴产业之一,也是国家政策和资金重点扶持的产业,通过新能源利用与汽车工业技术相结合,建设节能高效型社会,开拓新的经济增长领域,对促进生态保护和优化经济结构都有重要的现实意义;我国的新能源汽车起步相对发达国家略晚,虽然近几年在国家新能源汽车推广应用财政补贴政策的利好下,新能源汽车产业有了较快的发展,但新能源汽车的技术与性能上还有较大的进步空间,相关的配套设施安全性能还不够理想,本文就新能源汽车相关配套产业发展现状及问题进行分析,并针对问题提出相应对策,以供参考。

关键词:配套产业发展; 新能源汽车产业; 产业经济发展;

一、电驱动新能源汽车配套设施概述

(一)动力设施概念

顾名思义,动力设施就是为用电工具和机械设施提供动力的来源,或是一种电源设施,就目前来看,动力设施大多指的是应用在电动列车、电动汽车、高尔夫球车和电动自行车等设施中,为其提供动力电能的一种蓄电设施。动力设施和应用在普通汽车发动机中的启动设施有着明显不同,动力设施的主要类型有三种,其一是阀口封闭形式的铅酸蓄能设施,其二是敞口形式的管式铅酸蓄能设施,其三是磷酸铁锂形式的蓄能设施。

(二)动力设施的主要应用领域

首先,动力设施可以应用在汽车以及摩托车领域中,通过动力设施,主要可以为汽车和摩托车发动机的启动及其内部的电子设施提供电能。其次,动力设施可应用到工业电力系统中,通过动力设施的应用,可以为变电站以及工业动力机组的合闸等提供电能,同时也可以作为公共设施使用过程中的通讯电源或者是备用电源。最后,动力设施可以应用到电动汽车以及电动自行车等的领域中,通过动力设施的应用,可以将传统的柴油和汽油发动模式取替,以一种新的形式为电动汽车或者是电动自行车提供电能,以此来满足其驱动需求。

(三)新能源汽车发展中动力设施的新趋势

1.锂动力设施发展。

锂动力设施属于一种绿色、新型的化学电源,它的研发公司是美国的永备公司,并于2000年以后成功投入市场,此类动力设施在需要高功率或者是高能量的电子设施、电动玩具等方面都十分适用,且使用性能也十分优越。相比较传统的碱锰动力设施而言,当放电电流达到中等以上的情况下,锂动力设施的放电时间可以达到其六倍,且锂动力设施的放电电压也十分平稳,储存时间更具优势。锂动力设施的主要优势包括以下的四点:第一,锂动力设施和碱锰动力设施之间有着良好的互换性,无论是应用到哪一领域,这两种动力设施都可以相互交换;第二,锂动力设施的工作时间更长,且工作过程中的电压输出更加平稳,特别是在放电电流为中等以上的情况下,锂动力设施更具应用优势;第四,锂动力设施有着更好的储存性能,正常情况下,其保质期可以达到十年。

2.镍氢动力设施。

因为传统镍镉动力设施中的镉属于有毒物质,所以镍镉动力设施在处理工艺和流程方面也就十分复杂,稍有不慎就会对环境造成污染,因此,随着科学技术的不断发展,镍氢动力设施开始逐渐取代了传统的镍镉动力设施。就电量方面来看,如果镍氢动力设施和镍镉动力设施的大小相同,那么前者的电量将可以达到后者电量的1.5倍到2倍。因为镍氢动力设施不会产生污染,所以此类动力设施在当今的笔记本电脑、移动通讯设施、小型便携式电子设施中都得到了十分广泛的应用。因为镍氢动力设施的合成部分包括金属镍和氢离子,所以相比较传统的镍镉动力设施而言,其电量储存会增加30%左右。而且此类动力设施的质量更轻,使用或者是废弃处理都不会对环境造成污染,且有着更长的使用寿命。因此,凭借着这些优势,镍氢动力设施已经开始被应用到了当今的电动和汽油混合形式的动力汽车领域中,借助于此类动力设施,可以让动力汽车的充放电过程得以快速实现。在动力汽车行驶的过程中,车载镍氢动力设施可以储存来自于发电机的电能。通常情况下,汽车低速行使的过程中会比高速行驶的过程中消耗更多的汽油,所以,为达到良好的省油效果,就可以将车载镍氢动力设施用来取代内燃机,以此来为汽车的正常行驶提供足够动力,并实现汽油的显著节约。

二、新能源汽车

(一)新能源汽车的概念

新能源汽车就是用新型能源代替常规能源来提供行驶所需动能,以此来实现正常行驶的一种新型汽车。新能源汽车是将车辆驱动力以及动力控制相结合而发展的一种先进的科学技术设施,它有着先进的技术原理和全新的汽车结构,是未来汽车的一大发展趋势。

(二)新能源汽车分类

新能源汽车有着很多种类型,主要包括纯电动汽车、混合动力汽车、氢发动机汽车以及增程式电动汽车等。以下是对几种典型新能源汽车的原理及优势总结:

表 几种典型新能源汽车的原理及优势

三、配套设施对新能源汽车产业发展的不利因素

(一)配套设施安全性能不足所产生的不利影响

以2018年前两个季度的公开资料显示,在我国国内所发生的8起新能源汽车起火事故中,其主要原因都是由配套设施过热,热量无法及时散出而致使配套设施高温状态下导致的配套设施起火,根据公布的数据来分析,其中由于电动汽车在充电状态下而导致的起火占事故总数的50%以上,而由于碰撞原因导致的新能源汽车起火与行驶过程中发生的自燃起火各占事故的20%左右,而从车辆状态来看,配套设施在静止与使用过程中都有发生起火的可能,尤其是一些南方城市,夏季高温,台风导致的暴雨等恶劣天气频繁,也会引发配套设施起火事故。作为电动汽车的能量来源,配套设施过热而造成的热失控是锂离子配套设施起火的主要原因,常发生在配套设施充电与放电的过程中,由于锂离子本身具有一定的内阻,在电能输出保证电动车的能量供给的同时自身也会产生一定的热量,这种持续的热量会使得锂离子配套设施本身的温度变高,因为锂离子配套设施是由多个单体电芯构成的整体,当配套设施本身温度得不到有效缓解且仍然在持续升温的状态下时,能量供给过程中产生的大量的热能就聚集在狭小的配套设施箱体中,在超出其正常的工作温度和承受极限时便会严重损害锂离子配套设施的使用寿命,甚至导致锂离子配套设施热失控起火或是爆炸等危险事故,而热失控的主要原因大致可归类为以下几种情况:一是碰撞原因导致的热失控;二是过度充电,短路等使用不当导致的热失控;三是外部环境温度过高导致的热失控,外部环境温度过高也是导致锂离子配套设施触发热失控事故的原因之一,外部环境过高时会导致锂离子自身的散热加剧而无法有效分散,内外的热压力聚集导致锂离子温度控制系统被破坏,无法起到应有的保护效果,从而造成短路引发热失控。

(二)市场机制和基础设施不足的影响

虽然我国的新能源汽车生产规模在不断扩大,下线数量也屡创新高,但充电基础设施与新能源汽车的比例严重不协调,多数纯电动的新能源汽车只适合在人流密集的发达城市使用,设施和经济不发达的三四线城市消费者难免会有充不到电的担忧,且新能源汽车充电时间都较长,会与使用时间发生矛盾,充电时间长与续航里程短一直阻碍新能源汽车发展的因素之一;再由于新能源汽车的财政补贴已经逐渐退坡,很多车企依然卡着新版补贴标准的底线,缺乏向上发展的配套;且具有技术竞争力的日韩配套设施企业对中国市场“虎视眈眈”,许多缺乏技术研发实力及核心竞争力的企业面临淘汰的局面。

(三)配套设施的可回收利用问题的影响

配套设施被应用到新能源汽车产业的最大优势是具有良好的绿色环保效应,然而是产品就是使用期限,随着新能源汽车使用时限的增加,配套设施的性能也会随着使用时限的延长而衰退,无法满足新能源汽车日常的动能所需,通常来说,配套设施有效性能只剩下20%时就需要重新更换,随着我国新能源市场的进一步扩大,电动汽车的保用量不断增加,未来会有大量到达性能使用期限的配套设施被淘汰下来,据我国汽车工业协会的相关统计数据显示,仅2015年一年,我国新能源汽车的产销量就分别增长了3.3倍和3.4倍,产销分别达到340471辆和331092辆,显而易见,如此快速的高增长必然也会迎来一波又一波的配套设施淘汰高峰,废旧配套设施如果得不到有效的回收利用处理,同样会给环境造成不能承受之重,这样就与当初发展新能源汽车产业绿色,节能,有利于生态环境保护建设的初衷了;所以说,虽然我国的新能源汽车市场潜力巨大,但是配套设施的有效回收利用也是直接影响新能源汽车产业可持续发展的因素之一,配套设施回收的利用的难点主要在三个方面,一是现阶段配套设施回收利用的技术手段还不够先进,回收过程中需要承担一定的回收成本;其二是所回收回来的配套设施电芯性能参数一致性较差,不具备可靠合适的普适性分选条件与技术;三是缺乏对应用在储能系统上的回收配套设施如何通过合理的配套设施成组设计方法及配套设施管理系统配置实现系统安全、高效运行的解决方案。

四、促进配套设施发展的有效策略

(一)配套设施安全管理

有效提高配套设施的安全性能需要从内外两方面着手,具体来说就是材料的优化与技术的提升,从而更好的实现配套设施的安全性与稳定性,同时有效处长配套设施使用寿命:一是提高配套设施的热管理系统性能,热管理系统在整个锂配套设施的构造中,主要起到控制温度的作用,即确保锂配套设施始终处于合理的温度范围内运行,这其中最重要的手段就是利用空调系统对配套设施包进行温度控制,温度过高时及时降温,温度过低时及时加热,以保证配套设施的安全及寿命;现阶段锂配套设施的散热方式主要有,利用空气冷却的风冷模式,利用液体冷却的水冷模式,相变材料冷却和结合冷却等,通过技术研发提高热管理性能是保证配套设施安全性的重要举措之一;二是对内部材料及结构进行改良,配套设施电芯内部材料主要正负极材料,隔膜,电解液,选用耐热性能更佳,散热性能更强的材料是保证配套设施安全的关键,如,发展电导率更高的固态电解液,选用可逆容量更好的负极材料,以及引入安全性更高的隔膜材料都是提升配套设施热性能的有效方法;其次,对正负极进行结构改造,配套设施系统技术进行升级,双管齐下,保证配套设施性能安全。

(二)大力引进人才,加强技术攻关

高素质的人才是保证动配套设施生产质量的关键所在,新时期下我国的配套设施企业更加要注重对人才的引进与培养,为适应经济和新时代行业发展的大趋势,首先要加大科技人才和专业管理人才的引进力度,突破科研瓶颈;二是要建立科技攻关激励机制,鼓励和奖励在技术、管理、改革等方面创新创效、建言献策的人员;三是要联合相关部门制定完善的配套设施回收利用体系,毕竟,新能源的出发点和目的都是为了更好的保护环境;四是在技术上进行创新,对关键零部件进行研发,对生产设施与工艺流程进行改造升级,提高配套设施的使用周期,在传统技术的基础上完成新工艺与新技术的研发、试制、测试及投入,为新能源汽车产业的发展夯实基础。

(三)争取政策扶持,加快基础配套设施建设

新能源汽车作为新兴的产业技术,其发展离不开市场的认可,要想让新能源汽车获得更多的关注,下沉到各个城市,首先要加强新能源汽车的宣传力度,使之获得更广泛的关注,打消公众对新能源汽车稳定性与可靠性的疑虑;其次要明确财政补贴的力度,以深圳为例,政府为扶持新能源汽车产业,一是将所有市内公交线路用车全部更换为纯电动式的新能源汽车,形成了较好的示范性效应;二是出台了禁止非纯电动汽车注册成为网约车的法律条款;三是给予新能源汽车和配套设施生产企业如比亚迪相应的优惠贷款政策和零部件进口关税优惠政策,鼓励企业扩大生产规模;四是对于私人购买乘用型新能源汽车可不受小汽车增量指标的限制直接上牌,并给予一定的财政补贴;五是科学规划相应的配套设施如充电桩的用地范围,并与加油站、高速公路、学校、医院以及新建的社区楼盘等联手布局,从密度与广度上提高充电效率,免除使用者的后顾之忧,为新能源汽车产业的发展奠定坚实基础。

五、结语

虽然我国的新能源汽车产销量已经稳居世界前列,但新能源汽车的相关产业链发展基础还比较薄弱,无论是从技术攻关上,还是市场竞争机制的制定上,与发达国家都还存在着相当大的距离,在国家号召全面建设社会主义小康社会的进程中,生态型城市已经成为新时期的城市发展方向与要求,良好的生态环境是实现可持续发展的先决条件,能源的可持续发展决定着经济社会是否能健康持续发展,配套设施作为新能源汽车的主流配套源,其安全,稳定,可靠的性能是保证和加快新能源汽车产业发展的重要前提,也是落实科学发展观,实现建设资源节约型社会的重要途径,通过改善和提高配套设施材料稳定性、改善配套设施热管理系统,及时预警排查故障技术及消防灭火技术等方面着手,通过国家扶持与企业持续创新,在技术等各个方面不断进行完善与提升,切实提高配套设施的安全防控性能,从而更好的促进新能源汽车行业的进步与发展。

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