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國新能源汽車產業選擇建立汽車快速更換動力電池的商業模式將是純電動汽車快速發展的最佳解決方案。
關鍵詞:純電動汽車;換電;商業模式
中圖分類號:F204 文獻標識碼:A doi:10.39690.issn.1672-3309(s).2011.04.03 文章編號:1672―3309(2011)04―49―02
在世界政治經濟動蕩、石油短缺、原油價格走高的背景下,只有快速發展可替代能源,并減少對石油的需求才能使世界避免遭受更為嚴重的經濟打擊。
中國的石油對外依存度高是經濟高速發展的需要。2011年1月10日,海關總署公布數據顯示,2010年全年中國進口原油2.39億噸,共花費約1萬億元人民幣,同比增長51.4%。全年中國石油對外依存度約為55%,再次破50%的警戒線。以鐵礦石作參照,十多年來,中國鋼鐵產業由于過度依賴進口,鐵礦石價格被國際三大礦石巨頭壟斷式的瘋長,從2002年每噸不足20美元,漲到2010年每噸超過120美元,中國鋼鐵產業面對著需求旺盛的鋼材市場,卻發展受困。可以預見,世界原油價格的震蕩向上,對中國的經濟增長影響將是巨大的。
2009年中國已經成為世界最大的汽車生產國。2010年保有汽車約7000萬輛。如果達到世界汽車千人保有量128輛的平均水平,中國汽車保有量應該是1.56億輛多一些。這些汽車消費的原油占中國原油消費比例將從大約占10%上升到20%。與此同時,大量的汽車,已經成為城市的主要污染源,對環境保護、交通通暢和城市秩序帶來巨大壓力。
新能源汽車作為汽車產業未來的發展方向,是汽車產業轉型規劃的重中之重。然而,其在技術、成本、配套設施等方面依然存在很大問題。
一、純電動汽車的發展
1、純電動汽車是最佳新能源車方向
按照國家發改委公告定義,新能源汽車包括混合動力電動汽車、純電動汽車(包括太陽能汽車)、燃料電池電動汽車、其他新能源(如超級電容器、飛輪等高效儲能器)汽車等。非常規的車用燃料指除汽油、柴油、天然氣、液化石油氣、乙醇汽油、甲醇、二甲醚之外的燃料。
目前國際上新能源汽車發展的主流是混合動力電動汽車、純電動汽車和燃料電池電動汽車。中國國內主流汽車制造商結合自己的優勢特點,主張或較早小規模化實踐的也是混合動力電動汽車。因為,通過研發和應用混合動力電動車可以積累發展純電動汽車和燃料電池車的經驗。燃料電池混合動力車被譽為新能源汽車發展的未來。但在解決氫能源補給方面遇到與純電動汽車一樣的缺乏基礎設施的問題,同時還面臨在能源補給站儲存氫燃料的安全問題的挑戰。純電動汽車的發展同樣被國內外專家寄予厚望,在應對石油短缺、發展低碳經濟以及解決城市空氣污染等方面都具備優勢。
2010年上海世博會,一千多輛各類新能源車包括混合動力電動車、燃料電池電動車、各類純電動汽車,其中有鋰離子動力電池純電動公交車、超級電容車、電池電容混合車、鉛酸電池的觀光電動車,經歷了6個月的運營,通過車輛及基礎設施投資對比、運營效果和成本比較,許多政府官員、企業家、工程師、投資人逐漸認為,現在發展純電動汽車的條件逐步具備,純電動汽車是當前新能源車發展的最佳方向。無獨有偶,2011年2月,有新聞報道,美國總統奧巴馬近日提出財政預算案要結束清潔柴油汽車項目的政府投資,并要求削減氫燃料電池項目的投資,將有限的資金投入到鋰離子動力電池電動車的研究推廣中。
2、純電動車的發展與存在的問題
電動汽車的創造有比內燃機汽車更早的歷史。上世紀70年代,因中東戰爭爆發石油危機,世界各國政界又著手研究替代石油的其他能源。因此,從政治經濟方面考慮,電動汽車出現了機遇。特別是近10年來,氣候變暖、地球危機等環境保護問題成為各方關心的問題,開發生產零污染交通工具成為各國所追求的目標,電動汽車的無污染特點,使其成為當代汽車發展的主要方向。
純電動汽車的三大核心部件是多源動力總成控制、驅動電機和動力電池。其中最關鍵的要數動力電池。通過各國的努力,采用鋰離子動力電池作為動力電池的純電動汽車的研發已經有了長足發展。由于動力電池能量體積比低于汽柴油,配置與汽柴油相當的體積或者相當重量的動力電池,可以獲得的車輛續駛里程只有汽柴油車輛的一半或者1/3。因此,純電動汽車要能被市場和消費者接受,最大難關在于電池。
因為有了內燃機汽車作為標桿,開發純電動汽車就出現了許多困難,比如對續駛里程的困惑等。然而,通過對比內燃機汽車與純電動汽車在續駛里程、能源補給、成本、安全性、排放等指標,可以發現純電動汽車的許多問題,更重要的是,也發現了更多吸引公眾接受和發展的優點。
3、應改變純電動汽車的發展思路
思路決定出路。純電動汽車的發展應從以下幾個方面人手:第一,從政府引導消費習慣、生活理念開始,引導純電動汽車消費市場,無論從環保還是從能源消費成本都對消費者有吸引力:第二,汽車廠商和技術人員要擺脫現有內燃機汽車的特性,設計滿足消費者需求的純電動汽車產品。比如續駛里程在100千米,絕大部分在城市內活動的消費者每天的行程不超過100千米,完全可以滿足消費者需求:第三,政府要推動純電動汽車能源補給設施的規模化、網絡化建設。
二、換電商業模式要點
1、換電與換電商業模式
換電,是相對于充電而言,是純電動汽車能源補給的一種模式。以手機電源為例,通常可以使用備用電池,采用換電池的方法替換電源,也可以通過充電器將手機與電源插座相連補充電源。幾十年來,電動汽車的發展,電能補充始終是以充電的方式進行的,由于汽車比較龐大,考慮到電池聯接安全性,又涉及到專用的換電設備設計和投資,給汽車換電池自然就不成為首選考慮。然而換電,有其必要和優勢。其必要性在于:其一,基于動力電池的專業特性,需要專門的維護,以確保其安全、使用效果和壽命延長,因此專門的能源補給設施應該具備集中式的特性,而不是分散式充電樁;其二,整車充電時間過長,采用換電模式可以解決純電動汽車能源補給效率問題。
換電商業模式的核心是車輛和電池的銷售和所屬權要分離。汽車廠在提供整車的時候,配置了合適的電池,并且確保該車輛的性能和安全。消費者只采購不帶電池的裸車部分。由電池專業維護、充電、換電的運行商來購買電池,供給消費者使用并提供服務。
2、換電商業模式是純電動車發展的解決方案
與充電模式相比較,換電模式有多方面的優勢(見表1)。基于換電模式所具備的優勢特性,將突破早期電動車發展的制約瓶頸,是純電動車發展的最佳解決方案。但值得注意的是,需要處理好以下事項:整車廠要基于共同的電池箱標準:開放式的選擇電池并接受運行商的集中管理。
三、展望
只有政府、整車廠、運行商共同參與創造新型的電動汽車商業模式,才可能真正做出符合消費者需求的電動汽車產品和服務系統,才可能更好地促進電動汽車產業化、市場化發展,以應對未來的石油危機以及低碳經濟和環境保護的要求下。
參考文獻:
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所謂“新能源汽車”是指除汽油、柴油發動機之外所有其它能源汽車。包括燃料電池汽車、混合動力汽車、氫能源動力汽車和太陽能汽車等。其廢氣排放量比較低。據不完全統計,全世界現有超過400萬輛液化石油氣汽車,100多萬輛天然氣汽車。
2012年3月,國務院了《節能和新能源汽車產業發展規劃》。規劃指出,從技術層面看,混合動力汽車技術逐步成熟,已進入產品市場競爭期,率先實現產業化,正成為汽車市場銷售新的增長點。純電動汽車電池技術進步加速,整車產品更加接近消費者需求;世界主要汽車制造商加快了純電動汽車量產步伐;插電式混合動力作為一種具有純電動和混合動力雙重特征的電動汽車技術成為全球新的研發熱點;以電池租賃為代表的純電動汽車商業模式創新取得進展。燃料電池及燃料電池汽車技術近年來取得突破性進展,國際上各大汽車集團持續投入開展燃料電池汽車研發,燃料電池汽車整車成本顯著下降,性能指標已接近商業化水平。
規劃提出總體發展路線:“從培育戰略性新興產業角度看,發展電氣化程度比較高的純電驅動電動汽車是我國新能源汽車技術的發展方向和重中之重。要在堅持節能與新能源汽車“過渡與轉型”并行互動、共同發展的總體原則指導下,規劃電動汽車技術發展戰略。”
“十二五”將是以汽車電控化和動力混合化兩大技術相結合為標志的產品換代與產業升級期。規劃還在此戰略下,推進“三縱三橫”的基本研局,在“三縱”方面,純電動汽車、增程式電動汽車和插電式混合動力汽車作為純電驅動汽車的基本類型;燃料電池汽車作為純電驅動汽車的特殊類型繼續獨立作為一“縱”;混合動力汽車主要為常規混合動力汽車。在“三橫”方面,“電池”包括動力電池和燃料電池;“電機”包括電機系統及其與發動機、變速箱總成一體化技術等;“電控”包括“電轉向”、“電空調”、“電制動”和“車網融合”等在內的電動汽車電子控制系統技術。
下面我們就從新能源汽車領域的創業(代表:創業團隊清華“科易動力”科技公司)、學業(代表:東北大學自動化專業大四畢業生張明慧)以及企業專家(代表:“第一電動網”CEO龐義成)、高校專家(代表:北京交通大學新能源研究所黨支部書記孫丙香)等四部分,全方位解讀新能源汽車的發展前景。
電動汽車產業化年代表:
近期(2010?2015年),在依靠傳統內燃機汽車技術改進和推進車輛小型化實現降低排放的同時,為滿足更為嚴格的節能減排法規目標要求,應盡快推進混合動力技術的應用,并發展小型純電動汽車和插電式混合動力電動車;
關鍵字:電動汽車;發展歷程;發展狀況
1 研究的目的與意義
自1886年第一輛汽車誕生至今,隨著時代的變化和科學技術的進步,汽車工業在不斷發展創新,在推動世界經濟發展和給人們提供便捷的同時,也帶來了能源緊缺和環境惡化。隨著世界經濟的發展,世界汽車保有量在持續增加,石油的需求量也將進一步加大。然而現在的狀況是石油資源短缺,石油資源終會有枯竭的一天。此外,石油燃料燃燒將會排出廢氣,這些排放物造成空氣污染,危害人類及動植物的生存。同時,汽車還會產生噪聲污染,并隨著內燃機汽車發動功率、車速及車流量的增加而增大。
因此,我們必須對清潔、高效、智能的汽車進行開發,實現新世紀交通的可持續發展。為了解決這些迫在眉睫的問題,電動汽車呈現出加速發展的趨勢。
2 電動汽車的概念
2.1 基本概念
電動汽車(Battery Electric Vehicle,BEV)是指,以車載電源為動力源或動力源之一,全部或者部分由電機驅動車輪行駛,符合道路交通、安全法規等各項要求的車輛。電動汽車的組成包括:電力驅動及控制系統、驅動力傳動等機械系統、完成既定任務的工作裝置等。電力驅動及控制系統是電動汽車的核心,也是區別于內燃機汽車的最大不同點。電力驅動及控制系統由驅動電動機、電源和電動機的調速控制裝置等組成。電動汽車的其他裝置基本與內燃機汽車相同。
2.2 電動汽車的特點
電動汽車分為三類:純電動汽車(BEV)、混合動力汽車(HEV)和燃料電池汽車(FCEV)。傳統的內燃機能把高效產生轉矩時的轉速限制在一個窄的范圍內,因此傳統內燃機汽車需要龐大而復雜的變速機構;而電動機可以在相當寬廣的速度范圍內高效產生轉矩,在電動車行駛過程中不需要換擋變速裝置,操縱方便容易,噪音低。
較內燃機汽車而言,電動汽車可以解決內燃機汽車對石油燃料的依賴,電動汽車從車載電源獲得電力,并用電動機進行驅動。同時,電動汽車所用的蓄電池可以在晚間進行充電,充分利用晚間的富余電力,來避免浪費大量的富余電力,從而提高電網電能的利用率。在減速、下坡和制動時,電動汽車的電動機還可以轉換為發電機,來實現能量的回饋,從而進一步地提高能量的利用率。
3 國內外電動汽車的發展
從20世紀90年代開始,電動汽車重新成為世界性的研發熱點之后,各國政府紛紛出臺政策或指點計劃,以促進本國電動汽車的發展。1993年美國政府組織企業和科研機構成立 “新一代汽車合作計劃”(PNGV),聯合開展電動汽車研究,法、德、日等發達國家紛紛采取政府引導、企業和科研機構聯合的方式加強電動汽車開發研究。歐洲歷來是很重視節約能源和將低碳排放量的,在2007年歐盟委員會公布了“新歐洲能源政策”,其目標是要到2020年時,將降低20%的溫室氣體排放量,并將可再生能源比例提高到20%。
“十五”計劃期間,中國科技部投入8.8億元全面啟動863電動汽車重大科技專項,制定了以混合動力電動汽車、純電動汽車、燃料電池汽車為“三縱”,以多能源動力總成控制、驅動電機、動力蓄電池為“三橫”的總體研局,全面構筑電動汽車的技術平臺。經過多年的技術研發、功能性樣車試驗、示范性應用,我國的電動汽車已經具備了初步產業化條件,但國內目前研究水平與國外先進車型和資金投入仍具有一定差距。
4 結論
本文根據當今汽車工業發展的趨勢,以純電動汽車作為主要對象,結合電動汽車的發展歷程和意義,對國內外電動汽車的研究和發展狀況進行了分析與介紹。作為世界能源消耗大國和環境保護重要力量,中國積極實施電動汽車科技戰略,促進汽車工業產業結構升級和動力系統電動化轉型,培育和發展電動汽車社會,并取得了一定效果,但仍然面臨著政策環境亟需完善、工業基礎薄弱、國際競爭力弱、開放協同創新環境差、知識產權保護和標準化意識低、個別關鍵技術有待加強、車輛成本高、商業模式探索不充分等問題。
參考文獻
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作者簡介
比亞迪老板王傳福可能是2009年最幸運的企業家。金融危機后,他以58億美元,約合396億元人民幣成為《福布斯》2009中國富豪榜第一名,而08年他僅位列第23位。公司最近獲得了美國富豪沃倫一巴菲特的投資后,股票價格抬升6倍。實力進一步增強。
與王傳福同樣引人注目的是其公司生產的電動汽車。比亞迪憑借電池方面的技術優勢,率先推出了F3 DM雙模電動車,它的廣告語是“全球第一款上市的不依賴專業充電站的電動車”,這是中國在新能源轎車方面的重要進步。起步
事實上,中國許多汽車企業都意識到新型能源汽車是汽車產業未來發展的趨勢,紛紛投入巨資在新型能源汽車的研發推廣上。中國三大汽車集團上汽、一汽和二汽早就定下時間表,讓新型能源汽車在市場上大行其道。
海外企業在電動汽車推進上也爭先恐后。在日本,三菱微型i-MiEV的標價超過4.8萬美元,價格相當于其汽油引擎版的3倍左右;在以色列,雷諾一日產與美國公司Better Place進行合作,后者負債建設覆蓋以色列全國的電動汽車充電網絡,其中包括駕車者可前去更換掉空電池的電池更換站;在美國,日產最近成為首家有資格獲得美國能源部清潔能源汽車技術補貼的外國汽車制造商,日產將利用獲得的16億美元低息貸款重新裝備其在田納西州士麥那(Smyrna)的工廠,以便從2012年開始在那里生產電動汽車。
不僅是民間,中美政府也開始越來越多關注新能源汽車。去年年初,中國推出的《汽車產業調整振興規劃細則》中提到,計劃三年內中央將投資100億元專項資金,發展新能源汽車及車用電池組等關鍵技術,從而形成10億高性能車用電池生產能力。去年4月,中國政府宣布向購買純電動汽車的消費者提供40000多元的補貼,并投資在一些城市興建汽車電池充電站。去年10月22日,美國能源部助理部長桑德羅(David Sandalow)在北京舉行的首屆中美清潔能源務實合作戰略論壇上表示,中美可以在電動汽車等六大領域進行合作。
普華永道(PwC)預計,到2014年,中國清潔技術行業可能價值1萬億美元,相當于中國預期財富的15%。
該行業的活躍部分歸功于中國政府大規模的環境目標和支出。中國政府去年早些時候承諾,其4萬億財政刺激計劃中的三分之一將用于清潔能源支出。
毫無疑問,政府已意識到新能源汽車是未來汽車的發展方向,政策上的支持已無懸念。然而,不要忘記,一個產業的發展,不僅僅取決于政策因素,還有技術的發展,配套設施的建立。一條被中國汽車已驗證的理論是:機會和把握它的能力似乎并不一致。
困境
新能源汽車面臨的首要問題是,究竟采用何種能源作為汽車燃料。電動汽車僅僅只是其中一項,與此相對應的還有氫能源汽車,混合動力汽車,而政策制定者們并未明確表態,哪一種汽車是中國新能源汽車發展的主要類型。此外,新能源汽車的高昂定價,也讓一般消費者望而卻步,畢竟在技術尚未成熟和大規模普及條件下,消費者更愿意選擇價格更低的經濟車作為代步工具。
[關鍵詞]新能源汽車 比亞迪 發展 現狀 困難 建議
[中圖分類號] U469.7 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2013)-9-180-4
1引言
全球能源緊缺、大氣污染和二氧化碳過渡排放,這三大環境問題已日益引起世界各界的關注。自我國2013年開始實施新的《環境空氣質量標準》,PM2.5數值強制披露制度以來,全國大部分地區PM2.5數值經常不達標,京津冀地區情況最為嚴重,2013上半年PM2.5的平均濃度是115,即區域內所有城市都沒有達到PM2.5均值二級標準35,北京屢次能夠出現嚴重污染天氣,PM2.5數值一度超過700導致爆表,長三角地區也不容樂觀,平均濃度是69,超標接近2倍,情況最好的珠三角地區濃度為44,比35還是高出11個點。這一嚴重的現實使得我們不得不將目光投向汽車工業,這個空氣污染的重要罪魁禍首之一。為此,筆者選擇研究新能源汽車行業,解鈴還需系鈴人,筆者希望新能源汽車的發展能根治汽車行業的污染頑疾。
比亞迪股份有限公司,作為一家知名的新能源汽車生產商之一,創立于1995年,致力于打造綠色環保的夢想,與由其公司名稱簡寫得到的BYD――Build Your Dream互相照應。比亞迪目前主要從事二次充電電池業務、手機部件及組裝業務,以及包含傳統燃油汽車及新能源汽車的汽車業務,同時利用自身的技術優勢積極拓展新能源產品領域的相關業務。世界著名投資家Buffett因看好新能源汽車的發展也于2010年巨資入股比亞迪。筆者于6月初專程赴比亞迪股份有限公司進行調研和現場參觀。筆者參觀了比亞迪產品展廳、汽車總裝車間、試車場、電動汽車充電站、“未來村”、太陽能板發電儲電區域,并與公司進行了廣泛的交流和座談,對世界前沿的新能源技術有了更多的直觀了解。
通過在在獲得大量的生產企業的一手信息的基礎上,筆者隨后對新能源汽車經營者深圳市鵬程電動汽車出租有限公司和直接使用者電動出租車司機、消費者乘客專項調研和隨機性市場調查,以及對該行業的主要政府主管部門發展與改革委員會進行了采訪,試圖全面了解目前新能源汽車發展的現狀及發展過程中存在的問題,尋求突破性的解決方案。
2新能源汽車主要產品及其發展現狀
2.1新能源汽車產品及特點
新能源汽車是指采用新型動力系統,完全或主要依靠新型能源驅動的汽車,即是指除完全由汽油、柴油驅動之外由其他能源驅動的汽車。根據使用能源及工作方式的不同,新能源汽車分為混合動力汽車(包括HEV、PHEV等)、純電動汽車(EV)、燃料電池電動汽車(FCEV)、替代燃料(氫、燃氣、生物乙醇、二甲醚)汽車、其他新能源(如高效儲能器)汽車等各類產品。目前全球重點發展的新能源汽車為前二類。
混合動力汽車是指在特定條件下,至少可以從兩種或兩種以上能量儲存器、能量源或能量轉換器中獲得驅動能量的汽車。根據驅動的連結方式不同,可以分為:串聯式混合動力系統、并聯式混合動力系統和混聯式混合動力系統。
純電動汽車是指以車載電源為動力的汽車。由于其本身不排放污染大氣的有害氣體,由此成為汽車工業的一個“熱點”。
從全球各大汽車大國的發展定位來看,目前以豐田、本田為代表的日本車企以混合動力為方向,日本已經在普及混合動力系統的低能耗、低排放和改進行使性能方面走在了世界的最前列。自日本豐田汽車去年9月公開宣布叫停純電動汽車后,業界普遍認同混合動力汽車作為一種過渡產品,短期內將是引領新能源汽車的主力軍,但純電動汽車將是新能源汽車工業的發展方向。
比亞迪生產的新能源汽車種類有:純電動汽車和混合動力汽車,同時公司也生產普通原油燃料汽車。
2.2混合動力汽車
比亞迪生產的混合動力汽車有F3DM車型。
F3DM是比亞迪生產的唯一一款雙模汽車,它使用混合動力,既可以加油,又可以充電。F3DM使用比亞迪自主研制的磷酸鐵鋰電池,具有高安全性、超大容量、循環使用周期長、充電速度快、綠色環保等特點。此車型可將普通汽車制動時的熱能損耗轉化為電能,儲存在電池中,汽車行駛時,油電互補。車輛同時擁有太陽能天窗,轉化為電能儲存到電池中。
2.3電動汽車
電動汽車擁有很多優點,最大的就是他們使用的電池,不再使用燃油,實現了零排放。在許多人印象中,電池制造也是一項高污染的行業,很容易導致大量重金屬被排放后污染土壤。其實,只有鉛鋅電池制造行業才存在這樣的問題,而比亞迪自主生產的鐵鋰電池,在生產過程中就基本沒有污染,只有一些粉塵,被收集處理后就又是一項零污染。
E6是比亞迪研制出的純電動汽車,深圳的藍色的士就是E6目前在實際生活中的運用之一。E6是世界第一輛不依賴專業充電站進行充電的純電動汽車,可連接家庭電路進行低壓充電,最高車速可達140Km/h以上。每次充電6~8小時后,不開空調情況下,續駛里程最長可達300Km,百公里能耗只相當于燃油車的1/4。
K9為比亞迪研發制造的一款純電動巴士,同時,車頂還安裝有太陽能板,提供一小部分電量。在車輛制動時,會自動將動能再轉化為電能,儲存到電池中,實現再生制動,提高車輛的續駛里程,節約能源消耗。K9更是使用了比亞迪自主創新、全球領先的輪邊驅動技術,減少運輸、轉換電能中的損耗,十分環保。
3新能源汽車發展現狀
3.1世界新能源汽車發展現狀
數據顯示:全球40%的石油被汽車消耗,而在2050年現已探明的石油資源將消耗殆盡,能源問題越來越迫在眉睫,因此全球各國都把它視為發展方向,尤其是世界的主要汽車生產大國:美國、日本、以德國為首的歐洲等。并為此出臺了一系列的鼓勵和扶持政策,制定了相關規劃。
奧巴馬2008年的8250億美元經濟刺激計劃中,其中34億元投向新能源汽車及配套,美國2012年啟動電動汽車國家創新計劃《EV Everywhere 》, 通過對新能源汽車相關技術的支持,實現5年收回車輛附加成本的目標;日本1970年的《日本汽車工業的產業規劃》首次提到電動汽車的發展,此后政府也多次投入巨字本用于支持新能源汽車的研發。日本2010年的《新一代汽車戰略2010》計劃,計劃在2020年在日本銷售的新車中新能源汽車占比50%。歐洲盡管新能源汽車起步相對較晚,但近年來,發展積極,各國也相繼制定了各項政策支持新能源汽車的發展。如德國對新能源車實施稅收優惠。
從2008年新能源汽車熱開始,經歷了2010年和2011年緩慢增長,2012年在豐田的混合動力汽車銷量的推動下,全球新能源汽車業務規模高速增長83%。僅美國2012年新能源汽車總銷售量超過48萬輛,成為全球第一大市場,占新車總銷量的3.3%。扣除早期的油電混合動力后,純電動車和插電式混合動力也達到5.85萬輛。
全球純電動汽車總銷量2011年達到3.5萬臺,2012年則增長到6.5萬臺。其中,2011年,美國電動汽車市場達到兩萬輛左右;德國純電動車銷量也只有2154輛,混合動力車12622輛,法國共有4313輛電動汽車登記上牌,。這些數據說明全球的新能源汽車中純電動汽車汽車所占比例相對很低。
3.2我國新能源汽車發展現狀
中國已是世界第一能源消費大國,58%的石油依賴進口,因此,中國發展新能源汽車比任何國家更加緊迫。與世界相比,我國整個新能源行業處于更加初步的階段。但國家對此很重視,大力扶持。我國的新能源汽車產業始于本世紀初,2001年,新能源汽車研究項目被列入國家的十個五年計劃中的“863”重大科技課題中。“十一五”以來,我國提出了“節能和新能源汽車”戰略,形成了完整的新能源汽車研發、示范布局,于是,2008年成為了我國“新能源汽車元年”。
2009年國家四部委共同啟動了十城千輛工程,全稱為“十城千輛節能與新能源汽車示范推廣應用工程”,通過提供財政補貼,計劃用3年左右的時間,每年發展10個城市,每個城市推出1000輛新能源汽車開展示范運行,涉及這些大中城市的公交、出租、公務、市政、郵政等領域,計劃分三批,共有25個城市被列入該工程。該政策2012年結束,25個城市共示范了約2.7萬輛新能源汽車,其中私人購買新能源汽車超過4400輛,取得良好效果。
2010年6月起,國家在上海、長春、深圳、杭州、合肥等5個城市啟動私人購買新能源汽車補貼試點工作。日前出臺的《節能與新能源汽車示范推廣財政補助資金管理暫行辦法》確認了補貼標準和補貼范圍,而在2010年7月6日,深圳市出臺《私人購買新能源汽車補貼政策》,確定在國家政府補貼的基礎上,對雙模電動車追加3萬元,對純電動汽車追加6萬元補貼。
2012年4月,中央政府討論通過了《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012~2020年)》,其中提出了“爭取到2015年,純電動汽車和插電式混合動力汽車累計產銷量達到50萬”的目標,且希望“2020年超過500萬輛”。
據不完全統計,2011年汽車整車企業生產新能源汽車8368輛,比上年有較大幅度的提高。其中:純電動汽車5655輛、混合動力2713輛;銷售新能源汽車8159輛,其中:純電動汽車5579輛、混合動力2580輛。2012年新能源汽車實際銷量為12552輛,其中純電動汽車銷量為12411輛。
從上表可看出,自2008年“元年”以來,新能源汽車在國內的銷量一直在穩步上升,然而與國家在2012制定的《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012~2020年)》,其中提出的2015年50萬輛、2020年500萬輛的計劃還相差甚遠,需繼續努力。
筆者幾年前在美國看到朋友用的車便是混合動力車。在美國,混合動力車比純電動汽車更加普及,在中國卻恰好相反,因為中國的混合動力汽車只面對個人銷售市場的,而純電動汽車目前是在政府的大力扶持下面對公共交通市場的,若比較面向個人用戶的銷售量,純電動汽車遠小于雙模汽車,但由于有了政府的各項優惠政策、補貼和在公共交通方面的推廣,中國純電動汽車的總體銷量便大于混合動力車的銷量。
從下述數據可以看出中國純電動汽車銷量大于混合動力車。
從下表中可以看出我國國內新能源汽車――純電動汽車與混合動力車的品牌構成和銷量。
3.3BYD新能源汽車發展現狀
比亞迪公司首款雙模汽車于2008年年底正式上市,E6作為公司推出的首款純電動汽車于2009年上市。
E6在深圳公共交通方面的應用始于2010年5月,第一批50臺比亞迪e6純電動出租車在深圳投入運營,每天行駛里程為450-480公里。2011年8月,追加投放250臺比亞迪e6純電動出租車,300臺車截至2012年9月總行駛里程約2600萬公里,單車最高行駛里程24萬公里。2012年底,深圳市再次追加投放500臺e6純電動出租車,市區內電動的士總數達到800臺。
2011年1月,深圳政府試用了2輛K9公交巴士,到大運會時K9投運規模將擴大到200臺。目前,這200輛巴士在市區內別受歡迎。
《華爾街日報》披露,比亞迪2012年電動車總銷量大約為2,400輛,包括1,700輛電動轎車和700輛電動巴士。而2012年BYD所有車型的總銷量為45.6萬輛,相比之下,新能源汽車的銷量是微乎其微。因此目前比亞迪汽車產業的大部分利潤還是來自普通汽車產業,純電動汽車的使用也幾乎全部用于公共交通方面,銷售給個人的數量極少,其中雙模汽車遠大于電動汽車。
2013年,比亞迪銷量目標為50萬輛,與2012年銷量45.6萬輛相比增長約10%,其中,電動大巴2000臺以上,E6電動車6000輛,重點傾向于出租和公共交通。訪談中,深圳市發展與改革委員會的官員告訴筆者,深圳的空氣污染中70%來自于汽車,而公共交通產生的污染就占了30%,因此優先解決公共交通的污染是最有效的改善深圳空氣質量的選擇。為此深圳市對于電動汽車的支持力度是最大的城市之一,至今深圳的電動汽車發展也是全國最領先的城市之一。
4困難和挑戰
在筆者向新能源汽車行業各界訪談的過程中,大家一致都認同目前電動汽車行業發展中面臨的主要困難和挑戰集中于以下方面:
4.1政策因素
(1)一輛E6的市場價為30萬,國家規定的補貼有6萬,而深圳又加補6萬,但即便如此一輛純電動小轎車的價格還是高達18萬人民幣,更何況大多數地區政府并不給予如此多的補貼。目前價格各個地方政府補貼的數額不同,這成為了新能源汽車企業在做全國性推廣時的障礙之一。
(2)目前政府對民眾購買力的預期太高了。若以2012年的實際銷量數據為基數,即使以今后每年翻倍的速度增長,到2015年的銷量也不過是10萬輛左右,與國家規劃相差40萬輛左右,與各個地方規劃之和的差距就更大了。
4.2技術因素
(1)行業發展:目前,因為新能源汽車產業還未成熟,沒有產生一個完整的產業系統,所以現在從事新能源汽車產業的企業,必須自己從原材料購買一直做到銷售。BYD公司采用垂直整合的生產方式,整合了上游生產商家,集合生產、銷售于一體。當新能源汽車真正普及之后,BYD就會有更多的選擇,可以致力于擁有領先優勢的技術上,而將上游生產交給別的專門做生產行業的公司。
(2)電池:電動汽車目前還未全面市場化,重要的兩個原因是價格和里程上限。這兩個因素其實都和一個電動汽車的核心部件相關――電池。BYD的員工告訴我們,一輛混合動力汽車僅因電池一項就比普通汽車重200~300kg,而一輛純電動汽車的電池就有700kg,這就像一輛空載的混合動力車實際裝載前已經承受了5個人的重量,而一些搭乘電動大巴的乘客也抱怨大巴的電池所占據空間太大,導致車內座位減少;電池太大太重,必然會使整車的重量突增,而同時由于車重而被更快地消耗掉電池儲存的電。然而目前的情況是電池體積、重量越大儲電量越大,因此電動汽車生產商需要尋找一個最佳平衡點,它既不太重,又能保證他能夠儲存足夠的電量,在這點上BYD公司還在尋求更好的解決辦法,正在研制更小巧而儲電量更大的電池。此外,電池價格也是一個關鍵的問題。一輛純電動汽車中,電池占成本的一半;而在雙模汽車中,電池也占到了成本的1/3。BYD自主研制的磷酸鐵鋰電池,雖然擁有很好的活性,能長時間重復使用,但每5~10年還是需要更換修復的。目前的電池尚不能實現大規模的生產,也就意味著單個電池的成本很高,從而導致電動汽車市場價的高昂,更何況每十年還要換一個。而若沒有足夠的消費者去購買這樣的電動汽車,反過來又會導致技術無法大規模生產,成本不能被降低,進入一個惡性循環。
(3)節能功效待提高:混合動力車,與普通車相比只能節能15%,而一些車款擁有的太陽能也并不能很好地起到作用,再加上混合動力車既重又貴,給使用者帶來許多不便。與國外的技術相比,我國的技術還處于非常初步的階段。
(4)里程上限:關于里程數,每次充電6~8個小時,里程數上限為300多公里,也意味著它無法行駛長途。因此,目前的純電動汽車只在市區內應用,作為公共交通工具,既能保證它及時充電,有綠色環保,無尾氣排放。
(5)充電不便:有人會提出,可以每天跑300千米,然后晚上充電。然而,目前有充電站或充電樁的城市少之又少,你總不能將電纜從酒店房間里來到地下停車庫去吧?
(6)安全性能:BYD去年的電動的士起火案給剛對電動汽車有點信心的人們帶來了諸多猶豫、擔心,而最近發生的試車員的重大事故更是雪上加霜,這兩起事件讓一些人們開始懷疑電池的安全性。然而,專家指出,即使車速到達180碼,巨大的沖擊力還是不足以引起電池著火的。本事件中是因為車撞到樹上,電爐被破壞形成了電弧,而車中座椅、地毯結束可燃物而造成的。在展廳,我們更是看到了解剖車型中的防護沖擊的部分,全車上下,十分完善,而且每一輛車都必須經過沖擊測試才能進入市場。也許這些結論需要時間來讓大家信服。
5建議
通過地比亞迪公司的現場調研,以及對政府官員、電動汽車消費者、電動汽車出租車經營公司及出租司機的廣泛調查,以及對于全球新能源汽車發展的研究,筆者對于我國電動汽車的發展提出如下建議:
(1)新能源配套政策:
政府將多數公共交通工具改造為新能源產品,這不僅能增加新能源汽車的銷量,更將是環境保護上走出的一大步。另外,目前的補貼政策是有限期的,所以我們希望政府能繼續檢討完善過往補貼政策的同時,加大力度給予獎勵和補貼。比如“十城千輛”2012年到期后,至今尚未出臺新的類似可操作性強的后續政策,筆者認為應該盡快出臺,已保證政策具有連續性和可持續性。同時國家應該盡快明確適用的電費收取標準,
(2)建造和合理布局充電設施:
若是想讓電動汽車能普遍化,還有一項工作時不得不做的:建造充電站和充電樁。即使這些車是可以低壓充電的,按照目前我市高樓居多的狀態,和停車場不固定車位的狀態,電動汽車的使用者在充電方面還是會很不方便。因此我們希望政府去鼓勵企業先建造一系列充電設施,保證電動汽車使用者不再需要為這方面的事情發愁,那么一定能更有效地促進電動汽車的購買力。
(3)加大研發力度:
更多政策實施的同時,企業也應當加大研發力度,不僅要在電池的安全性能和重量、儲電量上做出提升,也要加大產業化的程度及企業間合作,降低成本,吸引購買力。
6總結
通過這次在對電動汽車現狀與發展的社會實踐活動,筆者親身體驗了新能源產品,見識了它們的生產過程,也對它們的發展進行了思考。
我們認識到:新能源汽車既有優點又有不足,然而對于現在已近枯竭的不可再生能源,再加上日益飛漲的油價,這便成為了全球汽車產業的發展趨勢。
新能源汽車的市場化將會給人類帶來許多好處,此后,人類將不會再依賴于原油類的不可再生能源,而會轉向新型環保的能源,如太陽能、風能、地熱能、潮汐能等。理想的狀態下,從生產到使用的過程中,都能實現零污染,是人類在環保的歷程中又進一步。在各種――無論技術還是國家政策、輿論的支持下,我們能看到綠色的未來已近在咫尺。
參考文獻
[1]《比亞迪股份有限公司首次公開發行A股股票招股意向書》,作者:比亞迪公司,2011.6.7.
[2]《2011年汽車工業經濟運行情況》及《2012年汽車工業經濟運行情況》,作者:賽迪顧問公司.
[3]比亞迪股份有限公司官網.
[4]比亞迪汽車官網.
[5]中國汽車工業協會官網.
[6]《瓶頸逐漸解決,XEV時代將來臨》上海申銀萬國證券研究所有限公司2013、06.
[7]《新能源汽車研究報告》第一創業證券.
[8]《Global EV Outlet》 Cleaning Energy Ministerial 2013、04 .
【關鍵詞】智能充電;光伏發電;儲能系統;GPRS車輛監控
1.引言
近幾年來,隨著石油能源日益緊缺,國際油價節節走高,節能減排成為全世界的新課題,新能源汽車迎來了發展的最佳時機。新能源汽車所占比例逐漸增大,城市交通以電動汽車為主,將成為將來的發展方向,對節能減排是有力的保證。但是無論是混合動力汽車還是純電動汽車都需要外插電源充電,需要公用充電設施。
太陽能是清潔、高效和永不衰竭的能源。結合我國對太陽能發電的優惠政策,加入光伏發電系統,與儲能系統組成電動汽車充電站微網系統,一方面可以平衡充電站新增的用電負荷,從而對電網供電容量不構成新的需求,減少電網增容所需的投資和施工工程,另外一方面可以為未來的“智能電網”作好充足的技術儲備。
為此我們利用光伏發電儲能系統,再結合普通電網取電的方法,建立安全可靠、無噪聲、無污染的光伏發電儲能式電動汽車智能充電系統,以達到穩定地為電動車充電并實現節能減排的目的。
2.系統概述
2.1 系統簡介
電動汽車智能充電系統集成供配電設備監控管理系統、充電設備系統、光伏發電儲能系統、計量計費系統、環境安全監控系統、視頻監控系統、電動車輛遠程監控系統為一體,為建設大、中、小型電動汽車充電站或電池換電站,并作為智能電網的重要組成部分提供一體化的完整的解決方案。
2.2 系統特點
(1)快速化
在目前,多數電動汽車采用磷酸鐵鋰動力鋰電池,技術相對比較成熟,具有電池容量大,放電倍率高、無記憶效應等優點,解決了電動汽車一次續駛里程的問題。應用智能充電系統可以提供大電流直流充電以及快速更換電池等多種手段,保證電動汽車充電或換電的快速化,則能夠解決充電時間較長的問題。
(2)通用化
在電動汽車多種類型動力電池、多種電壓等級共存的市場背景下智能充電系統具有適應多種類型電池系統和適應各種電壓等級的能力,可與各類純電動汽車上的不同動力電池系統實現充電特性匹配,能夠針對不同的電池進行充電,滿足公共場所用充電裝置與電動汽車的充電接口、充電規范和接口協議等標準。
(3)智能化
智能化體現在供配電智能化、充電智能化。供配電智能化可以實現整個充電站光伏系統、儲能系統與普通電網的智能調節互動,綠色能源的合理利用,避免大負荷對電網的擾動沖擊,也起到削峰填谷的調節作用。充電智能化可以通過優化智能充電技術實現電池的無損充電,監控電池的放電狀態,避免過放電現象,完成電池故障的自動診斷和維護,從而達到延長電池的使用壽命和節能的目的。
(4)高效化
智能充電系統的高效化在于采用的PFC技術能夠避免充電設備對電網的諧波污染,使充電設備整體效率能夠達到93%,功率因數達到0.99。
(5)集成化
智能充電系統將動力電池充電和電動車輛遠程監控集成為一個整體系統,實現了電動車輛路上運營時地理信息的采集監控、動力電池工作狀態的采集監控,集電池充電、電池運行監控一體,為每個電池包建立運行記錄,便于使用和維護保養。
3.系統組成
電動汽車智能充電系統可分為七個子系統,采用一體化管理模式。七個子系統分別為供配電設備監控管理系統、充電設備系統、光伏發電儲能系統、計量計費系統、環境安全監控系統、視頻監控系統、電動車輛遠程監控系統。
3.1 供配電監控管理系統
供配電監控系統實現對充電站配電設備的監控,可實現對變壓器、饋線的功率、電流、電量、功率因數、變壓器本體狀態、開關狀態、無功補償及有源濾波設備的監視和控制。
主要功能包括:數據采集及處理、生產過程中控制功能、事件記錄及事故追憶、畫面動態顯示、棒圖曲線顯示、歷史曲線查詢、報表管理、信息打印、模擬屏顯示、大屏幕投影、系統數據維護、用戶權限管理等。
3.2 充電設備系統
充電設備系統是充電站運行的核心,包含充電設備和監控系統兩大部分。
充電設備主要有直流大功率充電機、交、直流充電樁等,負責給整車或電池包提供快速充電電源。充電機采用模塊化高頻開關電源,N+1或N+m熱備份;整流模塊內置監控,可與本地的觸屏監控系統及遠方構成“三級監控”冗余結構;有超寬的電壓輸入范圍,電網適應性強,可用于環境相對惡劣的場所;采用國際最新軟開關技術,轉換效率高,電磁干擾小;并有可靠的防雷及電氣絕緣防護措施,確保系統和人身安全。
監控系統主要實現對充電機運行和動力電池充電過程的監視、保護、控制、管理和事故情況下的緊急處理,以及數據的存儲、顯示、統計和數據分析以及報表打印等。充電站監控的每一個操作功能設置獨立權限,并建立嚴格、完善的密碼管理,確保操作的安全性。
主要功能包括:數據采集及處理、生產過程中控制功能、畫面動態顯示、棒圖曲線顯示、歷史曲線查詢、報表管理、信息打印、模擬屏顯示、大屏幕投影、系統數據維護、用戶權限管理。
3.3 光伏發電儲能系統
光伏發電儲能系統分為兩個部分,包括光伏發電系統和儲能系統。光伏發電系統的主要部件是太陽能電池、控制器和光伏逆變器。其特點是可靠性高、使用壽命長、不污染環境、能獨立發電又能并網運行,具有廣闊的發展前景。但是太陽能是不穩定能源,光伏發電系統只能在有陽光的情況下工作。利用大型儲能系統,可以保證光伏發電系統的可靠性與可控性。它的主要部件是儲能電池堆、雙向逆變器和自動切換裝置。電動汽車充電系統與光伏發電儲能系統相結合,構成了完美的綠色能源利用鏈。
大型光伏發電儲能系統在白天陽光充足時吸收太陽能轉變為電能,光伏并網切換開關和外網并網切換開關閉合,光伏發電儲能系統處于并網運行狀態,供給充電站給電動汽車充電,剩余電能儲存于電池儲能系統,在儲能系統飽和時多余電能送入公共電網。夜晚光伏發電功率下降時,儲能系統釋放電能供給充電站使用,也可從公共電網吸取電能,對公共電網起到削峰填谷作用。當公共電網出現故障時,光伏并網切換開關和外網切換開關斷開,光伏孤網切換開關閉合,光伏發電儲能系統變為獨立運行狀態,維持充電站正常運行。
光伏發電儲能系統與電動汽車充電系統的結合,組成了智能電網重要的分散式儲能單元之一,實現了智能電網互動化的應用。
3.4 計費計量系統
計量計費系統主要對站內安裝的計量表計的數據按周期性(如充電站入口計量表計)或計次性(如安裝在充電機或充電樁上的計量表計)的方式進行記錄;在充電站通過充電機(樁)給電動汽車充電時,其所消費的電量通過現場計量后,將用戶消費的電量傳回上級計費管理系統的結算中心;接收上級計費管理系統的結算中心回傳的計費結果和計費類型,根據計費類型完成充電結算。
3.5 環境安全監控系統
環境安監控系統通過充電機室內布置的煙霧報警器等設備采集信號,監控充電過程中充電機可能會出現的異常情況,并發出報警信號。環境安全監控系統還可以接入火災自動報警裝置,實現充電站整體的環境安全監控。
3.6 視頻監控系統
視頻監控系統可以使管理人員在控制室內能觀察到站內所有重要場所的現場情況,提供了遠程監視效果平臺,為充電站的各種人員的活動提供了監控的途徑。
視頻監控系統具有云臺控制和圖像顯示功能、圖像保存功能、自動/手動切換功能、報警錄像及回放功能、多畫面處理功能、實時監控等功能。
3.7 電動車輛遠程監控系統
電動車輛遠程監控系統主要由監控中心、車載設備和GPRS通信網絡構成。充換站內監控中心含有三個子系統:數據庫服務器系統、數據管理子系統以及GIS監控系統。電動汽車車載設備是安裝在電動汽車上的信息采集與傳輸設備。
電動汽車車載設備將采集的數據通過GPRS網絡傳輸到數據庫服務器,服務器存儲數據,將數據轉發給數據管理子系統和GIS監控系統,然后數據管理子系統和GIS監控系統通過接受到的數據監控車輛運行時的電池信息和GPS等信息。實現數據的存儲、處理、顯示、查詢、告警等功能,以及對車輛的GPS定位,在GIS地圖上實現對車輛的跟蹤、查詢等功能。
4.結語
電動汽車智能充電系統采用了先進的設計理念,集合了新能源領域的電動汽車充電、光伏發電、儲能、GPRS行車監控等諸多新技術,為電動汽車的充電站建設提供了完整的一體化解決方案,為新能源產業的發展做出了貢獻。
參考文獻
[1]國家電網公司電動汽車充電設施建設指導意見.
[2]Q/GDW 236-2009國家電網電動汽車充電站技術標準.
關鍵詞:新能源汽車產業;人才培養;課程體系;改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)41-0067-02
一、改革背景與培養目標
(一)改革背景
發展戰略性新興產業是我國立足當前、著眼長遠的重大戰略選擇。2010年,國家確立了重點發展包括新能源汽車在內的七大戰略性新興產業。湖北是我國重要的汽車產業基地之一,為適應國家新能源汽車產業發展對高校人才需求的新期望、新要求,湖北省教育廳于2010年首批批準武漢科技大學等3所本科院校設立新能源汽車產業車輛工程專業(簡稱“車產”專業),并于次年秋季招生。
混合動力電動汽車、純電動汽車、燃料電池電動汽車是目前世界汽車行業重點發展的新能源汽車類型。根據汽車行業的這一發展方向,我國確定的新能源汽車的產業目標是:著力突破電動汽車領域內動力電池、驅動電機和電子控制等重要部件的關鍵核心技術,推進插電式混合動力汽車、純電動汽車推廣應用和產業化;同時開展燃料電池汽車相關前沿技術研發,大力推進高能效、低排放節能汽車發展。
(二)培養目標
立足社會發展需求、緊跟時代科技發展潮流是確立高校人才培養目標的基本要求。武漢科技大學“車產”專業在專業知識和專業技能方面的培養目標是:學生應具備機械工程、汽車工程、信息科學與技術等方面的專門知識,能在汽車、新能源、機械工程等領域從事產品開發、制造、試驗、技術運用與管理等工作的高素質應用型人才,具有新能源汽車產品開發、制造、試驗、技術運用與管理等的能力。
二、課程體系改革思路與主要特點
課程體系改革一直都是高等教育改革的重點、難點。為使“車產”專業課程體系改革達到預期效果,在突出“新能源汽車”本色的前提下,課程體系改革堅持以社會需求作為課程的重要來源,以學生作為課程的最根本的服務對象,以知識作為課程基本來源的課程配置導向,合理規劃課程體系以實現課程之間有機融合,努力把社會需求、學生個人發展,學科進步貫穿于課程體系設置之中,構建體現“厚基礎、寬口徑、強能力”的課程體系。
(一)改革思路
1.固機強電。即在鞏固普通車輛工程專業機類工程知識的基礎上,增加信息科學與技術知識即增加電類課程,以增強學生機電融合的工程能力。
2.優化組合通識教育平臺課程。主要是對通識教育平臺中英語、體育等多學時、多學期授課課程及其內容進行重組優化。
3.校企聯合,強化實踐。在學生學習專業課期間,將專業生產實習時間延伸、內容擴展,即鼓勵學生利用暑假結合生產實習任務與要求到相關新能源汽車企業實習基地實習2―3個月,且實習單位安排企業導師指導。
4.導師制。“車產”專業班的每名學生從進校開始配備專業課老師擔任導師。大一、大二期間,導師定期就專業學術問題開展專題講座,以培養學生熱愛專業、探索專業問題的積極性和對學科前沿發展的關注力。
(二)“車產”專業課程體系的構成
為保證教學過程有序進行,武漢科技大學“車產”專業課程體系的構成形式及其學分要求與其他專業完全相同:課程體系構成仍然采取模塊化結構形式,本科階段學習需修滿的總學分為174學分,整個課程體系分為通識教育平臺、學科基礎平臺、專業課程模塊,實踐教學模塊、素質拓展模塊。
1.“強電”安排。課程體系改革的核心是實現高素質人才的培養。鑒于電子技術在汽車上的應用比例越來越高及電動汽車對電類知識的高要求,從“強電”的要求出發,在原有“電工技術、電子技術”等課程的基礎上,“車產”專業在專業核心課程、專業方向課程模塊中新增加了“微機原理與單片機”、“電動汽車電機拖動基礎”、“動力電池技術”、“電力電子技術”4門課程(共計152學時),并在實踐教學模塊中安排了一周的“電氣電子工藝實習”對相關知識予以鞏固強化。
2.重組優化通識教育平臺中相關課程。根據新能源汽車的產業目標及“車產”專業學生專業技能方面的培養要求,在對普通車輛工程專業課程體系進行深入分析的基礎上,“車產”專業的課程體系對其理論教學部分的相關課程與內容配置進行了重組優化。具體就是在通識教育平臺中重點對的英語、體育、政治理論課等多學時、多學期授課課程及其內容進行了重組優化,
3.突顯“新能源汽車”的專業本色。新能源汽車專門知識既是“車產”專業與普通車輛工程專業的重要區別,也是“車產”專業的本色特征,為突顯“車產”專業的“新能源汽車”的專業本色,“車產”專業的課程體系在專業課程模塊構建方面,除了保持普通車輛工程專業配置的汽車構造、汽車理論、汽車設計、汽車試驗學等專業主干課程外,特別新增設了“新能源汽車原理與應用”課程(32學時),同時配套安排了二周的“新能源汽車原理與應用課程設計”,旨在增強與強化學生的新能源汽車專業知識。
2009年和2011年,隨著國務院先后批復《黃河三角洲高效生態經濟區發展規劃》和《山東半島藍色經濟區發展規劃》,山東省“藍黃”經濟區建設全面提速。作為國有重要能源骨干企業,山東電力承擔著為“藍黃”經濟區建設提供堅強電力的重大責任。在保持安全穩定供電的前提下,為更好地服務于生態山東和藍色經濟區的發展,山東電力不斷調整能源規劃,充分發揮電網功能的帶動力,積極服務清潔能源發展,建設全省統一的電動汽車智能充換電服務網絡,為經濟社會發展貢獻持續穩定的綠色動力。
新技術、新思路 促進新能源健康快速發展
深冬季節的華北平原上,冬日的縷縷陽光依舊難以抵擋凜冽寒風所帶來的寒意。在12月5日記者一行到達泉城濟南的當天,日間溫度已降至零攝氏度以下,強勁的北風更加讓人躲避不及。就在12月3日,山東電力風電負荷達到314.5萬千瓦,繼11月27日突破300萬千瓦大關后再次刷新了風電負荷歷史記錄。
近年來,隨著節能減排力度的加大,以風電為首的綠色能源發展迅猛。在風電方面,山東省雖然起步較晚,從1999年煙臺地區開始發展風電到2010年初,全省風電裝機容量不足100萬千瓦,但作為全國千萬千瓦級風電基地之一,近兩年山東風電得到快速發展,“十一五”以來風電裝機容量年均增速達到102.9%。山東電網并網風電場60座,風電機組2459臺,容量365萬千瓦。風電裝機占電網總裝機容量的6.59%,成為繼火電、省外來電之后的第三大電源。按照規劃,“十二五”末山東電網風電裝機容量將達到600萬到800萬千瓦。
而風能、太陽能等新能源發電具有的間歇性、隨機性、可調度性低的特性,給電網接入、安全運行和有效消納帶來了極大挑戰。圍繞新能源并網、運行和消納等環節,山東電力將風電接人納入堅強智能電網規劃,統籌考慮、統一研究,加強發電調度管理,強化運行風險管控,不斷提升電網接納新能源的智能化水平。
加強預測調度 優化新能源并網和消納
“山東并網的風電機組目前還沒有出現過棄風和非正常脫網事故,除了春節期間負荷低谷時段,根據省經信委、電監辦的統一安排有少量棄風外,全年都保障了風電并網消納。”楊明輝說。對于電力企業來說,要實現這一目標,能否準確地預測近期的風力大小,預留出適當的風電存量空間,合理調度和平衡火電和風電至關重要。
楊明輝向記者簡單舉例道,如果預估明天的風電量比今天多50萬千瓦,那么明天預留的火電則需減少50萬千瓦。如若這個預測不夠準確,與風電實際的發電情況偏差過大,則極有可能因為火電機組已經提前安排停機,造成當天電力供給不足,影響居民和工商業用電。而對于天氣預測,楊明輝則形象地說,“看天氣如下象棋,得看三天,方能協調好火電運行,”可見其對消納風電的關鍵性。因而,楊明輝所在的調度控制中心與省氣象部門和風力發電企業保持密切溝通,時刻關注著最新的天氣變化。
山東電力制定了風電調度的基本原則:第一,鼓勵火電增加調節能力,優先消納風電,推動政府出臺針對新能源企業考核與補償的相關政策;第二,加強風力發電的科學預測和調度管理,考慮預測偏差率10%(約30萬至40萬千瓦)后,將風電納入全網電力平衡,以實現風電與火電的協調。
為此,山東電力積極探索建立風電優先調度機制,充分利用新能源調度技術支持系統對風電做出準確預測,及時調整火電機組方式。
“全網風電總容量、風電總發電、各地風電出力……”在山東電力調度控制中心省調主站的監控畫面上,借助新能源調度技術支持系統,可以看到山東境內61座風電場的運行情況。而通過實時接收的風電場功率、電流、電壓等信息,調度人員就可以快速判斷風電場運行是否正常,同時督促風電企業優化無功補償裝置配置水平。
這一系統是首次在國內將“基于不同置信度的誤差帶預測技術”和“風電場功率預測、校驗、修正、再預測等系列閉環技術”應用于實際,使山東省調具備了更有效的新能源監視手段,借助新能源功率預測功能實現了更有針對性的發電計劃安排和運行調度;同時該系統在新能源功率控制上具備與省調主EMS系統的聯動控制功能,可輔助常規電源完成電網調峰調頻任務。
山東電力還積極指導風電場開展風場側技術支持系統建設,截至9月底,山東電力實現了全部風電場、光伏電站的信息采集、傳輸、監視等功能,具備了對全省風電場功率預測的能力,為風電的安全并網消納提供了更有力的保障。
在提高風電并網安全性方面,公司開展了風電大規模接入的發電調度模式等關鍵性技術研究,重點做好風電機組低電壓穿越能力專項檢測工作。建立和完善風電計劃申報和考核機制,挖掘供熱等常規機組調峰潛力,完善日發電計劃滾動調整機制。加強風電場二次系統監督管理,開展涉網保護定值的核查和備案工作,指導風電場按電網要求進行涉網保護定值整定。
在保障電網平穩運行的同時,山東電力最大限度地為吸納風電提供空間。風電調度和消納的一系列技術研發客觀上也推動了山東電力的科技進步。日內滾動發電計劃即是國網系統首創,每15分鐘將鳳電等實時運行偏差分配給火電機組,經過閉環化的電網安全校核校正,自動下發發電計劃。既確保了風電的全額消納,又提升了發電計劃的在線安全預控能力,減輕調度值班人員工作強度。
山東電力站在服務經濟社會發展大局的企業社會責任高度,服務風電等新能源發展。“消納更多的清潔能源,對社會、個人都有好處,每個人都是受益者”,楊明輝如是說。
加快充換電服務網絡建設 推動電動汽車有序發展
位于濟南市區順河街與英賢街交界處的英賢電站,是濟南市第一座電動汽車充換電站。該站于2010年10月建成,綜合占地約2000平方米,站內安裝直流充電機6臺,交流充電樁15臺,電池快換設備3套。目前,每天可滿足198輛/次電動汽車的充換電需求,具有充電、換電、電池應急配送和營業服務等綜合功能。
采訪期間,記者看到工作人員正在為車身刷有“純電動車清潔動力”字樣的白色轎車裝換電池,后備箱里的四箱電池迅即被換下,動作麻利而專業。據該站工作人員單率介紹,一輛電動汽車充滿電需4小時左右,換電則僅需4分鐘,一次續行約100公里,完全可滿足一般交通出行需求。該電站目前服務于濟南供電公司的28輛公務用車、營業服務用車及其他社會車輛,預計明年上半年將擴大服務范圍,開展物流用電動汽車充換電服務。
在工作人員的盛情邀請下,記者試乘了其中一輛剛結束換電的電動汽車。這輛足夠容納5人的汽車運行起來,留給大家的直觀印象是噪音極小,沒有彌漫于普通公交車的汽油味道,舒適而輕盈。據介紹,電動汽車能量利用率較傳統燃油汽車高,在交通堵塞時不需要怠速運轉,能量消耗比傳統車輛減少50%以上。同時,電動汽車無直接排放污染物,可謂是零碳排放,因而成為汽車產業的發展方向。
2012年6月,國務院《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012-2020年)》,提出以純電驅動為新能源汽車發展和汽車工業轉型的主要戰略取向。規劃中提出,到2015年,純電動車和插電式混動車累計產銷量力爭達50萬輛;到2020年,純電動車和插電式混動車生產能力達200萬輛、累計產銷量超500萬輛的目標。為實現國家規劃目標,建立完善的智能充換電服務網絡,加大電動汽車推廣力度,顯得尤為迫切。
創新管理運營模式 優化電動汽車產業環境
山東電力整合內外部管理機制,創新電動汽車管理和運營模式,積極與政府、電動車企等利益相關方溝通合作,深入推進充換電服務網絡發展規劃的優化調整。
在充換電站建設布局和內部管理機制方面,山東電力堅持“統一標準、統一規范、統一標識、優化布局、安全可靠”的原則,形成組織領導、管理決策、規劃建設的一體化保障體系。公司成立了電動汽車智能服務網絡建設領導小組和工作小組,在營銷部新設智能用電處,專門管理電動汽車推廣和服務網絡建設,并組建電動汽車攻關組,從規劃、技術、商務等關鍵環節進行攻關,打造電動汽車智能充換電服務網絡的新優勢。
山東電力會同交通、規劃部門,結合交通發展規劃和電網發展規劃,組織滾動修編了全省及濟南、青島等試點城市的智能充換電服務網絡發展規劃。以青島市為例,隨著11月29日、12月25日延安一路和深圳路電動公交車充換電站建設竣工,青島智能充換電服務網絡初步形成,實現了“由點到網”的突破。
為提高充換電設備智能化、實用化水平,山東電力組織團隊先后開展了智能充換儲放一體化控制等關鍵技術研究、電動汽車智能充換電服務網絡運營管理等系列技術創新和管理創新,取得的成果和經驗先后獲得山東省科技進步一等獎、國家電網科技進步一等獎、山東省重大企業管理創新獎、國家電網公司管理創新一等獎。
推動利益相關方合作 充換電服務網絡建設成效凸顯
據山東電力營銷部智能用電處張華棟介紹,山東電力與17市政府簽訂了《推進電動汽車充電設施建設戰略合作協議》,省政府在國內率先出臺了節能與新能源汽車發展實施意見。山東電力大力推進充換電服務網絡建設,為電動汽車產業發展、推廣應用提供了堅實技術支持和保障。
由于同一產業鏈的企業往往相聚而建,自上世紀八九十年代,浙江就逐漸形成了“一城一業”的產業集群化現象,溫州皮鞋、柳市電器、義烏小商品、永康五金等,都在全國甚至全球市場占據了重要地位。
在這個商業生態系統中,相對來說,加入集群的新興企業,其產品更容易獲得進入市場的機會,并能夠降低融資、研發、生產和銷售環節的開支。也正因如此,在浙江,創業的風險性相對國內其他地區較低,創業機會更多,也令浙江人的創業意識比國內其他地區更為強烈。
誕生于浙江黃巖,以生產電動自行車部件起家的新大洋集團,便是一家緊緊依托產業集群和產業鏈逐步成長的典型企業。回顧十余年來的創業歷程,新大洋董事長鮑文光認為,找準并堅守自身在行業及產業鏈中所處位置,做事專一,是創業成功的首要基礎。同時,要想讓事業更加有聲有色、脫穎而出,并在行業中獲得更加關鍵的位置,則需要通過創新和整合,確立自身的競爭優勢。
正是憑借這一平實的創業理念,新大洋從一家小工廠成長為下屬6家企業、員工1500多人的企業集團,而今又邁入電動汽車領域,力求實現二次創業的成功。
創新帶來機遇
浙江黃巖,不僅僅以蜜桔出名,也是全國聞名的“模具之鄉”,與模具行業相關的塑件、汽車及摩托車配件行業也很發達。
2001年,在黃巖的一家汽車配件廠擔任技術副總的鮑文光決定自己創業。本來,最好的選擇是繼續從事老本行,但由于辭職時和原企業簽訂了競業限制協議,不得已只能改做模具行業,建起了一家小工廠,新大洋也就此誕生。
由于懂技術、資源又廣,建廠后,鮑文光不愁沒有業務。同時,他也在思考如何將模具行業與過去的工作經歷結合起來,打造出新產品。一番取舍之后,最終選擇了當時方興未艾的電動自行車。
上世紀90年代后期,國內一些企業開始批量生產電動自行車,一開始,不少廠家都打著“外國引進”的旗號促進銷售。實際上,從研發到配件生產,這都是一個完全“土生土長”的行業,也是進入新世紀后中國發展速度最快的行業之一。
不過,在當時,電動自行車的產量雖然增長很快,市場銷售形勢卻與生產企業的預期相差甚遠,甚至可以說非常糟糕。
此前一年,鮑文光曾經做過一個調研,發現大部分生產企業都把電動自行車定位于休閑所用的交通工具,電動部分只起輔助作用,速度慢,充電后行駛距離短,設計上也不夠人性化,并不實用。另一方面,其成本由于配件的標準化程度低而居高不下,售價高達三四千元,幾乎與輕便型摩托車相當。性能不突出,價格又高得離譜,這樣的產品,不滯銷才怪呢。
經過調研,鮑文光認為,現有的產品不夠好,并不意味著電動自行車產業不具有發展前景。他判斷,只要性能和價格符合消費者的預期,電動自行車將成為一種能夠替代自行車和摩托車的交通工具,市場會相當巨大。因此,當自己開始創業后,鮑文光首先就想到了從電動自行車產業中尋找機遇。
電動自行車的應用能否更為廣泛,在于性能能否提升,但如果只是對原有產品加以改進,效果不會太理想,原因在于,最初的電動自行車并未脫離自行車的面貌,車身使用的是自行車車架,由于車身單薄,只能搭配比較小的電機和重量較輕的電池,并且如果設計速度比較快,車身的安全性也是一個問題。
曾長期從事汽車和摩托車配件行業的鮑文光把設計摩托車的方法應用到了電動自行車上,按照摩托車的設計思路,將車身高度、電池位置和外觀徹底改變,車架強度由此大為提升,可以搭載動力更強的電機和更大容量的電池,更為安全可靠。
很快,新大洋首款電動自行車宣告誕生。與市場上原有的產品相比,這款車的外形更接近于輕便型摩托車,上下車方便了很多,而且車身用塑件進行覆蓋,既美觀時尚,也便于清洗。經過測試,樣車的各項指標比市場上的已有產品都提升了不少。雖然重量有所增加,不太方便人力騎行,但由于電力充足,可以行駛更長的時間,騎行是否方便也就不那么重要了。
更重要的是,由于采用了更為先進的設計思路,整輛車的成本加上合理的批發和零售利潤,售價能夠控制在2000元左右,比市場上原有產品降低了將近一半,是一款普通人能夠買得起的代步工具。
不過,此時的鮑文光覺得還沒有能力自己制造并銷售整車。因此,他把樣車推薦給了幾家相識的電動自行車生產企業,承諾可以供應車架、電機、塑件等全部核心配件。
不出所料,這款新型電動車新奇的外觀、出色的性能和低廉的售價無一不令對方滿意,成套銷售的合作模式也正符合整車企業所需,公司立即收到了不少訂單。隨后,鮑文光又一氣設計出五六款新車,在參加過幾次博覽會后,新大洋就在全國打出了名氣,許多企業紛紛找上門來訂購。就這樣,創業的第一年,鮑文光就憑借創新而成為了電動自行車行業內的明星人物。
更為幸運的是,一如他所預見的,從第二年開始,中國電動自行車市場就開始了爆發式增長,銷量從2001年的十幾萬輛增加到100萬輛,至2003年更增加到近400萬輛,此后幾年,增速都保持在50%以上。
新大洋自然也成為受益者,車架、電機、塑件等核心配件產品被整車企業大量采購,此后幾年,一直保持著很高的市場占有率。
新大洋得以快速崛起,黃巖當地完善的產業結構也為其提供了助力,大部分零部件都可以從當地采購,無需自己生產。如此一來,即使在初期資金不足的情況下,新大洋也擁有足夠的產能,并且可以把主要精力放在產品研發上面,只要保證產品的創新速度,就能獲得更多的訂單。
實際上,隨著銷量的激增,電動自行車的集群化生產方式在天津、江蘇、浙江、廣東等主產區也很快成為普遍現象,這些地區原先都具備比較發達的自行車、摩托車或機電產業基礎,電動自行車風潮一起,就紛紛轉型為整車企業或配件企業。
另一方面,最早涉足電動自行車的也基本都是“草根企業”,各有所長又實力有限,不具備上下通吃的實力,所以必須通過分工合作共同擴大產能,一條覆蓋原先多個行業,跨全國各個區域的電動自行車產業鏈也由此逐漸形成。
在這條產業鏈中,直接面對消費者的是各類本地銷售企業,由于市場分散,整車企業基本上并不直接涉足零售業務,所需電機、車架、控制器、輪胎、電池等配件也基本上是向與新大洋類似的配件企業采購。配件企業的上游,則是數目更為眾多的零件和原料企業。
反過來,產業鏈的形成也有利于電動自行車的相關企業在各自領域更加專業化,優質產品可以很快行銷全國市場,促使良性競爭,國產電動車的品種也因此日新月異,檔次和質量不斷提升。
控制最關鍵一環
2004年,只有三年歷史的新大洋成為黃巖十強企業之一,黃巖所在的浙江臺州地區也逐漸形成了電動自行車相關的產業群集。
此前兩年,已經擁有模具制造技術的新大洋在電動自行車專用電機和控制器的研發上也取得了突破,掌握了對電動自行車來說最為核心的技術。那幾年正逢電動自行車企業遍地開花的時期,而在資金、技術上已具備較強實力的新大洋卻一直按兵不動,除了出于品牌展示目的,從未向市場推出過整車,仍然安心于配件的生產。
說起來,這也是鮑文光的精明之處。當時,在電動自行車產業鏈的各個環節中,車架、電機和控制器這幾項核心配件的利潤率一直是最高的,新大洋安心做配件,就可以向所有企業供貨,如果涉足整車,與其他企業存在競爭關系,配件銷售肯定會受到影響,從而得不償失。
另外,做技術出身的鮑文光認為,在電動自行車行業,整車生產雖然處于產業鏈末端,但并不算是核心技術,不掌握核心技術就會受制于人。
正因如此,新大洋初創不久,就把資源集中用于電機的研發。2002-2003年,其推出的兩款電動自行車專用無刷電機都是業內首創,與之前的有刷電機相比,在相同的電力下,行駛里程更長、動力更足。此后幾年,電機逐漸成為新大洋的核心產品。
時至今日,鮑文光依然引以為豪的兩個創舉之一,就是研發無刷電機,推動中國電動自行車產業進入了“無刷時代”。另一個創舉,也就是讓新大洋創業成功的新車型,同樣也起到了引領行業風向的作用。
也正是這兩個創舉所形成的優勢,令鮑文光覺得新大洋已經控制住了電動自行車產業鏈的最關鍵一環,從而并不需要再向上下游延伸,否則,攤子越大,包袱也越大。
這是因為,電動自行車的市場需求量雖然逐年增長,但由于進入門檻低,眾多生產廠家一哄而上,整個行業的產能的增長速度遠遠超過需求增長速度。激烈競爭的結果,整車廠的利潤率迅速下降,最后平均只有3%-5%。而新大洋雖然只生產配件,但掌握了核心技術,因此產品供不應求,利潤率最高時能達到20%以上,盈利水平在該行業中實屬罕見。
擁有技術優勢,令作為配件企業的新大洋實際上充當著行業的引領者的角色。當時,許多整車企業連新車設計開發能力都不具備,反而是新大洋在不斷推出新車型,整車企業將所需的成套配件采購回去后組裝加工。由于沒有競爭,一套配件賣多少錢,全由新大洋來掌控。
對于整車企業來說,雖然受制于人,但卻可以快速上馬新產品,而且新大洋還提供電機、控制器等配件的維修服務,免去企業的后顧之憂。因此,雖然明知新大洋的產品價格高,整車企業還是爭相采購。
直到2006年之后,電動自行車核心配件的相關技術日漸普及,競爭加劇,一些實力較強的整車企業才開始獲得配件定價權。
二次創業
2006年也是新大洋發展歷程中的一個分水嶺。
由于電動自行車的技術創新已進入瓶頸期,新大洋的技術領先優勢已經不再突出,加之同類企業日益增多以及成本上升等因素,新大洋的利潤率和市場占有率明顯下滑,還時不時遭遇競爭對手挖員工、搶客戶的事件,令企業管理受到挑戰。
鮑文光意識到,自此之后,電動自行車的產銷量雖然還會增加,但行業的黃金期已經過去,供求關系發生了改變,新大洋也到了應該進行調整和轉型的時候。
首先是業務調整。對發展潛力有限的業務開始逐漸撤銷,開發重點也從整車轉向電機、控制器等更具優勢的產品。由于新大洋一直堅持業務專一的原則,包袱原本就不重,調整工作進行得也就很順利。但是,針對未來向哪個方向轉型這一問題,卻引發了新大洋管理層內部的激烈爭論。
有人建議,應該重新考慮是否上整車項目,并自行開發銷售渠道;也有人建議,應該投資房地產等利潤更高的行業。
不過,這些建議都被鮑文光一一否決。他提出,轉型的方向,第一,還是交通工具行業,新大洋因這個行業而誕生,就應該專一地走下去。其次,必須有條件掌握優勢,自身沒有優勢,再好的行業進去后也賺不到錢。
根據這兩個原則,又經過一番調研,最終,新大洋確定了未來的轉型方向:電動汽車。
如今,電動汽車已經是一個熱門行業,但在2006年,國內還只有不多的幾家企業涉足其中,而且基本上是汽車企業在進行研發。新大洋打算做電動汽車的舉動,在外人看來,就如同自行車企業改做汽車,有些不可思議。
鮑文光卻不這樣看。他認為,電動汽車最核心的部分是電機、電池和控制系統,在這三部分所包含的核心技術中,新大洋在電機和控制系統開發上已經累積了不少經驗,并不比別的企業差,而且完全有可能超越現有的技術水平。更何況新大洋還有模具制造的經驗,有助于日后車身的研發和制造。
于是,2006年后,新大洋就進入了面向電動汽車的轉型期,實際上,由于行業跨度相對較大,與其說是轉型,不如說是二次創業。
在電動自行車業務上,新大洋表面看來已經不如往日風光,但其實只是轉變了發展目標,從注重產量轉向注重產品的精細化水平,更加專一地致力于電機、控制器和模具制造水平的升級換代,降低故障率和生產成本。鮑文光預計,當同類企業承受不住競爭壓力退出、利潤率回升后,新大洋就可以重新提升市場占有率。
與此同時,電動汽車項目也在低調、穩步地推進,逐步完善內部組織框架、積累技術、籌措資金,并相繼在天津和山東建立起模具和電機制造中心,為日后的電動汽車業務布局。
2009年,新大洋的電動汽車項目組正式成立,開始進行車身、底盤以及總裝技術的研發。2011年,總投資額預計將達30億元的純電車生產基地在山東沂南正式動工。2012年,擁有多項自主知識產權的首款純電動車“知豆”對外,數年的努力終于開花結果。
比起電動自行車,電動汽車在中國注定要經歷更為漫長的市場培育期。鮑文光卻對此充滿信心。他認為,當年創業時對電動自行車的定位思路依然適用于在電動汽車項目上的二次創業,那就是一定要造出普通人用得上、用得方便、用得起的產品,這樣的產品也一定能進入千家萬戶。
同時,電動汽車的創新空間也遠比當年的電動自行車廣闊。如何讓電動汽車利用電能優勢,不只是一個交通工具,還能與IT產品相結合,成為移動辦公室、移動書房?如何創造出一個新的商業模式,除了賣車,還能靠服務賺錢……這些都是鮑文光和新大洋的團隊在思考的問題。