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电动自行车产业“锂电化”节能转型解决方案分析

添加时间:2013-11-19 11:19:08 来源:中国电动车网

        客观地讲,我们说电动自行车产业或已步入“锂动时代”,但更多只是象征性意义上的一种说法。因为目前锂电池成本仍相对偏高,而由于成本的原因,则给“锂电车”的推广普及带来相当难度;或因此而导致目前“锂电车”的普及率仍较低,而且要远低于现大量使用的“铅酸电池”之车型产品。

  那么,如何定义电动自行车产业“锂动时代”的真正到来,笔者以为,最为简单之衡量标准或可以是:“锂电车”之普及率(市场占有率),是否达到或超过50%以上。而据此定义及其衡量标准,则电动自行车产业若要真正跨入“锂动时代”,或仍有一个时间过程。但笔者以为,这个过程或相对很短,理由在于:就现有技术及其实施条件,我们不仅已具备“高效节能型锂电车”之商品化开发、以及规模化量产实施条件;而且,对于“经济型锂电车”的推广普及条件即消费者的实际需求,也更为成熟;或只是我们尚未意识到而已。就此展开如下相关问题之讨论。

  就如何加快我国电动自行车产业“锂电化”转型升级,我们可能更多的关注于,如何来降低锂电池本身的成本(造价),继而可以降低“锂电车”造价和有利于提升其普及率。但笔者以为,对于电动自行车行业而言,我们或更应该侧重于:通过技术手段来优化整车设计,更有效提升驱动电机(驱动系统)功效,继而降低其功耗,则可以减少电池能量消耗及其电池容量配置。而这样,不仅能有效降低“锂电池”成本和有利于提高“锂电车”普及率;而且,更为重要的是:即便是将来电池技术有所突破,而“提升电机功效、减少能源消耗”之改进思路,将始终不会失去其技术上的先进性。

  当然,对于“低成本、高性能”电池产品之研究与开发,乃今后发展方向,这一点毋庸置疑。因为它更关系到诸多相关产业之技术进步与未来发展,而不仅限于电动自行车行业及其相关产品。但就现阶段而言,我们若过于期待或依赖于电池技术在短期内有所突破,则将使电动自行车技术进步及行业发展停滞不前。理由很简单:对于“储能技术”的不断研究与改进、以及新一代电池的开发,乃多年来世界范围内所研究和亟待解决的技术难题;其难度或更体现于,即便是实验室研究获得突破,但要真正转化和开发出“性价比”相对较高的经济实用型产品,或仍需要相当长的时间过程,短期内或难以投入商品化实际应用。

  因此,就现阶段而言,我们或可以运用现已成熟应用的现有技术,对现有产品进行综合优化设计,来更有效降低整车产品实施成本,继而大幅提高其“性价比”。这不仅有助于“锂电车”的普及率、或可在短期内获得较大幅度的提升;并且,或许是一条更有效和“随及就可以方便做到的”解决途径。尤其对于推动和加快电动自行车产业,在短期内实现产品之全面“锂电化”转型升级,以至整个行业整体跨入“锂动时代”,或将会产生更为显著的实效。为能充分地说明这一点,现结合电动自行车技术发展现状,并就如何更有效降低“锂电车”实施成本及其优选技术解决方案,具体探讨如下: 
       1.技术现状

  就现有电动自行车产品及其驱动方式而言,普及率最高的乃低速轮毂电机。而经过多年来的不断改进,目前低速轮毂电机技术已相当成熟;但正因为如此,欲进一步提高其功效,则优化改进空间已不大。原因在于:其一,由于轮毂电机受到车轮毂特定结构和轴向尺寸的限制,不利于电机结构的进一步优化设计;其二,由于轮毂电机其转速要与车轮转速相匹配,则电机转速相对较低;而低转速电机同比与高转速电机工作效率相对较低,则致使其功效的进一步提升将受到限制。

  据上所述,或者可以说,在新材料、新工艺以及新的技术方法尚未出现(或尚未成熟应用)之前,欲通过进一步优化轮毂电机之本体结构设计、来大幅提升其功效,则将受到现有技术与实施条件的制约。据此而言,就目前技术条件,希望于轮毂电机技术有重大突破,即:通过提升其功效来降低电池能量消耗,继而减少“锂电池”容量配置及其成本,显然是不现实的。

  2.改进思路及其优选方案

  2.1电动自行车技术发展及其演变过程之探析

  众所周知,早期的电动自行车,是由自行车增设电力驱动系统演变而来,而传动装置仍采用的是链传动方式。比如,较典型的车型为外置式(中置式)驱动电机,经链传动装置来带动车轮转动。但它的不足之处就在于,链传动装置的耐用性能及工作可靠性欠佳;也就是我们通常形象地说,容易“掉链子”。因此,客观地讲,自轮毂电机诞生以来,省去了链传动装置,其工作可靠性明显改善。它对于大幅提高电动自行车产品之普及率,以至推动电动自行车产业在近十年来获得迅猛发展,乃功不可没。

  可是,由于轮毂电机其固有结构特征的制约,致使其技术上发展或存在局限性。因此,更宏观地讲,轮毂电机驱动方式,或将成为电动自行车技术发展进程中之现阶段“制约瓶颈”。那么,我们仍固守于现有轮毂电机驱动方式,并依赖于电池技术上的突破,这将会使我们的改进思路或也存在局限性。

  2.2 设计理念与改进思路之探讨

  那么,就如上所述之“制约瓶颈”,我们如何来通过技术手段加以突破呢?笔者以为,电动自行车乃一种普及型低速交通代步工具,或仍应该坚持其“简约化”设计理念,并将更有效提升驱动系统功效、即减少其功耗放在首位。更具体的说,就是:“在满足所需驱动扭矩之前提下,如何使所需驱动功率趋于更小,继而使能源消耗亦趋于更少”。这一点或应该作为“电动自行车技术改进”之始终不变的研究课题(主题)。即便是如何强调个性化设计,但也应该是在此基础上作出的优化设计。而坚持这一改进思路,或反而会使我们解决问题之途径变得更简单,改进方案更简约和更便于实施。


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