轻型电动车关键部件重要技术创新

和部份突出企业简介

一、背景介绍：

轻型电动车产业之所以突飞猛进的发展，一方面得益于强劲的市场需求，她的应运而生满足了人民群众要求改善交通状态的愿望，特别是对动力较大，爬坡和载重能力较强的电动车的需求进一步激励了一系列技术含量较高的产品大量面市；另一方面，一个非常重要的原因，是一批有较强自主技术创新能力的关键部件专业企业为轻型电动车产品技术水平的提高做出了关键的贡献。多年来，一大批优秀的关键部件制造企业通过与整车业的专业能力较强的龙头企业紧密合作，锐意创新，利用自身的专业优势，服务于轻型电动车的市场需求，同时也进一步带动了一批专业能力较弱的组装型整车小规模企业进入市场竞争，这种以关键部件专业企业为纽带的“共生产业链”构成了有中国特色的、竞争较为充分的企业生态环境，同样的，关键配套企业之间的竞争也比较激烈，以“技术优势和成本优势”为主要竞争手段的局面也造就了一批技术强势的关键部件企业脱颖而出，做强做大，他们有可能成为推动轻型电动车向微型电动汽车发展的技术路线的重要力量。因此，从战略上关注轻型电动车关键部件的技术创新是非常必要的。

（二）驱动技术进步

从自行车到摩托车，从英文看就是从Cycle到Motorcycle，Motorcycle的直接翻译就是加了机械动力的自行车，早期直接音译成“摩托卡”，后来“卡”字变成了车，就是“摩托车”。但我国台湾到目前仍很规范地按字面意思直接翻译成“机器脚踏车”，简称“机车”。

事实上，在欧美还有一个名词是用来表示“脚踏车安装了动力装置的”，就是Moped，也是Motor+Pedals的合成词，中文可译成“机器脚踏两用车”。这个Moped应该是早于Motorcycle的一族产品。但是，无论是Moped还是Motorcycle，其机械动力的形式都是燃烧石油，电动车的Motor是真正的电机，是一种将电能转化为机械能的执行部件。

轻型电动车的驱动方式大约经过了两个阶段，第一阶段受过去的Moped的影响，驱动形式显现多元化的局面，有链条传动的，有摩擦传动的，大约在上个世纪90年代初，封闭式的，独立的电动车轮（轮毂电机）开始面市，并开始逐步地成为主流传动方式。于是，第二阶段开始了，链传动和摩擦传动基本退出市场，轮毂电机成为绝对主流，这是一项有中国特色的技术变化。在第二阶段中又可以进一步细分为两个台阶，起初的轮毂电机，以有刷电机的为主，时间大概是从1996年到2004年，但是从2004年开始，浙江台州新大洋机电集团有限公司成功地推广了他们研制了直槽式大转矩电机，在绿源电动车公司等一批优势整车企业的大力合作推动下，具有中国自主知识产权的优秀电机开始成为轻型电动车的主流电机，技术含量高，性能可靠，实用性好，2004年新大洋电机的销售是一举突破50万辆，成为我国最大的轻型电动车电机专业制造公司。近年来，该公司继续加大技术投入开发出一系列新产品，受到客户的广泛好评。

（三）电控技术进步

基于功率电子器件的控制技术是电动车控制技术的基础，中国轻型电动车商业化发展十年来，控制技术进步十分明显。这一方面得益于全球一体化的基础技术平台的进步。例如，功率电子器件的升级，关键技术参数提高，量产化能力提高，成本不断下降；再例如，集成电路（芯片）技术水平提高，大规模集成电路（CPU）技术提高，成本下降；等等；另一方面，也得益于在轻型电动车市场化进程的推动下，中国式的技术创新在全球一体化的技术平台中展现出独特的魅力。总结十年来轻型电动车控制技术发展进程，大体上也可以分成几个明显阶段：

第一阶段是从1996年开始到2003年，这个阶段的控制器是简单的PWM电机调速，大量的控制器是简单的有刷电机控制器，调速方式一开始还采用光电形式，也有个别采用磁电器件，由于光电模式的抗污染能力较差，在后期基本被淘汰了，霍尔型调速转把的发明是一个重大贡献，这是集中了我国科技人员智慧的一项发明，在此期间也还有一系列有创意的发明，例如，内置中轴的运动传感器，电机中设计的测力传感装置，与牙盘连接的脚踩里程频率传感器，等等。丰富了轻型电动车的技术形态，促进了市场竞争发展。

第二阶段是以无刷电机的广泛而成功应用为标志的。此时，控制器技术进入了快速发展的阶段，以微处理器（CPU）的广泛应用为主要特征，一批有较强的自主开发能力的电子技术企业迅速崛起。例如，东南大学无锡应用科学与工程研究院，率先开发的具有能量回收功能的控制系统，就具有明显的自主技术创新的特征，经过长达1年的大规模应用验证，其实用性居国际领先水平。目前，第二阶段的爆炸性的技术创新还在继续，一系列旨在改善车辆行车便利性和安全性的控制模式正在不断深化，具有较强的电子技术工厂技术背景的研究型团队与产业集团紧密结合，建立了商业合作的牢固纽带，技术人员的聪明才智快速转化为研发团队的经济效益，技术型企业的规模增长速度惊人，年增长水平均在50%以上，有些达到了100%-200%。同样的，由于经济效益的增加，技术型企业的工艺设备水平也在快速提高，产品可靠性增加。总之，CPU进入轻型电动车控制系统的意义是非常重大的，已经为未来开发微型电动汽车的控制系统奠定了关键技术的产业化基础。

（四）电池技术进步

电池在电动车担任储能部件的作用，就好比汽车中的“油箱”，可惜的是，电池与油箱相比，有两个缺点，一是，目前电池的储能水平远远无法与汽油相比，美国通用汽车公司研究发展中心的劳伦斯丁、奥斯瓦尔德博士（Lawrence J. Oswald, Phd）在1996年惊人地指出：“电池中的能量只有汽油或柴油的1-2%”（Batteiies contain 1-2% of the energy of gasoline or diesd），因此，突破电池的储能瓶颈问题是全世界公认的发展电动交通工具的核心技术问题；电池的另一个缺点是，它的储能水平，是会随着使用的深入而不断减少的，借用《老子》的话说，就是：“损之又损之，直至无为”，但不能做到“无为而无不为”，电池在最后面临的一定是失效，这对于“油箱”而言是不可想象的，“油箱”是没有寿命问题的。因此，前者被称为电池容量缺陷，后者被称为电池的寿命缺陷，这两个缺陷是不以人们意志为转移的客观存在，我们不能指望其消失，我们能够做的就只能是尽可能地提高技术，减少这两个缺陷对发展电力交通工具的负面影响，电池技术进步的目的就在于此。

我国的轻型电动车普遍采用铅蓄电池作为主要储能部件，也有少量企业积极地发展锂电池和镍氢电池，但与作为商业化主流的铅蓄电池相比，其比例尚不足1%。为什么铅蓄电池会成为轻型电动车及至未来微型电动汽车的主流产品呢？究其原因有许多，最重要的是两条，首先，铅蓄电池已经是一个持续了100多年的成熟工业产品，性能可靠，性价比好，研究者众多，过去的积累为新的用途建立了牢固的技术基础，在轻型电动车爆炸式地发展之前，铅蓄电池的用途一般是“非深循环”的使用环境，轻型电动车要求的是“深循环”的使用环境，这样的一种新要求就促进了我国在这个领域涌现出一系列重要的相关技术创新成果。我国的“动力型密封铅蓄电池”的技术水平在近10年内得到了快速的发展，基本可以满足消费者的使用要求，预计在今后的若干年内还会不断提高，前景乐观；

其次，也是最重要的原因，就是铅蓄电池所表现出的循环经济特征是其它类型的电池所不具备的。目前，我国失效铅蓄电池进入再生铅工业的比例几乎达到100%，再生利用效率的最高水平可以达到97.7%，低水平的也在85-90%，如果按平均水平95%计算，假设一组轻型电动车电池的铅重量是12公斤，消费者在一个使用周期中“消耗”的铅资源仅为0.6公斤，假设全国1亿人使用，平均使用周期设定为18个月，则年总消耗仅为4万吨，目前，我国精铅的产量大约为240万吨，1亿人民使用轻型电动车所带来的资源净消耗仅占2005年精铅产量的1.67%，这是可以轻易承受的资源消耗。相反，锂电池、镍氢电池，虽然属于先进电池，但是，与之相适应的循环回收技术基本没有产业化，如果大力推动这些昂贵电池的商业化，消费者需要承受的报废压力和国家需要承担的资源压力就会比较大。因此，尚不能快速推广，需要一个循序渐进的进程，等待回收循环技术发展成熟后，就可以快速推广。

回顾近十年来在“密封动力型铅蓄电池”领域的技术进步，亮点很多，部份有远见，有决心的企业做出了非常重要的贡献。例如，黄山王马电源公司，过去曾经是生产非电动车用途电池的骨干企业，2001年探索性地进入电动车电池领域之后，迅速加大技术投入，引进自动生产线，在稳定产品质量的同时，加大技术创新力度，2004年成功开发了14AH电池，使体积比容量指标提高近30%，这项容量上的重要变革有效地扩大了轻型电动车的实用范围，大容量电池也已经成为目前国内的主流电池；再例如，深圳瑞达电源公司，重点研究了符合深循环动力使用要求的密封电池，使放电寿命特性曲线从一般的“抛物线型”变成理想“马鞍型”，从而较大幅度地延长了电池的寿命。由于在技术进步方面的扎实投入，优秀的蓄电池动力电池企业都获得了年增长率超过50%以上的高速发展，从而进一步促进了一系列实用高新技术的研发积极性，正是因为蓄电池储能能力和使用寿命是制约电动车（包括未来的微型电动汽车）的关键技术难题，所以在这个领域的各种创新活动就异常活跃，每一份进步都会带来巨大的经济收益，创新的主体能够从创新中获得利益和发展前景，企业因此就必然具有作为主体的强大主观动力。例如，浙江长兴昌盛电气公司是一个在2003年才进入电池领域的“新兵”，由于在这个领域存在着太多的创新课题，解决一个问题就意味着一份成功，所以，“昌盛”在短短的三年里就实现了一年翻一番的快速发展，电池销售额在2003年不到2000万，而他们的2006年目标却已经锁定于5。6亿！这种成功充分显示了中国中小型工业企业在面临“创新机遇”时所表现的进取活力。

（五）部份关键部件企业创新简介

浙江台州新大洋机电集团有限公司:致力于轻型电动车驱动技术的技术创新。2002年开发大转矩BLDC电机，并申报国家发明专利。到2004年这种新型电机已经成为我国电动车市场主流电机，大大提高了轻型电动车的技术水平，现正在开发“自检相BLDC电机”和“自变档电机”，预计年内大批量投放市场。由于始终将技术领先作为公司的立身之本，新大洋集团从2002年开始获得了高速发展，销售额从2001年的0.1亿元发展到2005年的4.5亿元，提高了近45倍，年平均增长率高达100%以上，2006年的计划销售额为8亿元，成为轻型电动车行业关键部件的重要领军企业。该公司为浙江省高新技术企业，国家火炬计划项目承接单位，国家十一五计划重要企业。该公司的领军人物是年仅35岁的青年创业家鲍文光先生。

东南大学无锡应用科学与工程研究院:是致力于轻型电动车控制技术创新的典型技术团队。从1998年就开始关注电动车控制器技术，2004年首创轻型电动车能量回收系统，并得到成熟应用，不足100人的技术型公司在2005年实现销售额0.5亿元，人均产值率超过50万元，年平均增长率大于30%，目前正在开发可用于电动汽车的滞阻电机及驱动控制技术和自检相BLDC电机控制系统。东大无锡院最可贵的自主技术创新能力是将MCU运用于各种工程领域，是江苏省高新技术企业、江苏省MCU省级工程研究中心、江苏省联合电子喷射工程研究中心，该团队的领军人物是胡平高级工程师。

广东深圳瑞达电源公司:是电动车电池领域的后起之秀，专注于解决制约电动车发展的电池技术创新。2003年该公司的销售额仅为1.6亿元，到2005年就突破了4.2亿元，2006年的计划目标为7亿元，年平均增长高达80%以上。瑞达电动车电池的循环寿命曲线呈现马鞍状，为解决电动车电池寿命问题开创了一种新思路，产品受到顾客欢迎。目前，瑞达电源正在开发具有优秀低温特性的长寿命凝胶电池以及采用纯纳米级材料的新型动力电池，力争在这个关键技术领域再次做出突破性贡献，为轻型电动车向微型电动汽车进军的产业路线作出电池技术储备。瑞达公司是深圳市高新技术企业、广东省高新技术产业商会理事单位，该公司的领军人物是胡家达先生，担任深圳市电动车专业委员会主任委员。

安徽省黄山市王马电源公司:在进入电动车电池领域之前就是著名的电池制造公司。从1998年开始历年获得安徽省百强企业称号，2002年被认定国家级高新技术企业，董事长王荣贵先生当选2003年度安徽省十大优秀科技工作者。王马电源公司2001年进入电动车电池制造领域之后，锐意创新，经过认真的探索，逐步显示出强劲的增长势头，电动车电池的销售额从一开始不足2000万元，发展到2005年突破5.4亿元，特别是该公司在2004年研制成功大容量14AH电池，使电动车的体积容量比提高近30%，这种创新思路很快成为轻型电动车行业的主流电池。

浙江长兴昌盛电气有限公司:隶属于“昌盛集团”，该集团董事长徐克成先生是早有成就的民营工业企业家，在创办“昌盛电气”之前就投资创办了“新光源”、“高档玻璃洁具”、“生物保健制品”等生产企业，当时的总资产已达3亿元以上，是“工业多元化”发展较为成功的典型范例。2003年，徐克成敏锐地意识到，电动车是一个充满挑战和前途光明的产业，而电动车的关键就是电池，“昌盛”应该对此有所作为，于是就投资建立了专门生产电动车电池的“昌盛电气”公司，本着认真学习虚心创业的精神，积极创新，3年来“昌盛”在这个领域取得了惊人的成功，投产后的第一年（2004年）就实现销售1亿元，2005年增长100%达到2亿元，2006年的目标是5。6亿元，走出了一条快速超常规的发展道路，充分显示出中国民营创业家惊人的活力。