电动车新型驱动控制及运动状态检测系统可行性研究.doc

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1、项目可行性研究报告 项项目名称：目名称：电动车新型驱动控制及运动状态检测系统 1 目 录 一、一、项项目名称目名称.2 二、二、项项目目的目目的.2 三、三、项项目背景目背景.4 1、国内外研究综述4 2、国家和地区的相关政策和发展规划6 3、项目研究的必要性9 四、四、项项目主要研究内容目主要研究内容.11 五、五、项项目技目技术术可行性分析可行性分析.13 1、已有技术基础13 2、本项目前期研究基础13 3、本项目主要创新点16 4、本项目研究方法和技术路线17 六、主要技六、主要技术术指指标标及特点及特点.19 七、市七、市场预测场预测和和产业产业化前景化前景.20 1、电动自行车市场

2、20 2、电动汽车市场21 3、产品生命力周期24 4、价格预测24 5、效益分析24 6、产业化前景26 八、八、计计划划进进度及度及阶阶段目段目标标.28 九、九、项项目投目投资资.29 十、十、预预期期结结果果.31 2 一、一、项项目名称目名称 电动车电动车新型新型驱动驱动控制及运控制及运动动状状态检测态检测系系统统 二、二、项项目目的目目的 随着国际能源的日趋紧张以及对环保的日益重视，燃油汽车、 摩托车等机动车辆的发展必将会在未来受到这样那样的限制，而 清洁能源车辆已经看到了发展的曙光。但是，需要说明的是，以 电力驱动的汽车和自行车目前还有一些技术、法规（归根到底是 技术）层面的问题

3、没有解决，这些问题在国际国内市场日益扩大 并逐渐规范的当今以及不远的将来必然成为或将要成为其发展 的瓶颈。 具体说，电动助力自行车存在的主要问题是现在市场上很多 车子不需要人力助力，这是不符合相关法规的（或者说至少即将 不符合相关法规），另外，一些有助力功能的电动自行车的助力 方式和助力精确程度还不能满足一些用户的要求，特别欧美市场 的准入要求，因此研发出一种准确、可靠、成本适中的新的助力 方式就显得非常必要和紧迫。对于电动汽车，除电池的相关技术 外，目前在控制方面仍有很多技术问题亟待解决，如直行-转弯 的差速控制数学模型等。电动汽车市场即将大规模展开，现在解 决影响其快速扩展的关键技术将是决

4、定其发展轨迹的重要因素。 成功地解决这些问题必将在未来市场上占一席之地，这也就是本 项目申请立项的基本目的。 3 本项目的主要研究目的为： 1、 实现对电动车（电动助力自行车、电动汽车）电机轴上力矩 的实时、精确测量，从而可以为控制系统对相关电机的控 制方案提供准确的依据； 2、 根据检测到的电机力矩实时数据，利用实时算法和先进的 集成电路芯片，对电机电流、转速实施精确控制，特别是实 现对多个电机驱动的电动汽车在不同的速度以及直线、曲 线行进的过程中的电机差速控制的新方案； 3、 完成对电动助力自行车和电动汽车运动状态、不同运动状 态（上下坡路、直线、曲线）下整车（特别是电机力矩）测量 的实时

5、检测动模试验系统，可以利用相关设备模拟出电动 助力自行车或电动汽车在不同阻尼的情况下的运行那个状 态，并实时记录电机的多相电压、电流、功率、转矩矢量、 转速等，为整车性能判定提供准确依据。 4 三、三、项项目背景目背景 本项目的主要技术可以同时解决目前普遍存在于电动助力自 行车和电动汽车上的电机力矩精确、实时检测的问题，在这个方 面，国内外已经有了类似的研究，但尚不能满足实际需要，特别 是在对出口电动自行车的精确后轴助力和电动汽车的低速曲线 行驶状态下的不同电机差速控制等方面。具体如下： 1、国内外研究、国内外研究综综述述 电动车（电动助力自行车、电动汽车）的出现是近十年的事情。 从其诞生时起

6、对电机力矩（受力情况）的讨论就没有停息过。 首先，对于电动助力自行车来说，对电机实时力矩的检测可以 满足近年来越来越高的精确助力要求。电动助力自行车在行驶过 程中不仅凭电力驱动，还要靠人力与电力的互“助”，但在助力方 式的研发以及助力信号的提取上却出现了鱼龙混杂、五花八门的 局面。 欧美要求脚踏启动，脚停断电的无转把电动车。日本市场 更需要精确比例助力的电动车。概括来说，国外的一些助力及传 感方式有： （1） 在自行车主轴上贴应变片，主轴受力的形变会使应变片 产生微弱的电信号，然后用滑环-触头方式将电信号送出控 制电机转动。此方案结构复杂，价格不菲，机件脆弱，容易磨 损，难保证长时间的可靠性。

7、 5 （2） 设置两个轮盘，一个轮盘随自行车轮盘而动，另一个轮盘 在自行车本体上，两个轮盘之间有摩擦，自行车轮盘旋转时， 因摩擦原因会带动自行车本体上的轮盘转动一个角度，用光 栅或其它方法测量这个转动的角度并将其转变为电信号，控 制电动机转动。这个方案的机械结构更为复杂，控制的精度 依赖于摩擦强度和弹簧的拉力，所以很难保证产品的一致性 和长时间的可靠性。 （3） 在链条下方车架上放置一个压轮，用力蹬车时，链条绷直， 压下压轮，产生电信号并用这个电信号控制电机转动。这种 方式成本低廉，但难于保证长时间使用的可靠性和大批量生 产的一致性。 （4） 日本力矩传感器的原理为人力脚踏后压迫中置式电机里

8、的弹簧，产生形变并将其转换成力矩大小，且在电机的外沿 刻有凹槽，转很小的角度就有反应，很灵敏。但对零件的材 质、工艺都有很高的要求，至今国内未见批量产品。 （5） 我国早期的电动自行车助力传感器基本上都是开关型的， 在中轴部分装一霍尔元件和磁钢圆盘，达到一定速度电机就 开始启动，启动后就全电动控制了，因此它并无精确比例一 说，骑行感觉也差，有些专利设计在此基础上作了改进，放 弃了全电动控制，并加入了计算机补偿，但也不是真正意义 上的精确助力；清华大学的力矩传感器，在中轴五通内装有 6 套筒和偏心装置，人力脚踏即产生偏心力矩。成本较日本方 案要低得多，加工不复杂，但精度控制难，软件中要对其修 正

9、。这是国内批量最大的精确比例助力传感器商品。 其次，对于电动汽车而言，对电机实时力矩的检测成为解决 目前电动汽车关键技术，包括车辆行驶的稳定性控制、转向差速 控制、系统动力性能优化和节能控制的不可缺少的依据。目前常 见的控制方案中通常在车辆转弯时，采用模型分析车辆的转向差 速控制。该模型的假设条件中有车轮纯滚动，即不考虑已发生滑 移、滑转和轮胎离开地面的运行状态；还有轮胎侧向变形与侧向 力成正比，即不考虑轮胎材质与结构上的非线性和因垂直载荷不 同造成的轮胎侧向弹性系数的变化。尽管后来的方案经过一定的 改进，电子差速控制方案在控制车轮转速的基础上以车轮滑移率 为控制目标，以驱动轮转矩为控制变量，

10、在保证汽车操纵稳定性 和平顺性的前提下，当汽车直线行驶时，平均分配两驱动轮的转 速和转矩；在汽车转向时，对两侧车轮输入不同转速和转矩，使 两驱动轮的滑移率最低，确保行驶安全性。但对车轮在行驶过程 中（特别是低速情况下）可能因路面凸凹不平而出现的打滑、空转， 以及轮胎重新触及地面瞬间的速度、电流、转矩控制等尚无可靠 的解决方案。 2、国家和地区的相关政策和、国家和地区的相关政策和发发展展规规划划 近年来，国家统计局、国家海关总署、国家发改委、国务院发 7 展研究中心、科技部、全国汽车标准化技术委员、中国汽车工业 协会、中国电动车协会等国家及行业主管部门陆续出台了多个鼓 励电动车研制开发、产业化的

11、政策、法规，并提出了未来电动汽 车业应采取的发展战略、投资策略，为电动汽车企业以及计划投 资电动汽车行业的机构全面把握行业发展趋势、准确了解市场运 行情况、正确制定企业竞争战略和投资策略提供决策依据。 2008 年中国电动汽车行业调研报告中也称电动车是前途最看 好的未来车辆。 根据国家发展和改革委员会的节能中长期规划，交通节油 是一个重要议题。其中，交通工具电动化、控制燃油型交通工具 的使用总量是交通领域节约石油消耗的一项十分紧迫的任务。目 前，我国摩托车保有量为 1 亿辆，摩托车的年耗油量约为经济型 小轿车的 20%，每辆摩托车以年行驶 1 万公里，每百公里油耗 3 升计算，每车每年油耗约为

12、 1050 元；轻型电动车的百公里耗电约 为 1.5 度，全年电费约为 90 元，比较起来，如果把全部摩托车都 换成轻型电动车，每年累计可节约能源消费支出 960 亿元。伴随 着城市化进程，人们生活的交通距离不断扩大，庞大的自行车交 通群体正面临分流至摩托车或小轿车。如果我国的电动自行车和 轻型电动车保有量达到 3 亿辆，均利用夜间“谷电”时间充电，充 电器平均功率 100W，总容量达到 3000 万千瓦，相当于建了一个 巨大的蓄能电站，相当于全国总装机量的 6.8%和水电装机容量 的 27.7%，大幅度提高了电力资源的利用效率，有利于国民经济 8 健康发展。一些具有技术和规模优势的地区详细制

13、订了中长期的 发展规划和策略目标，如无锡就详细制订了发展总量目标、企业 品牌目标、技术开发目标、集群功能发展目标及相关工作重点， 预计 2008 年实现电动车整车产销量 700 万辆；实现直接经济总 量 150 亿元；实现电动车及相关产业经济总量 300 亿元。2010 年 实现电动车整车产销量 1000 万辆；实现直接经济总量 250 亿元； 实现电动车及相关产业经济总量 500 亿元。2015 年实现电动车 整车产销量 1200 万辆；实现直接经济总量 400 亿元；实现电动车 及相关产业经济总量 1000-1500 亿元。 浙江省则在 2006 年就制定了“十一五”产业发展规划指导电 动

14、自行车产业发展。 台湾地区有关方面预计，2008 年，台湾电动车产量将达 300 万辆，产值突破 500 亿元新台币。 我国也非常重视电动汽车的发展，自 2001 年启动电动汽车 重大科技专项以来，我国以燃料电池、混合动力和纯电动汽车为 “三纵”，多能源动力总成控制、驱动电机和动力蓄电池为“三横”， 形成了“三纵三横”的开发格局。目前看，该格局已经初步显成果。 在纯电动、混合动力和燃料电池汽车的整车集成技术、动力系统 集成技术以及动力总成关键零部件技术方面取得重要技术突破， 同时也在专利战略和技术标准平台建设方面为自主知识产权新 能源汽车产业化奠定了良好的基础。继“十五”电动汽车重大专 项之后

15、，科技部又启动了“十一五”节能与新能源汽车重大项目， 9 预计投入会更多。预计“十一五”末期国内的混合动力汽车形成 产业化，到“十二五”出现产业化的高潮。 早在 2001 年，新能源汽车研究项目就已经被列为国家“十五” 期间的重大科技课题。当时启动了“十五国家 863 计划电动汽 车重大专项”，提出了燃料电池整车项目、混合动力整车项目、 纯电动汽车项目三个发展方向，国家专项投入资金 8 亿多元。 3、 、项项目研究的必要性目研究的必要性 正如在国内外研究综述中的论述，对电动助力自行车来说， 电动助力自行车在行驶过程中不仅凭电力驱动，还要靠人力与电 力的互“助”，但在助力方式的研发以及助力信号的

16、提取上却出现 了鱼龙混杂、五花八门的局面。欧美要求脚踏启动、脚停断电的 无转把电动车。日本市场更需要精确比例助力的电动车。国内外 的多种现有方式均不能很好地解决电机力矩的精确测量，也就难 以保证精确控制以及满足欧美国家的相关标准和用户的需求。 对于电动汽车而言，电机实时力矩的检测成为解决目前电动 汽车运行控制的关键技术，精确的力矩检测是包括车辆行驶的稳 定性控制、转向差速控制、系统动力性能优化和节能控制等环节 的不可缺少的依据。目前的检测量为电流和速度，而实际上实时、 准确的力矩数据才是最需要的，而且常见的控制方案中通常在车 辆转弯时，采用模型分析车辆的转向差速控制。该模型的假设条 件中有车轮

17、纯滚动，即不考虑已发生滑移、滑转和轮胎离开地面 10 的运行状态；还有轮胎侧向变形与侧向力成正比，即不考虑轮胎 材质与结构上的非线性和因垂直载荷不同造成的轮胎侧向弹性 系数的变化。尽管后来的方案经过一定的改进，电子差速控制方 案在控制车轮转速的基础上以车轮滑移率为控制目标，以驱动轮 转矩为控制变量，在保证汽车操纵稳定性和平顺性的前提下，当 汽车直线行驶时，平均分配两驱动轮的转速和转矩；在汽车转向 时，对两侧车轮输入不同转速和转矩，使两驱动轮的滑移率最低， 确保行驶安全性。但对车轮在行驶过程中（特别是低速情况下）可 能因路面凸凹不平而出现的打滑、空转，以及轮胎重新触及地面 瞬间的速度、电流、转矩

18、控制等尚无可靠的解决方案。而检测出 真实的力矩数据就可以最大限度地解决上述问题。 如国家和地区的相关政策和发展规划中所述，国家鼓励电动 车的发展、产业化，而其市场在今后的几十年内将有长足的发展 和扩展，以电动自行车为例，2006 年我国产量达到 1920 万辆。 到 2010 年，我国电动车的产销量可达到 3000 万辆，出口量为 500 万辆-600 万辆，实现工业产值 700-1600 亿元。因此，与其相 关的技术问题的解决就势在必行。特别是电动汽车的规模化生产 已经呼之欲出，现在尽快解决其中的技术关键就显得非常必要和 更加急迫了。 11 四、四、项项目主要研究内容目主要研究内容 根据一些

19、电动车生产企业的要求（其中电动自行车主要为出 口要求），综合目前国内外现有产品的主要特点和存在的一些问 题，参考了国外比较优秀的设计的特色部分，确定了本项目的主 要研究内容和方向。 针对电动车的发展趋势，相关资料显示，精确助力（即精确 检测电机轴的受力情况）是国外的关键要求，国内也将逐渐向这 一要求靠拢。要达到这一目的，就必须准确地检测到主动电机轴 的受力，而比较多种传感器，力矩型传感器是最佳选择，但在主 轴安装力矩传感器存在诸多技术困难（如国内外研究综述中所描 述的），如信号弱、易受外界噪声干扰、垂直方向应力影响测量精 度、信号输出困难等。因此，这些都将是本项目需要解决、克服的 难题。 一方

20、面，对比已有的各种传感器方案，设计、选择一种传感 器安装方式，使其既能准确、灵敏地检测人力信号，又便于安装， 同时还要有较低的成本。 根据上述设计，进行理论计算，仿真出传感器受力模型，找 出最佳受力点，以获取最大灵敏度和最小可测信号。 根据选择出的传感器及灵敏度计算结果，设计相关电路，并 进行验证和调试。同时，根据国外对电动车需求的反馈信息，将 设计电路小型化、低能耗化，并根据电机内部结构，将信号处理 及控制电路设计成可以置于电机内部的结构，同时考虑其电磁兼 12 容特性和高低温（特别是高温）情况下的工作稳定性。 另一方面，完成上述设计及调试后，还要按照合理的数学模 型，实现对车轮跳动过程的转

21、速转矩控制，实现电动汽车行驶的 稳定性控制，因此，要在现有模型的基础上进行合理的改进和完 善，以获得最佳效果。 第三，设计中央处理单元，以32位ARM单片机和Ti的DSP芯 片为核心，统一处理多个电机（8个）同时驱动的协调问题，使车 可以协调、平稳运行。 再有，实现电动车动态参数的准确、实时读取。为此，需设计 及实现电动车动态运行实时监测试验台，将电机内部的信号（力 矩、温度、电压、电流、速度等）通过无线（或不影响正常行驶的有 线）方式实时读出，并设计、制造一套可以模拟不同路况（不同阻 尼、直线、转弯）的状态测试装备，完成对电动车从静态到具有一 定速度，从0度-15度模拟坡度的完整测试数据，形

22、成一整套电 动车运动过程数据。既能直观、准确地反映本设计的精确助力结 果，也可以为正在蓬勃兴起的我国电动车行业的控制驱动系统性 能测试提供理论依据和研究基础。 13 五、五、项项目技目技术术可行性分析可行性分析 1、已有技、已有技术术基基础础 、1、 国内外已有的各种信号提取方式虽然还不能完全解决前 述问题，但对本项目的研究则是个很好的启发和技术积 淀； 、2、 现有的一些仿真算法，如 ansys 等，将可以成为有力的工 具，帮助验证项目研发过程的各种计算和假设； 、3、 最新的集成电路芯片（包括 MCU 和 DSP 芯片）使实时 算法和控制成为可能。 2、本、本项项目前期研究基目前期研究基础

23、础 经过两年与电动车厂家和传感器厂家的合作，上述相关技术 问题中的电动自行车部分已经基本得到解决。其基本技术与本方 案中拟用到电动汽车控制系统中的技术有较强的相关性。 针对电机主轴所受力矩，前期已经做了很多分析： 下列两幅仿真图即为在预研过程中，对轴的受力情况的分析 结果，上图为拉应力、下图为扭应力，验证了理论计算的结果，并 以此为依据进行了实物试验，符合度非常高。 14 在具体针对用户的研究过程中，以某款电动车为样车，在建 模和仿真的基础上，对其主轴所受的牵引力做了详细的分析和测 试，并取得了大量宝贵的数据，对助力信号的检测效果已经得到 15 厂家的基本认可，对电机不平衡以及不同重量的骑乘人

24、所引起的 垂直干扰的抑制也基本达到预期目标，接下来这方面的工作就是 进一步将测试结果规范化。 传感器的选择和受力测试也得到了合作伙伴的大力支持，利 用该公司在传感器元件方面的技术优势，研发过程得以大大缩短， 利用该公司的累积式测力机，对受力情况作了反复测试，证实了 本方案精确测力的可行性。 课题主要负责人多年来从事弱信号检测、精确计量和不同通 信方式的研究，这些技术都是本项目研究所必须的。 3、本、本项项目主要目主要创创新点新点 本项目的主要创新点如下： （1） 设计、选择一种力矩传感器，通过理论计算和力学模型仿真， 找出传感器的最佳使用方式及灵敏度理论值； （2） 设计相关电路及信号输出方式

25、，解决目前精确信号采集遇到 的关键难题，如信号弱、易受外界噪声干扰、垂直方向应力 影响测量精度、信号输出等困难； （3） 建立数学模型，计算并控制各电机的运行状态，特别是在低 速转弯、路面不平等和状态下的转速、转矩、电流等参数的 实时检测和控制； （4） 实现在实验室内对电动车运动状态的实时监测，采用无线方 式将电机内部的各种参数发送到附近的监测、记录设备上； （5） 可以模拟电动车的不同行驶环境（施力、阻尼、直行、转弯、 16 行驶俯仰角等），以从不同角度获得电动车的全方位数据。 4、本、本项项目研究方法和技目研究方法和技术术路路线线 本项目是面向产品、面向企业的攻关研发项目。总体说来， 是

26、采用理论计算-仿真-实际设计-调试-整改-测试这几 个主要步骤。 （1） 首先根据实际需要，完成对传感器的筛选； （2） 对主轴受力部位进行力学模型仿真和理论分析计算，获得数 据作为下一步设计的依据（这一步为第一个技术关键），根据已建 立的数学模型对单个电机的运行状态进行计算和分析，编制算法 进行验证； （3） 根据计算和仿真结果，用累积式测力机对受力部位及其它部 位做灵敏度对比测量，验证并根据实际情况作出调整； （4） 设计制造样车及关键部位，设计制造运动状态检测机构，对 模型和算法进行验证、调整； （5） 根据测试结果对模型进行完善和丰富，总结出精确的结论； （6） 再根据以上结论，修正相

27、关硬件及软件，并实地测试，收集 相关数据； （7） 设计信号发送单元，将电机内的信号发到外部检测系统（第 二个技术关键）； （8） 设计制造电动车运动状态测试环境（第三个技术关键），实现 动态数据采集，实时监测各种不同负载、不同坡度情况下的电动 车运行状态，采集相应状态下的各种数据，包括力矩、电流、电压、 17 速度等，做为综合衡量电动车性能的客观评价依据。 18 六、主要技六、主要技术术指指标标及特点及特点 课题完成后，能够实现如下技术指标： 1、 可以精确检测主轴所受的水平牵引力、扭力（扭矩），精度 不低于1%； 2、 可以精确检测各电机电压、电流，精度不低于1%； 3、 可以实现车速的实

28、时检测，车速范围0-300公里/小时，精 度不低于1%； 4、 助力比选择（1：0.8-1：2.0 等）； 5、 电动车行驶、低速弯的稳定性、平稳度优于相关国家标准； 6、 电机不平衡度干扰影响抑制比不低于20dB； 7、 工作温度为-40-85； 8、 电磁兼容性能符合国家相关规定（如GB/T4365-1996 ）； 9、 动态性能测试台可承受负载0-1500公斤； 10、动态测试坡度：0-15度； 11、动态数据传输误码率不大于1.0e-5。 19 七、市七、市场预测场预测和和产业产业化前景化前景 电动车行业发展迅猛，行业人士透露：随着全国各地交通 道路的发展改善，世界能源资源的紧张，轻便

29、省力、环保节能、价 格适中的电动自行车和电动汽车将被越来越多的国人购买，其出 口量和国外市场区域也将不断扩大。 1、 、电动电动自行自行车车市市场场 从电动自行车的市场看，有关部门的不完全统计，仅2005年， 日本每年电动车需求达25万辆，美国10万辆，欧洲7万辆，东南亚 50万辆；预计未来3至4年内，电动自行车将成为欧洲自行车商下 一阶段推出的主要产品，仅欧洲市场的年销量就可在300万至400 万辆。我国电动车产业成长时间不长，近十年的发展，这个行业 从无到有，逐渐壮大。98年电动车产量仅为5.45万辆，99年为12.6 万辆，中国电动车产业在2000年进入产业化发展阶段。2007年以 前，

30、电动车产业一直保持了80%以上的增长速度。目前全国有近 2000家电动车企业。行业协会介绍，中国电动自行车年产销量， 在2006年达到1920万辆，占世界总产销量的90以上。中央电视 台央视网和天津自行车行业协会主办的2008央视网首届电动车 产业发展高峰论坛上提到，到2010年，我国电动车的产销量可达 到3000万辆，出口量为500万辆-600万辆，实现工业产值700-1600 亿元。而且下列三个原因也不可忽视： （1） 随着国家相关法律法规的 20 逐渐健全，目前的全电动自行车将逐渐被电动助力车所取 代； （2） 随着常规能源的逐渐紧张以及大众环保意识的逐渐强化，电 动助力车的销量还将增长

31、； （3） 欧洲、日本、东南亚对电动车的要求之一就是必须是精确助 力型的。 因此，对本项目所研发的产品的需求也将非常迫切，市场需 求看好。按照目前常见的3-4种助力方式，做为一种全新的助力方 式，国内电动车公司出口合作，则将会获得更大的市场份额。 2、 、电动电动汽汽车车市市场场 从电动汽车的发展看，燃油汽车的污染问题早已被全世界 所重视，我国已有 10 个城市被列入全球大气污染最严重的 20 个 城市之中。我国现今人均汽车是每 1000 人平均 10 辆汽车，但石 油资源不足，每年已进口几千万吨石油，随着经济的发展，假如 我国人均汽车持有量达到现在全球水平-每 1000 人有 110 辆汽

32、车，我国汽车持有量将成 10 倍地增加，石油进口就成为大问题。 因此在我国研究发展电动汽车不是一个临时的短期措施，而是意 义重大的、长远的战略考虑。电动汽车的开发和研制一直是世界 汽车制造业努力追求的目标。美国通用、福特，口本丰田、本田和 日产都在投入巨额资金，积极加紧研制电动轿车。美国在 2003 年“零污染”汽车销售的比例已占新车销售额的 10%，我国近年来 的重大科技攻关计划中也有很多相关计划，官方及民间资金投入 21 也是数以百亿计的。 2007 中国汽车产业发展国际论坛上，与会专家一致认为， 配备有电动驱动机构的混合动力技术将成为现阶段我国节能环 保汽车的主要发展方向。这将环节目前严

33、峻的节能减排形势。在 由中国汽车技术研究中心和中国汽车工程学会等机构联合主办 的“2007 中国汽车产业发展国际论坛”上，来自发改委、财政部、 科技部、商务部、环保总局等众多部委司长级以上的高官，以及 一汽、上汽、东风、陕汽、吉利、通用、丰田、日产、标致雪铁龙等 国内外汽车巨头的高层，在演讲时都无一例外地谈到我国汽车企 业发展所要面临的来自能源和环境的挑战。根据 BP 世界能源统 计,2006 年中国石油消费量约为 3.5 亿吨，同比增长 9.3%。我国 已成为世界第二大石油消费国和第三大石油进口国。而当前机动 车用燃油消耗占整个石油消费量的 1/3 左右。全国汽油产量的 90%和 柴油产量的

34、 25%左右都被汽车消费掉了。我国石油对外依存度 去年达到 47%，同比上升了 4.1%，预计到 2020 年石油对外依存 度还将达到 56%60%，国家能源安全面临严峻挑战。另一方面， 随着我国汽车消费和保有量的迅速增加，汽车污染排放对空气质 量的影响日趋严重。国家环保总局污染控制司副司长李新民说： “汽车保有量增加导致氮氧化物、颗粒物和 VOC(挥发性有机化 合物)排放量大，使得城市阴霾天气增加，能见度低，光化学污染 危险增大。 ”发改委副主任张国宝认为：“我国已经从煤烟型污染开 始向汽车尾气型污染转化。 ”为此，我国汽车产业提出了 2010 年 的产业规划目标，当汽车保有 22 量翻番时

35、，力争实现燃油消费增长不超过 50%；2010 年实现新车 平均单车百公里油耗比 2005 年降低 15%。要达到上述目标，一 方面需要提高传统内燃机汽车的燃油经济性和排放标准，另一方 面还要大力发展节能环保型的新能源汽车即电动汽车。正如吉利 控股集团有限公司董事长李书福所言， “目前全球汽车业的发展都 在向新能源方向转移，这就给了我国汽车工业实现技术蛙跳的机 会，在新能源技术上摆脱汽车工业技术弱者的地位。 ”为了抢抓这 一历史机遇，早在 2001 年，新能源汽车研究项目就已经被列为 国家“十五”期间的重大科技课题。当时启动了“十五国家 863 计 划电动汽车重大专项”，提出了燃料电池整车项目

36、、混合动力整 车项目、纯电动汽车项目三个发展方向，国家专项投入资金 8 亿 多元。目前丰田的电动驱动技术是全球领先的。丰田旗下著名的 电油混合动力车 Prius(普瑞斯)全球销量已突破三百万辆。 随着世界石油价格的飞涨，新能源技术发展思路日渐清晰， 国内厂家也加快了产业化的步伐。上汽以荣威为基础平台的带有 电动驱动的汽车 2008 年小批量投产，2010 年达到 5 万辆产能。 一汽也选择同样的技术应对节能环保课题。 随着产业化的到来，有专家预测，2010 年，国内带有电驱 动装置的汽车年产能将达到 600800 万辆，其产值将达到 1600 亿。 3、 、产产品生命力周期品生命力周期 从对市

37、场的状况进行的分析可以看出，电动汽车的市场方 23 兴未艾，随着产业化的开始和不断发展，带有电驱动机构的汽车 和纯电动汽车必将逐步取代现在的燃油汽车，成为下一代汽车的 主流。因此，其配套产品行业也必将随之而繁荣，而本项目研发 出的产品由于其精准的信号检测和完备的控制模型与算法，使之 可以在同类产品中脱颖而出，占有相当一部分市场份额。而此类 产品的生命力都将随整个新兴的电动汽车行业的发展而生生不 息。 4、价格、价格预测预测 从项目的特点看，本项目的产品属独有技术，在性能上其 他产品是无法相比的。而在价格上，电动自行车的信号检测、提 取、处理、电机控制部分的价格可定位在约 100 元上下，与其他

38、 产品价格相当，具有明显的性价比优势。电动汽车的转矩实时检 测部分及差速控制部分的价格依据目前国内不同的类型和配套 车辆，价格变化范围较大，参考定价可以为信号提取部分每台电 机约 150 元，中央控制单元价格约为 800 元，如果为四轮驱动的 电动车，则在本产品上的投入即约为 1400 元，而其性能则明显 优于国内同类产品。 5、效益分析、效益分析 本项目产品虽然采用同样的关键技术，但可以细分为电动 自行车和电动汽车两部分。 其中电动自行车的市场目前已经形成，而其研发也已经完 24 成了前期阶段，立项后可以在项目资金的支持下迅速完成关键部 分的设计和制作，并直接进入产品小批量试产阶段及其后的批

39、量 生产，从而获得回报。从目前市场规模看，如前所述，做为一种全 新的助力方式，与目前常见的几种助力方式相比，有其优势和劣 势，优势即为其性能和与其他产品相仿的价格，劣势即为其为新 生产品，用户尚不十分了解，但国内目前与我们有合作意向的已 经有山东省内的两家电动车生产厂，初步测算，即使仅有这两家 及周边省份少量企业的电动车采用这种助力信号检测方式，就可 以达到产值近 5000 万元，如果与如五征电动车公司这样的出口 企业扩大合作，则将会获得更大的市场份额。随着产品知名度的 增加。将可在 2 年后获得超过 1 亿元的产值，而其毛利率可在 40%上 下。 对于电动汽车，利用本项目的关键技术，经过 2

40、3 年的研 发和完善，将可以与电动汽车的产业化发展刚好同步。尽管目前 汽车行业受全球金融危机的影响，但经历一段时间的调整后必定 重新蓬勃发展，特别是电动驱动汽车，将迎来其发展的春天，而 本产品也刚好在行业发展的大形势下推出，必将有施展的空间。 按照前文所描述的行业市场份额（1600 亿），本产品以其精确的 检测和合理的模型、稳定可靠的控制模式，将在市场中占有一定 的份额。保守估计，即使只占到控制系统的 1%，也将获得近 2 亿 元的产值。 合计以上两部分市场份额，每年可以有 2.5 亿的产值。 25 6、 、产业产业化前景化前景 如前所述，采用相同关键技术的两种控制系统，可以在市场 上获得可观

41、的产值。 由于电动自行车的产业化规模已经充分展开，目前所面临的 是行业整合、质量优选化和行业规范化，我们的产品以高端的形 象和提升整车质量，使之符合国际国内产品标准的作用，将获得 足够的市场份额，因此极具产业化前景。产品的生产可以依托或 购买现有的电子产品生产企业，也可以自行建厂，其生产设备即 为普通的电子产品生产、调试、老化设备，检验系统在项目研发 时已经设计制造完成，在项目目标中已有描述，可以实现对整车 的各种动态运行性能和参数的动态测试及出厂检验（或标准化抽 检）。产业化可以在半年内实现，规模化生产的固定资产投入在 3000万元左右，流动资金在约2000万元以下，年产能1亿元。 有关专家

42、预测，形成电动汽车的批量尚需3年左右的时间， 而仅市场规模届时就可以达到近2千亿。其中控制系统部分可以 达到200亿，即使我们的产品仅占1%份额也可以拿到近2亿，潜力 巨大。现在是对其关键技术进行攻关的最佳时机。 本项目前期研发就是瞄准产业化这一目标的。项目研发结束 后一方面要积极申请专利保护，另一方面要积极寻求合作量产。 产品按目前的产品利润推算，纯利润可以超过20%。与上述描述 类似，规模化生产对厂址、设备、人员的选择没有特殊要求，产品 检验系统同上，也是已在项目研发过程中实现了的，没有技术难 26 度。在上述的固定资产投入的基础上再投入8001000万元，流 动资金则需增加400万元，则可以实现年产能2亿元。 当然，实现上述产业化目标还需要对具体的原材料、动力供 应、环保、企业组织、市场营销等诸方面做过细的工作，这里不再 赘述。 作者：