近期，國家能源局披露數(shù)據(jù)：截至2017年底，中國充電樁建設(shè)數(shù)量達(dá)到45萬個(gè)，已形成一定規(guī)模，保有量居世界首位。

　　其中，公共充電樁達(dá)21萬個(gè)。

　　壞的方面是：利用率僅1成出頭，不足15%。

　　專家稱：充電樁利用率低，成為制約充電行業(yè)發(fā)展的突出問題。

　　到底是不是呢？充電樁為啥利用率低呢？

　　首先，在新能源汽車發(fā)展方面，國家是下了大力氣的，各種補(bǔ)貼和優(yōu)惠。

　　很多汽車大廠也很看好新能源車，比如奔馳已經(jīng)停止了全汽油車的研發(fā)。

　　可是，目前的充電樁和電動(dòng)汽車存在問題還是比較多。

　　一、電池虛汗是個(gè)問題（特斯拉500公里），充電太頻繁，也太麻煩。未來，把充電頻率能和加一次油頻率差不多就完美了，把充電的可以家配就更好了。

　　二、各種充電樁的卡都不一樣，不通用，新能源車主需要到處辦卡。

　　三、對(duì)于新能源車主而言，45萬個(gè)充電樁真的還是太少了。停車場(chǎng)的充電車位永遠(yuǎn)被傳統(tǒng)車占領(lǐng)，很無奈！

　　不過，未來肯定是新能源的天下。

　　這需要一個(gè)發(fā)展過程，比如，眼下有很多混合動(dòng)力。創(chuàng)新的拓展方式，蔚來汽車采用了更換電板的方案。第一是速度快，第二是保證電池的壽命。

　　未來隨著新能源汽車的增加，基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)一步擴(kuò)建，電動(dòng)汽車行業(yè)會(huì)有質(zhì)的發(fā)展！

　　參考觀研天下發(fā)布《2018-2023年中國充電樁產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)現(xiàn)狀規(guī)劃調(diào)查及投資方向評(píng)估分析報(bào)告》

　　自進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國汽車行業(yè)發(fā)展迅速，現(xiàn)在我國已經(jīng)成為世界上最大的汽車消費(fèi)國之一。據(jù)調(diào)查，截至2015年我國的汽車保有量達(dá)到1.63億輛，僅次于美國居全球第二。隨著我國汽車數(shù)量的不斷增加，汽車化石燃料消耗越來越多，且越來越依賴進(jìn)口。同時(shí)，由于燃油汽車大量燃燒化石燃料，排出污染氣體，導(dǎo)致我國的環(huán)保問題越來越突出。因此，提出了兩個(gè)研究課題:一是用更清潔的能源來取代化石燃料;二是用電機(jī)來驅(qū)動(dòng)汽車，發(fā)展電動(dòng)汽車。

　　電動(dòng)汽車使用的電能可以通過接入電網(wǎng)充電等多種方式獲得。電網(wǎng)的電可以通過使用化石燃料發(fā)電取得，只要提高發(fā)電效率和處理好發(fā)電過程中的排污，就能更有效地減少污染物的排放。電能還可以通過新能源發(fā)電獲得，例如風(fēng)能、水力、太陽能、潮汐能等都是可持續(xù)的清潔能源。電動(dòng)汽車對(duì)電的需求將促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，在推動(dòng)新能源發(fā)展、改善和解決環(huán)保問題的同時(shí)，進(jìn)一步促進(jìn)以電動(dòng)汽車為代表的新能源汽車技術(shù)包括其驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展。

       1中國電動(dòng)汽車行業(yè)現(xiàn)狀

       我國政府非常重視電動(dòng)汽車的發(fā)展，出臺(tái)了相關(guān)發(fā)展規(guī)劃，支持、鼓勵(lì)與引導(dǎo)電動(dòng)汽車的發(fā)展。2001年，科技部在“863”計(jì)劃中啟動(dòng)電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)并直接投入研發(fā)資金8.8億元。2009年，十城千輛工程正式啟動(dòng)，率先在13個(gè)城市開展節(jié)能與新能源汽車示范推廣試點(diǎn)工作，使新能源汽車在公交、環(huán)衛(wèi)、出租、公務(wù)和郵政等公共領(lǐng)域有所使用。2010年，政府開始對(duì)私人購買新能源汽車根據(jù)電池能量等級(jí)給予財(cái)政補(bǔ)貼等優(yōu)惠政策。2012年，國務(wù)院發(fā)布《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012—2020年）》，指出新的發(fā)展目標(biāo):到2020年新能源汽車市場(chǎng)規(guī)模和產(chǎn)業(yè)化將達(dá)到世界領(lǐng)先水平，新能源汽車保有量將達(dá)500萬輛以上。

       目前，中國電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)化工作路線圖已通過專家組審查，將于2016年發(fā)布。路線圖明確了中國在2025年之前需要制定的電動(dòng)汽車相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，覆蓋從整車到車載儲(chǔ)能系統(tǒng)、電驅(qū)動(dòng)、通信、基礎(chǔ)設(shè)施和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的范疇，包含“四輪低速純電動(dòng)乘用車”、“無線充電”“、“動(dòng)力電池回收預(yù)處理”等多項(xiàng)廣受關(guān)注的標(biāo)準(zhǔn)。

       純電動(dòng)汽車是指僅由電驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車。我國2012年發(fā)布的《節(jié)能與電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012—2020年）》中所指的純電動(dòng)汽車為符合國家"雙80"標(biāo)準(zhǔn)的純電動(dòng)汽車，低于此標(biāo)準(zhǔn)的電動(dòng)汽車型被歸入低速電動(dòng)汽車類別，不享受國家各項(xiàng)政策補(bǔ)貼。

       混合動(dòng)力汽車是指在傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車中加入電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)，其中電動(dòng)機(jī)為傳統(tǒng)汽車引擎提供小部分動(dòng)力支持，加入電動(dòng)機(jī)后，汽車的油耗和動(dòng)力性能有顯著改善。

       燃料電池汽車和普通電動(dòng)汽車有基本相同的電機(jī)驅(qū)動(dòng)構(gòu)造，燃料電池汽車的電池不是通過電網(wǎng)充電，而是通過自身采用化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的方式產(chǎn)生電能。

       目前國內(nèi)外燃料電池汽車的研究主要集中在氫燃料電池。氫燃料電池雖然存在催化劑成本高、儲(chǔ)存技術(shù)難等缺點(diǎn)，但作為直接產(chǎn)生電能的電源點(diǎn)，其能量利用率比從其他途徑獲得電能進(jìn)行儲(chǔ)存的蓄電池更高。因此，燃料電池汽車成為未來主要新型電動(dòng)汽車的可能性最高。

       2電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的類型、發(fā)展趨勢(shì)與關(guān)鍵技術(shù)

       電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)要滿足如下要求:
        1）高轉(zhuǎn)矩密度和功率密度;
        2）低速高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和爬坡能力，高速恒功率巡航;
        3）寬調(diào)速范圍，34倍基速恒功率運(yùn)行，在滿足逆變器電壓情況下有高峰值轉(zhuǎn)矩;
        4）在整個(gè)運(yùn)行工況下高效率;
        5）短時(shí)過載能力;
        6）運(yùn)行中具有可靠性和容錯(cuò)能力;
        7）合適的價(jià)格。

       2.1電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的類型

       1）直流電機(jī):采用斬波控制，控制方式簡(jiǎn)單。但因?yàn)殡娝⒑蛽Q向器使電機(jī)難以高速運(yùn)行，可靠性低，維護(hù)復(fù)雜，這些缺點(diǎn)使其在電動(dòng)汽車應(yīng)用中越來越少。

       2）感應(yīng)電機(jī):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、價(jià)格便宜、維護(hù)方便、可靠性高。但變頻器在電機(jī)內(nèi)產(chǎn)生的高次諧波、高轉(zhuǎn)子損耗、高附加損耗及鐵耗等缺點(diǎn)使其在電動(dòng)汽車領(lǐng)域關(guān)注度下降。

       3）開關(guān)磁阻電機(jī):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固、可靠、容錯(cuò)率高。在實(shí)際應(yīng)用中，電機(jī)噪聲和振動(dòng)較大，影響了它的應(yīng)用。

       4）無刷直流電機(jī):屬永磁電機(jī)，其定子繞組通入近似方波電流，從而使電機(jī)獲得較大的轉(zhuǎn)矩。無刷電機(jī)無電刷和換向問題，同時(shí)具有高速性能好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。

       5）永磁同步電機(jī):屬永磁電機(jī)，其轉(zhuǎn)矩密度高、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)低、振動(dòng)噪聲小，具有寬廣的弱磁范圍和高轉(zhuǎn)矩過載能力，可以顯著增強(qiáng)電動(dòng)汽車的啟動(dòng)、加速性能。這些優(yōu)點(diǎn)使永磁電機(jī)成為電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的優(yōu)先選擇，如何設(shè)計(jì)高性能電動(dòng)汽車用永磁同步電機(jī)已成為國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。

          電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)基本性能對(duì)比

 
        在電動(dòng)公交車中，感應(yīng)電機(jī)占比為59%，永磁同步電機(jī)占比為5%，開關(guān)磁阻電機(jī)及其他占比36%。在電動(dòng)橋車中，感應(yīng)電機(jī)占比為18%，永磁同步電機(jī)占比為52%，開關(guān)磁阻電機(jī)及其他占比10%，無刷直流電機(jī)占比為20%。在高檔與舒適的電動(dòng)轎車領(lǐng)域，永磁同步電機(jī)因其優(yōu)異的性能而彰顯出較高的應(yīng)用價(jià)值。

       2.2電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

       2.2.1混合動(dòng)力車中電驅(qū)動(dòng)所占比例變高

       隨著國家對(duì)環(huán)境問題的重視，汽車的節(jié)能減排能力便愈加重要。在混合動(dòng)力車中，電驅(qū)動(dòng)所占比例越高，汽車節(jié)能性能越強(qiáng)。電驅(qū)動(dòng)已不再是發(fā)動(dòng)機(jī)的附屬設(shè)備，而是汽車的重要?jiǎng)恿碓础?/p>

       2.2.2電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的集成化和一體化

       電動(dòng)汽車電機(jī)和控制系統(tǒng)的集成化體現(xiàn)在電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)與變速箱以及電機(jī)與底盤系統(tǒng)的集成度越來越高。當(dāng)前混合發(fā)動(dòng)機(jī)集成的發(fā)展從結(jié)構(gòu)的集成到控制和系統(tǒng)的集成，電機(jī)與變速箱基本已經(jīng)成為一體，電氣化在汽車中體現(xiàn)得越來越明顯。

       在高性能電動(dòng)汽車中，底盤系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)一體化集成，并且各部分之間融合得非常好。

       2.2.3電機(jī)的永磁化

       由于永磁電機(jī)轉(zhuǎn)矩、功率密度高，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，設(shè)計(jì)永磁電機(jī)時(shí)，電機(jī)氣隙長(zhǎng)度是個(gè)比較關(guān)鍵的變量，通過選擇優(yōu)化，可以獲得更好的電磁性能。在同樣的設(shè)計(jì)要求下，永磁電機(jī)的材料用量可以大幅節(jié)省。永磁電機(jī)在輕載運(yùn)行情況下仍能保持較高效率和功率因數(shù)。由于其轉(zhuǎn)子無繞組，沒有電阻損耗，電機(jī)效率也得以提高。近些年來隨著計(jì)算機(jī)硬件和軟件的飛速發(fā)展，永磁電機(jī)的理論分析、電磁設(shè)計(jì)、制造工藝、控制策略有顯著進(jìn)步，永磁電機(jī)設(shè)計(jì)制造也形成了一套完整的體系。

       2.2.4電機(jī)控制的集成化和數(shù)字化

       隨著車用電控制系統(tǒng)集成化程度不斷加深，將電機(jī)控制器、低壓DC-DC變換器以及發(fā)動(dòng)機(jī)控制器、變速箱控制器、整車控制器等進(jìn)行不同方式的集成正在成為發(fā)展趨勢(shì)［14］。同時(shí)，高速高性能微處理器使得電驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)入一個(gè)全數(shù)字化時(shí)代。在高性能高速的數(shù)字控制芯片的基礎(chǔ)上，高性能的控制算法、復(fù)雜的控制理論得以實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，使用面向用戶的可視化編程，通過代碼轉(zhuǎn)化和下載直接進(jìn)入微處理，將進(jìn)一步提高編程效率和可調(diào)試性。

       2.2.5電機(jī)功率和功率密度的提高

       電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中重要的動(dòng)力來源，其運(yùn)行性能直接影響到電動(dòng)汽車在整個(gè)汽車行業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)力。隨著人們對(duì)電動(dòng)汽車要求的逐漸提高，電動(dòng)汽車電機(jī)功率已經(jīng)從幾千瓦提高到了幾十千瓦甚至更高。同時(shí)，隨著生活水平的不斷提高，人們對(duì)舒適度的要求也逐步提升，這就對(duì)電動(dòng)汽車內(nèi)部空間提出了更高的要求，電機(jī)變得越來越小巧，功率密度不斷提高。

       2.2.6電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速和回饋制動(dòng)效率的提高

       回饋制動(dòng)是混合動(dòng)力機(jī)電一體化技術(shù)的特征之一。使用高效的回饋制動(dòng)電機(jī)，同時(shí)使用特殊的調(diào)速系統(tǒng)和電能管理系統(tǒng)，使電機(jī)能適應(yīng)多種不同工況，讓電動(dòng)汽車可以更加節(jié)能，延長(zhǎng)行車?yán)锍蹋瑥亩闺妱?dòng)汽車對(duì)消費(fèi)者更具吸引力。

       2.3永磁電機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)

       2.3.1提高電機(jī)轉(zhuǎn)矩性能

       永磁電機(jī)中永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)是恒定的，在過載工況下，由電樞繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)與永磁體磁場(chǎng)疊加，使電機(jī)齒部飽和。如何設(shè)計(jì)電機(jī)結(jié)構(gòu)，使其在額定工況下磁密分布合理，在過載工況下達(dá)到轉(zhuǎn)矩要求，同時(shí)電磁材料用量最少，這是設(shè)計(jì)中所需要考慮的。

       電動(dòng)汽車用永磁電機(jī)對(duì)振動(dòng)和噪聲比較敏感，減小電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)是抑制振動(dòng)噪聲的一個(gè)主要方面。一般情況下通過優(yōu)化電機(jī)結(jié)構(gòu)來降低電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，如采用不等氣隙，改變永磁體形狀，加定子輔助槽，改變永磁體極弧、斜槽、極槽配合等，這些方案能夠優(yōu)化氣隙磁場(chǎng)波形或者提高轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)頻率，從而削弱脈動(dòng)幅值。

       2.3.2提高弱磁能力

       為了實(shí)現(xiàn)永磁電機(jī)在低速時(shí)輸出恒定轉(zhuǎn)矩，在高速時(shí)輸出恒定功率，具有較寬的擴(kuò)速范圍，同時(shí)使電機(jī)的電壓不超過變頻器輸出電壓上限，使電機(jī)能合理利用變頻器容量等要求，永磁電機(jī)必須具有較高的弱磁能力，因此需要深度優(yōu)化電機(jī)結(jié)構(gòu)。目前具有代表性的方法有:

        1）定子深槽結(jié)構(gòu):這種方法增加了電機(jī)的直軸漏抗，從而提高了電機(jī)的弱磁能力。由于高速時(shí)鐵耗較大，導(dǎo)致電機(jī)效率下降，采用這種方法必須使用高性能低飽和硅鋼片。

       2）復(fù)合轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu):這種結(jié)構(gòu)的電機(jī)轉(zhuǎn)子軸向由永磁段和磁阻段堆疊而成，同時(shí)對(duì)這兩部分分別設(shè)計(jì)，磁阻段可以調(diào)節(jié)其厚度來控制電機(jī)的交直軸電感大小，獲得比較大的凸極比，從而獲得較高的弱磁能力。但這種方式減小了永磁體用量，使電機(jī)轉(zhuǎn)矩密度降低;此外，高速工況下的鐵耗也會(huì)增加。

       3）雙套定子繞組:這種電機(jī)有兩套定子繞組分別負(fù)責(zé)低速和高速時(shí)電機(jī)的運(yùn)行。在低速時(shí)，使用串聯(lián)匝數(shù)多的定子繞組，對(duì)電流的要求較小，可提高電機(jī)效率。在高速時(shí)，使用串聯(lián)匝數(shù)少的高速繞組，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的擴(kuò)速。由于有兩套繞組，電機(jī)的體積會(huì)增大。

       4）磁場(chǎng)調(diào)制永磁電機(jī):磁場(chǎng)調(diào)制永磁電機(jī)因其獨(dú)特的大轉(zhuǎn)矩密度、平穩(wěn)的轉(zhuǎn)矩波形、良好的調(diào)速特性而越來越受到電動(dòng)汽車研究者的關(guān)注，相關(guān)研究越來越多。

       3電動(dòng)汽車對(duì)電力系統(tǒng)的影響

       隨著電動(dòng)汽車和充電站的數(shù)目不斷增加，電動(dòng)汽車已成為電網(wǎng)的一種新型負(fù)荷。由于電動(dòng)汽車充、放電的隨機(jī)性，電動(dòng)汽車充、放電會(huì)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行產(chǎn)生一系列影響，因此需要采取諸如負(fù)荷平衡、優(yōu)化電能質(zhì)量、削峰填谷、頻率調(diào)節(jié)等措施來緩解這些影響。

       3.1負(fù)荷平衡

       電動(dòng)汽車技術(shù)逐漸成熟，并且已經(jīng)比較普及，如果對(duì)電動(dòng)汽車的并網(wǎng)不加以控制，配電網(wǎng)將面臨過負(fù)荷。因此，在電動(dòng)汽車接入電網(wǎng)時(shí)必須考慮負(fù)荷平衡，在低壓配電網(wǎng)約束條件下規(guī)劃電動(dòng)汽車的充電方案，減小對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷的影響，減少電網(wǎng)出現(xiàn)高峰用電不足的情況，降低電網(wǎng)的運(yùn)營成本。

       3.2電能質(zhì)量

       在電動(dòng)汽車充電過程中，需要使用大量的高度非線性電力電子裝置。電力電子裝置充電時(shí)，直流電與三相交流電不斷換相，會(huì)對(duì)配電網(wǎng)的電能質(zhì)量產(chǎn)生影響。例如，在較低的電動(dòng)汽車接入標(biāo)準(zhǔn)下，電動(dòng)汽車使用常規(guī)充電會(huì)產(chǎn)生諧波、電壓偏差及較小的損耗，如果使用快速充電則會(huì)產(chǎn)生較大的功率損耗和電壓偏差;在較高的充電標(biāo)準(zhǔn)下，由于變壓器等的存在，電動(dòng)汽車充電會(huì)對(duì)電網(wǎng)中的低壓部分造成更大的擾動(dòng)，從而使電網(wǎng)產(chǎn)生嚴(yán)重的諧波、電壓偏差和變壓器過負(fù)荷。

       3.3削峰填谷

       電動(dòng)汽車大都不會(huì)長(zhǎng)期處于被使用的狀態(tài)。如果能充分利用電動(dòng)汽車的電池儲(chǔ)能能力，電動(dòng)汽車將會(huì)在電力削峰填谷上起到很大的作用。電廠的發(fā)電是全天候的，但在一天的用電過程中，電能消耗卻是不均勻的，白天用電處于高峰狀態(tài)，而在夜間，由于各行各業(yè)都處于休整狀態(tài)，用電量較少。

       針對(duì)這種情況，電動(dòng)汽車可以在夜間用電低谷時(shí)充電，避開白天的用電高峰期，降低對(duì)電網(wǎng)的要求。

       同時(shí)，如果用電高峰期電網(wǎng)電能供應(yīng)不足，可以使電動(dòng)汽車反過來對(duì)電網(wǎng)放電，平衡電網(wǎng)負(fù)荷。

       3.4頻率調(diào)節(jié)

       當(dāng)電網(wǎng)頻率由于各種沖擊或供電負(fù)荷發(fā)生過大變化時(shí)，電網(wǎng)系統(tǒng)將使用自身的備用容量來填補(bǔ)電網(wǎng)變化，電網(wǎng)系統(tǒng)會(huì)有一部分調(diào)頻措施。電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能功能也可以起到穩(wěn)定電網(wǎng)頻率的功能。在電網(wǎng)頻率高于額定頻率時(shí)，電動(dòng)汽車向電網(wǎng)放電;反之，電動(dòng)汽車充電時(shí)，通過能量之間的轉(zhuǎn)移平衡維持電網(wǎng)頻率保持恒定。充、放電的智能網(wǎng)絡(luò)化控制是這一功能不可或缺的技術(shù)。

　　電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈

        4小結(jié)

       隨著科技的進(jìn)步和人們環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，電動(dòng)汽車勢(shì)必會(huì)成為未來城市的主流交通工具。我國電動(dòng)汽車的數(shù)量正在逐年遞增，但整個(gè)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)還處于起步階段，在電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)等領(lǐng)域還有許多研究工作要做。由于中央和地方都出臺(tái)了大量支持新能源汽車發(fā)展的政策，可以預(yù)見，在鋰電池、電機(jī)、充電等產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)得到充分發(fā)展后，電動(dòng)汽車的產(chǎn)量將會(huì)有一個(gè)爆發(fā)式的增長(zhǎng)。