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技术专科毕业论文范文 与产品技术篇:多元路线的应对之策方面专科毕业论文范文

主题:技术论文写作 时间:2024-01-28

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伴随着补贴进一步退坡、“双积分”管理办法正式实施的临近,新能源汽车企业的未来三年将如何度过?三年之后国内新能源汽车产业又将走向何方?对车企而言,今后的三年,企业生产的电动汽车既要拿到补贴,同时必须切实满足积分要求,他们将如何选择经营之道和技术路线?可以确定的是,新能源汽车市场百花齐放的局面已逐渐到来.

纯电动:市场“霸主”前路多艰

尽管在政策法规层面,国家将纯电动汽车、插电式混合动力汽车(增程式)、燃料电池汽车均界定为新能源汽车,但纯电动仍以零油耗、技术入门门槛低等特点得到从政府层面到企业层面的更多青睐,特别是在补贴及其他利好政策的明显倾斜下,更多中国车企将其作为技术主线甚至唯一选择.在中国这个全球第一大新能源汽车市场的强力影响下,向纯电驱动技术转型甚至成为国际主流共识,业内通常认为这一转变的标志性年份是2016 年.

此外,从销量表现看,纯电动汽车已经成为国内新能源车市的主力产品.据中汽协统计,2017 年国内新能源汽车销量为77.7 万辆,其中纯电动车型占比高达84%.

然而,由于种种原因,纯电动汽车的绝对主流地位正受到各种威胁.首先,其自身的各种问题就不容忽视.

“现在纯电动汽车虽然发展快,但是功能性能上还是有短板.比如延长续驶里程,不能简单用增加电池的办法解决.而且,纯电动汽车也还没有完全覆盖全国汽车市场的要求,特别是北方的低温城市,这需要我们共同继续探索创新发展的方向和策略.”在2018 中国电动汽车百人会论坛上,科技部部长万钢指出了纯电动汽车进一步发展的重要短板.

解决这些问题的一大关键则落在了纯电动汽车的核心零部件动力电池上,动力电池企业自身也正面临着很多压力.深圳沃特玛电池有限公司副总裁钟孟光坦言:“中国纯电动汽车的消费,到目前为止,要真正释放市场还是面临很多挑战的.安全性是我们永远没有办法回避的一个问题.续航里程的瓶颈、电池循环寿命、服务便利性等都是问题.”当前在市场需求及补贴政策的引导下,大幅提升动力电池的比能量成为更显眼的发展目标,危险性也随之进一步增大.在成本上,动力电池企业还面临着双重的困境:国补退坡的挑战以及电池材料不断上涨的压力.而在产品应用层面,抛开充电难、充电贵等基础设施配套因素,由于国内地域辽阔,各地不同的环境条件导致市场对新能源汽车产品的要求不一.随着新能源技术在客车、物流车、乘用车及特种车辆、特殊行业的更多应用,如何通过技术产品的创新适应多样化的需求也是企业正在攻克的重要课题.

从整车角度看,当前纯电动汽车的总体能耗偏高.比如万钢之所以反对用简单增加电池装载量的办法提升续驶里程的重要原因就是电池越多车身越重,会增加电耗,达不到节能的根本目的.

作为一名资深纯电动车主,同时也是中国科学院院士、中国电动汽车百人会执行副理事长的欧阳明高多次公开表示:“我深切的体会就是电耗偏高.”他认为纯电动汽车节能潜力很大,其意义比燃油车更大.因此他强调:“整车厂不能把电动汽车的技术提升全扔给电池厂,整车集成的核心技术就是降低电耗,电耗是纯电动汽车整车集成水平最重要的体现.降低电耗才有可能在降低成本的前提下提高续驶里程,这是最佳的途径.”

电动汽车生产企业降低电耗的关键技术是什么?欧阳明高表示,首先是降重量,目前纯电动整车重量都偏大,应向宝马i3 车型学习;其次是低阻化,向特斯拉学习.特别是纯电动乘用车的节能重点之一就是降低电动SUV 风阻系数,要实现这个目的需采用全新的平台,不能完全直接从传统车改装.

第三是电驱动高效化.一个值得关注的趋势是国外跨国汽车零部件集团在竞相开发一体化电驱动桥并进入中国市场,国内有些企业已经与之合资.中外在这一领域的差距以电机控制器输入端到半轴的效率为例,国外可以达到92%,但国内目前的总体水平普遍在82%-85%.

第四就是制动能量回收.欧阳明高指出,国际标杆车型制动回收效率普遍偏高,例如日产聆风能量回收对整车能耗的改善幅度可达20.5%,而日产的e-Power 可以单油门操作,基本不用制动踏板,这对降低能耗很有意义.而国内的制动能量回收技术虽然已经取得进展,但是实际应用偏弱,即车辆的使用和推广情况不佳,急需改善.还有热管理问题.对新能源汽车特别是纯电动车型而言,温度对实际运行电耗影响最大,低温工况下的电耗较常温工况最高可高出50%,不少纯电动汽车在冬天的续驶里程都有较大幅度下降.据欧阳明高介绍,当前新一代热泵空调技术已经取得重要突破,正在进行产业化测试,要解决纯电动汽车低温环境正常使用的难题,必须重视这类技术.除了纯电动汽车目前遇到的各种技术和使用层面的难题,不少业内人士没有继续看好其进一步发展的另一个原因则来自政策层面:随着补贴的退坡,纯电动汽车相对其他新能源车型的比较优势随之降低.因此纯电动技术适合在微、小型电动汽车上使用,并在有补贴的情况下扩展至特种车、物流车辆等.至于豪华车市场更多比拼的是动力和品质,纯电动车型也可以和其他车型竞争.

插电式混动:能否逆转市场份额的消涨之势?

虽然销量在连年上涨,但相比纯电动汽车在国内八成以上的市场份额,插电式混合动力这种在政策定义中与之并立的新能源车型如今被挤压得不到两成,日渐萎缩.但时间回溯至2014 年,当年的纯电动汽车和插电式混合动力汽车销量分别为45048 辆和29715 辆,占比趋近1.5:1,而另一对值得注意的数字是,从同比增长速度看,纯电动汽车只涨了2.1 倍,而插电式混动车型增长近9 倍.

中国汽车工业协会常务副会长董扬曾指出,插电式混合动力汽车早年的快速增长是因为基础设施建设严重不足,消费者更容易接受这种车型.但形成如今的此消彼涨之势,国家政策是重要因素之一.在补贴上,国家只对纯电续驶里程大于50 公里的插电式混动车型统一给予2.2 万元的补贴,相比之下纯电动汽车具有明显优势.而到了地方,有些城市至今不给插电式混动车型作为新能源汽车的优惠待遇.北京这一重要的新能源汽车区域市场就是典型代表.

在政策的倾斜下,不少中国车企并未将插电式混动车型作为研发重点也有技术层面的因素.从技术难度来看,插电式混合动力车型的总体技术难度要高于纯电动汽车,因为在车上增加了电机、电池等系统,与传统燃油车的整体技术密切相关,这恰恰不是许多中国车企的强项.这一技术难题随之带来一系列后续问题:如果技术不达标,插电式混动车型面临更大的不节能问题.中国工程院院士杨裕生表示,国内插电式混动车型“大马拉小车”的现象不少,这会造成资源浪费.因为发动机自身排量很大,但实际上车辆并不需要这么大的动力.

而且其燃料系统和燃油系统并存的结构直接增加了车重,能耗随之提高.表现在成本上则是此类车型售价偏高,平均比同级别传统车高出两到三成.更为人诟病的是,特别是早期的一些购买插电式混合动力汽车的车主在使用中将其当作普通燃油车,在远距离行驶中既不节油也不减排,没能实现有效降低油耗的目的.

事实上,在欧洲和日本,普通混动和插电式混合动力汽车更多占据主导地位;在美国,纯电动和插电式混合动力汽车的占比也相对均衡.近两年来,在以“双积分”管理办法为代表的一系列强力政策驱动下,不少跨国车企加速了对华投放新能源汽车的速度.但细看可以发现,跨国车企的战略提法多为“电动化”,鲜有刻意强调纯电动路线的.

从近两年可以真正推向中国市场的新能源产品看,插电式混合动力汽车也占据了相对更大的比例.虽然不及纯电动更占政策优势,但插电式混动车型不仅有积分,甚至眼下还有补贴可拿.

“在当前的技术条件和使用环境下,插电式混合动力是全球新能源私家车的主流,是实现汽车全面电动化的最佳过渡技术路径.”比亚迪股份有限公司董事长王传福如是判断.不仅如此,他还为插电式混动车型争取更多补贴和优惠政策而不断呼吁.当前不止是跨国车企,自2016 特别是2017 年以来,国内自主品牌企业也加大了插电式混动车型的投放力度,吉利、长安、广汽、上汽等企业正不断丰富此类车型的产品阵容.

业内专家早就指出,在当前动力电池技术没有根本性飞跃及充电基础设施有待进一步完善的情况下,针对A0 和A00 以及高端市场,纯电动汽车都有与同级别燃油车抗衡的实力,但中级车市场则更多需要插电式混动车型支撑.

在这一系列因素的助推下,插电式混合动力汽车能否实现一定份额的市场“反攻”?

增程式是不是最佳过渡方案?

在政策文件界定的新能源汽车中,增程式车型被归入插电式混合动力汽车的大类之中,表现形式为“插电式混合动力汽车(含增程式)”.有业内专家将增程式车型视为“串联的插电式混合动力汽车”,不同于其他并联式和混联式的插电式混动车型.近年来,增程式路线由于结构比其他插电式混动车型更简单、又同时具备其续驶里程优势、节能减排效果更好等原因而受到不少业内知名专家及企业的关注.在他们眼中,虽然目前纯电动车是国内新能源汽车市场的主体,但混动汽车特别是增程式车型或许才是过渡时期最好的选择.

查阅资料可以发现,国内早年曾经有传祺GA5、奇瑞S18D-REEV 等增程式车型,但如今已鲜见于市或再无下文.反观国外,走增程式路线的雪佛兰Volt、宝马i3 等车型在一些国家中却表现相对较好,别克近年推出的VELITE 5 增程式车型也基于Volt 打造.

在杨裕生看来,增程式在经济性上很有优势,竟是消除补贴退坡影响的最佳技术路线.据他介绍,目前国内的增程式车型产品技术已历三代,优势越来越明显.比起燃油车,增程式车型行驶时可节油50% 以上,更加节省使用成本,甚至可以免建充电桩,而且能远距离行驶,如果有条件充电,城市百公里内节油率可达80% 以上,解除了纯电动汽车的里程焦虑、安全焦虑、充电焦虑、焦虑,避免了其他类型插电式混合动力车“大马拉小车”的不节能状况.因其使用的电池不会过充、过放,寿命延长,安全性高,则不需要高比能量的动力电池,只需将功率适当提高,所以安全性比较高.电池少带来的市场好处是补贴退坡和补贴取消对车辆的影响小,更容易实现大规模销售.

特别是第三代增程式车型与第二代相比的最大提升在于车上发电机发的电不必经过电池,而直接驱动电动机.其优点可以归纳为:直驱可以减免电池充电、放电10% 的能量损耗,随着电池减少再加上铝合金材料的应用,车身重量减轻,进一步降低电耗.电池的大电流工作机会很少,所以电池寿命得以延长,成本进一步降低,再加上较高的节油率,车辆全生命周期的总费用可以远远低于同级别的燃油车的水平,这项技术适用于各种车辆.总之,增程式车型的节能关键是巧用电池和发动机,不追求过高比能量的电池.

由于一直以来的运行成本比较低,经引用一家公司的计算后发现,增程式车型的全寿命运行可以节省27 万元.还有免购置税的优惠政策.

认为应当重视增程式路线的还有万钢,他表示:“未来混合动力产品也应把攻关重点更多放到增程式等更高效率的技术上.未来应在关键技术、共性技术、基础研究上做好工作.”

传统燃油车:禁售与自救

自2017 年来,从欧洲掀起的传统燃油车禁售倡议风潮在短短时间内快速袭卷世界主要国家.中国已经有官员公开提出正在研究制定禁售时间表,并很快得到长安、北汽等国内大车企的战略响应.近年来,国内新能源汽车特别是纯电动车型在政策的大力扶持下快速发展起来,销量大幅增长.有专家指出,“到2025 年,电动汽车的性价比将全面超过传统燃油车.”然而,技术专家出身的清华大学汽车工程开发研究院常务副院长宋健认为,从当前的技术发展情况看,“还是到不了”.“何时让传统燃油车退出历史舞台,技术上不进步则绝无可能.”

虽然传统燃油车的彻底退出只是时间问题,但无论各国各企业的计划是否激进,这一退出时间不会太快.目前,传统燃油车及其核心组成传统内燃机驱动系统,正面临更加严苛的排放标准和降耗减碳要求,产业转型压力巨大.

万钢指出,内燃机在相当长时间内,特别是在大客运、大货运、大船运、大农业等领域,或以独立驱动、或以混合动力的形式具有广阔的市场需求.

因此,未来的内燃机技术一方面将以提升燃油效率、降低排放为主线、着重在高强化整机技术、高性能关键零部件技术、先进燃烧技术、低磨擦技术、低消耗功附件、轻量化及余热能利用、后处理技术等领域组织科研攻关.

另一方面,内燃机与电动化的结合成为车用动力技术发展的新方向,除了内燃机本身的技术创新之外,要更加注重内燃机与电动化融合发展方面的技术革新.可以基于各类油电混合动力构型体系,探索诸如均质充量压缩点燃(HCCI)、内燃机的增程器、转子发动机等过去难以独立应用的新技术的研发和应用,因此,针对新型动力系统混合驱动需求,研发高效率增程式机电混合系统并进行系统优化,将是今后的重点研发内容之一.

在一些跨国车企的未来战略中,明确提出所有车型的电动化,其中不仅包括生产中国政策文件定义的新能源汽车,更有对传统燃油车电动化的推进,包括混合动力路线.一直在国内由于种种原因没有真正发展起来的各种混合动力车型,或许将在“双积分”等政策法规的大力引导下日渐增多.

氢燃料电池汽车:想超车

进入2017 年,会发现曾经以为有些遥远的新能源汽车终极方案——燃料电池汽车已经离我们越来越近.这一年甚至被多位业内知名专家学者视为燃料电池汽车商业化应用的元年.

中国早在“十五”期间就确定了针对节能与新能源汽车的“三纵三横”发展战略,燃料电池汽车就是“三纵”之一,是未来汽车产业技术竞争的制高点.在国外,丰田、本田、现代都已经推出了量产版的燃料电池车型进行试运营.国内的燃料电池汽车正步入商业化导入初期.2016 年5 月,福田欧辉拿到100 辆氢燃料电池客车订单,创下全球最大的氢燃料电池客车商业化订单,并实现了首个大批量氢燃料电池客车的商业化运营.2017 年,上汽大通更是将中国首款商业化运营燃料电池宽体轻客FCV80 推向市场,经国家和地方政府双重补贴后的为30 万元,并已经开始在佛山等地投入运营.在关键零部件领域,作为燃料电池发动机企业的重要代表,亿华通张家口生产基地的首台氢燃料电池发动机正式下线.此次装配下线的重要意义是标志着中国首条自动化氢燃料电池发动机大批量生产线正式投产,其年产一万台的产能为国内燃料电池汽车产业化提供了有力支撑.

“国外的燃料电池汽车多数处于研发、示范运行和初期产业化阶段,还没有形成大规模产业化能力,但是面临的竞争也十分激烈.”在当前严峻的竞争态势之下,万钢认为,中国的燃料电池汽车产业有三方面的问题令人担忧:首先,产业集中度不够.至今产业发展仍以中小企业、民营企业为主.国内能源与制造业大型骨干企业对氢能与燃料电池领域的介入程度有限.其次,基础研发与核心技术投入不足.在燃料电池的功率密度、寿命、低温启动、成本以及关键零部件等方面与国外的差距还比较明显.再次,对应用领域支持不足,合适的商业化市场模式尚需探索.

对氢燃料电池汽车产业链而言,还要解决氢高能效、低排放的制备、氢的安全运输、储存、昂贵的催化剂、质子交换膜等关键问题.

近年来,陆续有车企的氢燃料电池汽车进入产品目录,生产企业及车型品种不断丰富.这其中不可否认的是,保持不退坡的“补贴政策”、双积分的“高分”标值等大大激励了车企在这方面加快研发和投放.此外,地方政府的热捧也不容小觑,特别是在一些有特定资源且在上一轮以纯电动车型为主的新能源汽车推广中表现平平的城市.

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