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)量達到45萬個，已形成一定規(guī)模，保有量居世界首位。

　　其中，公共充電樁達21萬個。

　　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汽車存在問題還是比較多。

　　一、電池虛汗是個問題（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、對于新能源車主而言，45萬個充電樁真的還是太少了。停車場的充電車位永遠被傳統(tǒng)車占領(lǐng)，很無奈！

　　不過，未來肯定是新能源的天下。

　　這需要一個發(fā)展過程，比如，眼下有很多混合動力。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)施進一步擴建，電動汽車行業(yè)會有質(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)市場現(xiàn)狀規(guī)劃調(diào)查及投資方向評估分析報告》

　　自進入21世紀以來，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國之一。據(jù)調(diào)查，截至2015年我國的汽車保有量達到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，且越來越依賴進口。同時，由于燃油汽車大量燃燒化石燃料，排出污染氣體，導致我國的環(huán)保問題越來越突出。因此，提出了兩個研究課題:一是用更清潔的能源來取代化石燃料;二是用電機來驅(qū)動汽車，發(fā)展電動汽車。

　　電動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，例如風能、水力、太陽能、潮汐能等都是可持續(xù)的清潔能源。電動汽車對電的需求將促進能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，在推動新能源發(fā)展、改善和解決環(huán)保問題的同時，進一步促進以電動汽車為代表的新能源汽車技術(shù)包括其驅(qū)動電機技術(shù)的迅速發(fā)展。

       1中國電動汽車行業(yè)現(xiàn)狀

       我國政府非常重視電動汽車的發(fā)展，出臺了相關(guān)發(fā)展規(guī)劃，支持、鼓勵與引導電動汽車的發(fā)展。2001年，科技部在“863”計劃中啟動電動汽車重大專項并直接投入研發(fā)資金8.8億元。2009年，十城千輛工程正式啟動，率先在13個城市開展節(jié)能與新能源汽車示范推廣試點工作，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，政府開始對私人購買新能源汽車根據(jù)電池能量等級給予財政補貼等優(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:到2020年新能源汽車市場規(guī)模和產(chǎn)業(yè)化將達到世界領(lǐng)先水平，新能源汽車保有量將達500萬輛以上。

       目前，中國電動汽車標準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汽車相關(guān)標準，覆蓋從整車到車載儲能系統(tǒng)、電驅(qū)動、通信、基礎(chǔ)設(shè)施和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的范疇，包含“四輪低速純電動乘用車”、“無線充電”“、“動力電池回收預處理”等多項廣受關(guān)注的標準。

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

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

       燃料電池汽車和普通電動汽車有基本相同的電機驅(qū)動構(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、儲存技術(shù)難等缺點，但作為直接產(chǎn)生電能的電源點，其能量利用率比從其他途徑獲得電能進行儲存的蓄電池更高。因此，燃料電池汽車成為未來主要新型電動汽車的可能性最高。

       2電動汽車驅(qū)動電機的類型、發(fā)展趨勢與關(guān)鍵技術(shù)

       電動汽車的驅(qū)動電機要滿足如下要求:
        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倍基速恒功率運行，在滿足逆變器電壓情況下有高峰值轉(zhuǎn)矩;
        4）在整個運行工況下高效率;
        5）短時過載能力;
        6）運行中具有可靠性和容錯能力;
        7）合適的價格。

       2.1電動汽車驅(qū)動電機的類型

       1）直流電機:采用斬波控制，控制方式簡單。但因為電刷和換向器使電機難以高速運行，可靠性低，維護復雜，這些缺點使其在電動汽車應用中越來越少。

       2）感應電機:結(jié)構(gòu)簡單、堅固耐用、價格便宜、維護方便、可靠性高。但變頻器在電機內(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使其在電動汽車領(lǐng)域關(guān)注度下降。

       3）開關(guān)磁阻電機:結(jié)構(gòu)簡單、堅固、可靠、容錯率高。在實際應用中，電機噪聲和振動較大，影響了它的應用。

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

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

          電動汽車驅(qū)動電機基本性能對比

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

       2.2電動汽車驅(qū)動電機的發(fā)展趨勢

       2.2.1混合動力車中電驅(qū)動所占比例變高

       隨著國家對環(huán)境問題的重視，汽車的節(jié)能減排能力便愈加重要。在混合動力車中，電驅(qū)動所占比例越高，汽車節(jié)能性能越強。電驅(qū)動已不再是發(fā)動機的附屬設(shè)備，而是汽車的重要動力來源。

       2.2.2電機驅(qū)動系統(tǒng)的集成化和一體化

       電動汽車電機和控制系統(tǒng)的集成化體現(xiàn)在電機與發(fā)動機、電機與變速箱以及電機與底盤系統(tǒng)的集成度越來越高。當前混合發(fā)動機集成的發(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。

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

       2.2.3電機的永磁化

       由于永磁電機轉(zhuǎn)矩、功率密度高，啟動轉(zhuǎn)矩大，設(shè)計永磁電機時，電機氣隙長度是個比較關(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)計要求下，永磁電機的材料用量可以大幅節(jié)省。永磁電機在輕載運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，電機效率也得以提高。近些年來隨著計算機硬件和軟件的飛速發(fā)展，永磁電機的理論分析、電磁設(shè)計、制造工藝、控制策略有顯著進步，永磁電機設(shè)計制造也形成了一套完整的體系。

       2.2.4電機控制的集成化和數(shù)字化

       隨著車用電控制系統(tǒng)集成化程度不斷加深，將電機控制器、低壓DC-DC變換器以及發(fā)動機控制器、變速箱控制器、整車控制器等進行不同方式的集成正在成為發(fā)展趨勢［14］。同時，高速高性能微處理器使得電驅(qū)動控制系統(tǒng)進入一個全數(shù)字化時代。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、復雜的控制理論得以實現(xiàn)。同時，使用面向用戶的可視化編程，通過代碼轉(zhuǎn)化和下載直接進入微處理，將進一步提高編程效率和可調(diào)試性。

       2.2.5電機功率和功率密度的提高

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

       2.2.6電機運行轉(zhuǎn)速和回饋制動效率的提高

       回饋制動是混合動力機電一體化技術(shù)的特征之一。使用高效的回饋制動電機，同時使用特殊的調(diào)速系統(tǒng)和電能管理系統(tǒng)，使電機能適應多種不同工況，讓電動汽車可以更加節(jié)能，延長行車里程，從而使電動汽車對消費者更具吸引力。

       2.3永磁電機的關(guān)鍵技術(shù)

       2.3.1提高電機轉(zhuǎn)矩性能

       永磁電機中永磁體產(chǎn)生的磁場是恒定的，在過載工況下，由電樞繞組產(chǎn)生的磁場會與永磁體磁場疊加，使電機齒部飽和。如何設(shè)計電機結(jié)構(gòu)，使其在額定工況下磁密分布合理，在過載工況下達到轉(zhuǎn)矩要求，同時電磁材料用量最少，這是設(shè)計中所需要考慮的。

       電動汽車用永磁電機對振動和噪聲比較敏感，減小電機的轉(zhuǎn)矩脈動是抑制振動噪聲的一個主要方面。一般情況下通過優(yōu)化電機結(jié)構(gòu)來降低電機轉(zhuǎn)矩脈動，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)化氣隙磁場波形或者提高轉(zhuǎn)矩脈動頻率，從而削弱脈動幅值。

       2.3.2提高弱磁能力

       為了實現(xiàn)永磁電機在低速時輸出恒定轉(zhuǎn)矩，在高速時輸出恒定功率，具有較寬的擴速范圍，同時使電機的電壓不超過變頻器輸出電壓上限，使電機能合理利用變頻器容量等要求，永磁電機必須具有較高的弱磁能力，因此需要深度優(yōu)化電機結(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的直軸漏抗，從而提高了電機的弱磁能力。由于高速時鐵耗較大，導致電機效率下降，采用這種方法必須使用高性能低飽和硅鋼片。

       2）復合轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu):這種結(jié)構(gòu)的電機轉(zhuǎn)子軸向由永磁段和磁阻段堆疊而成，同時對這兩部分分別設(shè)計，磁阻段可以調(diào)節(jié)其厚度來控制電機的交直軸電感大小，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，使電機轉(zhuǎn)矩密度降低;此外，高速工況下的鐵耗也會增加。

       3）雙套定子繞組:這種電機有兩套定子繞組分別負責低速和高速時電機的運行。在低速時，使用串聯(lián)匝數(shù)多的定子繞組，對電流的要求較小，可提高電機效率。在高速時，使用串聯(lián)匝數(shù)少的高速繞組，從而實現(xiàn)電機的擴速。由于有兩套繞組，電機的體積會增大。

       4）磁場調(diào)制永磁電機:磁場調(diào)制永磁電機因其獨特的大轉(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汽車研究者的關(guān)注，相關(guān)研究越來越多。

       3電動汽車對電力系統(tǒng)的影響

       隨著電動汽車和充電站的數(shù)目不斷增加，電動汽車已成為電網(wǎng)的一種新型負荷。由于電動汽車充、放電的隨機性，電動汽車充、放電會對電網(wǎng)運行產(chǎn)生一系列影響，因此需要采取諸如負荷平衡、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負荷平衡

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

       3.2電能質(zhì)量

       在電動汽車充電過程中，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，直流電與三相交流電不斷換相，會對配電網(wǎng)的電能質(zhì)量產(chǎn)生影響。例如，在較低的電動汽車接入標準下，電動汽車使用常規(guī)充電會產(chǎn)生諧波、電壓偏差及較小的損耗，如果使用快速充電則會產(chǎn)生較大的功率損耗和電壓偏差;在較高的充電標準下，由于變壓器等的存在，電動汽車充電會對電網(wǎng)中的低壓部分造成更大的擾動，從而使電網(wǎng)產(chǎn)生嚴重的諧波、電壓偏差和變壓器過負荷。

       3.3削峰填谷

       電動汽車大都不會長期處于被使用的狀態(tài)。如果能充分利用電動汽車的電池儲能能力，電動汽車將會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。

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

       同時，如果用電高峰期電網(wǎng)電能供應不足，可以使電動汽車反過來對電網(wǎng)放電，平衡電網(wǎng)負荷。

       3.4頻率調(diào)節(jié)

       當電網(wǎng)頻率由于各種沖擊或供電負荷發(fā)生過大變化時，電網(wǎng)系統(tǒng)將使用自身的備用容量來填補電網(wǎng)變化，電網(wǎng)系統(tǒng)會有一部分調(diào)頻措施。電動汽車的儲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，電動汽車向電網(wǎng)放電;反之，電動汽車充電時，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)。

　　電動汽車產(chǎn)業(yè)鏈

        4小結(jié)

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