鉅大LARGE | 點擊量：1482次 | 2018年05月31日
“鋰動時代”或已經到來
與鉛酸電池相比，鋰電池具有重量輕、比容量大、循環(huán)使用壽命長等優(yōu)點，它作為電動自行車之車載動力電源，不僅輕量便攜方便充電，而且有助于整車產品之“輕量化及簡約化”設計。這對于淘汰目前大量使用的鉛酸電池、減少污染即促進環(huán)境可持續(xù)發(fā)展，以及推動電動自行車產業(yè)轉型升級、促進行業(yè)自身之健康發(fā)展，乃具有現實意義和有益效果。
因此，就現階段而言，在電池(儲能)技術研究尚未能獲得突破性進展，即“低成本、高性能”電池尚未投入商品化實際應用之前，我們或可將現有電動自行車產品之“鋰電化”轉型升級，作為目前以至今后一段時期內之主要研究課題。但就電動自行車行業(yè)本身而言，我們或更應該側重于：如何通過對現有產品進行綜合優(yōu)化設計，開發(fā)出更能適應普通消費者之需求的“經濟款鋰電車”產品，以期“鋰電車”之普及率能有較大幅度的提升。比如，設想在2015-2017年前后，擬實現“鋰電車”之普及率、達到或超過50﹪以上等等?；蚩蓪⒋俗鳛榻跀M實現之目標與具體任務。
就目前“鋰電車”之普及率而言，遠低于采用“鉛酸電池”之車型產品，其原因或在于，目前鋰電池成本仍相對偏高。因而，在現有“鋰電車”產品之設計中，多采用減少鋰電池的容量配置，來相應降低整車實施成本，而這使得現有“鋰電車”產品之車型過于單一化。比如，目前市面上鋰電產品多為“電單車”，這使得消費者對于車型的選擇或存在局限性，或因此而影響了“鋰電車”之普及率難以有較大幅度的提高。而相比之下，目前“電動型”車型的普及率遠高于“電單車”之車型。顯然，加快研發(fā)并推出“經濟款電動型鋰電車”之產品，對于有效提升“鋰電車”之普及率，乃至推動整個行業(yè)加快鋰電產品及其產業(yè)轉型升級，或將會產生更為明顯的實際效果。
可是，就我國現階段國情而言，隨著經濟與社會的不斷發(fā)展，致使城市不斷擴大、道路隨之延伸，而人們日常騎車出行距離亦相應延長，這就要求現有產品的續(xù)航能力(里程)須相應提高。然而，就現有技術及其實施條件而言，或只有通過增加電池其容量配置，方可延長其續(xù)航里程。而這對于降低“鋰電車”實施成本或帶來相當難度。而與之相比，目前“鉛酸電池”產品的普及率較高，或在于它仍具有價格優(yōu)勢。由此可見，因目前鋰電池成本(價格)偏高，而在短期內或難以實現其成本的大幅降低；故，欲通過價格優(yōu)勢來取代“鉛酸電池”則顯然是不現實的。
那么，就現有條件而言，如何突破目前“鋰電池成本過高”之瓶頸制約，來提升“鋰電車”之普及率呢？筆者以為，我們或可以通過進一步優(yōu)化驅動方式，來大幅提升驅動電機之“能效比(額定扭矩/額定功率)”，以減少電池的能量消耗及其容量配置，從而可降低電池成本；這將有助于“鋰電車”之普及率的更有效提升?；蛘吒唧w和直觀地講，若在現有產品之基礎上，將驅動電機之功效(能效比)提升1倍，則可以減少一半的電池容量配置；而提升至3倍則可以省去2/3的電池容量配置，等等。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
顯然，如能達到上述預期技術效果，這對于大幅降低鋰電池成本，提升“鋰電車”之普及率，或許是一條較為經濟和更為有效之解決途徑；或者可以說，若能實現如上所述之預期技術效果，或將給電動自行車技術進步與產業(yè)升級帶來一次變革，則預示著電動自行車產業(yè)之“鋰動時代”或已經帶來。
然而，就現有產品之驅動方式而言，主流產品均采用“輪轂電機”驅動，尤其是“低速輪轂電機直驅方式”，或已成為現有整車產品設計時，一種固定(固有)的設計模式；因此，可以說，現有產品之優(yōu)化設計，都是局限于該驅動方式所做出的改進；故，優(yōu)化及改進效果或是有限的，或顯得“微不足道”。當然，該驅動方式的優(yōu)點或在于，采用直接驅動車輪轉動之方式，傳動效率較高。但筆者以為，采用輪轂電機直驅方式，若用于高速車輛則相對趨于合理，這是因為：
它可充分利用和發(fā)揮電機的高轉速，工作效率較高；而用于電動自行車等低速車輛則不然，由于電機轉速需要與車輪轉速相匹配，則電機轉速受到一定限制，使其工作效率的更有效提高將受到限制。當然了，經過多年來的不斷改進，目前低速輪轂電機技術已相當成熟。然而，正因為如此，欲通過進一步優(yōu)化設計來提升其功效(能效比)，則提升空間已不大；或者更通俗與更直觀的講，基于現有低速輪轂電機驅動方式，即便是將其改進與優(yōu)化設計做到極致，或很難實現其功效的倍增。也就是說，在新材料、新工藝以及新的技術方法尚未出現之前(或尚未成熟運用之前)，若要進一步提升“低速輪轂電機”之功效(能效比)，則將受到現有技術條件的制約。
據上所述之分析以及筆者的理解，若要更大幅度的提升驅動系統(tǒng)之功效(能效比)，或應該選擇更趨合理的驅動方式。原因在于，目前的輪轂電機及其驅動方式，由于受到車輪轂特定結構及軸向尺寸的限制，而使得其功效的提升受到限制，不利于驅動電機之“高能效”優(yōu)化設計。因此，更宏觀的講，現有低速輪轂電機驅動方式，或成為電動自行車技術發(fā)展進程中，又一“技術瓶頸”。據此，筆者以為，進一步提升驅動系統(tǒng)之功效(能效比)乃是今后之發(fā)展方向。理由在于：即便是將來電池技術有所突破，但是，“革新驅動方式、提升驅動系統(tǒng)功效即減少電池能量(能源)消耗”之改進思路(設計理念)，將會始終保持(即：不會失去)其“技術先進性”；這一點乃顯而易見。
而固守于“低速輪轂電機”驅動方式、并依賴于電池技術上的突破；這將使我們解決問題之途徑及其技術方法或受到束縛，則改進思路及其解決方案或存在局限性。相比之下，運用現有成熟技術(最新技術)，對現有產品進行優(yōu)化設計，而無論采用何種驅動方式，只要適宜和具備產品“運行工況”等相關技術條件之要求，并能大幅提升驅動系統(tǒng)之功效(能效比)即減少電池能量消耗；則乃較佳驅動方式。并且，其技術優(yōu)勢或更體現于：其一，運用現有成熟技術則實施難度大大降低，無技術瓶頸制約；其二，節(jié)能效果(即減少能源消耗)，則是采用提高電池“比容量”之解決方案所不能夠做到的。
綜上所述，筆者以為，突破現有產品設計模式之束縛，更新“設計理念”、改變“技術思路”，并選擇更趨合理的驅動方式，將可獲得“事半功倍”之技術改進效果。由于本文篇幅所限，對于上述相關問題的進一步討論以及具體改進方案，推薦參考筆者近期撰文并發(fā)表于“中國電動車網”的相關文章，即：《淺談電動自行車之高能效低成本輕量化設計》及《我國電動自行車產業(yè)未來發(fā)展的思考與探討》；該文中給出了具體優(yōu)化設計方案及參考實施例?，F將其核心技術要點及其應用效果簡述如下，謹供參考。
該解決方案及實施例中，提出了：采用“高能效”電機及其“高效率”工作方式(驅動方式)之改進思路；并給出了具體改進措施。其中，核心部件為一“高能效減速增矩電機”，其技術優(yōu)勢與特點在于，構成簡約、方便實施，或可由現有產品(減速電機)作相應的改進即可；具體為：可選用同一系列而不同規(guī)格的現有產品進行改制便可(即：采用“非標設計”之設計方法便可)。并且，該解決方案用于現有產品之優(yōu)化設計，不但無需改變現有電機產品之原有基本結構(磁路)設計，而且改進效果乃尤為顯著。經對相關參數的簡約計算、以及對“參照樣機”的初步試驗與相關數據統(tǒng)計則表明：
它與現有產品及其“低速輪轂電機直驅方式”同比，至少可將驅動系統(tǒng)之功效提升6倍，則實用效果即相當于電池的“比容量”提高了6倍，或等效于電池的容量配置增加了6倍，這將有助于整車產品的“低成本、輕量化及簡約化”設計；尤其對于降低“鋰電池”成本和提高現有“鋰電車”產品之普及率，或將會產生較為顯著的實際效果。
結語：
由于筆者水平所限，對于上述相關問題之探討，以及所提供的技術解決方案，謹供參考。但有一點是十分明確的，即：通過進一步(大幅)提升驅動系統(tǒng)之功效(能效比)、繼而大幅減少電池容量配置及其“鋰電池”成本，遠比降低“鋰電池”本身之成本(造價)要容易的多。其技術優(yōu)勢及其可行性就在于：不僅實際應用效果更為顯著，而且就現有技術條件乃可以方便做到的。而這對于有效降低“鋰電池”成本和提升“鋰電車”普及率，以期鋰電產品在短期內獲得更為廣泛之普及，或將帶來更為顯著的實際效果。因此，客觀的講，就目前現有技術及其實施條件，或已經具備了“經濟款鋰電車”之商品化開發(fā)、以及規(guī)?；慨a的實施條件；而我們真正所要做的，或只需“更新設計理念、改變技術思路”，僅此而已。據此，我們更有理由相信：我國電動自行車產業(yè)之“鋰動時代”或已經到來。
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