汽车再生（精选七篇）
汽车再生 篇1
关键词：再生制动,能量回收,电动伺服制动
现今社会,汽车这个工业产品发展越来越快。汽车给人类社会带来的有利变更是人们有目共睹的,它缩短了地域间的距离,提高了生产的效率;人们享受驾驶的乐趣的同时,也享受着汽车为生活提速的便利。汽车这个工业产品从奢侈品逐步成为人们的生活必需品,各家庭的人们因拥有汽车而扩大了生活的半径,拉近彼此的距离。然而,汽车对能源的消耗和对环境的影响是制约汽车发展的两项重要决定因素。因此,各国都致力于新能源汽车的研究发展,如纯电动汽车、燃料电池汽车、气体(天然气、液化石油气)燃料汽车、生物燃料(醇类、醚类)汽车、氢能源汽车及太阳能汽车等。然而,由于新能源汽车技术目前尚存在一些短时间内难以解决的问题,并且各国政府和行业或多或少存在一些制约因素,纯电动等新能源汽车现阶段还是难以推广,相比而言,混合动力汽车因技术更成熟,更有市场价值和发展前景。
众所周知,汽车制动是靠摩擦的方式进行的,摩擦固然会存在热量的产生和散失。据研究发现,在城市工况下会有大于50%的驱动能量在制动后损失,郊区工况下也会有至少20%的损失。这对于以节能为目的的新能源汽车是大为不利的,无论是混合动力还是纯电动的新能源车,再生制动技术(Regenerative Braking Technology)都是与之匹配的制动方式。有别于传统制动方式,再生制动可以在车辆刹车、减速或下坡的过程中将车辆的部分动能通过能量转换装置,将其转化为电能,且通过能量回收系统吸收并存储起来,然后能量管理策略优化能量的分配,在车辆起步加速时再把储存的能量释放出来,形成驱动车辆行驶的动力。这种方式一方面将车辆的动能转化成其它形式的能量回收再利用,节约了能源,而不是像机械摩擦制动那样将车辆的动能变为热能浪费掉;另一方面减轻了机械摩擦制动的磨损,增加了摩擦制动器的寿命。因此,开展再生制动技术研究,对车辆节能技术有巨大的现实意义。
1、再生制动的基本原理
1.1 定义
再生制动(Regenerative Braking),也称反馈制动,是指纯电动或混动汽车在减速或者下坡时,将汽车的部分动能转化为电能,转化的电能储存在储存装置中,如各种蓄电池、超级电容和超高速飞轮,最终增加电动汽车的续航里程。如果蓄能器已经被完全充满,再生制动就不能实现,所需的制动力就只能由常规的制动系统提供。再生制动有别于传统制动,把动能转化及储存起来,而不是变成无用的热在空气中白白散失掉。
1.2 系统构成
1.2.1 传统制动系统构成
传统汽车的制动系统构成如下图所示,由制动踏板、制动主缸、ABS调节器、轮缸、摩擦片、制动盘及相关管路构成。
整个制动过程是:由驾驶员发出指令给制动踏板踏力(踩下制动踏板),推动制动主缸(其中,由真空助力器向发动机获得负压,给制动踏板提供助力),主缸活塞建立液压通过油管通向ABS调节器,此时ECU通过整车行驶的信息给ABS发出相应的脉冲指令,ABS的电磁阀控制各路车轮的制动硬管的液压,最后,通过液压推动各车轮上的制动轮缸,轮缸活塞推动制动片形成对制动盘的夹紧作用,也就是形成制动效果。当中不难发现,真空助力器在常规动力的汽车的制动系统中扮演一个很重要的角色,一方面是建立液压的重要部件,另一方面也是由它来获得负压从而提供助力给踏板,也就是说,直接影响着驾驶员踩刹车的主观感觉。
1.2.2 再生制动系统构成
在混合动力汽车和电动车上启用再生制动系统,一方面是因混合动力车或电动车是发动机存在不工作的时候或没有发动机的,相应的变更为电动机在工作;另一方面,就是为了能量回收,最大限度地节省能源。再生制动系统两大特点就是能量回收和电动伺服助力。
基于以上原因,新能源车上的整个再生制动系统,分别是由带再生制动信息的组合仪表(METER)、带伺服传感器的制动踏板(BPS)、电动伺服制动功能的电路控制单元(ESB ECU)、VSA调节器、电机总成、电动伺服制动主缸(TMOC)、制动操作力模拟系统(BOS),等部件构成。
各部件作用:
(1)专用组合仪表(Meter)用于显示所有关于再生制动的信息,如驾驶员可直观知悉车辆当前时刻是处于制动模式还是能量回收模式还是能量释放状态,又或者是制动系统异常等信息;
(2)制动踏板BPS(Brake Pedal Stroke Sensor)上有位移及踏板力传感器,能感知驾驶员的制动意图,是需要缓慢制动还是紧急制动的工况,传感器将制动踏板的行程和操作力转化为相应的电信号传递至控制单元;
(3)ESB ECU接收传感器反馈来的电信号,基于自身ESB逻辑策略,合理有效地给BOS和TMOC发出指令,使其进行作动;
(4)BOS(Brake Operating System)制动力操作系统根据具体指令给制动踏板提供反力(提供类似负压助力的作用,助力的大小决定于制动踏板上传感器的反馈信号)。其实制动操作力系统也称制动操作力回馈模拟器,就是为了在制动过程中保证制动踏板可以给驾驶员提供一个“真实”的力的反馈。它与制动踏板机构相连,负责在制动过程中向驾驶员提供反馈力,这样,这套制动系统在驾驶员看来就与熟悉的传统车型相同了,使驾驶员无论是缓刹车还是急刹车,踏板给脚的感觉都是线性合理的,不会出现一脚踩空或硬到踩不动。
也许你会提出疑问,车辆在行驶时如果发生电器电路故障导致了制动助力电机无法正常工作,那岂不是要大祸临头?其实不然,踏板回馈模拟装置与制动总泵间有油管相连,但在正常情况下,油路是被“切断”的,所有制动压力由助力电机提供,而当助力电机出现故障时,制动压力还是可以在驾驶员踩下制动踏板后,踏板回馈模拟装置将制动液推向管路形成制动压力,只不过,相比之下,踩下制动踏板的力量会稍大些,为了使之更完善,工程师通过加长制动踏板的方式来减轻制动所需力量;
(5)TMOC(Tandem Motor Cylinder)伺服电机液压主缸也是根据指令进行作动,由自身的电动马达推动制动总泵为制动管路建立液压(制动压力则依据踏板位置信号计算得出)。该部品负责提供助力、建立液压和协调再生制动力分配,其角色就好比传统制动系统中的真空助力器和制动主缸;
(6)最后,由VSA调节器根据ECU指令分配各车轮的制动油压,推动制动卡钳在制动盘上施加相应的夹紧力,完成最终整车的制动。
整个制动过程的信息传递过程如下图所示。
1.3 再生制动系统工作原理
1.3.1 主要辅助机能
在说明ESB(Electric Servo Brake)工作原理前,先简单介绍其辅助机能。下图是再生制动系统重要部品的布局图,该系统除了履行一般的整车制动功能外,还包括一些ESB基本机能,如:(1)S/C压控制:产生与制动踏板入力相应的油压;(2)电机保护控制:避免连续通电引起的电机过热烧损;(3)再生协调控制:通过与ECU的通信,分配再生/油压的制动力;(4)STALL协调控制:结合VSA的作动机能,爬坡路停车时的制动力保持。
1.3.2 ESB工作原理
下面对再生制动技术的核心机能ESB(Electric Servo Brake)电动伺服制动的工作原理进行说明:
(1)非工作状态
在非工作状态下,也就是驾驶员没有给制动踏板施加踏板力时,如图11所示,MCV阀是开通的,使得上部制动液管路和下部制动液管路是相通的。PFSV阀是闭合的,故PFS没反馈液压给BOS。另外,由于ECU没有给指令TMOC的电机,电机是不作动的,所以整个制动液管路是没建立液压的,处于自由状态。
(2)正常制动状态
在驾驶员进行正常的制动操作时,如图12所示,先是对制动踏板施加踏板力,踏板发生位移,通过连杆推动BOS的液压缸,PFSV阀开通,制动液填充到PFS且通过PFS建立制动。另一方面,通过ECU的指令,将PFS的液压分配反馈到BOS缸体,反馈力最终体现到踏板上,形成与驾驶员制动意图和踏板力相对应的踏板反力(反力的模拟量通过踏板上的位移传感器给ECU信号来判断),从而不会给驾驶员有一脚踩空或踏板很重的感觉,简单来说就是形成类似真空助力器的模拟量感觉。与此同时,MCV阀关闭,从而切断上下流的制动液管路。并且ECU给指令TMOC的电机正向转动(正常制动时电机是正转的,加速度和转动时间基于是紧急制动还是缓制动的踏板输入量而定),电机带动齿轮机构推动制动主缸的活塞作动,从而使制动液从制动主缸到制动管道再到轮缸建立液压,最后推动轮缸的活塞,完成对制动盘的夹紧力的整车制动效果。制动力的大小取决于液压的大小,液压的大小取决于电机运转的角度,电机运转的角度决定于踏板行程/踏板力传感器的信号。制动控制与电机控制协同工作,确定电动汽车上的再生制动力矩和前后轮上的液压制动力。
(3)再生协调模式时
在制动中期进行0压再生,能量回收的时候,制动液压是总轮缸指向制动主缸TMOC的,从图13可见,液压推动主缸的活塞,再把力通过齿轮机构传递给电机,使得电机反转,从而实现液压能向电能的转换,这样达到能量回收的效果。值得注意的是,电机的逆转转角和转速也是受到ECU的控制的,使得液压力和电机作动力的匹配达到一个合理的水平,故能很好地对应0压再生和车速制动过程中低速化。在整个过程中,MCV阀还是仍然处于闭合状态的,所以上流管道的液压不受到影响,PFS依旧由ECU的指令下给予踏板一个合适的反力模拟量,使得驾驶员在整个过程中有一个合适的制动踏板操作感。
(4)电动伺服制动失效时
我们可能会担心,当电动伺服TOMC的电机失效(无电源或电机坏了)的时候,岂不是会导致无法完成制动?这岂不是很危险?其实,这也是设计者已经考虑到的。如图14所示,当TMOC的电机失效,电机停止工作时,制动主缸和整制动管路的液压就不能靠电机的作动来建立了。但这个时候MCV阀就会开通,使得上下两部分的液压管路相通,驾驶员通过踩下制动踏板推动BOS的活塞,再把制动液压向TMOC来建立制动管路的液压。简单来说就是用纯人力的方式来踩出制动效果。不难发现,这时PFSV阀是闭合的,PFS与BOS是不相通的,所以这种模式下是没有踏板模拟反力的,故驾驶员在这种情况下会觉得踏板力比正常时要稍大,但设计者通过加大踏板臂的方式来减小这种影响,并且通过以上操作,达到不影响在无伺服助力状态下的整车制动效果。
2、再生制动的能量回收
2.1 制动过程中的能量
制动能量分为可回收能量和不可回收能量。不可回收的能量主要是汽车克服滚动阻力和空气阻力所消耗的能量和在传递过程中损失的能量。可回收能量是驱动轴上的制动能量。在平坦的路面上(可忽略道路坡度的影响,此外传动系统阻力较小,也可忽略),汽车在行驶过程中当切断动力后以初始车速v0,减速至车速v1过程中,其能量变化关系为:
式中:△W-----制动时衰减的动能;
m------汽车质量,kg;
Wf----滚动阻力所作的功,(J);
Wa----空气阻力所作的功,(J);
Wb----制动力所作的功,(J)。
Wf和Wa的能量是不可回收的,只有Wb可回收再利用的。传统摩擦制动力做功是将汽车的动能转变为热能,逸散于大气中。这种能量转换过程是单向不可逆的,因此无法加以利用,只有回收制动装置的制动力所做的功才可以被利用。因此为了提高汽车的能量利用率,在制动过程中,应该尽可能多的回收制动装置的制动力,使其发挥作用。
2.2 制动模式分析
根据汽车行驶特点,制动模式不同,回收的能量也有差异。制动或减速可分为以下几种工况:(1)紧急刹车。此时制动加速度往往大于3m/s2,某些情况下,甚至能达到7~8m/s2。此时以传统的机械刹车为主,能量回收系统同时作用,但由于紧急制动过程非常短,因此能够回收的动能量比较少。(2)中度刹车。即一般制动,指制动减速度小于3m/s2,且大于滑行减速度(根据车辆的不同计算方法如公式(1)时,可分为减速过程与停车过程,能量回收系统负责减速过程,机械刹车完成停止过程。(3)汽车下坡时的刹车。此时制动力很小,能量回收系统负责全过程。(4)滑行减速。滑行减速是指汽车切断动力后依靠惯性滑行的减速模式,其制动减速度就是滑行减速度,该过程中消耗的能量无法回收利用。滑行减速度可由(1)式计算:
式中:a0-----滑行速度,m/s2;
V-----汽车速度,km/h;
φ----旋转质量系数;
f----滚动阻力系数;
Cp---空气阻力系数;
m----汽车质量;
A。----迎风面积,m2。
(5)缓慢减速过程。缓慢减速过程是指汽车以小于滑行减速度的减速度缓慢减速的运行情况,此时仍然需要动力装置输出少量的动力,该过程中消耗的能量也无法回收利用。
2.3 可回收能量
一次刹车可回收利用的能量为:
式中:K1----汽车的机械传动效率;
K2----制动能量回收效率,在制动过程随转速和转矩变化;
K3----制动能量利用效率;
△W---汽车制动时衰减的动能;
Wf----滚动制动时衰减的动能;
Ff----滚动摩擦力;
S----制动距离,它取决于制动力的大小和制动时间的长短。
2.4 再生制动的能量回收过程
汽车再生制动是指汽车在减速或制动过程中,在保证车辆制动性能的条件下,通过与驱动轮(轴)相连的能量转换装置,把汽车的一部分动能或位能转化为其它形式的能量,并储存在能量储存装置中,然后在汽车起步或加速时释放能量。
如下图所示,制动初期通过油压提供一个较小的制动力矩,形成初期的制动效果,这个油压制动的时间一般会很短暂。
接下来由车轮的反向力矩对系统进行0压再生的过程,在整个再生制动力矩的过程形成能量回收,最后电机才进一步作动,形成电动伺服制动。有别于过往常规制动,再生制动有一个再生制动力矩进行能力回收的过程,很好地在新能源车上达到节能的目的。另外,由ECU进行协调控制,在整个过程车辆都是能够按照驾驶员的意图输出合适的制动力,使得车辆速度逐渐下降直到停下来的。从节能角度来讲,就是不会让过往常规摩擦制动那样,在制动过程中通过热散失把能量白白损耗了。
2.5 再生制动能量回收的类型
根据目前的研究成果可知,再生制动能量回收的基本原理是先将车辆制动或减速时的一部分机械能(动能)经再生系统转换(或转移)为其他形式的能量(旋转动能、液压能、化学能等),并储存在储存器中,同时产生一定的负荷阻力使汽车减速制动;当汽车再次启动或加速时,再生系统又将储存在储能器中的能量转换为汽车行驶所需要的动能(驱动力)。
根据储能机理不同,电动汽车再生制动能量回收的方式也不同,主要有3种,即飞轮储能、液压储能和电化储能。
(1)飞轮储能式:是利用高速旋转的飞轮来储存和释放能量,能量回收系统原理如下图所示。当汽车制动或减速时,先将汽车在制动或减速过程中的动能转换成飞轮高速旋转的动能;当汽车再次启动或加速时,高速旋转的飞轮又将存储的动能通过传动装置转化为汽车行驶的驱动力。
(2)液压储能式:的再生制动能量回收系统原理如下图示。它是先将汽车在制动或减速过程中的动能转换成液压能,并将液压能储存在液压储能器中;当汽车再次起动或加速时,储能系统又将储能器中的液压能以机械能的形式反作用于汽车,以增加汽车的驱动力。
(3)电化学储能式:的再生制动能量回收系统原理如下图示。它是先将汽车在制动或减速过程中的动能,通过发电机转化为电能并以化学能的形式储存在储能器中;当汽车再次起动或加速时,再将储能器中的化学能通过电动机转化为汽车行驶的动能。储能器可采用蓄电池或超级电容,有发电机/电动机实现机械能和电能之间的转换。系统还包括一个控制单元,用来控制蓄电池或超级电容的充放电状态,并保证蓄电池的剩余电量在规定的范围内。
2.6 制动能量的储存形式
制动能量的储存形式多种多样,只要便于储存和释放再利用就可行,目前主要有上述提及的飞轮储能式、液压储能式、电化学储能式3种,因电化学储能式相比前两种在能量传递的效率和储存放稳定性方面更为理想,所以使用的最为广泛。
3、再生制动的发展情况
3.1 目前发展
目前再生制动技术在国外已被较多的使用,主要体现在混合动力车型和纯电动的车型上。比较具有代表性的是丰田的普锐斯、CT200h、本田的混合动力飞度、纯电动版的飞度、Insight、福特公司的Prodigy、日产的Tino、通用的Precept等,并且普锐斯轿车还使用了比较先进的控制策略,它的ECB制动系统能够实现四轮单独控制,车辆的常规制动、紧急制动、制动能量回收以及防加速打滑控制等技术只需要一套制动系统就可以实现,所以均能看到国外在该项技术已达到比较成熟的阶段。但因新能源车在我国起步较晚,再生制动技术还处于起步阶段,尚未在国内行业有更多的应用。国内的一些高校、汽车主机厂、研究院都在这一领域进行研究,并取得了一些初步成果,但是均没有达到比较成熟的阶段。国内目前应用的再生知道那个系统普遍存在制动力难于准确控制、制动稳定性差、能力回收效率有限等问题。大部分研究都停留在理论分析和建模仿真阶段,极少实车应用,相关的制造和使用标准还没健全。
3.2 未来前景
总体来讲,再生制动的优势是显而易见的,除开可以回收能量给电池等设备充电之外,它也不受制动系统热衰减的影响,更重要的是,它是基于驱动系统的,并不需要做太多专门的设计和改动,较为容易实现,只要解决了制动力均衡的问题,再生制动是一项非常适合新能源车型,同时颇为实用的技术。对于再生制动技术,若未来科研人员们能在制动控制的稳定性、能量回收的充分性、制动踏板的平稳性和复合制动机能兼容的协调性这几方面能进一步突破的话,再生制动技术在新能源汽车上的真正推广和实车应用肯定能实现的。
4、结束语
新能源汽车的节能技术需要以节约能源和回收能量相结合,这样才能达到节能减排的根本目的和最佳效果。再生制动技术也是新能源汽车制动领域的必然选择。因此,本人预测在不久的将来,随着石油等不可再生能源的紧缺,新能源汽车的进一步推广和普及,再生制动技术也会得到快速普及和应用,最终成为主流!
参考文献
[1]夏宇敬.《浅析再生制动》山东省德州市德州学院.《中国科技信息》2009年10期.
[2]陈庆樟,何仁,商高高.《汽车能量再生制动技术研究现状及其关键技术》.常熟理工学院.《汽车技术》2008年6期.
[3]孟秋红,郭金波.《再生制动技术在汽车中的应用》石家庄铁道学院机械工程学院《天津汽车》2007年3期.
[4]张子英,张保成.《车辆制动能量回收再利用技术研究》.ZHANG Zi-ying ZHANG Bao-cheng.《节能技术》2010年3期.
[5]《Studies of regenerative braking in electric vehicle》Yoong,M.K.;Gan,Y.H.;Gan,G.D.;Leong,C.K.;Phuan,Z.Y.;Cheah,B.K.;Chew,K.W.Sustainable Utilization and Development in Engine ering and Technology(STUDENT),2010 IEEE Conference on 2010.
为再生而“再生” 篇2
再生，生物学上的一个术语，意为生物体对失去的结构重新自我修复和替代的过程。狭义地讲，再生是指生物的器官损伤后，剩余的部分长出与原来形态功能相同的结构的现象。
这个世界，正在加速变化。这样的变化让人应接不暇，连90后都在哀叹自己老了，每个人都在惊呼自己是不是已经被这个世界抛弃。不是我不明白，是这世界变化太快。
不是么？看看我们的城市，城市化进程的不断加快，大量的工业遗产面临着被拆迁的处境。承载着城市脉络、生活环境、历史风貌的旧城亦正在面临被改造的命运。
如果还是用生物学的定义来解释这个变化，拆迁、改造都是城市这个生物体失去原有结构的过程。而用什么样的形式和方式来重新自我修复和替代，是我们这个城市现今遇到的最大的课题：我们需要再生，我们需要一个合理而合情的方式再生。
环境艺术的业内人士和专家敏锐地体会到这种责任，于是，中建杯“5+2”环境艺术设计大赛应运而生。
大赛内容分室内、景观、建筑三大类。现在，让我们走进这些参赛作品，再次体悟“再生”主题之于设计的重要性。
室内类作品的再生诠释
潘召南说，和大赛整体水平相比，室内这方面的作品并不突出，究其原因是因为大家对室内设计太为熟悉，看待室内类作品都带着更加挑剔的眼光。所以要想有所突破，要想与众不同，都要付出非常大的代价。这件来自四川大学的名为“CK服装店设计”的学生作品，虽然在设计技巧、设计经验都还并不尽人意；但这件作者敢于向正常空间提出更多改变方式，敢于把自然形态与时尚、空间变化糅合在一起，就有了亮眼之处。
作品对再生的诠释，来自于对空间和时尚的理解。首先，时尚和传统，本身就是一个事物的AB面。改造作为A面的传统以获得一种替代便需对作为B面的时尚进行灵活运用。这是设计者在理解再生涵义的基础上让作品整个形态完整地贯穿墙面以及顶部的结果。
其次，这件作品的特殊来自于作者在空间变化的尝试，以自然山洞所特有的山石嶙峋的形态，通过光线的强弱显现出空间的丰富层次和进深，在这样的空间中墙与顶连成一个整体，从而打破了天地墙惯常的空间秩序，这种大胆的设计概念很好的诠释了CK品牌引领时尚的先锋气质。设计者超越传统、超越正常空间的桎梏。
作品在色彩、色调的处理上较为完美地做到了得当。黑白灰作为主调，让店内空间基调映衬出商品的时尚感和在空间中主角地位。这种时尚感的营造成功，便是“CK服装店设计”的成功之处。
当然，潘召南也说到其中不足：虽然作品整体诠释较为出色，但在展台与陈列之间、灯光与灯饰的处理上，显得设计思想没能贯彻始终，经验不够。
建筑类作品的再生理解
建筑类作品中有一件来自四川美术学院，名为“建筑、再生——新与旧的对话”。这是一件旧楼改造的设计方案，旧楼改造本身和“再生”的主题天然的契合。
潘召南说，通常，设计者更容易从概念出发，强调形式感，追求视觉冲击力，而往往忽视了建筑本身的应用功能和实用性。这件作品虽然从图片上看并不炫目，也不甚起眼，但设计者站在应用角度去设计，便是这件作品的可取之处。
这是对川美一座旧楼的改造设计。同时做这个旧楼改造设计的还有五六个设计方案，但它能从中脱颖而出获奖，就是抓住了设计的本质：设计要服务于生活。这就是设计者对“再生”的理解。
当然，作为学生作品，潘召南也提到了它的不足。一是设计者作为学生对这幢建筑本身的理解不够深入，对将旧建筑“再生”的程度，即保留多少、改变多少的定位不够准确和到位；还有一个重要的原因则是因为这幢川美的老建筑有着极深的历史渊源和文化背景，这让设计者背负了很大的负担，因此限制了做出更为大胆的设计方案。
景观类作品的再生实验
潘召南介绍的景观类获奖作品是一件在评审中争议很大的作品——“城市空间爱心工程设计”，来自云南大学。
设计方案是关于公共环境下的城市家俱，即公交车站的座椅设计及装饰设计。作品之所以成为爱心工程，是因为这件作品是为城市最底层的流浪者设计的。
在设计者的设计中，流浪者可以把这里当做临时的“家”，当刮风下雨时，他们可以有遮蔽的地方。又或者夜晚找不到住宿时，可以蜷缩在这里暂避一晚。
争议中的肯定，是对设计者那种具有人文关怀精神的肯定。这个设计是设计者在仔细观察生活后做出的一个极富同情心的作品，它重新给予了城市最底层人群的生活条件和生活信心，让我们这个逐渐变得冷漠的城市有了几分温情。
而争议中的质疑，更多的来自于对作品设计操作层面。如这样的城市家俱设计会不会影响市容，会不会藏污纳垢，会不会造成对城市其他人的困扰等等。
但不管争议声有多大，也不管这件作品最后是否能由设计变成实物，这件作品本身就是有价值和有意义的。这种价值和意义就体现在城市更新过程中对如何“再生”的有益实验。
“再生”的价值和意义
大赛已经落幕，但大赛主题“再生”引起的思考还在继续：如何对待资源、生态与社会的可持续发展，人与自然的协调共生，传统文脉的延续与保护，对历史与个性化的尊重，资本与权利的价值取向，道德与人际之间的和谐……当真正理解了“再生”，便完成了一个设计者的自省。
电动汽车直流电机再生制动控制方式 篇3
1 再生制动
电动汽车制动系统通常是由再生制动和传统机械制动组成的复合制动, 电动汽车的制动装置目前比较多的是采用再生———液压混合制动形式。液压制动是由制动器、制动管路及操纵装置等组成;再生制动采用的一般是电气制动装置, 主要由能量转换装置电机、能量储存装置以及控制部分组成。
电动汽车的制动方式应考滤液压制动与电气制动两种方式的结合[2], 在保证安全的情况下, 尽可能地应用再生制动。
电动汽车的再生制动也就是能量回收或称回馈制动, 是指电动汽车在刹车、下坡、滑行过程中, 通过控制系统将电动机的状态变为发电机工作状态, 利用电机的电气制动产生反向力矩使车辆减速或停车。由于电机处于发电工作状态, 可以将汽车的动能或以电能存储到蓄电池———超级电容, 或以动能存储在飞轮, 或以气压或液压能存储在储能器里 (本文是基于将再生制动的能量以电能形式回馈到蓄电池) , 当汽车起步、加速或制动的时候再释放出来。研究再生制动可以提高电动汽车续驶里程, 降低汽车的运行成本, 在降低能耗、提高经济效益、节能环保方面都具有一定的使用价值。
2 影响再生制动的因素
当驾驶员松开加速踏板, 踩下制动踏板时, 制动系统开始工作, 再生制动参与到制动。再生制动产生的制动力要考虑电机的外特性、电池状态和制动稳定性等。因此在制动过程中电机回馈制动力总是在变化的, 这就要求能够准确快速地调节液压制动力以使得总制动力与驾驶员需求相符。当驾驶员踩下制动踏板时, 控制器根据传感器算出驾驶员期望的制动力, 能够根据电机能够提供的电机转矩, 电池的存储能量及充电功率, 电机的输出功率等相关因素, 计算出电力制动力及液压需要提供的制动。影响再生制动的因素主要有以下几个。
2.1 期望制动力及制动力矩
制动装置需要转换和吸收的动能, 与汽车的制动初速度及总质量有关, 需要产生的制动力与踏板力成正比的关系。当制动器摩擦力不大的时候, 地面制动力受制动器的制动力影响成正比增加。但上升到一定的程度, 受地面的附着性能的影响, 即地面制动力Fb最大值为:
其中, φ为地面附着系数;m为车辆质量;g为重力加速度。地面最大制动力与与汽车的总质量及附着系数有关, 期望制动力不能超过地面提供的最大制动力, 最大只能与其相等。假设车轮半径为r, 则期望制动力矩为:
2.2 电机转矩
电动汽车制动时电机处于发电机工作状态, 发电机机械特性是决定再生制动性能的最重要因素。发电机制动力矩的大小取决于电机能够提供的转矩大小, 电机转矩越大, 再生制动力越大。
电机输出转矩为:
式子Tmot为电机再生制动转矩, Pn为电机额定功率;nn为电机额定转矩;n为电机转速[3]。
从上式可以看出, 在电机转速低于额定转速时, 发电机输出的转矩是恒定转矩;电机转速高于额定转速时, 其转矩与转速成反比。即转速升高, 其输出的转矩反而下降, 再生制动力下降, 电机的转矩和转速与相应的转速下的功率密切相关。
2.3 电池充电功率
外加电压为U的电源给电池充电, 则有:U=Eb+I×Rb。
式中, U为充电电压;Eb为电池等效电动势或开路电压;I为充电电流;Rb为电池等效内阻。
电池充电功率Pb为:Pb=U×I。
电池充电功率与电动势, 电流及内阻之间有关系:Pb= (Eb+IRb) I。
Pb为电池的充电功率;Eb为电池的电动势;I为充电电流;Rb为电池内阻。电池内阻及电动势也会受荷电状态SOC (State of Charge) 的影响[4]。
为了保护电池, 需要将电池充电功率作为确定再生制动的约束条件, 电池SOC值高于0.95时[5], 不进行制动能量回收。电机实际制动功率不应该超过电池的充电功率, 否则会损害电池。
2.4 电机的输出功率及感应电动势
假如电机工作在直流发电机的工作状态, 其电机输出的功率为:
Pmot为发电机的输出功率, U为直流发电机的电压, I为直流发电机电流, η为直流电机的效率, r为电枢电阻;R为负载电阻;E为电机产生感应电动势;KE为与电机结构有关的常数;Φ为磁极的磁通量;n为电枢转速[6]。
可见, 当电机处于发电机工作状态时, 其输出功率与其电机的转速有关, 转速低时, 其输出功率也比较低。
3 再生制动控制方式
电动汽车制动系统的基本原则是在满足制动安全性的前提条件下, 吸收制动过程中的动能, 电动汽车只有驱动轮才能通过再生制动实现能量回收。为了保证制动安全, 再生制动要受到一定条件的限制。比如说, 在紧急制动, 再生制动不能参与, 在保证汽车制动稳定性的基础上, 充分地利用再生制动, 最大限度地提高制动能量回收。
3.1 汽车车速小于允许再生制动的最小车速
驾驶员放松加速踏板时, 电机的电枢处于断开电源状态, 此时电机处于发电机的工作状态, 根据直流电机工作原理, 其电动势为:E=KEΦn。
通过上式可以看出, 当结构参数不变的时候, 发电机产生的电动势取决于电机。电机此时取决于车速, 如果车速过低, 致使电枢反电动势过低, 所回收的能量有限, 能量都消耗在克服电路的内阻上, 影响汽车的滑行距离, 反而使汽车需要频繁加速而导致其续驶里程缩短, 所以再生制动系统制动没有意义[7]。此时, 如果需要制动则完全由机械制动来实现。
由此可见, 当汽车车速小于允许再生制动的最小车速时, 此时不采用制动。
3.2 汽车车速高于允许再生制动的最小车速
汽车车速高于允许再生制动时, 分为两种情况。
3.2.1 发电机输出的功率Pmot小于电池允许最大功率Pb
(1) 再生制动优先。当驾驶员施加到制动踏板的理想制动力矩Treq小于当前转速下电机最大的制动转矩Tmot时, 制动强度要求比较低, 再生制动所产生的制动力矩足够达到制动效果。此时则采用纯再生制动, 充分利用再生制动, 来提高汽车的能量回收效率。再生制动转矩满足整车的制动要求, 则所需要制动转矩全部由电机再生制动提供, 此时进入一个纯电制动阶段。
(2) 复合制动。但是驾驶员施加到制动踏板的理想制动力矩Treq大于当前转速下电机的最大制动转矩Tmot时, 再生制动转矩满足不了整车的制动要求, 此时则需要电机再生制动与机械摩擦所产生的转矩共同提供来满足汽车的制动要求。进入到一个机电复合制动阶段。
再生制动制动力矩、总制动力矩两者之间的分配如下图1所示。
当理想制动力矩Treq小于再生制动力矩Tmot时, 由再生制动来提供。当理想制动力矩Treq大于再生制动力矩Tmot时, 由再生制动与机械制动一起来提供。
(3) 机械摩擦制动。当出现紧急制动时, 制动减速度大于2m/s2[8]时对制动力要求也非常大, 制动时间比较短。为保护电机及保证车辆的稳定性, 防止因瞬时充电功率过大而对电池等器件造成损坏, 此时关闭再生制动系统, 进入一个纯机械制动阶段, 再生制动不起作用。
3.2.2 发电机输出的功率Pmot大于电池允许最大功率Pb
发电机输出的功率Pmot大于电池允许最大功率Pb时, 从保护蓄电池的角度来说, 这时, 不允许再生制动参与, 此时制动采用纯机械制动。
4 结语
电动汽车再生制动只是辅助制动, 它的应用有一定的范围。由于再生制动所提供的制动转矩受电机最大制动功率、最大制动转矩、电池最大充电电流等条件的影响, 所以提供再生制动能量有限。再生制动参与工作的条件: (1) 与汽车行驶的速度有关, 不能低于允许再生制动的最低车速; (2) 与发电机输出的功率Pmot和电池允许最大功率Pb有关, 要求发电机输出的功率Pmot小于电池允许最大功率Pb; (3) 与驾驶员控制的减速度有关, 不能超过2m/s2时。
同时满足以上条件, 再生制动参与工作。发挥再生制动最大作用, 对减轻机械刹车系统的损耗、延长其使用寿命、提升汽车续驶里程、提高能源的利用率都有一定的意义。
参考文献
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汽车再生 篇4
生态环境问题日趋严重,节约能源,发展低碳经济已被我国提上日程,电动汽车作为新兴战略性产业,得到了大力发展,然而与其紧密关联的基础充电设施成为影响电动汽车推广和发展的重要因素。本论文通过对可再生能源充电设施的深入探索研究和优化,改进可再生能源和电动汽车充电设施的配置方案,使用先进的控制和保护方法,有效提高系统稳定性和充电效率。
汽车工业中,传统燃油汽车的尾气排放是最主要的污染源之一,发展低碳交通运输业被越来越多的学者所关注。近年来,国家已大力发展纯电动汽车和插电式电动汽车,两个“五年计划”的科技攻关以及北京奥运会、上海世博会、深圳大运会、“十城千辆”计划中25个示范城市建立示范工程的实施,政府采购电动汽车和消费者购买电动汽车提供补贴,其他优惠政策如“节能产品惠民工程”等,大力推进产业化应用。在我们国家的“十二五”规划中,提出了“树立绿色、低碳发展理念”,把电动汽车列入我国“七大战略性新兴产业”对其进行重点培养。同时国务院发布的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》也指出,2020年插电式混合动力汽车和纯电动汽车的生产和销售达200万辆,累计产销量要超过500万辆。我国的电动汽车已经逐步进入产业化发展阶段,发展电动汽车这一新兴行业被确立为世界上很多国家普遍提高汽车行业和低碳经济的重要途径。
可再生能源与电动汽车充电设施集成可行性分析
太阳能发电、风力发电等可再生能源发电系统,与分散式充电桩、常规充电站等电动汽车充放电基础设施,通过微电网的形式,形成完整的系统。如果在系统中加入蓄电池储能系统、控制、保护等电气设备,就可以满足电动汽车充电,电动汽车就地消纳一部分可再生能源,同时可再生能源还具有电能调节特性。
目前,有可能被大规模开发应用于发电的可再生能源,包括太阳能(光热、光电)、风能和生物质能等。考虑到这些能源的自然特性、开发的成本、能量密度和发电效率高低、以及开发利用技术水平等许多因素的制约,可以发现风能和太阳能就地利用于电动汽车充电,还是具有非常明显的可行性。
首先,风能的适用性。地球表面风能的蕴藏量十分丰富,而且风能还具有无污染、可再生、安全可靠的特点。风力发电具有间歇性和随机性的特点,如果把其并网运行,可能会影响到整个电网的稳定性。还有另外一个现象,在西北某些地区,由于风资源过量,也导致了电网无法完全消纳,所以弃风现象非常严重,此时如果通过电动汽车充电的可调节特性,适时的消纳一部分原本被弃用的风能,可以显著提高风电的利用小时数。
其次,太阳能的适用性。在地球表面太阳能随处可得,具有无噪声、无污染、是一种环境友好型的绿色能源。但是由于太阳能光伏发电受到季节、气候、灰尘等多种环境条件因素影响,在对其进行并网运行的过程中,经常会出现功率波动大、效率偏低等各种现象。但是光伏发电也具有很多优点,如光伏组件结构简单、重量轻、体积小、易于运输和安装,并且建设光伏发电系统的周期很短,同时还可以根据用电负荷灵活的进行容量组合,在使用的过程中,不会给使用地区带来额外输配电压力,在变配电站中配一部分储能电池就可有效的缓解输出功率存在间歇性波动的问题。
电动汽车充电设施的种类与特点
现有充电基础设施,总结如下:
(1)分散式交流充电桩。分散式一般都采用小电流慢速充电模式,需要五到八个小时,把动力电池的荷电状态从零充到100%,这种充电设施经常被使用在居民区、单位内部或者公共场所的停车位,具体分布和数量都没有普遍的规律性。
(2)常规充电站。这种充电站一般采取快速充电模式,充电时间在几十分钟到几小时之间,充电电流在一百五十安培到四百安培左右。这些充电设施地理位置明确,具有专属的充电场地。
(3)大型充电站。这种充电站不但可以实现常规充电站的功能,还可以对电池包充电,实现电池的快速更换服务和配送服务。最明显的特点就是向电网回馈电能,参与负荷峰谷调节。
本论文探索的新型太阳能充电站建设方案
(1)地理位置选择。可以将太阳能电池板加装在加油站的顶棚上,或者安装在停车场的顶棚上,甚至可以建在临时停车的路边,这样不仅可以节约用地,还能节省充电站的建设造价成本。
(2)可再生能源综合系统。在智能系统控制下,太阳能发出的电优先给电动汽车充电,富余的可以存储在蓄电池中。在阳光充足时,蓄电池充满后,还有剩余电能可以通过光伏逆变器转变为50HZ的交流电并入电网。
(3)配套设施建设。由于电动汽车充电时间相对于加油站,花费时间较长,可以配套建休息室,设置茶水、娱乐、游戏等服务项目,同时使用太阳能实现照明、空调制冷等,也不会额外增加成本,也不会浪费传统能源造成环境污染,见图1所示。
(4)智能功能充电设施。充电站的功能要像电动汽车的智能终端一样,可以满足智能充电行为。使用者可以在充电设施上办理或者购买充电卡业务。
充电设施的智能创新功能
(1)车型识别功能。锁定汽车车型和品牌,可以在汽车进入充电轨道之后,充电设施智能分辨出汽车的充电口和地面的距离,通过红外感应,电源接口自动与汽车充电接口进行对接,实现正常充电。
(2)点对点充电
智能化充电是充电站设置固定的行车轨道,同时固定充电位置。可以根据需求选择快充或者慢充两种方式,最后消费者刷卡,充电设施提示开始充电,同时可以选择充电时间。
(3)联网充电。可以把充电卡和手机绑定,在需要充电时,只需用手机扫一下,即可识别,大大拉近我们和智能生活的距离。
结语
汽车再生 篇5
1 综合应用模式概述
电动汽车基础充换电设施是电动汽车接入电网、有效接纳可再生能源的重要途径, 也是综合集成应用模式的有效载体。由于可再生能源低能量密度和紧凑型城市高容积率的特点, 可再生能源综合利用呈现出城市尺度分散、社区尺度集中、终端用户用能的全新格局。综合电动汽车充电需求特性与可再生能源的时空分布规律, 分别从城市、社区、用户层面提出了两类电动汽车充换电设施与可再生能源发电系统综合集成应用模式。
1.1 城市集中充换电站
结合可再生能源城市尺度分散布局的特点, 从城市层面合理规划电动汽车与可再生能源综合集成应用的集中充换电站, 包括两种典型模式:1) 大型一体化换电站。风光资源丰富的城市郊区建设大型充换储一体化电站, 对动力电池集中充电, 结合统一配送、梯次利用等方式, 实现电动汽车与动力电池的解耦, 实现了从V2G到B2G的模式转换。2) 中小型充电站。在城市中心区建设中小型充电站, 通过智能配电网完成电动汽车快速充电服务, 满足城市范围内智能充电需求, 可再生能源聚合形式包括单一光伏供电、单一风能供电、风光互补联合供电等。
1.2 居民社区分散充电桩
针对可再生能源社区尺度集中分布和用户差异化用电需求, 从社区、用户层面合理布局电动汽车与可再生能源综合集成应用的分散充电桩, 包括三种典型模式:1) 光伏供电小区充电桩。充电桩采用建筑体光伏直流微网供电, 光伏电量不足时, 协同市政电力供电。2) 风力发电供电小区充电桩。针对风能资源丰富的小区, 充电桩可采用交流微网系统供电, 满足电动汽车常规或快速充电服务。风力发电量不足时, 联合市政电力供电。3) 风光互补供电小区充电桩。针对风光资源丰富的小区, 充电桩可采用交直流混合微电网系统供电, 风力发电量不足时, 联合市政电力供电。
2 发展现状与关键技术
电动汽车电力能源补给系统的便利性、清洁性、经济性影响和制约着集成应用系统的综合利用效益。因此, 分别从规划设计、运行控制、协同调度等层面探讨电动汽车和可再生能源综合应用的发展现状与关键技术。
2.1 规划设计
综合考虑可再生能源发电与电动汽车充电站时空布局的互补效益, 电动汽车充电设施与可再生能源发电系统综合应用的规划设计问题主要集中在系统集成设计、容量优化配置等方面。目前国内外学者针对系统集成设计的组织结构与容量匹配进行大量研究与实践, 主要包括:综合考虑经济、环境或其它辅助效益, 构建综合效益评价体系;针对不同效益目标, 提炼电压等级、交/直流方式、接线方式等关键要素, 构建典型应用模式下的组织结构;针对各种典型应用模式, 量化评估元件技术成熟度、动力电池梯次利用、需求侧管理等组合因素给综合效益带来的影响。根据电动汽车充电需求、可再生能源发电及地区负荷预测结果, 结合智能优化算法, 求解综合应用的优化配置模型。
2.2 运行控制
运行控制技术是含可再生能源的充换电站安全经济运行的关注热点, 在满足基本充电需求的基础上, 充分利用系统中可再生能源发电, 提高可再生能源与电动汽车综合应用的全局效益。现有充电设施与可再生能源的协调控制策略尚未完善, 需要从技术角度内涵角度分别研究主从控制、对等控制以及分层控制等多种策略在综合应用系统中的适应性。针对各种典型应用模式, 结合可再生能源功率输出特性、充放电设施控制模式以及储能系统控制特性, 搭建数字仿真模型, 研究可再生能源就地消纳策略, 分析实时消纳的可行性, 探讨互动通信条件下规模化电动汽车调频调压服务的辅助效益。
2.3 协同调度
电动汽车协同调度与综合应用系统运行控制问题是紧密关联的。为了协调规模化电动汽车入网问题, 分层分区调度思想应运而生, 其核心思想是将电力系统按照电压等级分成多个层次, 将配电系统层分为若干小区域, 由配电系统调度机构负责各区域内电动汽车与新能源的协同调度, 配电系统调度机构作为单一实体参与输电系统调度。因此研究重点是配电系统各区域电动汽车最优调度问题。研究配电网侧电动汽车与可再生能源综合应用系统的协同调度问题需要综合考虑电动汽车、可再生能源、常规火电、虚拟发电厂并存的情况, 引入小区内电动汽车时空分布特点, 从低碳节能的角度提出配电网侧协同调度方案, 分析不同调度方案对综合应用系统效能的影响。
3 结论
电动汽车充电设施与可再生能源发电系统的综合集成应用在提高供电可靠性、灵活性以及降低能耗等方面表现出巨大潜力。目前, 我国电动汽车与分布式可再生能源产业基础相对薄弱、中高端技术成本较大。随着电动汽车逐渐走入家庭以及通信计量技术的发展, 基于智能社区的分布式家庭集成系统将成为研究重要方面, 采用有序充电控制、与可再生能源协调调度将增强电网接纳新能源的能力, 提升系统整体的综合效益, 这是清洁型电动汽车融入电网的又一次机遇。还要具备健全的电价机制以及可靠互动通信系统, 更需要政府政策的规范化引导和大力支持。
摘要：发展电动汽车和清洁可再生能源是保障永续能源安全、转型低碳经济发展模式的有效途径之一, 受到世界各国的普遍关注。本文以智能电网环境下电动汽车与可再生能源发电的互补效益为切入点, 引入二者综合应用的基本概念与典型模式, 分别从规划设计、运行控制、协同调度等层面探讨电动汽车和可再生能源综合应用的发展现状与关键技术。最后, 分析了上述应用模式在我国智能电网建设中的应用前景, 指出了未来需要解决的问题。
关键词：智能电网,电动汽车,可再生能源,综合应用模式,关键技术
参考文献
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汽车再生 篇6
关键词：教学环节,教材建设,互动学习,创新形式
《汽车再生工程》涵盖了汽车回收利用性、废旧汽车拆解工艺、绿色设计、汽车总成及零部件再制造、汽车再生资源利用技术经济分析、汽车再生资源的管理等多方面的内容, 使得该课程的学习难度较大, 学生既要有一定的数学、汽车结构知识做基础, 又要掌握一定的管理知识。要全面提高该课程的教学质量, 使该课程在有限的课时内达到所需的教学目标, 就必须在教学内容设计、教学方法创新等方面进行改革。随着汽车再生资源这个朝阳产业的快速发展, 必将有越来越多的人关注该学科的发展, 因此, 针对《汽车再生工程》教学环节存在的问题进行分析和探讨, 以期尽快摸索出一套适合该课程特色的教学体系有重要的现实意义。
一、本课程教学现状及存在的问题
《汽车再生工程》作为一门新兴学科, 近几年在国内一些高校逐步受到重视, 比如, 吉林大学、东北林业大学、长安大学等相继把该课程列为相关专业的主干课程。我校也于2012年开设, 并把该课程列为汽车服务工程专业的主干课程。由于汽车再生工程是近年汽车行业发展衍生出的一门新兴学科, 没有成熟的课程教学方法直接借鉴, 也几乎没有高校着手对该课程的教学方法进行专项研究过。根据笔者近两年的主讲经验, 该课程实施中存在的问题可大致归纳如下:
1. 教材建设单一。
对于一个专业来讲, 专业课教材有其特殊的内涵。专业特色的教材不仅可以推动该专业的教材建设, 促进多样化教材体系的形成, 而且可以适应专业教学改革的需要, 保证教学改革的顺利进行, 提高专业课程的教学质量。目前, 该门课程可以查阅到的教材只有东北林业大学储江伟老师编写的《汽车再生工程》一本教材, 因此, 科学而经济地进行教材多样化建设是完善本课程发展亟待解决的重要问题。
2. 师资力量薄弱。
负责该课程的教师团队成员绝大部分是汽车类专业原有的骨干教师, 对于诸如《汽车构造》、《内燃机原理》、《汽车交易管理》、《汽车电器与电子技术》、《自动控制理论》等传统课程的课堂驾驭非常自如, 但是《汽车再生工程》涵盖面比较广, 诸如其中的“废旧汽车拆解工艺”、“绿色设计”、“汽车总成及零部件再制造”和“汽车再生资源利用技术经济分析”等章节的内容, 如果完全依靠传统汽车类课程积累的经验来应对不可避免的会导致课堂控制的局限性, 学生提不起学习兴趣, 由此缺乏学习的积极性, 进而上课期间走神或是旷课, 达不到预期的教学效果。
3. 学生对课程的认知存在片面性。
《汽车再生工程》课程开课之前, 笔者分别对所带的汽车服务工程专业2010级和2011级、车辆新兴战略产业班12级共计196位学生展开调研, 大家对该课程及对应的就业态度如表1所示:两个年级均由接近一半的学生认为汽车再生资源利用是跟废旧汽车相关的行业, 废旧车回收拆解技术含量低无需专门学习研究;另有多半的学生认为报废汽车随便处置既占用地方又污染环境, 加上其中有部分零部件可以再生利用相关部门应该重视汽车再生资源的利用;提及就业时, 跟传统汽车相关企业同等待遇的前提下, 愿从事汽车再生利用相关职业者寥寥无几, 待遇酌情提高后, 愿从事相关职业者人数相应增加, 究其原因, 很多同学给出的答案是汽车再生利用行业没吸引力, 跟汽车制造企业相比没面子。
二、提高课程教学效果的建议
通过对校内外部分优质课程实施的调研及对学生适当的心理分析, 笔者基于对教、研过程同步实践后的经验建议如下:
1. 促进多样化教材体系的形成。
针对现阶段汽车再生资源利用方面教材单一的问题, 相关部门应该组织制定教材建设的具体计划, 除了相关教师还要鼓励汽车再生利用行业高层次人才参与教材的编写工作, 这样不但可以保证把汽车再生利用行业最新技术和经典案例融进教材, 还可弥补专职教师行业实践经验的缺乏, 从内容上避免学生课堂上纯粹接受理论知识灌输而产生的走神或逃课现象。另外, 汽车服务工程专业是一个典型的应用型专业, 符合人才培养目标的教材, 其内容不是满足深和专才好, 同时还要避免时下各种利益驱动, 新规划的教材不要同所谓的“职称教材”、“包销教材”牵连, 学校及出版社不能把《汽车再生工程》教材的编写工作简单作为任务下达给仅有一定声望的但是完全不从事相关内容研究的资深教师来完成, 年轻教师缺乏一定的经验是事实, 但是他们更具备知识更新快、对行业新技能捕捉敏锐的优点, 这样才能从真正意义上促进多样化教材体系的形成。
2. 提升师资水平。
《汽车再生工程》作为新课程, 从教学大纲的制订到教材主要授课内容的确定, 主讲教师的经验仍然在起主导作用, 由于缺少人才需求的实际调查研究和深入了解, 缺乏对学生适应汽车再生资源回收利用各环节岗位能力所需专业知识和专项技能的科学调研和分析, 教材内容缺乏具体的实践体系支持, 造成教师授课过程中对知识面的拓展困惑。只有具有创新精神的教师进行创造性教学, 才能培养出创造型的人才。教师在培养学生创新意识和创新精神方面起着关键作用, 因此, 作为承担《汽车再生工程》这种新课程教学工作的教师, 首先要钻研教材熟练掌握理论知识, 及时了解和掌握本学科最新科技动态, 避免带着疑问进课堂。其次要积极开展教学研究, 积极申报各级教学研究项目, 主动改革教学方法和授课内容。最后, 相关教师还要积极创造机会走出去, 一方面走出校园, 深入汽车再生利用相关企业一线进行实践, 通过切身锻炼不但可以强化教师对教材理论知识的理解, 而且可以发现企业运行中存在的一些问题, 积极采取措施给予解决。另一方面作为国内或国外访问学者不断开阔眼界, 吸收先进教学理念同时掌握行业最新技术发展情况, 不断丰富和提高自身的教书育人水平。
3. 创新授课形式, 互动式教学激发学生主动学习。
由于该课程比较枯燥抽象, 任课以来不断更新课堂授课形式, 兼顾学生是教学过程的主体, 虚心采纳学生反馈的建议。
(1) 让学生成为课堂的主体。互动式教学打破传统的单向传递式教学模式, 把学生真正置身于教学活动的主体和中心地位, 为学生在教学过程中充分发挥能动作用创造了良好环境。本课程尝试的“寓教于学”的模式, 一个重要环节就是让学生自发组成学习兴趣小组自主预习。授课过程中, 教师依据教学大纲掌控课程的教学目标、教学内容, 教学设计力求符合学生的心理特征、接受能力和教育特点。结合不同章节的内容, 教师拟定不同选题, 让学生组成团队兼顾利用网络资源收集资料参与课堂展示, 具体展示形式灵活多变:学习小组成员可以做成PPT课件, 选出一个代表课堂上讲解;小组代表也可以纸质教案的形式为提纲就某一小节或某一问题讲解;还可以充分准备后直接口头演讲。讲解完成后, 小组代表同其他成员要接受老师的点评及师生就相关问题的提问, 任务完成好的团队享受课程最终考核奖励。这种进行小组合作探究的方式有助于营造学生间交流讨论的氛围。学生参与课堂的过程中, 教师还要关注时间比例如何分配以及如何安排学生课堂参与机会等。要让学生课堂上充满激情, 很大程度上取决于学生主动参与课堂的程度, 只要多数学生积极主动地参与, 学生的学习热情就能被激发出来, 最大限度地发挥学生自己的学习潜能。同时, 学生在预习的基础上针对章节特点可以适时向老师提出授课要求。
(2) 结合课程特点, 改进考核方式。合适的考核方式与课堂教学改革相呼应是课程教学改革的重要一环。课程考试的形式对学生的学习行为、学习方式和学习结果起着导向作用。因此, 针对《汽车再生工程》课程特点, 应该灵活运用考核方法。在过去的经验中, 笔者尝试课程考核方面由教师根据课程内容特点拟定出几套备选方案, 师生进行探讨后确定。具体形式如:闭卷考试、开卷考试、调研报告、模拟论文等。
4. 正确引导, 用事实改变观念。
教师调研后应积极向学生阐述汽车再生利用的价值和意义。从再生资源利用的社会效益、经济效益、和环境效益方面凸显再生工程实施的必要性。笔者通过调研美国、日本、德国等发达国家的汽车再生利用现状数据并辅以视频, 有效地提升了学生对于《汽车再生工程》课程的认知。
通过以上教学形式的改革, 学生对《汽车再生工程》课程的学习热情及参与度有了显著提升, 具体如下表:
三、结论
通过对以上问题的重视和研究, 强化了教学中学生创新能力的培养, 充分调动了学生的积极性, 教学内容中的问题在师生互动探索中迎刃而解, 学生对本课程表现出较高的兴趣。对开展汽车再生资源利用知识的普及和相关专业人才的培养奠定了基础, 为车辆工程专业顺利开设该课程提供了借鉴。
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汽车再生 篇7
据统计, 目前全国汽车保有量在1亿辆以上, 按最低5%计算, 年报废总量应有500多万辆。
目前, 全国有资质的报废汽车回收拆解企业约500余家, 但是有80%的企业年回收的报废汽车不足2 000辆。其中通过正规渠道回收的报废汽车只有几十万辆, 仅占报废汽车总量的20%左右, 约有70%～80%的报废汽车流入黑市。
报废汽车的大量流失, 造成两种极端现象:一方面具有资质的正规回收企业“吃不饱”, 设备闲置, 劳动力资源浪费, 经营困难, 发展受到严重制约;另一方面非法倒卖、拆解报废汽车的黑市生意红火, 谋取暴利, 扰乱了市场。
报废汽车的大量流失, 还给社会带来严重危害。报废车、拼装车上路行驶, 成为最大的马路杀手。据统计, 在道路交通事故中有13%是由报废车、拼装车非法上路行驶造成的。此外, 不合格零部件进入汽车维修市场, 也会造成更多安全隐患。达到报废年限的车辆继续行驶, 不仅浪费能源, 而且严重污染环境, 与节能减排的经济发展方针背道而驰。
二、报废汽车流失的原因
报废汽车的流失有多方面原因。首先, 社会上的一部分人对加强报废汽车回收管理的重要意义认识不清, 漠视报废汽车大量流失的严重危害, 有的单位和个人甚至不清楚对报废汽车应该如何处置。已至于人们会经常看到一些单位的公用车辆报废停驶后, 长期停放在某个角落无人过问。据山西省长治市车辆管理部门的数据反映, 20世纪80、90年代的不少报废车辆, 至今下落不明。
二是出于利益驱动, 一些民营单位和大量私家车主不愿把报废车交售给正规的回收拆解企业, 而是将整车倒卖给不法商贩私自解体;或者在车辆接近报废期前, 以更高的价格通过假转籍、假过户形式转手倒卖, 再经过翻新或重新组装、拼装后出售到农村偏远地区超期行驶。
三是回收拆解企业负担过重, 经营困难, 无法有效提高报废车回收价格。2010年以后, 国家取消了对废旧物资回收企业的税收优惠政策, 按17%全额征收增值税, 而回收企业又无法取得进项税予以抵扣, 再加上土地税、房产税等其它税项, 回收企业的税率已占到销售收入的20%以上, 形成了明显的税负过重和不平等竞争。
近几年来全国绝大部分报废汽车回收拆解企业处于亏损状态, 根本无力有效提高回收价格, 从而给非法回收拆解报废汽车带来了相对宽松的市环境, 增加了报废汽车的流失数量。
四是对非法回收拆解市场的检查整治力度不够, 缺乏常态性检查监管机制。2012年, 商务部等六部门联合下发通知, 对报废汽车回收拆解市场进行专项整治共取缔非法回收拆解报废车、拼装车黑窝点203个, 收缴非法上路行驶的报废车、拼装车2.56万辆, 查处存在违法违规行为的汽车回收拆解企业、二手车交易市场、汽车维修企业、零配件销售企业600多家, 取得了一定成效。但从查处的数量看, 与辆流失的几百万报废车辆相比较, 只是九牛一毛, 形势仍然极其严峻。因此, 还应进一步加强对报废汽车回收拆解市场的整管力度, 建立对市场的常态性监管机制。
三、堵塞报废汽车流失的措施
随着社会经济发展和国民收入的不断提高, 我国的汽车保有量将进入迅猛增长时期。未来10～20年, 我国汽车保有量将比现在增加一倍多, 汽车更新换代步伐也越来越快。若继续听任大量报废汽车流入黑市, 将给社会和广大人民群众生命安全造成极大危害。因此, 应进一步加强对报废汽车的回收拆解管理。根据发达国家对报废汽车的管理模式以及我国报废汽车回收拆解企业多年来的实践经验, 我们认为应从以下几方面解决报废汽车流失难题。
一要加大宣传力度, 使社会各界和广大民众充分了解报废汽车流失的严重危害, 熟悉报废汽车回收注销的程序和方法, 增强车主依法依规处置报废汽车的法制观念。
二要加强车辆动态信息管理, 对不按正规程序缴回报废汽车、未取得《报废汽车回收证明》的车主, 停止办理其它车管业务;在车辆接近强制报废标准的前1～2年, 不得改变车辆使用性质, 不准“转籍”、“过户”。尤其是大中型营运客车, 车辆更新时必须将原车报废注销并交售给正规回收企业, 否则不予办理营运手续。
三要采取源头治理方式, 借鉴国外购车交纳报废回收押金的做法, 确保其车辆报废后能如期回收。
四要建立常态性的市场监管机制, 加大加强对非法回收拆解报废汽车非法市场的打击力度, 建立群众举报奖励制度, 形成专业化队伍与普通民众相结合的整治模式, 不断净化、规范报废汽车回收拆解市场。
五要改进老旧汽车报废更新补贴办法, 适当增加补贴金额, 放大补贴车辆类型, 建立阶段性补贴措施, 促进老旧汽车更新换代。近几年国家对老旧汽车报废更新补贴标准的下达一般都在下半年确定, 一些车主急于更新车辆, 等不到当年补贴文件下发就将报废车辆以较高价格出手倒卖, 导致车辆流失。如能建立阶段性补贴制度, 补贴办法相对稳定, 就可以避免这种情况的发生。
