国内新能源汽车产业研究前沿与热点的知识图谱分析

刘建仁

（正阳县财政局同中财政所，河南 正阳 463699）

0 引言

电动汽车和氢能源汽车等新能源汽车产业的迅速发展已经成为全球各国未来实现碳达峰目标的战略规划与核心目标，同时是科研人员的研究热点领域［1-2］。20世纪以来，煤、石油及天然气为主的石化能源开始枯竭，具体表现为其储存量大量下降。根据科学统计研究发现，传统能源使用过后，会释放出二氧化碳等温室气体，这将直接导致气温上升，发展新能源汽车是应对气候变化，推动绿色发展的战略举措。新能源汽车产业开发转变了传统的石油盈利模式，成为增加国家财富、提高人民生活质量的新办法。人们已经达成一种共识：新能源汽车产业的发明不仅能够带来财富，更重要的是符合人类可持续发展。发展新能源汽车产业具有如下优势：第一，从经济方向看，传统能源昂贵，开发新能源能够节约成本。第二，从环境方向看，传统能源能够保护环境。第三，从产业结构的调整方向看，发展新能源汽车产业能够起到促进国家产业结构调整的作用。据相关专家认为，新能源的研究将会推动国家的发展，对人们的生活产生方方面面的影响。目前，新能源汽车产业及相关技术领域的研究已经成为国内学者关注的热点，涌现出大量研究文献。

目前，国内外学者已经通过科学知识图谱方法和工具［3-7］，全方位展示出新能源汽车产业及相关领域的研究热点、前沿与合作态势。Liu Hailong（2014）［8］运用可视化图谱分析工具CitespaceII计量分析了作物生长领域的主题、地区、作者分布情况。Siew Wei Tho（2016）［9］综合使用可视化工具Histcite和Citespace，展示出工程教育领域引文及研究文献数量的周期变化，结果显示远程实验室是工程教育领域2016年之前20年期间最先进的实验室。通过上述事例发现，科学知识图谱的研究如今不仅在对事件的研究前沿热点进行确定，而且可以结合其他软件，对当前热门事件的发展进程做出判断。

1 研究方法与数据来源

1.1 研究方法

Citespace具有引文可视化分析的功能，它是由美国德雷塞尔大学的陈超美教授开发的一款实用性软件。Citespace等科学知识图谱软件能够发现科技文献中包含的潜在知识，同时可以通过可视化的方式全方位展现科学知识的结构、规律和分布情况。本文主要是利用Citespace软件以可视化图谱的方式展示出新能源汽车领域研究的前沿热点与科研合作情况。Citespace的参数设置情况见表1。

表1 知识图谱分析工具Citespace的参数设置［10-11］

1.2 数据来源及研究趋势分析

使用电动汽车、新能源汽车和氢燃料汽车等关键词检索中国知网学术期刊库，发现国内学者于2006—2019年共计发表了41 695篇新能源汽车领域论文。论文的年度发展趋势如图1所示。

图1 新能源汽车产业领域文献数量的年度分布

从图1可以看出，以一年为一个单位，文献数量从2006年的842篇文章到2015年的5 501篇文章，数量上增长了6倍多，这说明研究新能源的学者逐渐增长，还可以看到，除2010—2012年出现增长趋势有所下降，其他年份均为上升，尤其是2009—2010年，这一年增长速度相对较快。

2 结果分析

2.1 国内新能源汽车领域高产机构及科研合作态势

在分析机构合作网络时，根据机构出现频次，把阈值设为30，字体大小设为10，节点大小设为120，绘制出新能源汽车产业研究领域的机构合作网络图谱（如图2所示）。图2中的节点表示文献发表的具体机构名称，节点的大小体现出该研究机构的文献发表数量，进而反映出该机构的科研实力；节点之间的连线表示两个机构节点同时出现在相同的文献中，即两个机构之间合作发表了的相同论文。两个机构节点之间连线的粗细表示两机构共同发表的文献数量，反映两机构节点之间的合作频次。

图2 机构合作网络图（nodes=191；links=37）

根据图2中机构之间共现的次数，统计出新能源汽车研究领域机构的共现频次分布情况（见表2）。

表2 新能源汽车产业研究领域主要机构的共现频次

从知识理论的角度看，通常关键节点是该领域中提出重大理论创新的机构，也是容易引导产生新的前沿热点的一些权威机构，对这些机构的主要科研人员进行重点投资和帮助，可以促进更多的前沿技术出现。关键节点的机构通过Citespace导出，选取其中的关键节点进行分析，引用频次反映了科研文献的质量，越是关键前沿的技术，越会得到更多的引用，结合表2可以分析得出同济大学汽车学院共现频次最多，达到了97次，其次是中国汽车研究技术中心，共现频次达到55次，这直观地说明了同济大学汽车学院和中国科技研究中心是研究新能源汽车产业的核心机构。从连线的数量角度我们可以看出，中国科技研究中心较多，说明中国科技研究中心与其他机构存在许多合作关系。

2.2 国内新能源汽车产业的研究热点

国内新能源汽车产业领域术语与关键词共现的知识图谱如图3所示。图3所示的主题词来自施引文献标题和摘要分词所得的名词短语，而关键词来自施引文献的主题词。关于主题词或关键词的节点具有两个性质：第一，节点的大小表示主题词或关键词在网络中的中心度大小，节点的大小反映了主题词或关键词的研究热度，节点越大，则表明该节点代表的关键词是领域的前沿热点。第二，节点之间的连线表示主题词或关键词节点会同时出现在一篇研究文献中，节点之间的连线粗细表示节点之间在文献中共同出现的频次大小，连线越粗，表明节点与节点同时出现在相同文献中的概率越大，反之，则会越小。

图3 国内新能源汽车术语和关键词融合的共现网络

从图3中可以看出，电动汽车、新能源汽车、混合动力汽车、动力电池、控制策略、仿真、永磁同步机7个关键词的节点比较大，其中电动汽车的节点最大，并且覆盖了其他关键词的节点区域。在知识理论中，通常关键节点是该领域中提出重大理论创新的关键词，是新能源汽车产业研究领域的研究热点。但是，通过对图3及运行结果数据进行归纳总结和统计分析，总结出新能源汽车产业领域的几个热点研究主题及其名称、出现年代的区间、共现频次和中介中心度的总和（同主题术语共现频次或中心度的一个汇总）［7］，见表 3。

表3 国内新能源汽车产业热点关键词的名称、出现年代区间、共现频次和中介中心度

从表3研究主题的共现频次或中介中心度总和来看，燃料电池、仿真、电动汽车、混合动力、混合动力汽车、控制器局域网络总线、控制策略、电池管理系统、再生制动、模糊控制、新能源汽车、智能电网、续航里程、矢量控制、电池、锂离子电池、充电机、电动系统、永磁同步电机、充电设施、动力电池、纯电动汽车、增程式电动汽车、电动汽车充电站、充电桩、快速充电是新能源汽车产业研究领域的研究热点和前沿，通过新能源的具体知识体系我们也不难发现，新能源汽车包括电动汽车、混合动力汽车等，如果新能源汽车想要实现快速发展，就必须将新能源燃料、控制策略、系统优化等领域作为前沿研究热点，这也反映了科学知识图谱的准确性。

3 结论

3.1 国内新能源汽车产业发展现状与前沿热点分析

我国对新能源研究正快速向前发展，主要体现在研究文献数量逐年递增，研究机构逐步集中于我国先进大学或先进研究机构，如同济大学汽车学院、浙江大学电气工程学院、中国汽车研究技术中心、重庆大学机械传动国家重点实验室、合肥工业大学机械与汽车工程学院、郑州日产汽车公司、湖南大学电气与信息工程学院、清华大学汽车安全与节能国家重点实验室等，在术语和关键词共现网络的研究热点探测方面，燃料电池、仿真、电动汽车、混合动力、混合动力汽车、控制策略、再生制动、模糊控制、智能电网、续航里程、矢量控制、锂离子电池、电动系统、永磁同步电机、动力电池、纯电动汽车、增程式电动汽车、电动汽车充电站、充电桩、快速充电成为研究的前沿和热点。这反映了新能源汽车产业研究的前沿、热点及未来方向问题。在国内新能源汽车产业方面的主要科研人员及其合作情况方面，“秦大同”的中心度最大，共现频次最高，说明该研究人员应该属于新能源汽车产业中，占据权威地位。在科研人员的合作方面，至少有10人合作的团队，如李武峰等12人团队，王智星等11人团队，表示他们之间拥有共同的科研兴趣爱好，在新能源汽车产业研究领域上的合作较多，同时这些团队的科研实力很强，发表的期刊论文质量较高。

3.2 国内新能源汽车产业研究热点的不足及其原因

通过国内新能源汽车领域前沿热点的分析发现，我国新能源汽车产业研究领域还处于起步阶段。深入分析新能源汽车产业知识图谱发现，历年研究热点或文献内容大多数围绕新能源汽车产业参与者的行为规律和新能源汽车产业的微观市场机制及演化机理，而有关新兴新能源汽车产业技术的研究较前两者来说还比较弱，现有研究多数集中于探讨新的产品推荐算法，或是新能源汽车产业中的相关知识管理策略。究其原因，主要有以下几个方面：①新能源开发有一定的难度，这无疑给技术研究增加了难度，因此短时间内很难取得突破性的技术研究成果。②新能源汽车产业的参与者对新型汽车的需求也趋于多样化和个性化，而新型汽车技术研究必须在充分明确新型汽车模式的相关特征及需求的条件下才可能进行，因此技术研究就显得相对滞后。③新能源汽车产业参与者行为规律是进行相关技术研究的知识基础，这使得管理学领域的学者也将研究重点放在以社会科学或经济学视角探讨新能源汽车产业的基础科学规律方面，在此基础上再着手研究相关技术原理，因此有关技术原理的文献显得相对较少。

3.3 提高新能源汽车产业科研能力的必要措施

针对以上问题，各个研究机构提高自身科研能力迫在眉睫。首先，机构领导要重视。只有机构领导加强对教育科研的重视，才有政策的支持与鼓励，才能形成教育科研实践活动的良好氛围。其次，要最大限度地发挥机构科研团队的作用，通过互助合作，取长补短，打破各自封闭的状态。同时，要主动融入主要研发团队，通过团队整体研究能力的提升，从而促进自身科研能力的提升。最后，要加强科研方法的学习，通过与国内外科研团队的学术交流，提升团队的科研优势与能力。