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【2018泰達論壇】孫逢春:中國新能源汽車下一步發(fā)展的
來源:蓋世汽車   編輯:楊煜  2018-09-02 09:31:16 字號   打印  收藏

中國工程院院士、電動車輛國家工程實驗室主任、北京理工大學(xué)教授 孫逢春

各位領(lǐng)導(dǎo),各位同仁,大家下午好。剛才歐陽明高院士從戰(zhàn)略的層面上向大家演講了我國新能源汽車技術(shù)路線發(fā)展的一個全過程。我也是專家,所以我今天從微觀的技術(shù)層面談一下,在中國新能源汽車下一步發(fā)展的若干技術(shù)問題,談一些不成熟的想法。首先簡要的回顧一下我們國家新能源汽車的發(fā)展。應(yīng)該說我們國家現(xiàn)在其實經(jīng)歷了將近25年的發(fā)展以后,因為是四個五年計劃加上九五這樣差不多是25年的發(fā)展,那么總體上應(yīng)該說取得了巨大的成就,而且是舉世矚目的成就。那么新能源汽車下一步的發(fā)展面臨著什么問題,那么我們應(yīng)該去進行思考。我個人認為總體來講,下面的具體的技術(shù)發(fā)展目標,首先是高效節(jié)能,安全舒適。第二個從技術(shù)的角度講,新能源汽車的發(fā)展適應(yīng)全氣候環(huán)境,也就是從我們目前溫?zé)釒У耐茝V應(yīng)用到將來高寒地區(qū)的推廣。第三個在推廣運行方面實現(xiàn)網(wǎng)聯(lián)化。從目前主要以安全監(jiān)控里程、核查質(zhì)量分析的國家目標,過渡到支撐智能交通與共享技術(shù)的推廣與應(yīng)用。那么第四點應(yīng)該是應(yīng)用的權(quán)威化。也就是從目前剛才歐陽院士說的從城市這個點能不能下一步應(yīng)該推廣到城際,另外的再進一步擴展到鄉(xiāng)村。從充電基礎(chǔ)設(shè)施來講,技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該是多元化,包括慢充,快充,快換以及無線充電等。

總體來講。我們國家新能源汽車現(xiàn)狀,上午相關(guān)部委的領(lǐng)導(dǎo)也作了說明,應(yīng)該說習(xí)近平主席在今年5月28號全國兩院院士大會上做了一個系統(tǒng)的全面的總結(jié),就是新能源汽車已經(jīng)躋身世界前列,那么我們國家的電動汽車在全球銷量第一,總體處于國際先進水平。全國的充電站和充電樁的數(shù)量已經(jīng)超過60萬個,其中公共充電樁約28萬個,也是全球第一。從昨天國家新能源汽車監(jiān)控平臺上展示的數(shù)據(jù),我們建成了國家、地方政府和企業(yè)三級監(jiān)管體系,那么目前已經(jīng)在線運行的全面超過了111萬輛。應(yīng)該說這是2017年7月份以來新上的數(shù)據(jù)。回顧我們國家新能源汽車發(fā)展以后,那么下一步新能源汽車發(fā)展,我們從技術(shù)的角度來講,應(yīng)該向何方向?談幾點不太成熟的想法。新能源汽車或者新能源車輛是一個系統(tǒng)工程,那么我個人認為有三大子系統(tǒng)構(gòu)成的系統(tǒng)。第一個子系統(tǒng)是電動車輛,第二大子系統(tǒng)是充換電基礎(chǔ)設(shè)施,第三大系統(tǒng)是車聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)平臺。那么整體的技術(shù)指標應(yīng)該是三句話,一是高效節(jié)能,二是安全舒適,三是全氣候,那么我個人總結(jié)的還需要在八大關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域進行持續(xù)的公關(guān),首先是我們已經(jīng)執(zhí)行了多年的大三電,也就是電池電機,電控以及我們下一步要著力去解決的小三電,同時輕量化以及全氣候,那么以后新能源汽車應(yīng)該是全氣候的汽車。

我想挑幾個重點談?wù)剛€人的想法,第一個是動力電池,動力電池未來的發(fā)展體現(xiàn)了高能量,高能效,高安全,高壽命,全氣候,低成本。國家在十三五已經(jīng)具體制定發(fā)展目標和技術(shù)路線,我這里就不再多說。我們也有像正負極材料,隔膜,電解液,制造工藝,高端制造裝備等核心關(guān)鍵技術(shù)需要攻關(guān)和突破。大家注意到了電池實際上是由兩部分組成,一種是電池,也就是我們說的叫電芯,另外一個最重要的問題就是電池管理,當(dāng)然首當(dāng)其沖了是安全管理,今天上午,科技部工信部財政部的主要領(lǐng)導(dǎo),司里面的主要領(lǐng)導(dǎo)都談到安全是我們國家新能源汽車導(dǎo)致可持續(xù)發(fā)展的重要的底限,所以電池管理具有非常重要的意義,也是目前國內(nèi)外集中研究突破的重點和熱點技術(shù)。

第二個是在電機或傳動方面。高效高功率密度的電機加上高效傳動系統(tǒng),是下一步重點發(fā)展的方向,我們要使電動汽車能耗降下來,必須讓電動汽車的電機工作在高效區(qū),在高速高功率密度電機,電子芯片,三代半導(dǎo)體高端計算芯片,大規(guī)模高速軸承等核心關(guān)鍵基礎(chǔ)元器件方面應(yīng)該繼續(xù)攻關(guān)和努力。同時電動輪轂也將會成為下一個技術(shù)研究開發(fā)和突破的熱點。其核心關(guān)鍵技術(shù)是高速高功率密度輪轂電機,第二是高緊湊制動器技術(shù),第三是超高強減速技術(shù),第四是傳統(tǒng)組件技術(shù)。第三個方面是全氣候的平臺。第四是輕量化。那么輕量化的主要技術(shù)發(fā)展方向,首先是結(jié)構(gòu)輕量化,要輕量化材料,其實在結(jié)構(gòu)輕量化方面它的重要性遠遠大于材料方面,那么結(jié)構(gòu)性變化加上材料以及連接上面的輕量化,首先是顛覆了汽車生產(chǎn)的工藝,同時能夠使輕量化達到超乎預(yù)想的效果。那么科技部目前正在進行的客車輕量化研究,項目從這三個方面著手,已經(jīng)把12米的車從整備質(zhì)量15噸左右降到了10噸以內(nèi),應(yīng)該說這是一個非常巨大的進步。第五個全氣候問題,那么電動汽車很怕冷,大家都有體會,這是日本做的一個試驗,常溫下能行駛160公里,零下六度只有60幾公里,零下20度就開不動了,溫度降低,電動汽車的續(xù)駛里程會大幅降低。

所以標準續(xù)駛里程實際上是一個在常溫下不開空調(diào)的情況下一個理想的續(xù)駛里程,這是滿足不了用戶的需求,也是有點忽悠老百姓的感覺!所以下一步我們必須發(fā)展全氣候的車輛和全氣候下能運行的電池。全氣候下,是指在零下40度能正常運行。那么我們目前在冬奧會的項目中正在研究開發(fā)全氣候的電池,那么在零下20度自加熱的時間十二點五秒達到零上五度以上,在零下40度,不到一分鐘可以提到零度以上,這樣在這種常溫下過程中,電池的性能和安全性都是最棒的。

今年的3月8號,我們在海拉爾試驗場,低溫環(huán)境下進行了原理樣機的測試,那么在-40度的情況下,車冷凍三天以后72小時,就是說在五分鐘之內(nèi)能夠順利的啟動!如果任何一輛電動車在零下40度的形態(tài)下冷凍72小時沒有外界介入的情況下是開不起來的,所以我們是希望冬奧會能得到全面的應(yīng)用。我們通過北京奧運會,上海世博會、廣州亞運會以及十城千輛在公共領(lǐng)域的推廣以及全面推廣應(yīng)用25年的發(fā)展!這是一張我們國家新能源汽車的分布圖,在國家監(jiān)控平臺接下來的通道,25年的發(fā)展,我們目前已經(jīng)解決了黃河以南華北大部的問題,那么下一步我們希望通過2022的北京冬奧會,徹底解決東北、西部和高寒地區(qū)的業(yè)務(wù)推廣問題,那么讓中國的新能源汽車推廣應(yīng)用不在有禁區(qū)。

下面要談一下充換電設(shè)施技術(shù),應(yīng)該說大家現(xiàn)在比較明確的認為能量補充技術(shù)路線,應(yīng)該說將來的能源互聯(lián)網(wǎng)的一個智能儲能的一個節(jié)點,那么將來四種模式將會并存發(fā)展,首先是家用慢充3到5個小時以上。第二是自動更換,解決轎車或者是商用車,包括公交卡車在內(nèi)的電池的能量的補充和更換。第三是快充或者是儲能快充。第二個能夠在5到10分鐘內(nèi)解決部分問題,但是快充首先必須解決好對電網(wǎng)的沖擊問題,咱們說快充樁還有一個10%左右的一個能量的消耗,最后一個是無線充電高安全無接觸,可在行駛過程中,充電這些技術(shù)也將在冬奧會上得到全面的應(yīng)用。

我總結(jié)了一下充電和換電的一些優(yōu)缺點,因為實驗關(guān)系這里就不做詳細的解釋,那么應(yīng)該說目前在國內(nèi)的大城市大概是60~70%左右的家庭用戶是沒有固定車位的,所以慢充充電樁是存在一定的困難和盲區(qū)的。

那么有一個問題就是我們在談是不是續(xù)駛里程越長越好!當(dāng)然了,續(xù)駛里程在一定條件當(dāng)然是越長越好,同時是不是電池裝得越多越好,我個人認為并不盡然,電池的比重占整車的比重應(yīng)該是在15~20%。這也是由于特斯拉model S在新加坡不僅沒有領(lǐng)到補貼,反而受到懲罰的原因之一。同時有的電商發(fā)布了一個50噸的載重卡車的技術(shù),充電30分鐘行駛600公里,那么我跟他做了一下簡單的換算,那么600公里需要一千二百度電,如果30分鐘充滿的話,應(yīng)該是需要電力充電器的功率在2.4MW,那么充電的電壓在一千伏的電壓就會電網(wǎng)對電網(wǎng)的增容成本帶來巨大的挑戰(zhàn)和沖擊。所以現(xiàn)在換電技術(shù)來講,應(yīng)該說取得了突飛猛進的發(fā)展,換電站裝備和可移動化已經(jīng)實現(xiàn),原來是一個廠房,甚至是一個裝備可集中的裝備,那么小型化和輕量化也已經(jīng)實現(xiàn)精準定位,自動調(diào)節(jié)組合快速更換以及反水關(guān)鍵技術(shù)都已經(jīng)得到了突破!比如說奧運會,我們的換電站是5000平米,120輛車,現(xiàn)在我們的撬裝式的換乘站同樣是120輛公交車,那么它的占地面積只有300平米,那么是很容易在大城市找到這個地方的,那么轎車換電站需要的地方就更小了,不到120平米,徐和誼董事長也講了北汽換電站的推廣在北京廈門應(yīng)該說應(yīng)用還是非常成功的。按照最后我們也在總結(jié),下一步我們在行業(yè)發(fā)展的瓶頸與短板對我們的思考,我們應(yīng)該說命脈是芯片,包含我們的處理芯片以及工藝芯片,還有我們的高效高功率的電機,燃料電池系統(tǒng),全固態(tài)電池及高端材料,同時還有新能源汽車的操作系統(tǒng),最終的工程院,船舶,飛機還有高鐵、汽車幾位院士再商量下一步要推進自主操作系統(tǒng)的開發(fā)與發(fā)展,否則的話電動化智能化以后,我們的新能源汽車的安全,不僅僅是電池安全,系統(tǒng)的安全將會面對嚴峻的挑戰(zhàn),那么我們要在瓶頸和短板技術(shù)方面發(fā)力進行研究和開發(fā),那么是我們國家的新能源汽車可持續(xù)發(fā)展,我的匯報到此結(jié)束。

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