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陈清泉:汽车革命与新能源汽车的挑战丨2018第一财经技术与创新大会

第一财经 2018-12-27 14:36:18

责编:王艺

从汽车到智能汽车,从智能汽车到智能交通,从智能交通到智能小镇,我的研究就是要把能源和信息结合起来,把爱因斯坦的理论结合起来。
主题演讲:汽车革命与新能源汽车的挑战

演讲嘉宾:

中国工程院院士、亚洲电动车之父 陈清泉

文字实录:

陈清泉:今天我想跟大家分享一下汽车革命和新能源汽车的挑战,汽车革命,汽车的出现改变了世界,因为汽车的出现使得人们的出行方便了很多,特别是负责把汽车产业化,每个人基本上都可以买得起汽车。

中国有句话说人类历史意义是衣食住行,衣食住行要行才体会到幸福和自由,但是已经100多年了,今天的汽车要改变,因为今天的汽车给城市带来了灾难,空气污染、交通堵塞、能源不可持续,所以今天的汽车一定要被改变,汽车革命到来了,汽车革命的内涵就是电动化,第二是自动驾驶,第三是互联共享,我们很幸运能迎接汽车革命的到来。

我拿这个图来说,这个图是1988年在加拿大多伦多开第9届电动车大会的时候,主办方让我作主持,虽然我那个时候不好看,但是我那个时候年轻。现在看到这个图,我心里很感慨,因为这里面有些已经在天堂有些已经在老人院了。我今天要跟你们交流电动汽车的发展。

(播放视频)

汽车革命来临了,在汽车革命当中,首先是电动化,在电动化当中,中国自从2001年中国政府给予资金补贴,到现在快20年了,中国发展很快,中国新能源汽车发展最快,进步也是最快,什么道理?因为是需求,中国比任何一个国家对新能源汽车的需求要迫切,第一中国是缺油的国家,第二中国的汽车还在发展,外国发达国家的汽车总量是平的,我们还在发展,在这样的情况下,如果不做新能源汽车很危险,我们的天空就是灰色的,所以中国对新能源汽车比任何国家更渴求,所以就把它提到国家战略,因为影响到我们国家能源问题,影响到我们的环保,所以补贴就给很多。

分几个阶段,第一个阶段是辅助四个城市,深圳是其中一个,辅助四个城市做1000辆巴士,从大巴开始,然后开始实施节能以后进一步推出来,很多很多城市都有。到现在中国现在新能源汽车有将近80万,是全世界数量最多的,深圳的巴士全部是新能源汽车,出租车也是新能源汽车,所以发展最快,进步最快,但是也带来了一些问题,就是核心技术还是很缺乏,因为靠这个补贴,补贴刺激产能的增加,所以中国的产能是增加了,但是补贴并不能够有效的刺激技术的进步,因为技术进步要靠市场倒逼它,所以就造成现在中国数量最大,但是质量不是最好,轻量化方面、动力集成方面跟国家先进水平还有差距,所以我们现在就是从一个快速发展也是转型升级,现在政府也出了一系列的政策,以后的补贴,两年以后就没有补贴了,另外现在就开始有积分制,你们以前是补贴制造电动车的厂,现在是采用工厂汽车厂产出来的车造成的污染多就惩罚你,用积分制的办法,所以现在中国的电动汽车要健康发展,这是一个数据,这是不完全的数据,中国是老大,第二是欧盟,第三是美国,第四是日本。

中国新能源汽车要发展,我提出个理念:1、创新驱动,来研发有自主知识产权符合国情的各种类型的电动汽车。2、双轮驱动,也就是政策驱动和市场驱动,一开始政策驱动很重要,但后来市场一定要跟上去,之后政府要撤退,这是我所观察到的,我看了以色列、韩国,一旦跟上去,政府就退出。3、三好,好的产品,好的基础设施,好的商业模式。4、四网融合,交通网、能源网、信息网、人文网的融合,电动汽车不仅仅是交通工具,它是能源的载体,信息的载体,因为电力不是一层能源,电离是二层能源,通过电动汽车可以改变能源的结构,鼓励晚上充电,晚上发电厂不能关门,另外鼓励太阳能和风能充电,通过电动汽车改变能源条件接口的载体,所以它不仅仅是一个交通工具。

首先先简单介绍一下整车技术路线,一个电动汽车有好几种路线,一个汽车主要是动力,还有一个是能源,动力部分传统的汽车是内燃机是动力,是柴油或者汽油,电动机动力是电动机,能源是电力,放在储电室,这两个是没有的污染,但是电池的能量密度比汽油要小非常多,所以电动汽车不能跑得远,所以就出了混合动力,混合动力就是你的动力既有电动机,也有内燃机,你的能源可以到加油站加油,也可以到充电站充电,这就是混合动力。日本丰田是以发展混合动力为主的,但是中国一开始的时候,因为中国混合动力比较复杂,特别是变速结构,中国就决定我们发展纯电动,所以我们国家纯电动数量也是全世界最大的,另外现在出了一种增程式,专门有一个发动机,这个发动机不参加驱动,发动机发出电之后给电池充电,所以现在中国在主流市场纯电动和增程式最近在中国也有好几个厂在开发了,因为增程式的好处比混合动力要简单。现在主要问题在什么地方呢?主要从整车来说,我们的轻量化不够,我们的流线型不够,中国存在的问题就是说同样跑一个距离,所消耗的能源大,什么道理?因为中国的轻量化不够,所以方向就是要轻量化,那么希望巴斯夫也可以在轻量化材料方面做出,轻量化多种多样,一个是碳纤维,一个是复合材料,用先进的技术。(英文)我认识德国轻量化之父,中国在这方面要加强轻量化的工作,这是告诉你了,轻量化以后,阻力就减少了,顿号就减少了。另外中国流线型不够,特斯拉非常流线型,流线型以后,空气阻力就了,能耗就降低了。

还有高效热管理,怎么能够高效传热?我的院士科创中心也在深圳孵化了一个企业,我也希望能够跟巴斯夫有合作的机会,用这个材料,可以快速散热也可以快速吸收热量,所以从材料入手,这方面巴斯夫是领头,所以希望找个高效的热效系统。

还有就是动力系统,一个汽车不管是车体、底盘还是动力还是能源,外国的动力组成,他们是做成一体的,取消了很多连接键,就更紧凑,连接度高,这方面我们和国外是有差距的。另外新的半导体材料,这个就告诉我们随着一不断的进步,能量密度不断的提高,另外随着采用新的碳纤维材料,进一步宽高性能带宽要提高。

40年前我发表文章《怎么设计电动车曲线》,我没有申请专利,但是现在世界电动车都参考我这个,我总结出了怎么样适合电动车的电力,首先是电,电动汽车是没有固定工作电的,它在城市里面跑来跑去,红灯停,绿灯亮,每次开有个加速度,所以启动距要大,启动完以后要的是速度,另外它没有固定的工作点,所以不管在哪里工作,你的效率要快,所以你的电池设计,你要能够满足电的要求,但是电机放在汽车跟放在工厂不一样,在恶劣的环境下,从海南岛呼伦贝尔,各种凹凸不平,在极端恶劣的情况下,你的钢度要注意。然后就是冷却,所以你要电机热才能设计完美的电机,这个电机基本有两种,一个是圆平型一个是扁平型。

第三个是能源部分,这个部分就是电池了,一个是蓄电池,一个是燃料电池,燃料电池和蓄电池不一样,虽然燃料电池中文翻译成电池,但是工作原理根本不一样,因为蓄电池就是充电放电,充电以后储存起来然后放出来,燃料电池是氢气氧气结合产生电,像发电厂一样,想个工厂一样,不是储能,是能源转换,把氢能氧气结合起来就产生电。我们国家现在以电池为主,但是最近也鼓励搞氢能,氢能在整个能源当中也起到很重要的作用,所以有些人也要搞氢能源。以后这两个,这两个不是谁代替谁的问题,假如说短途车的就用电池,长途车就要用燃料电池。

我们要看下一代,目前我们的电池是锂电池,锂电池已经进入磷酸铁锂,三元、钛酸锂,三安全性,钛酸锂比较合适。新体系就是锂硫、固态锂离子。这就是我们孵化的清华大学的一个电池技术,我们现在已经小批量生产了,电池安全很重要,而解决电池安全也有系统工程,从你开始进来的原材料,原材料进来了,搅拌涂附,原材料要均匀,搅拌涂附,涂的时候也要非常均匀,你要注意多方面的安全,化学方面的安全、功能安全、动能安全、机器安全,要解决这个要综合考虑,并且今天可以利用大数据来帮助我们监控电池的安全性。

第一是电动化,我讲完了,第二个汽车革命就是自动驾驶,自动驾驶是人工智能的几种标志,智能汽车是智慧城市的子节点,通过自动驾驶,从一个电动汽车变成一个智能汽车,从智能汽车变成智能交通,从智能交通变成智能城市,变成一个智慧的城市,然后去上班,人流、物流,各种各样的人流,一个是上班,一个是旅游,等等。最后要达到什么目的呢?最后就是安全,你的自由出行要做到安全、舒适、环保、节能,通过自动驾驶可以达到这个目的。自动驾驶还有多元,大家议论纷纷的,但是从现在开始,你一定要进入这个行业,也就是从低速到高速,这个是智能化,一个是上网,现在的自动驾驶有三个部分,感知认知执行,感知就是传感器、照相机、雷达这些东西现在比较贵,天气好就可以,天气不好就模糊了。然后就是认知,可能曲行也可以直行。然后就是产业链,也给很多供应商机会,各种各样的传感器,所以新的产业会出来。我们的方向是先做低速的,最简单就是停车场,现在有些人在停车场你不必停,它帮你停,在停车场和封闭的环境,好天气、坏天气都可以,第一你的传感器要好,第二你的通讯要好,恐怕要等到5G出来以后,就就可以做到全方位的。我们中国也做了规划,我们中国有6个无人驾驶汽车示范点,有5个东西南北中,我的家乡福建漳州就是其中一个。

从汽车到智能汽车,从智能汽车到智能交通,从智能交通到智能小镇,我的研究就是要把能源和信息结合起来,把爱因斯坦的理论结合起来,集中式能源和分布式能源的矛盾,化学能源和可再生能源的矛盾,一次能源和二次能源的矛盾,电力能源和化工能源的矛盾,分析他们的能源流、信息流、价值流,通过能源的互联网,并且还做到全平衡,那个是电网,这个是煤炭火力发电,在太阳能、燃料电池,在能源生产和消费当中,可能会产生二氧化碳,二氧化碳有危害,但有时候在化工里面也需要,同样在能源生产和消费过程中也会产生氢气,氢气有时候是废料,但是氢气也是很宝贵的能源,所以你如果能把二氧化碳跟氢气结合,就变成甲醇甲烷,那就做到平衡,这个图就说明智慧能源的体系,而电动车在这里面起到了媒介的作用,通过电动车把各种能源优化配置,起个媒介的作用,所以既能够做到全平衡,又能够做到低碳节能舒适安全出行,这也是我们智慧能源的一个例子,多系统的发电系统与能源之间相融性。

智慧城市,居民、社区、智能交通、商业化、政务、低碳节能,智慧产业,这些系统,人脸识别,电动车牌智能终端。好,我们不单要有出行,并且要以人为本,车、路、城,一体化,很好的生态智能化,以人为本是我们的初心,车和车之间可以对话,车和马路也可以对话,还要变成城,智能汽车建立智能城市的系统,智能汽车车辆/能源共享,车联网/自动驾驶,智捷交通,智慧城市。车、路、城,需要三个平台:车辆电子平台,道路监测平台,城市数据平台,车、路、城都可以交互路灯很重要,路灯就是传感器。我在深圳的孵化的这个就是路灯,路灯实际上就是传感器。车辆电子平台,开放环境传感器自由调用,软件重构,道路监测平台,建立车、路、城感知通网络。第三个平台是城市数据平台,车辆边缘计算、道路边缘计算、智慧城市计算,以信息提供及计算能源电动汽车的档次,开发技术。全面感知,好,最后就是跟刚才一样,我就不重复,我总结一下,我们要创新,第一要有前瞻性,第二要吸取历史的经验,第三要顶层设计从全局考虑,第四眼睛要放在脚底下,怎么落地,怎么落实,第五看欧美国家,第六看日韩,最主要的是,第一个要有激情,第二是想象力,第三是创新,第四是集成,现在叫跨界融合,然后才可以实现,但是没有钱也不行,要投资,所以要成功的话,我一直在说要成功的话,第一要有技术和人才,第二要有政策,第三要有市场,第四要有金融,我分享的演讲希望大家能够思考我们国家怎么能成为汽车强国,谢谢大家。

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