萬鋼解讀中國(guó)發(fā)展新能源汽車技術(shù)路線圖
發(fā)布時(shí)間:2016-05-10
2016年5月10日消息:在近期召開的2016中國(guó)汽車論壇上,全國(guó)政協(xié)副主席、科技部部長(zhǎng)萬鋼介紹了電動(dòng)汽車在中國(guó)的研究、發(fā)展及今后的展望。萬鋼指出,在今后五年當(dāng)中還要努力把電池能量密度再提高一倍,把制造成本再降低50%。電驅(qū)動(dòng)的基礎(chǔ)部件也是“十三五”要做的重要工作,比如電子器件、電磁干擾的研究、防護(hù)安全等。
中國(guó)汽車的發(fā)展是中國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的驕傲,也是中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)的挑戰(zhàn)。2013年,中國(guó)汽車保有量超過一億三千七百萬輛,而中國(guó)石油的消耗總量達(dá)到五億兩千萬噸,其中3.1億噸是進(jìn)口的。與此同時(shí),中國(guó)的城市的污染也越來越嚴(yán)重。萬鋼認(rèn)為,在這個(gè)方面汽車工業(yè)應(yīng)該做出貢獻(xiàn),一億三千萬輛折合每十人一輛汽車,在德國(guó)現(xiàn)在每十人七輛,在美國(guó)是八輛,甚至快要到九輛,也就是說人民生活當(dāng)中對(duì)于汽車的需求很明顯。但是,我們提供什么樣的汽車,怎么樣能夠使到我們走上一個(gè)產(chǎn)業(yè)、環(huán)境、能源協(xié)調(diào)發(fā)展的過程,走向這個(gè)方向,這是我們現(xiàn)在所應(yīng)該討論的。這是次汽車工業(yè)的機(jī)遇,也是中國(guó)汽車的挑戰(zhàn),抓住機(jī)遇,贏得挑戰(zhàn),我們發(fā)展方向仍然會(huì)朝氣蓬勃。
調(diào)整能源結(jié)構(gòu) 保障汽車能源供給
萬鋼介紹,中國(guó)政府高度重視能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整,中國(guó)在風(fēng)電、太陽能等各方面都出臺(tái)一系列政策,在加強(qiáng)基礎(chǔ)研究、增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時(shí),還建立了世界上最大的風(fēng)廣儲(chǔ)輸示范工程,使間歇式的變成持續(xù)的發(fā)電。2015年,中國(guó)風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)量129GW,光伏累計(jì)裝機(jī)量43GW,風(fēng)電和光伏發(fā)電量222.5TWh,這些均排在全球第一。但是如果按照中國(guó)在巴黎峰會(huì)上的承諾,也就是說到2030年非化石能源要占到能源總量的20%,為了達(dá)到這一目標(biāo),我們還需要把這些“世界第一”再翻上兩倍,這就是我們的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。萬鋼估計(jì),就現(xiàn)在中國(guó)運(yùn)行50萬輛電動(dòng)汽車的情況看,使用的電量不到風(fēng)、光發(fā)電總量的3%。在萬鋼看來,能源結(jié)構(gòu)的變化為中國(guó)汽車的發(fā)展、為汽車能源的供給提供了保障。
從世界各國(guó)對(duì)于汽車能耗法規(guī)變化的情況看,能耗在快速地降低。按照中國(guó)政府的要求,在2020年大概達(dá)到4.5L和5L之間,新能源要達(dá)到4.5L以下,中國(guó)每年需要下降的量跟世界各國(guó)相比還是相當(dāng)大。與此同時(shí),歐6排放的實(shí)施,北京現(xiàn)在是京6排放,尚存差距。中國(guó)的汽車產(chǎn)業(yè)還要在能源消耗和排放方面做出巨大的努力。
在測(cè)試環(huán)節(jié),歐洲已經(jīng)從整靜態(tài)的測(cè)試、整動(dòng)態(tài)測(cè)試變成高動(dòng)態(tài)測(cè)試,日本新的測(cè)試條件已經(jīng)從12個(gè)加速和12個(gè)減速,增加到26個(gè)加速和26個(gè)減速。中國(guó)政府也委托了中國(guó)汽車技術(shù)中心研究測(cè)試相應(yīng)的演變。測(cè)試方法改變了,特別是加速頻率增加,振蕩強(qiáng)度大,工況時(shí)間加速了。新能源汽車使用電機(jī)驅(qū)動(dòng),怠速停機(jī),自動(dòng)能量回收,具有節(jié)能減排的先天優(yōu)勢(shì)。無論能源、環(huán)保、汽車產(chǎn)業(yè)自身發(fā)展,都指向新能源的發(fā)展道路。
“三縱三橫” 中國(guó)發(fā)展新能源汽車技術(shù)路線圖
十幾年前研究新能源汽車的時(shí)候,就把純電動(dòng)、混合動(dòng)力、燃料電池做成了一個(gè)規(guī)劃,為未來的發(fā)展確定了關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵總成,以及關(guān)鍵的車型動(dòng)力系統(tǒng)。我們把動(dòng)力系統(tǒng)稱為由電池和管理系統(tǒng),電機(jī)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),多能源系統(tǒng)組成的主要核心技術(shù),以及混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)、燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī),這些關(guān)鍵技術(shù)在三條技術(shù)路線上得到了一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)的排列,就是我們所說的“三縱三橫”的排列。
從現(xiàn)在來看,混合動(dòng)力正在從過去重度混合向插電式、增程式的發(fā)展,發(fā)電機(jī)將變成發(fā)電系統(tǒng)。燃料電池也出現(xiàn)了兩個(gè)方向,一個(gè)用燃料電池作為主動(dòng)力,另外一個(gè)用燃料電池作為增程式電電混合動(dòng)力源,這三條路線最終就變成一個(gè)由電機(jī)驅(qū)動(dòng),由發(fā)電和儲(chǔ)電系統(tǒng)組成的技術(shù)路線,它的發(fā)展能夠集中最大的力量攻克最關(guān)鍵的技術(shù),作為政府還要加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施、科研激勵(lì)、標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)、法律法規(guī)推廣等等的應(yīng)用。
在這樣的系統(tǒng)下,最重視的是基礎(chǔ)研究。電動(dòng)汽車最重要的是動(dòng)力蓄電池,在科學(xué)研究方面,從基礎(chǔ)開始,研究交換膜交換機(jī)理、納米技術(shù)的應(yīng)用、整個(gè)電池失效原理以及溫度場(chǎng)分布上做了巨大努力,對(duì)電池成組技術(shù)和控制技術(shù)也進(jìn)行了投入。正是這些投入支撐了中國(guó)動(dòng)力電池的發(fā)展,2015年與2011年相比,電池單位能源密度提高了一倍。同時(shí),制造成本降低了50%。今后會(huì)加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)技術(shù)的研究,在發(fā)展過程當(dāng)中不斷凝練科學(xué)問題,找出科學(xué)解決方法,解決共性關(guān)鍵技術(shù)問題。
萬鋼提出,在今后五年當(dāng)中還要努力把電池單位能量密度再提高一倍,把制造成本再降低50%。達(dá)到300瓦斯以上,成本降到一元以下,新能源車就具備更強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。
驅(qū)動(dòng)電機(jī)方面,根據(jù)不同階段攻克不同的關(guān)鍵技術(shù)。比如說啟停式發(fā)電機(jī),現(xiàn)在基本作為系列投入?;旌蟿?dòng)力的發(fā)電機(jī),特別是大客車上進(jìn)行了很好的推廣。尤其最近一些對(duì)于雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)展,更加接近了人們的需求。電驅(qū)動(dòng)最大特點(diǎn)就是零轉(zhuǎn)速有最大扭矩,這對(duì)啟動(dòng)加速很好,但是對(duì)二次加速存在一定的困難。所以有的企業(yè)開發(fā)了雙電機(jī)的直驅(qū)系統(tǒng),無論低速大扭矩,還是二次加速都有變化。
萬鋼毫不掩飾地說:“我們?cè)陔婒?qū)動(dòng)的基礎(chǔ)部件上還有短板,比如電力電子器件、電磁干擾的研究、防護(hù)安全等等都要繼續(xù)加強(qiáng),這是我們?cè)谑迤陂g要做的重要工作?!?/div>
電動(dòng)汽車時(shí)代還要不要發(fā)動(dòng)機(jī)?
萬鋼認(rèn)為,我們非但需要,而且要加強(qiáng)這方面的研究。小型、輕量、電子化將成為發(fā)動(dòng)機(jī)的未來,很長(zhǎng)一段時(shí)間我們還需要專項(xiàng)增程式,也需要專用發(fā)動(dòng)機(jī),在這個(gè)方面我們應(yīng)該有更大努力。通過比如混合動(dòng)力、渦輪增壓降低發(fā)動(dòng)機(jī)的排量和尺寸,這為電機(jī)增加了布置的空間,在長(zhǎng)距離方面又發(fā)揮電機(jī)更大的作用。發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的配合是很重要的形式,增程式的是有發(fā)電機(jī),這個(gè)發(fā)電機(jī)怎么跟上電池的反應(yīng)速度?這就需要使動(dòng)力更加順暢。經(jīng)過專家的討論清潔、高效、小型、輕型將是發(fā)動(dòng)機(jī)的趨勢(shì)。
這樣情況下中國(guó)企業(yè)也研發(fā)了插電式混合動(dòng)力,最低要求是50公里,大多數(shù)中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)用了70公里或者75公里,這是由于我們多年來對(duì)4000多輛電動(dòng)汽車進(jìn)行了多年觀測(cè)下來,得到結(jié)論大概75%汽車是行駛50公里以下,90%汽車是在75公里以下。如果能夠每天充電,90%以上插電式可以用純電動(dòng),在市區(qū)達(dá)到零排放,這是我們今后要發(fā)展的方向。
中國(guó)品牌汽車也涌現(xiàn)出一些很好的產(chǎn)品,比如北汽、比亞迪、江淮的新能源車,這些汽車現(xiàn)在越來越多受到了消費(fèi)者的歡迎。主要是在性價(jià)比上具有很大的優(yōu)勢(shì),當(dāng)然我們?cè)诟叨塑囆蜕线€要努力。
燃料電池也在走入市場(chǎng),與純電動(dòng)汽車相比,燃料電池可能市場(chǎng)化的路徑要長(zhǎng)一些,要多一些等待。從2003年開發(fā)第一輛燃料電池后,一直在持續(xù)不斷地進(jìn)行研究,先是高校組織開發(fā),逐漸進(jìn)入企業(yè)。去年,上汽完成了燃料電池汽車在中國(guó)從南到北,從低到高,一直到青藏高原的試車,燃料電池汽車也在逐步走向市場(chǎng)?,F(xiàn)在插電式混合動(dòng)力汽車還有一些排放,將來可以用燃料電池補(bǔ)短板,我們又融合了這些技術(shù)在一個(gè)發(fā)展方向,使創(chuàng)新的投入能夠更加集中,更加高效。
在談到電動(dòng)汽車安全性上時(shí),萬鋼認(rèn)為,安全是電動(dòng)車發(fā)展最關(guān)鍵的因素,應(yīng)該在這方面下很大工夫。電池安全上,整組安全上,布置的安全上,意外情況下,都要保證電動(dòng)汽車的安全。另外,互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代安全保障應(yīng)該是最新的技術(shù),就是全程實(shí)時(shí)控制。所有的公交場(chǎng)都做了全時(shí)全控制,也就是說,所有的公交車運(yùn)行過程當(dāng)中,每一個(gè)電池都被監(jiān)控者,如果一旦有過熱就自動(dòng)報(bào)警,這樣才能真正保障安全。只有這樣,才能夠在新時(shí)代下保障汽車行駛高度的安全。
另一個(gè)發(fā)展就是電動(dòng)汽車、智能電網(wǎng)、車網(wǎng)的融合,電動(dòng)汽車不單作為儲(chǔ)能終端,它甚至可以在能源互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、信息互聯(lián)當(dāng)中相互交融。這樣就為新的商業(yè)模式提供更好的供給。比如分時(shí)租賃,出門就可以知道身邊有什么樣的車可以租,停車也可以實(shí)時(shí)找到電動(dòng)汽車,包括充電的位置。這些也是“十三五”規(guī)劃當(dāng)中要進(jìn)行綜合研究,已經(jīng)逐步進(jìn)入了綜合交通系統(tǒng)。
支持新能源汽車開發(fā)的國(guó)際化
從中國(guó)新能源汽車產(chǎn)量增長(zhǎng)中看到,新能源汽車的發(fā)展采用了公交運(yùn)行,再逐步進(jìn)入家庭運(yùn)行的方式。2011年的時(shí)候新能源車不到5000輛,一直到2014年才85000輛,當(dāng)時(shí)覺得50萬輛指標(biāo)很難達(dá)到。但是去年就達(dá)到37萬多輛。但是這里有一點(diǎn)告訴我們,新能源汽車推廣不僅是研發(fā)的事,汽車制造商的事,更多是全社會(huì)的支持。對(duì)于新能源汽車取消搖號(hào),取消限行,保證優(yōu)先停車,能夠給予政策發(fā)力,全面創(chuàng)新,才能夠真正地使新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展起來。
2015年底全球電動(dòng)車產(chǎn)量超過145萬輛,2008-2014年全球EVI16個(gè)成員國(guó)都加大了對(duì)新能源車的投入?!敖衲臧屠铓夂蚍鍟?huì)我有幸參加了能源使命的聯(lián)合行動(dòng)計(jì)劃,我們將和20多個(gè)國(guó)家一起為在今后的五年當(dāng)中,加倍清潔能源方面的投入。所以這個(gè)將也是作為我們電動(dòng)汽車,新能源汽車也是今后在能源使命當(dāng)中研發(fā)的一個(gè)重點(diǎn)?!比f鋼說。
同時(shí),中國(guó)在新能源汽車的研發(fā)方面進(jìn)行了國(guó)際合作,成立了中國(guó)和德國(guó)電動(dòng)汽車研究中心,也有中國(guó)和美國(guó)的清潔汽車聯(lián)盟。最大特點(diǎn)就是所謂“2+2”模式,中方和外方產(chǎn)學(xué)研的結(jié)合體形成促進(jìn)基礎(chǔ)研究、政策研究等方面共同發(fā)力。
“我很高興能看到中國(guó)汽車企業(yè)和國(guó)際汽車企業(yè)正在融合,2015年我花了點(diǎn)時(shí)間親自駕駛戴姆勒奔馳和比亞迪聯(lián)合開發(fā)的汽車,這樣的聯(lián)合研發(fā)的汽車同樣得到了所有的政策優(yōu)惠,我們一再說的中國(guó)新能源汽車是開放的,在中國(guó)市場(chǎng)上都會(huì)一視同仁,同等對(duì)待,從這個(gè)角度上說起來我們更加支持新能源汽車開發(fā)的國(guó)際化?!比f鋼表示。
作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展今后仍然有很大的挑戰(zhàn),核心技術(shù)研發(fā)還需要持續(xù)深入,在電池、電機(jī)、基礎(chǔ)研究、核心技術(shù)、共性技術(shù)的發(fā)展上要繼續(xù)加強(qiáng)。整車能力,集成能力,特別是安全性還需要我們利用新的技術(shù),新的形態(tài)來對(duì)它提升。
新能源汽車產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)的需求十分旺盛,要牢牢把握住汽車電動(dòng)化、輕量化和智能化發(fā)展方向,不斷創(chuàng)新汽車市場(chǎng)的商業(yè)模式。電動(dòng)汽車在中國(guó)是一個(gè)有希望的、有光輝前程的朝陽產(chǎn)業(yè),是承載著責(zé)任與使命的產(chǎn)業(yè),也是今后科技創(chuàng)新的重點(diǎn)。