4月20日,第十届中国新能源国际高峰论坛在北京开幕,来自国内外的政府官员、专家学者、企业代表等400余人围绕庆辉煌十年论创新增长这一主题共商能源发展大计。中国汽车工程学会副理事长,同济大学汽车学院院余卓平老师参加第十界中国新能源国际高峰论坛新能源汽车专业论坛并做了主题演讲,以下为演讲全

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中国汽车工程学会余卓平:新能源汽车的发展和展望

2016-04-27 14:24 来源:北极星储能网 

4月20日,第十届中国新能源国际高峰论坛在北京开幕,来自国内外的政府官员、专家学者、企业代表等400余人围绕“庆辉煌十年论创新增长”这一主题共商能源发展大计。中国汽车工程学会副理事长,同济大学汽车学院院余卓平老师参加第十界中国新能源国际高峰论坛新能源汽车专业论坛并做了主题演讲,以下为演讲全文:

余卓平:各位来宾,大家下午好。感谢会议的组织邀请我来参加今天的交流。我题目是针对我们国家新能源汽车的发展和展望,特别是未来的发展做一个简短的汇报。

最近我们国家的“十三五”新能源汽车试点专项完成。实际上明天是第一批项目开始在答辩,开始要启动。所以借这个机会,我们把有关这方面的情况做一个简单的汇报和交流。

从进入这个世纪开始,我们国家开始进入汽车社会。就是说,大家可以看到,基本上这条发展曲线大概是在2000年以后,开始发起来的。到现在我们国家的汽车保有量开始过1.5个亿,千人保有量大概不到150万辆左右。所以我们开始进入汽车社会,实际上这个保有量在欧美的这些发达国家来,美国的千人保有量是接近700多辆,欧洲平均下来大概在600辆左右。日本应该说土地资源也很密集,也很紧张,人口密度也很高,但是日本的千人保有量汽车是587量。

所以我们国家一直在估计,我们国家最后的大容量大概是多少,现在逐渐形成共识,这个事情在五六年前还很多,我们中国的汽车产量会过4000万辆。实际上也就是说我们的保有量会4到5个亿左右。从这个点上来看,大概千人保有量应该在300辆左右。现在的预测大概是越来越集中在这个地方,刚才讲的这个观点是我五六年前觉得是这样。现在越来越多的预测都支持这样一个观点。但是确实这个发展为什么说会争议?汽车的发展一方面改善老百姓的生活水平,但是另一方面给社会带来了非常多挑战。

第一个挑战,跟今天的论坛主题密切相关,这是能源问题。其实原来是靠烧柴油,现在国家石油进口,大概占整个石油消费量的60%左右。大家都知道,如果再持续的烧下去,没有油可烧,一定得找另外的资源,这是第一个挑战。

第二个挑战,大家最近看到雾霾的现象。原来知道有雾,好像没有什么太大的对神经的刺激。现在雾霾天越来越多以后,大家已经明显的感觉到。当然了,实际上把雾霾这些东西归根于汽车,应该没有太多的客观的科学数据。但是我们也相信是跟汽车有关,但是关联度有多大不知道,但是总归汽车是其中的因素之一。

还有一个是交通。交通现在的拥堵也好,安全也好等等,这些东西都给汽车未来的发展带来了问号,所以大家都一直讲变革,不变革的话汽车走不下去。

变革的方向应该在这几个点上。第一个,人员我们讲汽车的能源会多元化,这就是新能源汽车要起来了。那么特别是配合下来,实际上动力的电动化。动力的电动化跟能源的多元化是紧密的交联在一起,无论是电或是未来用氢也好,都是能源的多元化结构。因为氢和电实际上都是(二十个原材料)。再一个就是在它的控制上要实心智能化,所以我们讲这三大领域构成了下一代汽车的主要标题。

从国家来讲,我们刚刚做“十三五”,这一块我们以前一直讲做一件大事要十年磨一剑。新能源汽车这一剑磨大概有20年。现在已经“十五”开始已经三个五年计划过去了,去年应该来讲大家很兴奋,去年是元年。“十三五”还要做一个五年,从国家的重大科技专项来讲持续了四个五年计划,我觉得在国家的科技史上大概也没有。所以我们讲这届“十三五”过后,应该我们新能源的产业应该是真正的起来了,要二十年磨这一剑。

刚才讲发展新能源汽车,我们讲是汽车的变革,也有很多人说这是我们国家的一场跨越式的发展,也是争论很多。一直到2014年,习近平主席正好上汽集团视察访问,这个时候他讲了一句话。他讲新能源汽车是我们国家新汽车工业,由大而强的必由之路。应该说最高领导的这个观点,很快在全国上下推动了我们形成共识。新能源汽车的发展争议也蛮多的。现在对新能源汽车的发展这条方向,大家逐步形成共识。去年的发展速度尤其快。

这里面回顾一下,我们从“十五”开始,当时布了这样一个局,叫三纵三横。三纵可以看作,蓝牙电池汽车,(供电)动力汽车、纯电动汽车,三横就是电池、电机和电控。这个布局应该说延续到现在大家还是坚持,这个布局应该是这样。三个类型的汽车,三个关键技术这是我们发展的主要的点。当然了,由于争议大,这里面我在讲,大家也可以看到,在“十一五”的时候退了一步。大家认为新能源汽车那个时候1%都不到,国家花这么大的力气,99%都是内燃机汽车,它的节能,我们国家说,有很多专家认为要大力推动。所以“十一五”的时候改名了,不叫新能源汽车专项,叫节能与新能源汽车专项。双层战略并行,一个是过度战略,还要在未来新能源下工夫。一个就是转型战略这是“十一五”的时候。

到“十二五”的时候,应该来讲我们又回到以新能源汽车为主了。这个时候尽管节能汽车还讲,但是这个时候提出了一个叫纯电驱动战略。我们国家的新能源汽车怎么定义,普通的混合动力汽车是不是新能源汽车。后来在“十二五”期间我们确定了,普通的混合动力汽车不是新能源汽车。只有普通插电的动力汽车是新能源汽车,因为他要用两种能源。因为普通的混合动力汽车,它不外插电的话,事实上它是一个节能技术。尽管它也用到了电池,用到了电机,但是它是一个节能技术。

所以“十二五”的时候,我们正式政策提出了,我们国家的新能源汽车战略面向纯电驱动。这里面蓝牙电动汽车是电动驱动,纯电动汽车是纯电驱动。插电式动力汽车它有纯电驱动。事实上特别在5公里以下,纯电驱动。所以我们讲,当时在“十二五”的时候形成了这个明确的战略。

第二个,在“十二五”的确定了市场推广战略。这个市场推广战略我们叫两头挤。一个在市场上要推动城市公交客车为主的,大客车新能源汽车的发展。第二个是小型的电动车的发展。所以是想在市场上以这两个为切入点,能够逐步在普及到中高端的轿车、乘用车这个领域。从整个三个五年计划的发展来看,从电池来看,应该讲尽管大家,今天有不少是搞电池的,属于新能源这个领域搞电池的企业。大家都在讲我们现在压力很大,现在国际上,特别是日本、韩国的电池比我们领先很多等等。我们觉得还是要大力推动电池的发展。

实际上,从电池业来看的话,应该说我们国家还是不错的。现在在车用电池里,特别像比亚迪、ITN(音)等有几个大型的电池基地,在国际上的水平还是不错的。大家可以看到,在三五年计划下来,我们国家动力电池这个产业是非常迅速的在发展。电机应该也是有个长足的发展。我一直在讲,我们国家是从十五年前轿车用的电机,我记得那个时候是2002年的时候,刚刚开始启动专项,中期评估,我是参加电池组的专家评估组。

当时给所有的科技攻关电池组的项目打分,全部不及格。当时是没有一个能够满足轿车电机的要求。这就是我们大概是十三四年前的情况。去年,我陪着一个国家的主力的电池商到奔驰去谈,奔驰很明确的讲,你们现在这个东西,我看了以后,就觉得,第一个各个性能还是可以接受,但是就是你的产品质量管理体系等等还进一步要加强。说的也很客观也很准确,但是至少有一点,我们看到,就是我们国家自己战略新兴起来的产业,可以直接和国外的顶级汽车场去对话了。这个在传统的汽车里面很少,他是带着自己的技术去的。所以我们讲,电机这一块发展的情况也非常不错。

从纯电动汽车来看,大家也看到这两年,特别像北汽,实际上我们今天的高总原来在北汽。那个时候纯电动车是北汽的一个重点,后来佳怀(音)包括小型的车子,刚才讲到的吉利、康吉等等这些汽车。去年它们在小车里是主力军,所以纯电动汽车的发展也比较快。当然在高端的纯电动车里面像特斯拉,特别是今年第一季度特别火。现在网上的说法是,最近新的车型订货量超过了40万辆。

这个在纯电动汽车里是一把熊熊大火。当然了,大家都在讲,看他能不能做到40万辆。我们国家在高端上面正在发力。据我所知,像乐视等等还有很多的汽车场,乐视是说要造超级电动车。很多汽车场现在在做高端的电动车。这里面也包括了,比亚迪和奔驰的一个合资公司做的高端纯电动车,叫腾视(音)。应该来讲在纯电动车这个领域,我们国家发展势头也是不错的。

在插电混合动力汽车里,大家可能也知道,比亚迪的擎,事实上它在上海做的是非常成功五。去年卖了6万多量,荣威插电的550等等这些车型。这几个车型技术指标各方面来看和国际上的项目,波兰特等等,插电式混合动力,我们讲技术性能应该相当。所以我们国家在插电的混合动力,应该也是在国际先进水平的行列里。

蓝牙电池的这一块,2001年“十五”的时候开始起步,从无到有。前面一段时间发展我们觉得还是可以的,随着形势在发展。大概持续了五六年,到“十一五”的时候,刚才讲了双重战略要并行,过渡战略和转型战略要并行,所以实际上蓝牙电池汽车的发展就是有一点减速。应该说是到“十一五”末期的时候是最高峰的时候,在世博会上有200辆蓝牙电池汽车在做市场运行。过了世博会以后,整个“十二五”期间,我们的速度明显放缓。

但是去年日本丰田和本田说相继蓝牙电池轿车商业化了,这一下在整个行业里引起了非常大的反思和反响。现在大家还是认为蓝牙电池的技术路线方向值得我们高度重视,要关注。蓝牙电池待会会讲到“十三五”我们可能还会把它作为一个重点方向继续来抓。这是我们在前三个五年讲到的,世博会的时候应该是最高峰的时候。

总结一下。整个前三个五年计划下来大家可以看到,在去年10月份的时候,总量过了30几万辆。后面两个月突然提速,整个量大概在497000辆,我们国家原来定一个目标到2015年,希望实现保有量实现50万辆。应该说497000辆基本上达到了这个目标。第二个目标,2020年要实现保有量达到500万辆,这个目标可期待,但是任务比较艰巨。今天在座的都是我们这个行当,都是新能源汽车行业的推动者,希望国家能够实现这样一个目标。

在“十三五”里讲到的试点专项,规划里面仍然坚持三纵三横的布局。有些调整的,在电控这个领域里,结合最近现在大家看到的智能汽车的发展,我们把智能控制作为智能电控的主要内容来抓。如果有些调整是这样的。根据国家的专项组织,这是“863”的内涵。把原来“973”的内涵,就是说前年研究和资深计划的内涵,就是基础设施、集成示范等等这些东西,把它归到一个试点专项里来,这是我们讲“十三五”整个布局的情况。

刚才讲围绕三纵三横的六大创新链,设计了大概38个重点研究任务。刚才讲到的,名辩启动了第一批的课题研究。比如说电池的发展,目标也是两条链,一条链面向于高性能,还有一条面向目前这个阶段可用的工程化技术的研发。因为现在的电池,特别大家希望高度重视的是安全性,电视在电动汽车迅速发展的过程中。如果保证不了安全性的话,对于整个新能源汽车的发展会产生非常大的负面影响按。所以我们一直呼吁要对电池的安全性,给予足够的重视。除了追求高性能以外,工程化技术是下一轮很重要的一个点。

电机也是这样。刚才讲到,我们国家的电机从满足车用性能来看,我们现在已经跨过了这个台阶。但是和国外先进的电机水平相比,我们的电机在同样的性能下面要重,功率密度、能量密度不够,这些点上仍然是我们下一步要重点攻关的地方。我们在专项里电机这块也布置了相应的研究内容。

刚才讲到电控,我们把它转向智能汽车的发展。实际上智能汽车大家已经,特别像智能辅助驾驶等等,现在在市场上已经开始全面的铺进来了。这个技术我们国家的行业原来没有做好准备。也就是说这一轮基本上是引进。无论是像雷达、图像处理等等这些技术,智能决策,线控技术这些东西,大概只能是引进。我们呼吁在智能汽车发展上也要发力。

从纯电动汽车来看,这一轮的重点集中在两块上,一块是轻结构和轻量化。第二块,把刚才电控智能化结合纯电动汽车做平台来发展。这一轮纯电动汽车主要是结合这几大技术,全新的结构。以前的电动汽车大部分还是延用了内燃机汽车的老结构,把动力系统更换以后来推动。这次是轻结构、轻量化,再加上智能控制,把这些东西大改造,纯电动汽车上面。那么茶点的混合动力,应该刚才讲,我们像比亚迪和上汽已经开了一个很好的头。我们希望在行业里普遍拉起来。我们国家油耗法规已经很明显的使,所有的汽车企业受到巨大压力。就是说2020年平均每公里50油的这个油耗法规,如果没有这种插电的混合动力,还有小心的纯电动的汽车做平衡的话,估计都达不到。

所以应该来讲这是一个普及型的技术,希望各大汽车厂希望把插电混合动力系统普及化。这个应该来讲是很重要的一个内容。蓝牙电池汽车上,这个特别是刚才也,国际合作我们把它很重要的内容,是放在蓝牙电池汽车领域。刚才讲到“十二五”的时候我们明显落后了,希望通过加强国际合作,重新的把蓝牙电池掉下去的地方补起来。蓝牙电池在关键材料领域,在关键的系统领域,可能都有好多功课要做,这是我们讲蓝牙电池的情况。

最后简单的花一点时间。我来自于同济大学,介绍一下我们目前在做的事情。实际上同济大学从2001年开始,结合国家的电动汽车专项,开始把我们研发的重点放在电动汽车领域,已经持续了大概十几年。在三年前我们开始把另外一个目标,就是智能化的目标开始启动,最近我们结合教育部“2011协同创新”计划,成立和组建了智能型新能源汽车协同创新中心。我们联合上汽、湖南大学、清华大学、天津大学等等一些单位,我们以智能型的新能源汽车为抓手,来进行协同攻关。

重点我们简单的介绍一下是三大块内容。第一块内容是在电动化上面,电池这一块是我们的重点。这里面当然也包括了蓝牙电池。我们最近有一个观点,我们认为蓝牙电池可能比较适合。如果是做(正层气)用,在汽车上可能会更快的做产业化。就是蓝牙电池,所以我们把正层气(音)也作为罗星(音)电源里的一种,放在这里。

另外一个,在电驱动这个领域,我们比较多的重点放在电动驱动上,我们认为随着电动汽车的发展,将来的集中电机一定会逐步转化成四个装在轮子上的电池。就是电极将来会直接装在轮子上去,电池电动,所以这个是我们在电驱动领域里的重点。

第二个主块是智能化。刚才讲到从环境感知再到智能决策,再到线控的自动、线控的转向等等这些技术领域,是我们重点研究的方向。另外还有一个,新的观点在讲,随着电动化、智能化的发展,我们认为整车结构应该有大变化。现在都在改装,我们刚才讲如果电机动装到轮子上,整个底盘结构可能就像一个滑板结构一样,车身的造型给你带来了非常大的新的空间。所以我们致力于新结构上,看看如何能够使得整车的平衡能够进一步的发展。

这里重点介绍一下我们在电驱动,刚才讲轮边驱动领域里的工作,这是我领衔一个国家“973”的研究项目。当时我们组了一个团队,针对与轮边驱动,和集中电机相比叫分布式驱动。结合分布式驱动梳理了关键问题。重点大家可以看到,我们围绕这个东西,大概三大科学问题,组织了5个团队分别来进行研究,重点我介绍一下研究的成果。

第一个,分布式驱动和集中驱动相比。当时有一个观点,我们认为它能够有更高的效率。当时大家觉得不大可能,我讲几个简单的例子大家就知道了。从驱动上来看,混合动力的技术,有的时候发动机工作,有的时电机工作,能够从这里面找到各自的最高功率点。分布式驱动可以做到,有的时候是两轮驱动,有的时候是四轮驱动,这样能够充分发挥电机最高效能,这是能够找到一块效率提升的空间。

第二个在自动上,如果是自动驱动的电机,它只能再一个车轴上,回收自动的。如果是四个轮子都能够回收自动轮的话,那么在自动轮回收上面,能够进一步提高效率,等等。从这些点上,大家可以看到,通过我们的研究,我们可以深度挖掘百分之十三点几的效率可以提升。所以从这点上来讲,我们觉得分布式驱动在能源效率提升上面,有进一步空间。

第二个,就是造型上,刚才讲到的整车结构,我们觉得有空间能够发展。现在的汽车,从上个世纪80年代开始。空气缜密系数从0.4降到0.3,持续了将近30年没有太大的进步。现在汽车的结构基本上动力阻力系数是0.3左右。我们当时就提出来,结合这种新的结构变化有没有深度挖掘的空间。这是我们结合能源驱动的特点,平板结构,我们做了一轮车身结构的研发。空气阻力系数,按照一比一的模型做下来,可以降到0.193。这个来讲这个也是使得我们比较兴奋的点。电动汽车将来在整车车身结构、车身造型等等这个领域,有我们非常好的进一步挖掘的空间。

第三个,在车的行驶动力学控制上,我们要有深度的挖掘。这个课题是我本人作为课题负责人来进一步做的。这里面大家可以看到,电机装到轮子上以后有一个非常大的特点,电机的力气是知道的,电机的转输(音)也是知道的,实际上对这个系统来讲,(力具)是输入,转输是输出。中间是一个系统,这个系统是有未知在里面,什么东西是未知,轮子我们是已知的。什么东西是未知的,路面是未知的。

车子跑在什么路面上,今天可能是湿路面上,一会儿可能是沥青路面,一会儿是水泥路面等等这是不知道。所有用这样一个轮边驱动就有一个优势,知道输入,知道输出,我可以辨识这个系统,也就是让我们知道在什么路面上。这一点应该来讲是一个非常重要的可挖掘的技术空间。这里面通过电机可以识别非常多的东西,车速可以更精确,执行侧扁角,就是它的运动参数,还有道路坡度等等,还有本身汽车的惯量。汽车的质量不一样,惯量不一样,坐五个人,这是另外一个质量,另外一个惯量。所以我们可以通过这个电机可以知道你这个 电机上坐了几个人。所以这些东西我们有一个非常好的发展。

能够借助这个发展,大家可以看到我们装了一部在上汽的一个小型电动车上,我们用螺母电机,做了一个四轮驱动的电动汽车。这个电动汽车和上汽的一款MJ的车是装防滑控制器的车,我们来比一下防滑控制做的怎么样,大家可以看到,我的性能比现在防滑性能全面提升。为什么?现在的防滑一定会有第一滑,不知道在什么路面上,滑了以后再来控制,第一滑会实现。我们现在不会产生第一滑,因为我知道在什么路面。防滑控制现在的性能是普遍的高于现在的汽车动力学的控制水平。

第二个,在操作稳定性控制上,我不知道大家现在汽车有一个ESP系统,就是操作稳定性控制系统。这个单元大家都一直在说,开的速度高一点的时候,对汽车的操作稳定性有非常大的好处。同样,我们也是在这个车上,它的操作稳定性和一款装了TRW的操作稳定性控制器的,上海大众途观(音)这个车,去跑蛇形,去看它的操作稳定性怎么样。大家可以看一下,跑出来的指标,我们这样一款小车,可以达到小车能够达到像SUV一辆大车的操作稳定性指标。大家知道越小的车操作稳定性越难把控。

从这点上来讲,我们讲分布式驱动的电动汽车,无论是从能源效率,整车结构还是动力学的操作控制上,有非常大的空间。在新能源汽车研究领域还有非常多的事情可做。当然了,市场空间也很大。刚才讲中国的4000万辆车,我们一直坚持可能其中1000万辆车的产量将来是要留给电动汽车。我们对未来的发展是非常期待的,这是我们的应用情况。分布式驱动我们和宇通,四轮驱动大客车有很好的应用。上汽的小型电动车也有很好的应用。我们也在一些甚至在军车上也得到非常好的应用。应该来讲电动汽车的发展,我们非常期待。我们也坚信2020年500万辆的量是一定会实现的。谢谢大家。

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