科技部部長萬鋼解讀中國新能源技術(shù)路線

    在近期召開的2016中國汽車論壇上，全國政協(xié)副主席、科技部部長萬鋼介紹了電動汽車在中國的研究、發(fā)展及今后的展望。萬鋼指出，在今后五年當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、防護安全等。

    中國汽車的發(fā)展是中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展的驕傲，也是中國汽車產(chǎn)業(yè)的挑戰(zhàn)。2013年，中國汽車保有量超過一億三千七百萬輛，而中國石油的消耗總量達到五億兩千萬噸，其中3.1億噸是進口的。與此同時，中國的城市的污染也越來越嚴重。萬鋼認為，在這個方面汽車工業(yè)應該做出貢獻，一億三千萬輛折合每十人一輛汽車，在德國現(xiàn)在每十人七輛，在美國是八輛，甚至快要到九輛，也就是說人民生活當中對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產(chǎn)業(yè)、環(huán)境、能源協(xié)調(diào)發(fā)展的過程，走向這個方向，這是我們現(xiàn)在所應該討論的。這是次汽車工業(yè)的機遇，也是中國汽車的挑戰(zhàn)，抓住機遇，贏得挑戰(zhàn)，我們發(fā)展方向仍然會朝氣蓬勃。

    調(diào)整能源結(jié)構(gòu) 保障汽車能源供給

    萬鋼介紹，中國政府高度重視能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，中國在風電、太陽能等各方面都出臺一系列政策，在加強基礎(chǔ)研究、增強產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時，還建立了世界上最大的風廣儲輸示范工程，使間歇式的變成持續(xù)的發(fā)電。2015年，中國風電累計裝機量129GW，光伏累計裝機量43GW，風電和光伏發(fā)電量222.5TWh，這些均排在全球第一。但是如果按照中國在巴黎峰會上的承諾，也就是說到2030年非化石能源要占到能源總量的20%，為了達到這一目標，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)和機遇。萬鋼估計，就現(xiàn)在中國運行50萬輛電動汽車的情況看，使用的電量不到風、光發(fā)電總量的3%。在萬鋼看來，能源結(jié)構(gòu)的變化為中國汽車的發(fā)展、為汽車能源的供給提供了保障。

    從世界各國對于汽車能耗法規(guī)變化的情況看，能耗在快速地降低。按照中國政府的要求，在2020年大概達到4.5L和5L之間，新能源要達到4.5L以下，中國每年需要下降的量跟世界各國相比還是相當大。與此同時，歐6排放的實施，北京現(xiàn)在是京6排放，尚存差距。中國的汽車產(chǎn)業(yè)還要在能源消耗和排放方面做出巨大的努力。

    在測試環(huán)節(jié)，歐洲已經(jīng)從整靜態(tài)的測試、整動態(tài)測試變成高動態(tài)測試，日本新的測試條件已經(jīng)從12個加速和12個減速，增加到26個加速和26個減速。中國政府也委托了中國汽車技術(shù)中心研究測試相應的演變。測試方法改變了，特別是加速頻率增加，振蕩強度大，工況時間加速了。新能源汽車使用電機驅(qū)動，怠速停機，自動能量回收，具有節(jié)能減排的先天優(yōu)勢。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候，就把純電動、混合動力、燃料電池做成了一個規(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)鍵的車型動力系統(tǒng)。我們把動力系統(tǒng)稱為由電池和管理系統(tǒng)，電機和驅(qū)動系統(tǒng)，多能源系統(tǒng)組成的主要核心技術(shù)，以及混合動力發(fā)動機、燃料電池發(fā)動機，這些關(guān)鍵技術(shù)在三條技術(shù)路線上得到了一個關(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)電機將變成發(fā)電系統(tǒng)。燃料電池也出現(xiàn)了兩個方向，一個用燃料電池作為主動力，另外一個用燃料電池作為增程式電電混合動力源，這三條路線最終就變成一個由電機驅(qū)動，由發(fā)電和儲電系統(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)，作為政府還要加強基礎(chǔ)設(shè)施、科研激勵、標準檢測、法律法規(guī)推廣等等的應用。

    在這樣的系統(tǒng)下，最重視的是基礎(chǔ)研究。電動汽車最重要的是動力蓄電池，在科學研究方面，從基礎(chǔ)開始，研究交換膜交換機理、納米技術(shù)的應用、整個電池失效原理以及溫度場分布上做了巨大努力，對電池成組技術(shù)和控制技術(shù)也進行了投入。正是這些投入支撐了中國動力電池的發(fā)展，2015年與2011年相比，電池單位能源密度提高了一倍。同時，制造成本降低了50%。今后會加強對基礎(chǔ)技術(shù)的研究，在發(fā)展過程當中不斷凝練科學問題，找出科學解決方法，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%。達到300瓦斯以上，成本降到一元以下，新能源車就具備更強的市場競爭能力。

    驅(qū)動電機方面，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，現(xiàn)在基本作為系列投入。混合動力的發(fā)電機，特別是大客車上進行了很好的推廣。尤其最近一些對于雙電機驅(qū)動的發(fā)展，更加接近了人們的需求。電驅(qū)動最大特點就是零轉(zhuǎn)速有最大扭矩，這對啟動加速很好，但是對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：“我們在電驅(qū)動的基礎(chǔ)部件上還有短板，比如電力電子器件、電磁干擾的研究、防護安全等等都要繼續(xù)加強，這是我們在十三五期間要做的重要工作。”

    電動汽車時代還要不要發(fā)動機？

    萬鋼認為，我們非但需要，而且要加強這方面的研究。小型、輕量、電子化將成為發(fā)動機的未來，很長一段時間我們還需要專項增程式，也需要專用發(fā)動機，在這個方面我們應該有更大努力。通過比如混合動力、渦輪增壓降低發(fā)動機的排量和尺寸，這為電機增加了布置的空間，在長距離方面又發(fā)揮電機更大的作用。發(fā)動機和電機的配合是很重要的形式，增程式的是有發(fā)電機，這個發(fā)電機怎么跟上電池的反應速度？這就需要使動力更加順暢。經(jīng)過專家的討論清潔、高效、小型、輕型將是發(fā)動機的趨勢。
這樣情況下中國企業(yè)也研發(fā)了插電式混合動力，最低要求是50公里，大多數(shù)中國汽車產(chǎn)業(yè)用了70公里或者75公里，這是由于我們多年來對4000多輛電動汽車進行了多年觀測下來，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，在市區(qū)達到零排放，這是我們今后要發(fā)展的方向。

    中國品牌汽車也涌現(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者的歡迎。主要是在性價比上具有很大的優(yōu)勢，當然我們在高端車型上還要努力。

    燃料電池也在走入市場，與純電動汽車相比，燃料電池可能市場化的路徑要長一些，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)不斷地進行研究，先是高校組織開發(fā)，逐漸進入企業(yè)。去年，上汽完成了燃料電池汽車在中國從南到北，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。現(xiàn)在插電式混合動力汽車還有一些排放，將來可以用燃料電池補短板，我們又融合了這些技術(shù)在一個發(fā)展方向，使創(chuàng)新的投入能夠更加集中，更加高效。

    在談到電動汽車安全性上時，萬鋼認為，安全是電動車發(fā)展最關(guān)鍵的因素，應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，都要保證電動汽車的安全。另外，互聯(lián)網(wǎng)時代安全保障應該是最新的技術(shù)，就是全程實時控制。所有的公交場都做了全時全控制，也就是說，所有的公交車運行過程當中，每一個電池都被監(jiān)控者，如果一旦有過熱就自動報警，這樣才能真正保障安全。只有這樣，才能夠在新時代下保障汽車行駛高度的安全。

    另一個發(fā)展就是電動汽車、智能電網(wǎng)、車網(wǎng)的融合，電動汽車不單作為儲能終端，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，停車也可以實時找到電動汽車，包括充電的位置。這些也是“十三五”規(guī)劃當中要進行綜合研究，已經(jīng)逐步進入了綜合交通系統(tǒng)。

    支持新能源汽車開發(fā)的國際化

    從中國新能源汽車產(chǎn)量增長中看到，新能源汽車的發(fā)展采用了公交運行，再逐步進入家庭運行的方式。2011年的時候新能源車不到5000輛，一直到2014年才85000輛，當時覺得50萬輛指標很難達到。但是去年就達到37萬多輛。但是這里有一點告訴我們，新能源汽車推廣不僅是研發(fā)的事，汽車制造商的事，更多是全社會的支持。對于新能源汽車取消搖號，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年底全球電動車產(chǎn)量超過145萬輛，2008-2014年全球EVI16個成員國都加大了對新能源車的投入。“今年巴黎氣候峰會我有幸參加了能源使命的聯(lián)合行動計劃，我們將和20多個國家一起為在今后的五年當中，加倍清潔能源方面的投入。所以這個將也是作為我們電動汽車，新能源汽車也是今后在能源使命當中研發(fā)的一個重點。”萬鋼說。

    同時，中國在新能源汽車的研發(fā)方面進行了國際合作，成立了中國和德國電動汽車研究中心，也有中國和美國的清潔汽車聯(lián)盟。最大特點就是所謂“2+2”模式，中方和外方產(chǎn)學研的結(jié)合體形成促進基礎(chǔ)研究、政策研究等方面共同發(fā)力。

    “我很高興能看到中國汽車企業(yè)和國際汽車企業(yè)正在融合，去年我花了點時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，我們一再說的中國新能源汽車是開放的，在中國市場上都會一視同仁，同等對待，從這個角度上說起來我們更加支持新能源汽車開發(fā)的國際化。”萬鋼表示。

    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、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。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)來對它提升。

    新能源汽車產(chǎn)業(yè)和市場的需求十分旺盛，要牢牢把握住汽車電動化、輕量化和智能化發(fā)展方向，不斷創(chuàng)新汽車市場的商業(yè)模式。電動汽車在中國是一個有希望的、有光輝前程的朝陽產(chǎn)業(yè)，是承載著責任與使命的產(chǎn)業(yè)，也是今后科技創(chuàng)新的重點。<