创新驱动、汽车革命与能源革命

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  编者按:2019年3月18日在上海由慕尼黑展览公司与上海汽研共同主办的“新能源与智能网联汽车创新发展论坛”上,陈清泉院士谈了新能源汽车的发展方向。
  汽车革命一定要跟能源革命结合,即新能源汽车。希望不久的将来,我们能用上新能源汽车。因为今天中国的电力大部分还是靠煤电,但是中国的新能源电力进步很快,根据2050年的规划,有一半以上的电力通过智慧能源,可以直接用太阳能和风能充电,那时,电动车将成为真正的新能源汽车。这要靠创新驱动。
  1 创新驱动
  现在的新能源汽车还不是真正市場化的产品,估计5到10年后可以真正成为市场化的产品。其中前5年的竞争是最激烈的,外国产品进来了,市场的作用越来越大,因此我们要靠核心技术、靠凝聚人才靠创新。
  创新不是空喊口号、不能靠忽悠。创新首先要有理念。理念是创新的灵魂,创意是创新之源泉,人才是创新之本,要有好的氛围就是自由、开放、合作、包容,此外还有公平的市场竞争、完善的知识产权保护和数据的支持。
  陈院士要传达一种精神-“我爱我师,但是我更爱真理”。亚里士多德等很多伟大人物是擅于独立思考的,这也是我们要有的职业精神。陈院士很赞赏哈佛大学的理念是’追求真理’所以陈清泉院士最近创办了一个院士科创中心,目的也是创新,且要懂市场和金融。这个实验室就是要从科学变技术,从技术变产品。产品有各种壁垒,怎么打破壁垒需要大家讨论、融合。这个院士科创中心在韩国、德国、加拿大等国设立了分中心。因为科技的特征首先是无国界的(补充注:但是科学家是有祖国的),所以往往可以从科技入手。另外多维思维是最重要的。
  归纳起来就是要有理念和思维,首先要有《易经》的思维。今天还要有大数据,不仅仅是分析因果关系,还要分析相关关系,还要有宏观的思维就是开环的思维,再需要有闭环的思维等。
  2 科学与工程的关系
  科学是发现、是知识。科学是追求真理、造福全人类,所以科学讲为什么。
  工程一定要落地。工程就要把科学、技术、管理集成起来解决实际问题。技术讲的是技巧。
  工程的特点是逻辑,工程哲学首先要有系统集成优化,并且工程是要落地的,工程是要有目标的。科学有目标、方法、思想。执行时,要产学研结合。
  怎么做到系统集成优化?首先要有目标,另外还要有整体的思想、创造性的思想。还要遵守学科程序,就是考虑人的因素,人不是神,人也会犯错误,所以你在系统里要有关联的体制。最后是要有团队精神。
  工程和科学有区别。两者尽管很接近,但区别是工程需要经验,有很多问题是需要靠经验来分析的,需要依靠老的工程师和专家的经验,隐性的知识就是经验,工程你能不能大量生产?市场接受不接受?这些都需要实践。
  3 新能源汽车需要注意的几点
  中国在全球汽车的销量已是老大。陈院士认为新能源汽车要发展得好,还有几点需要注意。
  第一是要创新驱动,前面已讲创新的重要性。
  第二是要双轮驱动——政策驱动和市场驱动。虽然中国是老大,但是不能有效刺激技术的进步,技术有时候要通过市场的倒逼,所以你一定要准备好,因为激烈的竞争来到了,今后5年一定是竞争最激烈的时候。
  第三个是三好——好的产品、基础设施、商业模式。另外是四网融合:交通网、能源网、信息网、人文网要融合。
  重视技术研发。技术是不能用市场来买的,核心技术是买不到的,核心技术只能你自己创造,但是市场可以倒逼,中国的市场那么大,应该让外国人进来,我们也可以走出去,市场可以交换,技术也可以交换,外国的先进技术我们也可以吸收,市场换市场。但是技术不能换市场,技术只有你自己研发,我们的市场换外国的市场。所以首先我们要加强技术,包括整车的技术路线,到底是纯电动还是其他等。
  做电动车是根据性价比的,很多东西是动态的,跟随着技术的进步。例如假如你的车200公里以下是用锂离子电池,但是高里程的用燃料电池,实际上,燃料电池和锂离子电池不是对立的,随着技术的进步,纯电动燃料电池和锂离子电池是有互补性的。
  中国现在最大的弊端是什么?因为我们以前只讲求续航里程,不讲求能耗,所以导致我们现在车的能耗高,为什么呢?主要是两个原因,一个是我们的轻量化不够,第二是我们的空气阻力太大,不够流线型。
  例如爱驰RG的案例,他们提出了全球首款赛道级电动跑车-RG Nathalie,并且也在国际上亮相过。另外一个例子也是RG的,有什么特点呢?第一,它的轻量化做到了一定的级别,另外还做到了电池模组和其他部分之间分开,这样可以大大提高安全性。
  腾风汽车把航空动力增程式用到了汽车上,他们有一些特点,低温、富氧、连续燃烧、发电效率高等,它现在是世界第-款使用燃气轮机作为动力源并可规模化量产的陆地车辆。
  4 新能源汽车的发展趋势
  集成化、高功率密度提出来,然后是提高电压、功率、功率密度、成本逐渐降低等,这些都很重要,另外,把电机、控制器、变速箱等都-起集成,中间的动力插件减少了,可靠性提高。
  另外是网络化,逐步向车联网、大数据发展,进行智能化的动力总成。
  材料的发展,诸如碳化硅、砷化镓等。
  充电也是一步步来的,正慢慢走向固定充电以及各种各样的充电,通过这样把汽车革命跟能源革命结合起来,使得我们的充电第一是利用完善,第二是真正利用新能源来充电。
  电池技术到底下一步该怎么走?电池的能量密度和寿命、周期本来就是相互矛盾的。下一代就是固态锂离子电池。-家来自清华大学的孵化的企业的产品特色是负极是蜂窝状的。
  电池的问题要怎么解决?要从两个方面入手:一个是电化学和BMS(电池管理系统)结合,现在有很多理论,例如高频可以不断起作用,另外是利用电子控制办法使它均匀,所以几方面结合起来使它能够得到机器安全、电力安全。总之,自动驾驶是智慧汽车的体现。   另外陈院士还提出一个理念:我们不单单要发展新能源和智能网联汽车,道路也要智能化,交通要智能化,城市也要智能化,这是一-个产业链,所以今后的新能源汽车包含很多的产业,不单是车企,还有能源产业、零部件产业等,这是整个产业生态的变化,因为汽车革命实际上要解决人类未来的出行,未来的自由出行是安全、可靠、智能、舒适、低碳、高效的出行,是这样的人类未来出行。
  汽车革命要跟能源革命结合起来。首先什么是智慧能源?智慧能源不是指高度智能化,而是你把一个能源从没有用变成有用,主要分成4个流:能源流、信息流、物质流、价值流。
  因此要解决传统能源跟新能源的矛盾,因为它们的物理特性不一样。传统能源就是大机器,新能源电力是风电、太阳能等。为了接纳新能源,第一要解决传统能源和新能源的矛盾,传统能源要让步,不得不要割舍掉。第二要解决一次能源和二次能源的矛盾。如果你不能解决,就把它结合起来,把各种能源的储存结合起来,电力系统的煤气、天然气煤炭等都要跨界融合。一定要跨界融合,要开发能源银行,来解决能源的操作系统。
  有人认为,用电解水的成本很高,因此宁可从澳大利亚买氢气,用船运输到日本,但是陈院士提出智慧能源,可以做到碳平衡。现在用二氧化碳补助,这是消极的办法。最好是就地取材,因为在能源生产过程中会产生二氧化碳,二氧化碳有时候是肥料,有时候是材料,这个过程中也产生了氢气,但是氢气和二氧化碳就变成了燃料。
  并且能源革命就是低碳化、智能化,我们要把人的行为能源跟信息结合起来,如上所述,我们要用智慧能源解决化石能源与可再生能源的矛盾,电力能源和化工能源的矛盾。电网中的天然气和煤炭都-样,在能源生产当中产生二氧化碳,有时候产生氢气,二氧化碳和氢气合成又变成能源,与此同时,能源互联网、能源流和物质流的耦合能够达到碳平衡。
  明道很重要,要明白道理、要创新。明道以后要乘势、奔腾。新时代、新征程经开始了,我们在这样的情况下怎么样创新驱动,提高原创和转化效率?需要掌握核心技术,培育领军人才,还要有科技、政策、市场的融给。
  陈院士提出了思考方法。第一你要把眼睛放在前面,你要清楚5年、10年后是什么样的;第二要把眼睛放在后面,吸取历史教训;第三,我们的工程要落地;你的眼睛还要放在西边看看欧美,因为文艺复兴是欧美发生的,近代科技是以数理化为核心,数理化是由文艺复兴产生的,所以今天高端人才还是在西面;最后把眼睛放在东边,我们要看看日韩,其原创新能力跟转化能力比我们强,所以我们要全方位地看到。
  希望未來的人类出行舒适、可靠、简便、低碳、节能。
  ‘我爱我师,但是我更爱真理’。亚里士多德等很多伟大人物是擅于独立思考的,这也是我们要有的职业精神。
  ——陈清泉
  中国现在最大的弊端是什么?因为我们以前只讲求续航里程,不讲究能耗,所以导致我们现在车的能耗高。
  ——陈清泉
  智慧能源不是指高度智能化,而是你把能源从没用变成有用。
  ——陈清泉
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