孙逢春:充换电四种模式并存 电动车需适应全气候

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网易汽车9月1日报道 2018中国汽车产业发展（泰达）国际论坛于8月31日～9月2日在天津滨海新区举行。本届泰达论坛围绕“改革开放四十年 产业开启新征程”年度主题进行全方位研讨，国家部委领导、企业高层、权威专家学者等共同为汽车产业深化改革和扩大开放出谋划策，并针对汽车产业政策、智能网联汽车、人工智能技术、新能源发展等热点话题进行深度探讨。

中国工程院院士、电动车辆国家工程实验室主任、北京理工大学教授孙逢春表示，新能源汽车是系统工程，第一个子系统是电动车辆，第二大子系统是充换电基础设施，第三大系统是车联网大数据平台，其整体技术指标为高效节能、安全舒适和全气候。这其中，在动力电池方面，未来发展应为高能量、高能效、高安全、高寿命、全气候和低成本。在电机或传动方面，高效高功率密度的电机和高效传动系统，是下一步重点发展方向，降低电动汽车能耗，同时电动轮毂也将成为下一个技术研究突破热点。在轻量化方面，结构轻量化和材料轻量化为重点发展方向，结构轻量化更为重要。在全气候问题方面，目前电动汽车很怕冷，下一步我国必须发展全气候下能运转的车辆和全气候下能运行的电池，即可在零下40度气温下正常运行。

在充换电设施技术方面，未来将有四种模式并存发展，首先是家用慢充3到5个小时以上。第二是自动更换电池，解决轿车或者是商用车，包括公交卡车在内的电池能量补充和更换。第三是快充或者是储能快充。最后一个是无线充电，高安全无接触，可在行驶过程中充电。

以下是中国工程院院士、电动车辆国家工程实验室主任、北京理工大学教授孙逢春演讲实录：

主席先生，各位领导，各位同仁，大家下午好。

刚才欧阳明高院士从战略的层面上向大家演讲了我国新能源汽车技术路线发展的一个全过程。我也是专家，所以我今天从微观的技术层面谈一下，在中国新能源汽车下一步发展的若干技术问题，谈一些不成熟的想法。首先简要的回顾一下我们国家新能源汽车的发展。应该说我们国家现在其实经历了将近25年的发展以后，因为是四个五年计划加上九五这样差不多是25年的发展，那么总体上应该说取得了巨大的成就，而且是举世瞩目的成就。那么新能源汽车下一步的发展面临着什么问题，那么我们应该去进行思考。我个人认为总体来讲，下面的具体的技术发展目标，首先是高效节能，安全舒适。第二个从技术的角度讲，新能源汽车的发展适应全气候环境，也就是从我们目前温热带的推广应用到将来高寒地区的推广。第三个在推广运行方面实现网联化。从目前主要以安全监控里程、核查质量分析的国家目标，过渡到支撑智能交通与共享技术的推广与应用。那么第四点应该是应用的权威化。也就是从目前刚才欧阳院士说的从城市这个点能不能下一步应该推广到城际，另外的再进一步扩展到乡村。从充电基础设施来讲，技术的发展应该是多元化，包括慢充，快充，快换以及无线充电等。

总体来讲。我们国家新能源汽车现状，上午相关部委的领导也作了说明，应该说习近平主席在今年5月28号全国两院院士大会上做了一个系统的全面的总结，就是新能源汽车已经跻身世界前列，那么我们国家的电动汽车在全球销量第一，总体处于国际先进水平。全国的充电站和充电桩的数量已经超过60万个，其中公共充电桩约28万个，也是全球第一。从昨天国家新能源汽车监控平台上展示的数据，我们建成了国家、地方政府和企业三级监管体系，那么目前已经在线运行的全面超过了111万辆。应该说这是2017年7月份以来新上的数据。回顾我们国家新能源汽车发展以后，那么下一步新能源汽车发展，我们从技术的角度来讲，应该向何方向？谈几点不太成熟的想法。新能源汽车或者新能源车辆是一个系统工程，那么我个人认为有三大子系统构成的系统。第一个子系统是电动车辆，第二大子系统是充换电基础设施，第三大系统是车联网大数据平台。那么整体的技术指标应该是三句话，一是高效节能，二是安全舒适，三是全气候，那么我个人总结的还需要在八大关键技术领域进行持续的公关，首先是我们已经执行了多年的大三电，也就是电池电机，电控以及我们下一步要着力去解决的小三电，同时轻量化以及全气候，那么以后新能源汽车应该是全气候的汽车。

我想挑几个重点谈谈个人的想法，第一个是动力电池，动力电池未来的发展体现了高能量，高能效，高安全，高寿命，全气候，低成本。国家在十三五已经具体制定发展目标和技术路线，我这里就不再多说。我们也有像正负极材料，隔膜，电解液，制造工艺，高端制造装备等核心关键技术需要攻关和突破。大家注意到了电池实际上是由两部分组成，一种是电池，也就是我们说的叫电芯，另外一个最重要的问题就是电池管理，当然首当其冲了是安全管理，今天上午，科技部工信部财政部的主要领导，司里面的主要领导都谈到安全是我们国家新能源汽车导致可持续发展的重要的底限，所以电池管理具有非常重要的意义，也是目前国内外集中研究突破的重点和热点技术。

第二个是在电机或传动方面。高效高功率密度的电机加上高效传动系统，是下一步重点发展的方向，我们要使电动汽车能耗降下来，必须让电动汽车的电机工作在高效区，在高速高功率密度电机，电子芯片，三代半导体高端计算芯片，大规模高速轴承等核心关键基础元器件方面应该继续攻关和努力。同时电动轮毂也将会成为下一个技术研究开发和突破的热点。其核心关键技术是高速高功率密度轮毂电机，第二是高紧凑制动器技术，第三是超高强减速技术，第四是传统组件技术。

第三个方面是全气候的平台。第四是轻量化。那么轻量化的主要技术发展方向，首先是结构轻量化，要轻量化材料，其实在结构轻量化方面它的重要性远远大于材料方面，那么结构性变化加上材料以及连接上面的轻量化，首先是颠覆了汽车生产的工艺，同时能够使轻量化达到超乎预想的效果。那么科技部目前正在进行的客车轻量化研究，项目从这三个方面着手，已经把12米的车从整备质量15吨左右降到了10吨以内，应该说这是一个非常巨大的进步。第五个全气候问题，那么电动汽车很怕冷，大家都有体会，这是日本做的一个试验，常温下能行驶160公里，零下六度只有60几公里，零下20度就开不动了，温度降低，电动汽车的续驶里程会大幅降低。

所以，标准续驶里程实际上是一个在常温下不开空调的情况下一个理想的续驶里程，这是满足不了用户的需求，也是有点忽悠老百姓的感觉！所以下一步我们必须发展全气候的车辆和全气候下能运行的电池。全气候下，是指在零下40度能正常运行。那么我们目前在冬奥会的项目中正在研究开发全气候的电池，那么在零下20度自加热的时间十二点五秒达到零上五度以上，在零下40度，不到一分钟可以提到零度以上，这样在这种常温下过程中，电池的性能和安全性都是最棒的。

今年的3月8号，我们在海拉尔试验场，低温环境下进行了原理样机的测试，那么在-40度的情况下，车冷冻三天以后72小时，就是说在五分钟之内能够顺利的启动！如果任何一辆电动车在零下40度的形态下冷冻72小时没有外界介入的情况下是开不起来的，所以我们是希望冬奥会能得到全面的应用。我们通过北京奥运会，上海世博会、广州亚运会以及十城千辆在公共领域的推广以及全面推广应用25年的发展！这是一张我们国家新能源汽车的分布图，在国家监控平台接下来的通道，25年的发展，我们目前已经解决了黄河以南华北大部的问题，那么下一步我们希望通过2022的北京冬奥会，彻底解决东北、西部和高寒地区的业务推广问题，那么让中国的新能源汽车推广应用不在有禁区。

下面要谈一下充换电设施技术，应该说大家现在比较明确的认为能量补充技术路线，应该说将来的能源互联网的一个智能储能的一个节点，那么将来四种模式将会并存发展，首先是家用慢充3到5个小时以上。第二是自动更换，解决轿车或者是商用车，包括公交卡车在内的电池的能量的补充和更换。第三是快充或者是储能快充。第二个能够在5到10分钟内解决部分问题，但是快充首先必须解决好对电网的冲击问题，咱们说快充桩还有一个10%左右的一个能量的消耗，最后一个是无线充电高安全无接触，可在行驶过程中，充电这些技术也将在冬奥会上得到全面的应用。

我总结了一下充电和换电的一些优缺点，因为实验关系这里就不做详细的解释，那么应该说目前在国内的大城市大概是60~70%左右的家庭用户是没有固定车位的，所以慢充充电桩是存在一定的困难和盲区的。

那么有一个问题，就是我们在谈是不是续驶里程越长越好！当然了，续驶里程在一定条件当然是越长越好，同时是不是电池装得越多越好，我个人认为并不尽然，电池的比重占整车的比重应该是在15~20%。这也是由于特斯拉model S在新加坡不仅没有领到补贴，反而受到惩罚的原因之一。同时有的电商发布了一个50吨的载重卡车的技术，充电30分钟行驶600公里，那么我跟他做了一下简单的换算，那么600公里需要一千二百度电，如果30分钟充满的话，应该是需要电力充电器的功率在2.4MW，那么充电的电压在一千伏的电压就会电网对电网的增容成本带来巨大的挑战和冲击。

所以，目前的换电技术，应该说取得了突飞猛进的发展，换电站装备和可移动化已经实现，原来是一个厂房，甚至是一个装备可集中的装备，那么小型化和轻量化也已经实现精准定位，自动调节组合快速更换以及反水关键技术都已经得到了突破！比如说奥运会，我们的换电站是5000平米，120辆车，现在我们的撬装式的换乘站同样是120辆公交车，那么它的占地面积只有300平米，那么是很容易在大城市找到这个地方的，那么轿车换电站需要的地方就更小了，不到120平米，徐和谊董事长也讲了北汽换电站的推广在北京厦门应该说应用还是非常成功的。按照最后我们也在总结，下一步我们在行业发展的瓶颈与短板对我们的思考，我们应该说命脉是芯片，包含我们的处理芯片以及工艺芯片，还有我们的高效高功率的电机，燃料电池系统，全固态电池及高端材料，同时还有新能源汽车的操作系统，最终的工程院，船舶，飞机还有高铁、汽车几位院士再商量下一步要推进自主操作系统的开发与发展，否则的话电动化智能化以后，我们的新能源汽车的安全，不仅仅是电池安全，系统的安全将会面对严峻的挑战，那么我们要在瓶颈和短板技术方面发力进行研究和开发，那么是我们国家的新能源汽车可持续发展，我的汇报到此结束。