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有決心和資金就能解決電動汽車瓶頸嗎?先行創(chuàng)新才是王道

2015年3月5日李克強(qiáng)總理在政府工作報告中首次提出“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃。2015年7月4日國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導(dǎo)意見》,力圖推動互聯(lián)網(wǎng)由消費領(lǐng)域向生產(chǎn)領(lǐng)域拓展。在我國,“互聯(lián)網(wǎng)+”在服務(wù)業(yè)領(lǐng)域非常成功:“互聯(lián)網(wǎng)+搜索”誕生了百度,“互聯(lián)網(wǎng)+交易”誕生了支付寶,“互聯(lián)網(wǎng)+商場”誕生了淘寶,“互聯(lián)網(wǎng)+視頻”誕生了土豆、優(yōu)酷、樂視,“互聯(lián)網(wǎng)+社交”誕生了微信、微博、QQ,“互聯(lián)網(wǎng)+上課”誕生了網(wǎng)絡(luò)課堂,“互聯(lián)網(wǎng)+辦公”誕生了網(wǎng)上辦公……,這些成功的“互聯(lián)網(wǎng)+”行動都是服務(wù)業(yè),“互聯(lián)網(wǎng)+”如何在現(xiàn)代制造業(yè)中應(yīng)用?這是大家都在關(guān)心的問題。

一.電動汽車是“互聯(lián)網(wǎng)+”在現(xiàn)代制造業(yè)應(yīng)用的突破口

“互聯(lián)網(wǎng)+”在現(xiàn)代制造業(yè)中應(yīng)用,不但涉及軟件及資金、還涉及硬件和大量的試驗。必需將硬件和試驗都解決后,才能投入產(chǎn)業(yè)化制造,這比在服務(wù)業(yè)需要更多的時間。在全球,“互聯(lián)網(wǎng)+”在制造業(yè)中最大的應(yīng)用在汽車業(yè)!至今還沒有哪個制造業(yè)象汽車一樣得到這么多IP大V的關(guān)注。當(dāng)前汽車的發(fā)展方向可參見圖1:

第一電動網(wǎng)新聞圖片

現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)汽車廠,采用內(nèi)燃機(jī)汽車的底盤,用電動機(jī)代替內(nèi)燃機(jī)造電動汽車。但其鋼結(jié)構(gòu)車身重量大,致汽車能耗大;用減少電池裝載量來降低車的總重量,又使車的行駛距離縮短。為滿足行駛距離的要求又實現(xiàn)節(jié)能的目的,電動汽車往往采用輕量化,用高強(qiáng)度輕型材料制車。

若采用碳纖維或高強(qiáng)度鋁或增強(qiáng)塑料制造車身,現(xiàn)有的車企四大工藝(沖壓、焊接、涂裝和總裝)的設(shè)備多將面臨淘汰?,F(xiàn)有車企目前進(jìn)退兩難,而新建的電動汽車企業(yè)必定選擇輕量化。

汽車智能化,為網(wǎng)絡(luò)化和(或)自動化:

1.汽車與無線廣域網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接,即將無線上網(wǎng)的功能轉(zhuǎn)移至汽車上,這是燃油汽車當(dāng)前在做的方式;

2.汽車與制造公司車控中心聯(lián)網(wǎng),車控中心為駕駛員提供運行狀態(tài)監(jiān)控,如超速、超溫、電量報警,充電引導(dǎo),車載軟件升級等服務(wù);

3.汽車與“車管家”聯(lián)網(wǎng),“車管家”根據(jù)車行將到達(dá)的目的地,安排停車、充電、快速維護(hù)、住宿、餐飲、文化娛樂、旅游等等后勤服務(wù);

4.車上路時,自動進(jìn)入按法規(guī)建立的國家統(tǒng)一的車聯(lián)網(wǎng),自動與其前、后、左和右運動的汽車交換信息,指引各車按道路交通法規(guī)行駛,為汽車提供安全駕駛服務(wù)。

汽車的自動化,按目前的報導(dǎo)可分為兩類:

1.如谷歌研究的全自動無人駕駛,取消駕駛方向盤,不需工人干涉;

2.人工輔助自動駕駛,正常路段為無人駕駛,非常路段和關(guān)鍵時刻需人工輔助。

中國從20世紀(jì)80年代開始進(jìn)行無人駕駛汽車的研究,國防科技大學(xué)在1992年成功研制出中國第一輛真正意義上的無人駕駛汽車—紅旗HQ3,2011年7月14日首次完成了從長沙到武漢286公里的高速全程無人駕駛實驗,其中人工干預(yù)的距離僅為2.24公里,標(biāo)志著中國無人駕駛已達(dá)到世界先進(jìn)水平。

2015年12月召開的第二屆世界互聯(lián)網(wǎng)大會上,百度公司無人駕駛汽車也正式亮相,并宣稱百度無人駕駛車已實現(xiàn)國內(nèi)城市、環(huán)路及高速道路混合路況下的全自動駕駛。

2016年4月12-17日,長安兩輛人工輔助無人駕駛轎車從重慶經(jīng)川、陜、豫、冀后抵京,行程近2000公里。

無人駕駛汽車,也可以稱之為輪式移動機(jī)器人,集自動控制、人工智能、視覺計算等眾多前沿技術(shù),是智能汽車的最高水平。

近幾年,一汽、上汽、廣汽、比亞迪、長安等均在研發(fā)無人駕駛汽車,但是在乘用車領(lǐng)域,電動最終會取代燃油,內(nèi)燃機(jī)無人駕駛汽車也會被電動無人駕駛汽車淘汰。因為在無人駕駛領(lǐng)域,電動汽車比燃油汽車優(yōu)勢明顯:

1.電動汽車與無人駕駛汽車的控制中心均為電腦,兩者電腦可合二為一,使控制程序和設(shè)備簡化;

2.普通燃油汽車的零部件約為30000個,電動化將使零部件減少至1/10,汽車的制造和維護(hù)保養(yǎng)也更容易;

3.內(nèi)燃機(jī)的效率最高僅為30%,電動機(jī)效率大于80%,電動汽車采用能量回收制動系統(tǒng)后汽車效率將更高,致運行費用低。隨著太陽能、風(fēng)能在能源體系所占比重加大,電動汽車的節(jié)能優(yōu)勢和環(huán)保優(yōu)勢將更加突出;

4.輕量化將是電動汽車普遍采用的技術(shù),輕量化可降低電耗,電池可減少。

汽車電動化已成為全球不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。IT大公司和IT人籌建的汽車公司,都無一例外地在制造純電動汽車、智能電動汽車。2016年政府工作報告中明確:“大力發(fā)展和推廣以電動汽車為主的新能源汽車,加快建設(shè)城市停車場和充電設(shè)施。”這意味著電動汽車為新能源汽車發(fā)展的主力。汽車是“互聯(lián)網(wǎng)+”在現(xiàn)代制造業(yè)應(yīng)用的最大突破口,電動汽車將肩負(fù)起這一與“互聯(lián)網(wǎng)+”結(jié)合的歷史使命??梢灶A(yù)期汽車最終會向圖2所示方向發(fā)展:

第一電動網(wǎng)新聞圖片

美國電氣電子工程師學(xué)會專家預(yù)計,無人駕駛汽車將成為最可行的智能交通工具。到2040年,無人駕駛汽車在全球上路汽車的占比中可達(dá)75%。美國麥肯錫咨詢公司預(yù)測,無人駕駛汽車到2050年可以產(chǎn)生2000億至1.9萬億美元的產(chǎn)值。我國更應(yīng)加快步伐!

二.電動汽車肩負(fù)擴(kuò)大內(nèi)需和參與全球竟?fàn)幍闹厝?/span>

2015年5月8日國務(wù)院印發(fā)的《中國制造2025》文件指出:“制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的主體,是立國之本、興國之器、強(qiáng)國之基。十八世紀(jì)中葉開啟工業(yè)文明以來,世界強(qiáng)國的興衰史和中華民族的奮斗史一再證明,沒有強(qiáng)大的制造業(yè),就沒有國家和民族的強(qiáng)盛。打造具有國際競爭力的制造業(yè),是我國提升綜合國力、保障國家安全、建設(shè)世界強(qiáng)國的必由之路?!?

《中國制造2025》實施的基本方針如圖3所示,戰(zhàn)略任務(wù)和重點如圖4所示。

第一電動網(wǎng)新聞圖片

《中國制造2025》的十大重點,哪一項能起到如第一次科技革命的蒸汽機(jī)、第二次科技革命的電動機(jī)、第三次科技革命的原子能、電子計算機(jī)、空間技術(shù)和生物工程,對社會經(jīng)濟(jì)、人類生活產(chǎn)生重大影響呢?可能只有新能源汽車!因為其余九項都是第三次科技革命中已形成的產(chǎn)業(yè),電動汽車則是當(dāng)前正在新組建的產(chǎn)業(yè)。而且,與擴(kuò)大內(nèi)需及大眾購買力的聯(lián)系更為密切,對人民的生活影響更直接。

2015年我國汽車的銷售量達(dá)2459.8萬輛,其乘用車為2114.63萬輛,占85.97%。乘用車中私家車銷售1877萬,占乘用車銷售量的88.76%。

我國目前仍有大量人具備汽車的購買能力,并有購車的意愿。2015年我國乘用車保有量為1.72億輛,全國私家車保有量為1.24億輛,按規(guī)定汽車使用到期應(yīng)報廢,也需要大量的新汽車來補充?,F(xiàn)階段我國每千人汽車擁有量約95輛,與美國、德國、日本、法國等汽車強(qiáng)國每千人790、600、550、500輛差距甚遠(yuǎn),與世界千人平均水平160輛也相距巨大,汽車市場空間廣闊。

但是,2015年我國原油消耗7.26億噸,對外依存度為46%,而汽車工業(yè)所消耗的燃油占到整個中國石油消耗總量的三分之一,燃油汽車占用的資源過多。并且,燃油汽車對環(huán)境的污染已經(jīng)嚴(yán)重影響城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展和居民生活質(zhì)量。中國汽車服務(wù)業(yè)總商會專職副會長兼秘書長喬永鋒指出:“機(jī)動車尾氣污染已經(jīng)逐步成為影響城市空氣質(zhì)量的重要因素之一,相關(guān)數(shù)據(jù)表明,北京、上海、杭州等國內(nèi)大中城市的PM2.5中機(jī)動車排氣貢獻(xiàn)已達(dá)到22.2%、25%、24%,是直接導(dǎo)致城市灰霾污染天氣頻發(fā)的主要因素之一。”

在“綠色發(fā)展”和“結(jié)構(gòu)優(yōu)化”的方針下,燃油汽車將難以再列入重點支持產(chǎn)業(yè)。用符合低碳主導(dǎo)型產(chǎn)業(yè)政策和消費政策的電動汽車取代燃油汽車,以保持汽車在擴(kuò)大內(nèi)需上的供給,又改善大眾的生活,是大勢所趨不可逆轉(zhuǎn)。

三.如何助電動汽車肩負(fù)起歷史的使命

電動汽車能與“互聯(lián)網(wǎng)+”結(jié)合,并能肩負(fù)起《中國制造2025》賦予的使命嗎?難!

因為當(dāng)前電動汽車還存在行駛里程短、充電不方便的不足。瓶頸是電池還是充電樁?本人認(rèn)為:增多充電樁是治標(biāo),提高動力電池的技術(shù)水平才是治本。

李總理在2016年2月24日國務(wù)院常務(wù)會議上確定進(jìn)一步支持新能源汽車產(chǎn)業(yè)的措施,位列第一的措施,就是加快實現(xiàn)動力電池革命性突破。次日工信部部長苗圩在國新辦新聞發(fā)布會上表示,工信部已聯(lián)合行業(yè)內(nèi)外的九家企業(yè)投入5億元資本金,正組建動力電池研究院,或者動力電池的研究研發(fā)平臺。

國家支持電動汽車的決心夠大,資金夠多,但有決心和資金就能解決電動汽車發(fā)展的瓶頸嗎?本人認(rèn)為還是危險!

上個“五年計劃”期間,國家對動力電池的投入也不少,企業(yè)投入用于動力電池的資金,累計超過100億,而對于鋰動力電池的安全性、能量密度(目標(biāo)大于350wh/kg)和價格(目標(biāo)低于1500元/kwh) 三個問題解決的實際效果如何?沒有太大變化!

問題出在哪里?出在我國的科技管理觀念陳舊。盲目相信鋰電池技術(shù)仍有上升的空間,囿于在鋰電池企業(yè)中和研究鋰電池的技術(shù)權(quán)威圈子中找技術(shù),錢用完課題也完滿驗收,但問題仍沒解決。應(yīng)有所創(chuàng)新了!

在動力電池的七項技術(shù)指標(biāo):安全性、能量密度、成本、壽命、功率密度、低溫性、充電速度中,動力電容器僅在能量密度一項落后,其它指標(biāo)均優(yōu)于鋰電池。近年來國內(nèi)對高能量密度電容器研究也取得了進(jìn)展,如氮化石墨烯超級電容器,多價態(tài)膠體離子電極超級電容器、高能量密度的法拉第電容器等,都已取得突破。最近有消息,電容器的能量密度在實驗室中已大于100wh/kg,本人相信動力電容器最終將會取代鋰電池。動力電容器放電速度快,軍事用途廣泛,更應(yīng)支持。但在我國動力電容器進(jìn)不了權(quán)威的法眼,因而難以得到支持。

習(xí)近平主席在2016年4月10日主持召開的網(wǎng)絡(luò)安全和信息化工作座談會上,針對信息化技術(shù)的進(jìn)步提出:“可以探索搞揭榜掛帥,把需要的關(guān)鍵核心技術(shù)項目張出榜來,英雄不論出處,誰有本事誰就揭榜。新技術(shù)是人類文明發(fā)展的成果,只要有利于提高我國社會生產(chǎn)力水平、有利于改善人民生活,我們都不拒絕?!蔽艺J(rèn)為這一指示,對我國各行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新都是適用的。但建議:還要配套創(chuàng)新的評價方法。

我國科技部對前沿科技技術(shù)開發(fā)也采取招標(biāo),但評判的標(biāo)準(zhǔn)簡單化為只看是否有專利和樣機(jī)。若創(chuàng)新想法和試驗得不到支持,難以試制成樣機(jī),就難以脫穎而出。美國能源部也公開招標(biāo)高密儲能技術(shù),但對技術(shù)的評價,則以理論上的創(chuàng)新性和實驗技術(shù)指標(biāo)為基礎(chǔ),來評判其實現(xiàn)招標(biāo)目標(biāo)的可能性,然后擇優(yōu)給予包括樣機(jī)制備等方面的支持,值得學(xué)習(xí)。

要幫助電動汽車與“互聯(lián)網(wǎng)+”結(jié)合,并肩負(fù)起《中國制造2025》賦于的重任,我們科技管理人員的管理理念更應(yīng)先行創(chuàng)新。

來源:第一電動網(wǎng)

作者:車林獨俠

本文地址:http://autopag.com/kol/43248

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大牛作者

車林獨俠

電動汽車愛好者,從事機(jī)械工程和化學(xué)工程和環(huán)境保護(hù)多年。近15年專門研究高能量密度的動力電池,取得多項專利。

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