有决心和资金就能解决电动汽车瓶颈吗?先行创新才是王道

车林独侠

2015年3月5日李克强总理在政府工作报告中首次提出“互联网+”行动计划。2015年7月4日国务院印发《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》,力图推动互联网由消费领域向生产领域拓展。在我国,“互联网+”在服务业领域非常成功:“互联网+搜索”诞生了百度,“互联网+交易”诞生了支付宝,“互联网+商场”诞生了淘宝,“互联网+视频”诞生了土豆、优酷、乐视,“互联网+社交”诞生了微信、微博、QQ,“互联网+上课”诞生了网络课堂,“互联网+办公”诞生了网上办公……,这些成功的“互联网+”行动都是服务业,“互联网+”如何在现代制造业中应用?这是大家都在关心的问题。

一.电动汽车是“互联网+”在现代制造业应用的突破口

“互联网+”在现代制造业中应用,不但涉及软件及资金、还涉及硬件和大量的试验。必需将硬件和试验都解决后,才能投入产业化制造,这比在服务业需要更多的时间。在全球,“互联网+”在制造业中最大的应用在汽车业!至今还没有哪个制造业象汽车一样得到这么多IP大V的关注。当前汽车的发展方向可参见图1:

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现有的内燃机汽车厂,采用内燃机汽车的底盘,用电动机代替内燃机造电动汽车。但其钢结构车身重量大,致汽车能耗大;用减少电池装载量来降低车的总重量,又使车的行驶距离缩短。为满足行驶距离的要求又实现节能的目的,电动汽车往往采用轻量化,用高强度轻型材料制车。

若采用碳纤维或高强度铝或增强塑料制造车身,现有的车企四大工艺(冲压、焊接、涂装和总装)的设备多将面临淘汰。现有车企目前进退两难,而新建的电动汽车企业必定选择轻量化。

汽车智能化,为网络化和(或)自动化:

1.汽车与无线广域网络联接,即将无线上网的功能转移至汽车上,这是燃油汽车当前在做的方式;

2.汽车与制造公司车控中心联网,车控中心为驾驶员提供运行状态监控,如超速、超温、电量报警,充电引导,车载软件升级等服务;

3.汽车与“车管家”联网,“车管家”根据车行将到达的目的地,安排停车、充电、快速维护、住宿、餐饮、文化娛乐、旅游等等后勤服务;

4.车上路时,自动进入按法规建立的国家统一的车联网,自动与其前、后、左和右运动的汽车交换信息,指引各车按道路交通法规行驶,为汽车提供安全驾驶服务。

汽车的自动化,按目前的报导可分为两类:

1.如谷歌研究的全自动无人驾驶,取消驾驶方向盘,不需工人干涉;

2.人工辅助自动驾驶,正常路段为无人驾驶,非常路段和关键时刻需人工辅助。

中国从20世纪80年代开始进行无人驾驶汽车的研究,国防科技大学在1992年成功研制出中国第一辆真正意义上的无人驾驶汽车—红旗HQ3,2011年7月14日首次完成了从长沙到武汉286公里的高速全程无人驾驶实验,其中人工干预的距离仅为2.24公里,标志着中国无人驾驶已达到世界先进水平。

2015年12月召开的第二届世界互联网大会上,百度公司无人驾驶汽车也正式亮相,并宣称百度无人驾驶车已实现国内城市、环路及高速道路混合路况下的全自动驾驶。

2016年4月12-17日,长安两辆人工辅助无人驾驶轿车从重庆经川、陕、豫、冀后抵京,行程近2000公里。

无人驾驶汽车,也可以称之为轮式移动机器人,集自动控制、人工智能、视觉计算等众多前沿技术,是智能汽车的最高水平。

近几年,一汽、上汽、广汽、比亚迪、长安等均在研发无人驾驶汽车,但是在乘用车领域,电动最终会取代燃油,内燃机无人驾驶汽车也会被电动无人驾驶汽车淘汰。因为在无人驾驶领域,电动汽车比燃油汽车优势明显:

1.电动汽车与无人驾驶汽车的控制中心均为电脑,两者电脑可合二为一,使控制程序和设备简化;

2.普通燃油汽车的零部件约为30000个,电动化将使零部件减少至1/10,汽车的制造和维护保养也更容易;

3.内燃机的效率最高仅为30%,电动机效率大于80%,电动汽车采用能量回收制动系统后汽车效率将更高,致运行费用低。随着太阳能、风能在能源体系所占比重加大,电动汽车的节能优势和环保优势将更加突出;

4.轻量化将是电动汽车普遍采用的技术,轻量化可降低电耗,电池可减少。

汽车电动化已成为全球不可逆转的趋势。IT大公司和IT人筹建的汽车公司,都无一例外地在制造纯电动汽车、智能电动汽车。2016年政府工作报告中明确:“大力发展和推广以电动汽车为主的新能源汽车,加快建设城市停车场和充电设施。”这意味着电动汽车为新能源汽车发展的主力。汽车是“互联网+”在现代制造业应用的最大突破口,电动汽车将肩负起这一与“互联网+”结合的历史使命。可以预期汽车最终会向图2所示方向发展:

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美国电气电子工程师学会专家预计,无人驾驶汽车将成为最可行的智能交通工具。到2040年,无人驾驶汽车在全球上路汽车的占比中可达75%。美国麦肯锡咨询公司预测,无人驾驶汽车到2050年可以产生2000亿至1.9万亿美元的产值。我国更应加快步伐!

二.电动汽车肩负扩大内需和参与全球竟争的重任

2015年5月8日国务院印发的《中国制造2025》文件指出:“制造业是国民经济的主体,是立国之本、兴国之器、强国之基。十八世纪中叶开启工业文明以来,世界强国的兴衰史和中华民族的奋斗史一再证明,没有强大的制造业,就没有国家和民族的强盛。打造具有国际竞争力的制造业,是我国提升综合国力、保障国家安全、建设世界强国的必由之路。”

《中国制造2025》实施的基本方针如图3所示,战略任务和重点如图4所示。

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《中国制造2025》的十大重点,哪一项能起到如第一次科技革命的蒸汽机、第二次科技革命的电动机、第三次科技革命的原子能、电子计算机、空间技术和生物工程,对社会经济、人类生活产生重大影响呢?可能只有新能源汽车!因为其余九项都是第三次科技革命中已形成的产业,电动汽车则是当前正在新组建的产业。而且,与扩大内需及大众购买力的联系更为密切,对人民的生活影响更直接。

2015年我国汽车的销售量达2459.8万辆,其乘用车为2114.63万辆,占85.97%。乘用车中私家车销售1877万,占乘用车销售量的88.76%。

我国目前仍有大量人具备汽车的购买能力,并有购车的意愿。2015年我国乘用车保有量为1.72亿辆,全国私家车保有量为1.24亿辆,按规定汽车使用到期应报废,也需要大量的新汽车来补充。现阶段我国每千人汽车拥有量约95辆,与美国、德国、日本、法国等汽车强国每千人790、600、550、500辆差距甚远,与世界千人平均水平160辆也相距巨大,汽车市场空间广阔。

但是,2015年我国原油消耗7.26亿吨,对外依存度为46%,而汽车工业所消耗的燃油占到整个中国石油消耗总量的三分之一,燃油汽车占用的资源过多。并且,燃油汽车对环境的污染已经严重影响城市经济发展和居民生活质量。中国汽车服务业总商会专职副会长兼秘书长乔永锋指出:“机动车尾气污染已经逐步成为影响城市空气质量的重要因素之一,相关数据表明,北京、上海、杭州等国内大中城市的PM2.5中机动车排气贡献已达到22.2%、25%、24%,是直接导致城市灰霾污染天气频发的主要因素之一。”

在“绿色发展”和“结构优化”的方针下,燃油汽车将难以再列入重点支持产业。用符合低碳主导型产业政策和消费政策的电动汽车取代燃油汽车,以保持汽车在扩大内需上的供给,又改善大众的生活,是大势所趋不可逆转。

三.如何助电动汽车肩负起历史的使命

电动汽车能与“互联网+”结合,并能肩负起《中国制造2025》赋予的使命吗?难!

因为当前电动汽车还存在行驶里程短、充电不方便的不足。瓶颈是电池还是充电桩?本人认为:增多充电桩是治标,提高动力电池的技术水平才是治本。

李总理在2016年2月24日国务院常务会议上确定进一步支持新能源汽车产业的措施,位列第一的措施,就是加快实现动力电池革命性突破。次日工信部部长苗圩在国新办新闻发布会上表示,工信部已联合行业内外的九家企业投入5亿元资本金,正组建动力电池研究院,或者动力电池的研究研发平台。

国家支持电动汽车的决心够大,资金够多,但有决心和资金就能解决电动汽车发展的瓶颈吗?本人认为还是危险!

上个“五年计划”期间,国家对动力电池的投入也不少,企业投入用于动力电池的资金,累计超过100亿,而对于锂动力电池的安全性、能量密度(目标大于350wh/kg)和价格(目标低于1500元/kwh) 三个问题解决的实际效果如何?没有太大变化!

问题出在哪里?出在我国的科技管理观念陈旧。盲目相信锂电池技术仍有上升的空间,囿于在锂电池企业中和研究锂电池的技术权威圈子中找技术,钱用完课题也完满验收,但问题仍没解决。应有所创新了!

在动力电池的七项技术指标:安全性、能量密度、成本、寿命、功率密度、低温性、充电速度中,动力电容器仅在能量密度一项落后,其它指标均优于锂电池。近年来国内对高能量密度电容器研究也取得了进展,如氮化石墨烯超级电容器,多价态胶体离子电极超级电容器、高能量密度的法拉第电容器等,都已取得突破。最近有消息,电容器的能量密度在实验室中已大于100wh/kg,本人相信动力电容器最终将会取代锂电池。动力电容器放电速度快,军事用途广泛,更应支持。但在我国动力电容器进不了权威的法眼,因而难以得到支持。

习近平主席在2016年4月10日主持召开的网络安全和信息化工作座谈会上,针对信息化技术的进步提出:“可以探索搞揭榜挂帅,把需要的关键核心技术项目张出榜来,英雄不论出处,谁有本事谁就揭榜。新技术是人类文明发展的成果,只要有利于提高我国社会生产力水平、有利于改善人民生活,我们都不拒绝。”我认为这一指示,对我国各行业的技术创新都是适用的。但建议:还要配套创新的评价方法。

我国科技部对前沿科技技术开发也采取招标,但评判的标准简单化为只看是否有专利和样机。若创新想法和试验得不到支持,难以试制成样机,就难以脱颖而出。美国能源部也公开招标高密储能技术,但对技术的评价,则以理论上的创新性和实验技术指标为基础,来评判其实现招标目标的可能性,然后择优给予包括样机制备等方面的支持,值得学习。

要帮助电动汽车与“互联网+”结合,并肩负起《中国制造2025》赋于的重任,我们科技管理人员的管理理念更应先行创新。

作者:车林独侠

来源:第一电动网

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