進步是逼出來的

歐陽明高，現任全國政協常委、清華大學學術委員會副主任，長江學者特聘教授，汽車安全與節能國家重點實驗室主任，兼任中國汽車工程學會副理事長，中國內燃機學會副理事長，長期從事節能與新能源汽車能源動力系統研究，擔任國家863節能與新能源汽車重大項目專家組組長。

2014年4月25日，清華大學汽車行業校友會、汽車安全與節能國家重點實驗室、《汽車商業評論》聯合舉辦的2014汽車產業清華校友論壇上，歐陽明高針對新能源汽車產業的現狀與未來作了題為《節能與新能源汽車技術報告》的演講。隨后回答了包括《汽車商業評論》在內的與會人員的現場提問。

節能與新能源汽車迎來了新的機遇。

首先，中國汽車產業開始面臨由大變強的戰略轉型。近期討論的一個話題就是關于汽車產業在未來的開放問題，雖然近期大家還不同意開放；但長遠看，肯定是要開放的——這會倒逼自主品牌的轉型升級。

第二，汽車污染治理問題也將是汽車產業面臨的一個非常大的挑戰，未來排放法規不斷嚴格，使相應的管理都變得越來越復雜，大氣污染治理的國家行動計劃倒逼零排放汽車的發明。

第三，汽車保有量的快速上升與汽車能源安全的挑戰。我們做出了一個產銷量的預測，盡管已經保守估計，我們依舊預測，很快會達到3000萬輛的汽車新車銷量，預計到2020年會接近3500萬輛到4000萬輛。

隨著汽車保有量進入一個快速的上升期，我們估計到2020年中國汽車保有量會超過2.5億輛，接近3億輛。這是一個不可阻擋的趨勢——雖然有限牌等等政策存在。

在能源方面，日益緊缺的石油資源對汽車產業的發展帶來一定的挑戰。國家正在不斷提升汽車能源消耗的門檻，2020年平均5升的百公里油耗是當下汽車行業和汽車廠家面臨的最大挑戰。

油耗法規的不斷加嚴也倒逼著新興動力的發展，所以，近期無論是合資抑或是自主品牌，均在大規模進行混合動力與純電動車開發。這一現象是全方位的而不是小范圍的、個別的。

這是我們面臨的三個挑戰，但中國的很多進步都是“逼”出來的。

展戰略是一個“雙重戰略”，這個我們在2004年中長期科學規劃就已經提出來了。一方面，要優化現有的能源動力系統，發展節能汽車；另一方面，開發新一代的能源動力系統，發展新能源汽車——這就是所謂的過度戰略和轉型戰略并行互動的雙重戰略。

在這樣的戰略思維指導下，十多年來中國開展了國家節能新能源汽車研發歷程，到今天為止，取得了比較大的成績。在這個過程中，新能源汽車發展的思路在逐步清晰。在第十一個五年計劃期間，政府提出了純電驅動的國家技術戰略。

特斯拉去年以來為全球的純電動汽車發展注入了一個強大的動力。它成功打破了“電動車無法超越燃油車”的魔咒和“只有大汽車公司”才能造出好車的神話，對電動車時代的到來起了巨大的推動作用。中國近期也有像騰勢這樣的車推出，未來中國純電動高檔車也會迎來一個新的發展時期。

微小型電動車潮流正在全世界興起，很多國外大廠商都在做。微型電動車也是比較適合純電動的，日產、本田、豐田等等都做過微型電動車，主要是為了適應老齡化、城鎮化、低碳化、家庭小型化發展的需求。

中國廠商也在努力，比如江淮，以及奇瑞現在的QQ小型電動車——即使配備了鋰電池，成本也可以壓縮在6萬元以內。中國的小型、微型純電動車形勢是不錯的；低速電動車市場的體量也非常大，去年已經達到年銷20萬輛，我想今年還會上升。

近期關于微小型電動車的話題還在做調研，“電動車百人會”也會把這個作為重要的研究內容，對微小型或低速短途電動車的規范管理和有序發展提出一些政策建議，以推動這個行業發展。

燃料電池汽車在近期也出現了最大的突破，尤其是以豐田、本田為代表的日本廠商的產品，其性能已全方位滿足轎車的使用性能，售價也在5萬美元左右，明年將會推向市場并達到1000輛左右的銷售規模。

燃料電池方面，中國也取得了比較大的成績，而且基本上與國際是同步的。中國典型的轎車使用燃料電池的廠商是上汽，明年上汽將會有100輛的燃料電池轎車進行租賃和示范服務。售價也還是比較便宜的，大概在25萬元。

燃料電池大客車方面是以清華團隊為主進行開發的，明年的GF全球環境基金會將會資助中國進行第三期燃料電池大客戶示范，屆時將會有15輛到20輛燃料電池大客車進行示范。

瓶頸

但毫無疑問，車用動力電池是電動汽車的核心和瓶頸。我認為，應該用三個維度來看車用動力電池。

第一個維度是電化學和材料科學。應該說以鉛酸電池和鎳氫電池為動力的第一次、第二次電動汽車的大潮都沒有使電動汽車大規模普及。但是近十幾年、二十年以來以鋰電動車為代表的新型動力電池將會使電動汽車實現大規模商業化。

在中國動力電池發展的技術路線圖中，2010年規劃達到每公斤100瓦時——這個目標已經達到了；即將到來的2015年，我們要達到每公斤200瓦時，現在已經接近達到了——今年已經到180瓦時了。我們下期的目標是2020年，達到每公斤300瓦時。

近三四年，動力電池的比能量提升了50%，而價格降低了50%——目前系統價格已經在每瓦時3塊錢以內。

現階段由于中國的資源和市場優勢，全球動力電池資源正在向中國市場聚集，近期合資和獨資的動力電池廠家數量在快速增加。

第二個維度是設計制造與系統集成。這個維度上，中國的差距還是比較大的。動力電池分為三個層次：單體、模塊和系統。模塊問題目前還是很多的，我們認為關鍵的問題是安全性、耐久性和一致性問題。endprint

中國電池的一個重要特征就是一致性比較差。幾個單體電池組成整個模塊，而單體電池的容量差別會使整個模塊的容量衰減得比單體電池還要快。

中國的主流技術路線在前幾年是磷酸鐵鋰電池，而其最大優勢就是安全性，但是其比能量偏低，所以近期中國電池的主流技術路線逐步向三元材料電池傾斜。三元材料電池會使比能量增加——到每公斤200瓦時，且成本會有大幅下降，但是它會比磷酸鐵鋰電池的安全性管理起來更加復雜。

我們可以看一下特斯拉，特斯拉的核心技術就是三元材料電池的系統和它的安全管理系統。特斯拉用了7600支電池，每476支組成一個子模塊，共16個子電堆來構成整個的電池系統。

我們解剖了特斯拉29項安全專利之后，重構出來它的系統圖：其在安全方面分出好幾級——光纖傳感器、熱失控的主動緩和系統——即局部滅火系統，冷卻管道以及安全發熱失控管理系統。

一旦發生熱失控，首先，光纖檢測、纜線檢測、壓力檢測到熱失控報警，駕駛員停車，所以即使熱失控也不會傷及駕駛員。然后，發生熱失控的單體沖開安全閥門、斷開電器連接，局部溫度升高會使得緩解熱失控效果液體管路的破壞口熔化，進行局部滅火。

如果以上都失效了，熱失控產生的高溫氣體和其他物質將順著管路進入電堆總成的管路中，沖開總成閥門排向外界環境。這是特斯拉的系統，值得我們借鑒。

此外，特斯拉還有電池綜合管理系統，可以對里程、健康狀態、溫度以及電池發出功率及能量進行精確管理。

第三個維度是充電。在中國應該構建一個點線面結合的三維能源供應體系。

在“點”上，要基于220伏交流電

慢沖低成本的充電裝基礎設施來滿足家用轎車的充電需求。現在所有整車廠商在賣電動車的時候都會贈送用戶一個充電樁，所以這是目前的充電主體。

在“線”上，可能要有直流的快沖充電裝置；此外，可以在4S店等等地方進行換電。所有的用戶關心的就是“電動車能跑多遠”，而我們分析北京市開車出行的統計規律，會發現平均出行里程是很短的，只有30余公里。就算電動車只有50公里的行駛里程，非假日也可以滿足78%的用戶。

如果能夠一天一充，對于里程的要求已經可以滿足；如果一天兩充，除了家里可充、在上班的單位也可以充，這可以進一步提升對里程需求的滿足。

當前的問題是，電動車發展初期充電設施缺乏，客戶對續航里程要求長，因為他們心里沒底，導致電池多、車輛重、成本高、充電慢或者充電功率大，所以買車的客戶少。

在未來，電動車保有量的逐步提升會進一步帶動充電設施的發展，而用戶要求的里程會慢慢變短，進而促使電池減少、車輛減重、成本降低、充電加快，會形成滾雪球式的良性循環。

趨勢

對于汽車技術變革的展望，有三大變化趨勢。

首先是底盤的電動化、平臺化。未來趨勢是車身與底盤的逐步分離，這樣使車身隨時可以更換。

第二，車身的輕量化，在此基礎上可以一車多車身，可以變成MPV、SUV、轎車；輕量化——尤其是鋁合金的大量使用，以及碳纖維車身的研發，使整個汽車的工藝流程和工藝設備全部變革，甚至在車身上也可以做成車身電池。

第三，整車的智能化——信息化、車聯網等等。在這個基礎上，不是汽車的一個變革，而是整個能源系統的變革——汽車能源的網絡化、一體化。

電動汽車作為分布式能源的一個儲能裝置同時又可以向電網回饋電力，利用電網的峰谷差，在谷電期間充電，在峰電期間向電網發電——在日本已經開始做實驗——這體現的也是我們第三次工業革命中間的一個最重要的能源互聯網的概念。

面向未來全球的低碳發展，目前全球的汽車法規的核心是“碳排放”，這也是各國碳排放法規在未來一段時間的一個基本規律。其中以歐盟為激進——在2020年到2025年期間將會執行每公里95克的碳排放，相當于汽車油耗大約4升多一點，這是革命性的變化。

面向2050年的“碳排放減少到基準值三分之一”的目標，到2020年，國外研究機構預測，各種電動車的比例大概達到16%。

這些年來，中國電動車市場的發展，最主要的、最值得驕傲的是新能源大客車的發展；而轎車的發展相對滯后。以下有些數據是目前為止沒有公布過的：2013年，混合動力車轎車賣出24000輛，主要是雷克薩斯、奔馳、普銳斯，混合動力車賣得不少。

我們預計，今年是純電動驅動的元年，純電動車、插電式電動車銷量應該會超過2萬輛以上，混合動力車可能還會更多。

總結已有的成果：在城市這個“點”上，中國節能新能源的公交客車是世界領先的；在城際這個“線”上，我們高速鐵路是世界領先的，電氣化率達到近50%；在中小城鎮和農村的“面”上，電動自行車、短途電氣化代步工具的保有量現在還在高速發展——接近2億輛，年產量接近4000萬輛。

在此基礎上，中國電氣化交通的技術變革已經形成“點線面”上的成就，這是世界公認的中國交通電氣化的成就。

下一步，中國汽車電氣化技術變革會在車型的“大中小”和速度的“高中低”方向展開，新型電動車、短途小型電動車、中低速電動車、中速混合動力和插電混合動力，以及大型車方面燃電車都會有新的技術變革成就。

展望未來，基于低碳化，面向2050年中國二氧化碳減排的要求，未來的電動車能源動力系統的發展大概是這么一個方向。二氧化碳現在在中國雖然不是一個熱話題，我想十年之后一定會是一個非常熱門的話題。（ABR記者張嫣根據歐陽明高于2014年4月25日清華大學演講整理，未經本人核實，有刪節）endprint