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同济大学余卓平:汽车变革时代急需产业化突破的汽车零部件关键技术

浏览次数: 日期:2021年9月26日 10:00
         2021年9月3日-5日,由中国汽车技术研究中心有限公司、中国汽车工程学会、中国汽车工业协会、中国汽车报社联合主办,天津经济技术开发区管理委员会特别支持,日本汽车工业协会、德国汽车工业协会联合协办的第十七届中国汽车产业发展(泰达)国际论坛(以下简称泰达汽车论坛)在天津市滨海新区召开。本届论坛围绕“融合•创新•绿色”的年度主题,聚焦行业热点话题展开研讨。
 
         在9月4日 “高端对话:构筑安全稳定的汽车产业链供应链”中,同济大学教授、国家智能型新能源汽车协同创新中心主任余卓平发表了题为“汽车变革时代急需产业化突破的汽车零部件关键技术”的演讲。
 
 
同济大学教授、国家智能型新能源汽车协同创新中心主任  余卓平
 
         以下为演讲实录:
 
         各位来宾大家下午好,非常高兴能够在泰达论坛有机会谈一谈大变革时代,我个人围绕急需产业化突破的几个关键技术,大变革时代就不展开了,前面会长报告专门把大变革讲了一下,电动化、智能化、共享化未来。
 
         大变革带来产业链的变化,大家可以看到,实际上我们一直讲弯道超车,应该说新能源汽车的跨越式发展确实给我们国家带来了机会,大家可以看到电动汽车领域一半的产量在中国,一半的市场在中国,而且这个链条带出来的电池产业、电驱动产业都在国际上牢牢占据一席之地。刚才董会长讲往高端走,在新能源里面都有充分的体现。
 
         但是我们讲电动化,下一步还要突破的技术在哪里?
 
         第一我会把思维重新从电池里面跳跃到驱动,我一直认为实际上动力系统一直是汽车的核心,我们以前电动汽车是电池受到制约,现在电池应该跨过这一步了,下一步电池仍然会继续发展,但是我认为下一步我们应该把目光聚焦到动力系统上来。我个人认为分布式驱动是电动产业值得大家关注的,第二个我个人一直认为,电动汽车多备电池不是未来的方向,所以插电增程混动是值得大家关注的,怎么搞一个增程器要关注。分布式驱动是电动化和智能化最佳的结合,实际上我们讲智能化里面操作控制是核心,而分布式驱动的操作控制可能是最完美的。我想在这个点上我们大家来看看。分布式电驱动系统将来是新能源汽车的前沿关键技术,从现在电动轮的发展来看,大家可以看到在不断的突破,目前我们的密度已经能够达到每公斤两个多千瓦,并且在不断进步。当然这还不够,还需要大家进一步关注。从它的好处上来讲,首先第一个大家可以看到,现在的智能汽车都在说我要管制环境、雷达、摄像头等等,但是实质上我们开车除了眼睛感知环境,我们的所谓手感、路感也是开车很关键的东西。目前互联网企业开始介入并推动智能汽车发展,我认为他们对智能汽车是理解不深,汽车行业应该看到未来的感知是什么呢,我们要感知路面,汽车跑在什么路上,会不会打滑,会不会出现极限工况是最关键的。电动轮知道电机的力矩,输出是什么,就是转送。什么是未知的呢?我在什么路上是未知的,用这样理论估计在什么样的路上。我们讲分布式驱动一大好处就是能够精确感知路面。第二汽车运动状态能够很准确感知,包括我们讲动力学的关键的东西,实际上通过这些力已知、运动已知做一个很准确的估计。在这样一个前提下,大家可以看到汽车行驶动力学通过分布式驱动,将得到全面的改善。第一跟传统的防滑技术相比,未来分布式驱动有可能做到根本就不会滑,就是知道什么样的路面,我力矩又可以控制,不会把力矩超出路面。甚至将来的防滑和防爆都会发生根本性质的变化,稳定性控制也是一样,现在我们的实验表明,分布式驱动全面压倒用液压制动控制行驶动力学,在防滑还有操作稳定性方面的控制。还有一个操作性的控制,现在的动力学控制里面,频繁的打方向盘,这是一个在特定工况下面经常发生的事情,如果四个轮子都能够控制力矩,实际上相当于转向控制能够明显改善方向盘的调整,确实一系列的优势使得分布式驱动需要大家高度关注,突破电动轮技术是电动化明显的改善和突破。
 
         第二个要谈谈增程器,从400到600,现在要超过1000,作为电动汽车续航里程,这个口号隐含的东西是汽车工程师长期想克服的缺点,轻量化。轻量化是一个很重要的方向,现在为了所谓的续航里程,大家都没有轻量化的概念了。当年轻量化要轻十公斤非常困难,现在一重就是几百公斤,这个是不是方向。现在90%出行一天在五六十公里以下,如果说一百公里那可以说95%的出行在一百公里以下。为了一百公里以下,所谓的续航里程,你为什么要背两个那么大的包袱呢,那就是有里程担忧,我认为增程的办法是最好的办法。背一个小娃娃在身上,解决长续航里程。我的建议配20度电,保证每天基本就是纯电动,一旦有长续航增程,增程有三种可能,第一种可以配充电宝,我跟东风提出过,他们也试探过,十几度的充电宝跑上一段里程到下一段里程可以继续跑下去。第二就是小的增程器,你现在如果能够优化出一个专用的发动机出来做增程器,那是我们发动机行业急需干的事。三十千瓦左右的增程器,现在还没有这么好的增程器,现在非常迫切的需要,甚至燃料电池发展好,燃料电池也是一个增程器,这不就通用了。现在大家不要把纯电动和混合动力对立起来,在这个点上大家可以看到,非常和谐的在一起。所以从成本来讲,大家可以看到,背一百度电和增程器价钱存在很大一块空间差异,至少在四万左右的成本空间。从新标杆来讲,实际上我说混合动力返璞归真。日产推出的E-power,这个就是非常简单的混合动力技术,比丰田结构简单的多,效果差不多,价格也就便宜的多。所以日产这个E-power在日本卖的非常好,我们东风要把这个技术作为新能源主流技术推,我们不是纯混合动力,我们建议把电池放大一点,让大家90%的工况就是纯电动,就是解决国家新能源的问题了,所以这个是新的标杆,技术指标不打开讲。我们在技术上探讨,如何把增程插电技术往新的方向推进,我们开发出来的一系列指标也非常好。所以第二个就是增程器希望咱们这个行业要高度的关注,未来没有国家补贴以后,不受影响,我们注意到市场能够接受好的技术,我认为这个增程器将来一定是市场能够接受的好的技术。
 
         第三个我要谈谈燃料电池,燃料电池一直有很大的争议,大家不断的探讨,我们跳出企业来看一看,可能把燃料电池汽车发展看的更清楚。今天第一个报告,现在来看碳中和这个目标形成共识,但是要实现这个碳中和,大家都知道人员一定要转型,人员转型是往哪个方向转,低碳能源、无碳能源,可再生能源,可再生能源大规模推动离不开氢气,现在可再生能源最难点实际上上不了电网,现在风力发电、光伏发电最大的问题是给不了路条,国家电网说,因为电不可存储,来源不稳定不能这样拼命发出来。所以未来发展就开始将目光集中到氢能源,如果把氢作为中间介质,上的了网的电上网,上不了的可以制氢储存,现在氢成为下一轮能源革命的非常重要的一个焦点。在这个前提下,回过头来如果氢发展,就像石油发展以后有了汽油,有了柴油,内燃机就发展起来了。如果氢能一旦发展起来,燃料电池一定会发展起来。从这一点上燃料电池可以看到这几年随着氢能共识越来越聚焦,大家可以看到加氢站的建设也稳步的在发展。
 
         在碳中和的目标下,我们国家最近刚刚做了一个估计,到2060年大概氢的产量达到1.3亿吨,其中1亿吨来自可再生能源。大概4000万吨可能在交通业里面,所以氢能工业交通不是大头,真正还是在工业界,工业界合成氨、甲醇都是用高碳氢气制造出来,未来一定会转换成绿色氢气做化工业产品,化工业将来占三分之二,四千万吨在我们交通领域,然后从脱碳可以看到,四千万吨在交通,大概八千万吨在我们的工业领域。另外还有一个很重要,有没有这么多的资源,让我们算了一下,可再生能源如果拿出5%-10%以来,一亿吨的制备,资源足够,一点问题没有。成本大家担心,实际上未来发展可再生能源的电,最近关注过国际上的发展,国际上发展大概一度电在光伏的产业招标里面,大概是一毛钱一度电,我们现在只要是两毛钱一度电以下,未来氢气价格基本上可以做到现在煤制氢价格圈子,所以从成本上来讲,未来发展也是可以接受的。国家在一系列政策里面,现在正在推动氢能产业发展,推动燃料电池汽车发展。
 
         从使用场景来讲,一定是大功率、长距离的汽车工具将来一定走燃料电池道路。我们这一轮的示范城市重点放在商用车推广上,我们现在向丰田最好的技术看齐,大概一年多一点的时间。整个燃料电池自主率来看,除去个别的材料领域的关键点以外,我们基本讲自主率非常高。如果乘用车领域是网约车,现在城市公园是绿肺,如果两千辆车相当于一个大绿肺,燃料电池未来还是值得高度关注的,现在科技部司长介绍“十四五”重点推动燃料电池发展。当然一系列卡脖子的东西,大家可以看到可靠性、耐久性系统,还有车载储氢系统,等等这些东西还需要进一步突破,还需要把价格成本降下来,这是我们在燃料电池领域的观点。
 
         最后谈谈对于智能化需要突破的技术观点,我现在个人认为,这个技术光从车上也是解决不了的,就像燃料电池从车上看不清楚,必须看到氢能产业的发展,现在智能化如果跳开整个大交通系统来看,只看车的智能化,我觉得会走入误区。汽车发展是一个机械产品,进入电子化以后是机电产品,现在是新能源产品,再下一代实际上就是智能网联产品。智能网联产品的目的要万物相联,就不能光在车上面,现在汽车的定义环境感知、还有控制操作系统,为什么现在新势力这么多,因为只有最后的车辆控制系统,这是我们汽车本行一直干的,这个环境感知人工智能原来都不是汽车界干的,所以新势力在这两块很强,自然而然也可以去做汽车了。
 
         现在应该来讲,现在的定义是这样的,从车的角度我们定义5级的智能度,这个未来都应该要改变,因为这是从车来定义的,不是从系统来定义的。现在提出了很多的时间的实现表,现在私下很多人也在讲,如果光从车角度去看,真正无人驾驶还是任重道远,还有很长的一段时间。
 
         那种程度,无论是特斯拉还是有些新势力,都面临一些在使用过程中出现的问题,所以现在我们讲面临的挑战就是因为主流的方案是盯着单车智能,单车智能现在问题在哪?第一我们讲短期覆盖不了那么多的场景和功能,现在要覆盖那么多的场景和功能不大可能,所以才会出现这么多的事故。第二环境感知,感知不到那么多你看不见的东西,感知也是有局限性,车路一体的感知可能更丰富。再一个就是深度学习,现在实际上理论由于要跑车,要多积累数据,多积累数据能够积累到深度学习形成,这是一个误区,如果按照这样去算,说你积累这些数据,将来要四百年,四百年才能够解决场景的问题,所以这个深度学习也面临非常大的挑战。再一个我个人的观点,这里面讲现在交通系统里面每一辆车都有指挥大脑,那指挥者太多效率是很难提高的,所以是需要指挥官。有警察的时候大家觉得交通体系顺畅,但是没有那么多警察。现在单车决策很难提高整体交通效力,未来要解决方案,实际上需要车路云一体解决这个问题。
 
         这里面我们讲整个系统上来讲,有智能的车也必须有智能的路,也必须有智能的指挥枢纽。交通部在去年发布一个国家的交通战略,起了一个名字不叫智能网联,是叫做数字交通。未来交通系统,是数字车、数字路、数字云这样构成智能交通系统,怎么能够车路云一体,是在数字上是一体的。所以我们讲这个架构是构筑未来,这里关键技术、通讯技术,现在大家很多人试探5G现在用不用无所谓,但是真的未来智能交通系统起来,5G通讯数据是必须的。
 
         路现在很多汽车公司在做高精地图,我个人持不同观点,因为我认为未来的路只有一条,不可能这个汽车厂高精地图是一张,那个汽车厂做的又是另外一张,这个不大可能。将来所有车必须走在一张图,一条路,所以将来资源要集中。
 
         另外云端要有远程操控车的能力,整个交通体系的交通流顺畅,还有数字孪生仿真技术,不能说优化这条路,那条路就交叉堵死这个不行,所以整个交通流仿真是很重要的,整个交通系统管控都在云端实现。我们现在也在试这样的案例,车路云一体,我们正在搞一套公交系统,但是我会使得这条路上跑的智能汽车,可能跑的比地铁还快,地铁的概念就是停站不停红绿灯,所以未来希望智能化的技术大家要关注的是车路云一体的关键技术,我的汇报就到这里,谢谢大家!

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