同济大学教授余卓平:攻克汽车电动化和智能化核心技术,对未来汽车产业格局带来哪些变化?

中国汽车服务业赋能峰会暨华汽集团2018战略发布会 2018-07-18
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5月11日,由华汽集团主办、汽配圈协办的“中国汽车服务业赋能峰会暨华汽集团2018战略发布会”在南京景枫万豪酒店盛大举办,近50位行业大咖及170多家企业代表近300人应邀参与了本次“众•行远”汽车后市场峰会。


以下为同济大学校长助理、教授、博士生导师、国家863节能与新能源汽车重大项目总体专家组成员余卓平先生的演讲实录:



大家下午好!这是我第一次面对汽车产业链条以外的主题来进行交流,大家都知道同济大学汽车学院及我个人,一直是从事汽车新技术研发领域。大概在30年前,我身处德国学习汽车研发,其中包含汽车安全保险杆怎么设计,在设计中最重要的一个因素是“在正常行车的过程中发生碰撞,维修成本很低”。 目前,中国汽车领域没有,包括新能源汽车,是否有针对未来汽车在维修上能够降低综合成本的设计,大家面临这样现状,具有一定的挑战性。


今天,我从汽车的电动化和智能化发展的角度与大家进行交流,大家可以从里面思考很多问题,如实现电动化和智能化后,对未来的后市场会带来怎样的变化?另外,未来汽车产业格局发生变化,是由于商业模式和服务引起的而不是技术,如果在商业模式和服务方面找到了适合电动化和智能化发展的有利技术,整个产业链条就会发生很大的变化。



以上这张PPT我用了将近一年的时间整理。在20多年前,汽车是一个朝阳产业,我一直也在讲中国还有很长时间的朝阳产业,但现在看来,全球都是一个朝阳产业,它是跟随着时代、技术在不断地变化。


从上图数据大家可以看到,2009年国家汽车产量超过1000万辆的时候,我说中国汽车产量要超过4000万辆,当时没有人同意我的观点,都是反对的声音、不支持的理由。但现如今4500万是全行业集中400多位专家,为国家画出的一条路线图,汽车产量已接近3000万辆。我可以说中国的汽车将来不只是为中国人在制造汽车,也可以像日本、德国、韩国等汽车产业,在全世界进行销售,汽车产量将能突破6000万辆,所以从这方面来讲,不论是前市场还是后市场,将来产业的发展机会和空间是非常大的,也会迎来能源、环保、交通等一系列的制约。如今,技术在引领变革,如何应对这些挑战呢?


20年前,与欧洲人、美国人交流的时候,没有人会认为电动化发展快,但近5年电动化发展成为一种趋势。在国家制定的第十个五年计划里,国内新能源汽车形成了“三纵三横”的格局,国家认准这个方向坚持发展20年,虽然国家的基础工业(机械工业)落后,但不意味着中国在新能源汽车基础上没有实力。到十一五时,专家说,为什么99.9%的内燃机汽车不去攻克它的技术问题,而要花费精力发展1%的电动汽车?于是对十一五进行修订,制定双路径发展战略,一方面内燃机汽车做好节能的发展,另一方面电动汽车做好市场发展,这是过渡和转型的战略,双并举。到十二五时,国家还是要坚持这个方向,制定了纯电驱动的战略,当时在市场上推出“两头挤”的车型开发战略。由于受几种元素的影响(一、低速电动车,完全走低端;二、企业认为小型车不赚钱,没有企业愿意去做;三、特斯拉现象;)导致小型电动车没有发展起来。


5年前,我开始提出国民车的概念,认为小型电动车将来一定成为中国人的国民车,在 4500万辆车里面,可能会有2000多万辆这种车,那就是所有的中国老百姓、普通的中国家庭都会有一个交通工具,但是这条路线还未走出来,我坚信将来会实现。中国需要的不是特斯拉这样的电动车,需要的是能解决所有中国人的机动化梦的小型电动车。那么,到了十三五,我仍然坚持这样的一个布局在走。近期,十三五的科技专项任务评审结束,还是以“三纵三横”的格局发展。电动汽车、新能源汽车这一剑,中国整整磨了20年(十五、十一五、十二五、十三五),我相信到十三五的时候,中国的新能源汽车肯定是全世界的主流趋势,掌握更多的核心技术。


“十三五”新能源汽车战略规划布局,贯穿融合4个层次,围绕动力电池与电池管理、电机驱动与电力电子、电动汽车智能化、燃料电池动力系统、插电/增程式混合动力系统和纯电动力系统6个创新链个部署38个重点研究任务。


国内动力电池单体性能指标与国外先进技术差距相对较小,但在技术战略上一定要重视。我一直在讲,许多人对中国发展新技术的时候有想法,其一国外不做的,中国凭什么去做;其二国外人做的时候,怎么能超过?这里所讲的就是电池,现在中国电池巨无霸已经发展起来,在这庞大的电池市场,势必会有几家企业占据市场地位。


2016年,我与中国的电机厂到德国谈供货,带着自己研发的技术,开拓国际市场。还记得之前的汽车零部件与国际配套是拿着图纸,按照对方的生产要求进行加工。所以说,高功率、高能量密度的电池是我们技术上攻克的主要方向,短期内不会有很好的市场应用。



从90年代开始,我们一直使用的是锂电池,它能安全地使用,但在能量密度、安全可靠性、应用环境等方面还需要很长时间,我一直反对用未来很遥远的技术干扰我们现在的产业发展,没有人敢投资电池生产,350瓦时/公斤左右的电池,两三年内是不可能进入应用阶段。


中国的电机与国际先进水平存在一定差距,高速电机技术落后,但从性价比来讲,中国占优势,所以奔驰厂会与国内零配件企业合作。我坚信认为,中国的车用电机已经到了一定水平,不是最先进的,但是进入了最先进的行列,这里面最核心的是电力电子技术,国家十三五也在攻克这项技术,相信很快就会有结果。


十三五的全新布局,就是中国的智能汽车将来是立足在电动汽车上来做智能化,这点很重要。如今还有团队在艰难地开发混合动力,为什么?发动机的动力、电池箱等问题解决不了,在电动车的基础上做智能化,相比于在传统的燃油汽车上做智能控制要容易,未来电动汽车是更适合智能化的一个产品。


汽车行业把智能化分为五级,IT行业(百度、谷歌)从第四级开始,喊着无人安全驾驶口号快速发展。大家知道,他们最早叫智能辅助驾驶,定位最低端,从一级、二级开始,提升到第三级、四级、五级,由于IT行业的压力,目前所有汽车厂都开始做第四级、第五级。我认为无人驾驶在结构化的道路上是可以的,在复杂的城市交通路况下为时过早,现在应该把智能辅助驾驶做踏实。智能汽车的最大目的是什么?第一安全,第二交通效能。


根据德国的数据表明,智能辅助驾驶70%的交通事故可以避免,车主完全按照交通规则驾驶,解决了交通拥堵,提高了驾驶安全性。现在堵车基本上都在是并道(三车道并成两车道)的情况下发生的,那么按照自动驾驶规则驾驶,到并道路口一定是交叉前进。所以,智能辅助驾驶是现在最需要解决的,成为当今汽车技术研发的热点。国内外纯电动汽车发展最重要的是什么?国际纯电动车最好的例子就是宝马和特斯拉,这是全新开发的电动汽车,占据主流市场。


燃料电池技术日新月异,发展迅速,国际用量越来越少,集成化越来越高。燃料电池的使用离不开氢气,氢从哪里来?怎么运输、储存?这是国家要考虑的问题。燃料电池整车技术进步加速,领先产品已经具备产业化能力,如丰田,售卖30几万人民币,燃料电池未来价格一定偏低,它的零部件很少,一张长金属板和一张膜合成一个电路。总之,我国燃料电池材料与关键部件技术基础与国际先进水平差距较大,耐久性、低成本技术明显落后,现正在调整战略加快步伐。


近期,同济大学在智能化领域做整车平台化,把4000万的燃料电池放到物流车上进行实验,用了近8度电,一天跑200多公里,与用30度电的成本上都有空间,这就是分布式驱动电动汽车的特点。据973项目结果显示,分布式驱动汽车比普通的汽车节能提高13%。该项目试验车滑移率峰值的持续时间仅0.3秒,控制精确,路面附着系数利用率高,相比于国际产品(Continental MK100的MG锐腾)增加了50%的优化效果。



近期,同济大学正在做智能辅助驾驶的研发,实际上就是驾驶脑对整车的控制,根据环境感知的信息来做。另外,我们还在做无人驾驶的扫地车,到晚上12点以后,一群机器人在马路上扫地,这是可以的。现在是整车平台智能化,相信未来特殊车车辆做到无人驾驶也是很容易的。同时,还有自主泊车系统研发,汽车开到酒店门口,手机一按,5分钟门口接人,在停车的这段路,低速行驶、无人驾驶化是完全可以做到的,这正是我们在做的事情,上汽预计在今年年底或者明年年初有一款车实现此功能。


未来的无人驾驶将会出现一个现象,就是一些道路是特定的,例如上海有一条路,只能71路公交车用,在这个路上完全可以使用无人驾驶,并且驾驶通过率很高,这也正是我们在做的事情。



电动汽车分时共享技术研发和示范应用,目前没有几家成功,但一定是未来的发展方向。现在很多地方开始开放公共道路,让汽车、无人驾驶汽车进行测试,在这既没有制定驾驶规则、场地考试、小路考试,直接去大路考试,出错概率极高。我们要全力以赴地在做无人驾驶测试场,大概要有300多个交通路况进行模拟测试。



汽车的空气阻力系数影响汽车能耗的指标,现在汽车的空气阻力系数基本上在0.3,我们开发出一个0.193的造型车,该车在法兰克福车展上可以与奔驰的一款跑车相比。大家都知道,跑车动感很强,但舒适性不好,而我们开发的这款车的空间和现在的常规车是一样的,四轮的坐姿,能够把空气阻力降低,这是一款电动车,这是未来汽车的发展方向。


协同创新,攻克汽车电动化和智能化核心技术,解决制约汽车发展的能源、环保、交通问题,实现中国人的汽车梦!

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