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          常州易控汽車電子股份有限公司
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          新聞中心

          中科院院士、清華大學教授歐陽明高:商用車電動智能化前景

          2020.10.06

          近期,由南京市浦口區人民政府主辦,南京浦口經濟開發區、清研華科新能源研究院承辦的首屆商用車電動化與智能化論壇成功舉行。在商用車電動化與智能化論壇環節,中科院院士、清華大學教授歐陽明高進行了專題演講——《商用車電動化智能化前景》。

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          (中科院院士、清華大學教授 歐陽明高)

          尊敬的劉主席、祁書記、各位領導、各位同仁:

          大家上午好!很高興各位來參加我們南京新能源汽車產業創新中心的落成典禮和首屆商用車電動化與智能化論壇。

          商用車是很重要的一個行業,剛才劉主席跟我交流,說聽到陜汽袁總一句話,我們商用車基本上都是自主品牌,這一點非常值得我們驕傲。但是我也要指出的是,商用車的關鍵核心技術,很多是被國際大廠商控制的。大家知道柴油機電控技術是商用車最重要的核心技術之一。我1994年從國外回來之后,第一件事就是做柴油機的電噴系統。那個時候中國的卡車柴油化熱火朝天,因為原來的卡車都是汽油機。后來發現汽油機油耗高,扭矩不足,所以掀起了柴油化的熱潮,柴油機廠那時候非常興旺,這就是中國卡車的柴油化。但緊接著車用柴油機行業遇到了一個挑戰,就是排放。大家知道雖然轎車的保有量很大,但事實上顆粒排放物、氮氧化物等排放物的主體是柴油車。汽油的總消耗量跟商用車柴油的總消耗量也是大體相當的,目前大概各1.5億噸,所以商用車行業的量雖然不大,但是它的能源排放的占比卻很重。解決能耗排放的問題就迎來了第一次技術變革的浪潮 ——柴油機電控技術。我們當初開發了國內第一個自主發明的柴油電噴系統,但是當我們推廣這個系統的時候,客戶首先要求價格比國外低三分之一,這是什么概念?德國博世集團在國外做了很多年,有很成熟的技術和大規模應用經驗,然后拿到國內推廣,后來又跟當時國內柴油燃油噴射行業最大的企業無錫威孚合資。因此中國的柴油電噴市場,尤其是商用車的柴油電噴市場,基本上由博世控制了,它既有長期積累的技術優勢,又有規模生產的成本優勢,我們進入的時候是非常艱難的。中間雖然也發展出了很多自主技術,但慢慢的都凋零了,現在只剩下我們培育的易控汽車電子,這唯一的一家電控單元的供應商?,F在我們易控年產二十萬套,但是占總市場的份額,跟國外企業,像博世,很難競爭。那么我們國內的一些大廠,大多是綁定博世。我們在各方面都處于劣勢,比如沒有政策的優惠,也沒有很多的整機廠家的支持。好在現在由于大環境的變化,自主可控提上了議事日程,所以現在形勢出現了好轉,這是第一次技術變革。

          現在到了國六標準排放階段,不僅要電控技術,還要排氣后處理技術。接著還要進入國七排放階段。國七標準基本上要求排放降到零,這個又要增加很多難度更高的技術。而且 2023年還要引入第四階段油耗法規,油耗要進一步再降百分之十五。這就必須開始考慮電動化技術。至少要采用油電混合動力才有可能滿足這個法規。那么進一步到 2025年之后,由于溫室氣體導致氣候變化,就必須對碳排放實施控制,然后碳交易就會引入?;剂先紵?,即使不產生或者說很少產生顆粒物污染物、氮氧化物、一氧化碳、碳氫,但是二氧化碳是必然的,一公斤柴油產生三公斤的二氧化碳。所以這個法規如果再上來,我們就要完全更新技術,不僅僅是油電混合,還需要氫能燃料電池和純電動。萬幸的是這次電動化與新能源技術變革對于我們而言機遇大于挑戰。國家從2001年起開展了新能源汽車國家重點研發計劃。我們清華的團隊也把主要的精力轉向了新能源,從 2007年開始一直到現在,我還擔任了國家新能源汽車科技研發的首席專家。努力到現在我們認為中國新能源電動化是走在世界前頭的。由于國外在上一輪技術變革中占到了優勢,所以他們慣性很大,比方博世在往新能源轉型的過程中,也遇到了一些困難,比如說鋰電池,博世就完全做不過中國廠商,現在全世界鋰電池廠商前十名中國占了七席,第一名、第三名都是中國的,像中國的寧德時代目前是全球最大的鋰電池廠商,向全球汽車廠商配套。一改過去我們關鍵核心技術由國外控制的局面。由于中國率先開始向新能源轉型,國家的政策支持也非常到位,所以中國引領了這一次電動化的潮流。尤其習主席在 2014年提出發展新能源汽車是我國從汽車大國邁向汽車強國的必由之路之后,中國新能源汽車突飛猛進,總銷量一直都在全球的50%以上;技術方面也占優,鋰電池十年來能量密度提升三倍,成本下降80%以上,這是真正意義上的一次技術革命。經歷類似的還有光伏電池,光伏電池也是效率不斷的提高,目前量產產品效率普遍在20%以上,成本降低90%以上。而且技術變革也經歷了從多晶硅到單晶硅等幾次升級,頭部企業也已經換了好幾批。所以在這樣的情況下,中國目前的光伏電池和鋰電池的產量占到全球的70%。相比中國的芯片進口占全球的70%,新能源是我們的長項。我們現在不僅要補短板,還要發揮我們的長處。這是我們能夠抓住的重大機遇。在這個基礎上,我們可以擴大戰果,形成新能源技術體系,推動新能源革命。

          所謂新能源體系我把它稱為三大革命,第一大革命就是動力電動化,或者說交通電動化,從汽車的電動化到交通的全面電動化。目前電動船、電動飛機、電動火車都開始了,我們所說的電動化包括了混合電動化,就是油電混合;以鋰電池為核心的純電動;和以氫能燃料電池為核心的燃料電池電動,這三種現在全方位的普及就是交通全面電動化。受國際化著名多媒體出版集團愛思唯爾邀請,我作為主編剛剛創辦了一本國際科技期刊《eTransportation—交通電動化》,是英文雜志,這說明全世界對中國的交通電動化還是給予充分肯定的。第二個就是剛才說的鋰電池與光伏電池是一個很好的組合,可以推動新能源革命,也就是能源的低碳化。對于現在的電動車,大家會問電從哪里來?現在還是以煤電為主的電,但是以后可能就不是煤發的電了,大家知道現在電力交易已經開始,可以買綠電,比如就在南京,指定買風電、光伏電是可以的,不過風電、光伏的問題是波動太大,那么波動太大靠什么來平抑?沒有別的辦法,那就是要靠儲能,靠規?;膬δ堋,F在其實中國新能源的潛力是非常大的,大家知道我們有石油安全問題,石油70%都是進口的,天然氣 50%都進口的,這都是我們會被卡脖子的地方。其實煤問題也很大,大范圍的污染,很多問題來源于燒煤太多,這些都是抑制中國發展、中國崛起的重要瓶頸。怎么辦?中國的新能源其實現在開發了十分之一不到,中國的新能源完全可以滿足我們全部的能源需求。其實我們在沙漠里選一塊地方就夠了,這是中國相比歐洲、相比日本、韓國獨有的優勢,在這些新能源方面跟我們能比的只有美國。所以這么好的資源條件,我們技術也完全具備條件,大家知道我們江蘇這一帶的近海,像鹽城是風電的中心。在上?,F在也有很優秀的企業,像遠景已經做得非常好了,出口也非常多。但是從技術角度還有一個問題就是供電和用電的雙重波動?,F在靠什么呢?靠煤電機組來調,現在煤電機組的實際的運行時間跟以前比已經降低了三分之一,我們以前是一年6000小時,現在一年4000小時,用這種調負荷的辦法效率低,排放高。所以下面儲能靠什么呢?集中式靠氫能,分布式靠鋰電池。也就是說集中式的能源儲存最好的方式,全球認同的就是氫能。那么氫能去發電就是燃料電池,當然氫也可以做燃料,也可以取代天然氣等等。另外一個就是分布式儲能靠電池,尤其是東部,分布式的光伏跟電池就是最佳的組合。大家知道特斯拉它不僅僅是一個汽車公司,它也是一個能源公司,那么它的理念是什么呢?就是賣給你一輛特斯拉的電動汽車,還在你的房頂裝上光伏,在你的家里放一個儲能電池。外面還有一個超級充電樁,這就是一個完整的配套。那么家家戶戶都有電動車,家家戶戶都有充電裝置,都可以自己給自己供電,多余的還可以賣給別人。當然如果不足的可以從網上來供應,然后再把各家各戶連成網絡,用區塊鏈來解決支付問題,這是未來新能源的場景。對于遠距離的像新疆、內蒙、青海這樣的集中基地,那就得通過電解水也就是燃料電池的逆過程電解水制成氫氣,然后通過天然氣管道或者液化的方式再運送到需要的地方,這就是新能源的場景?,F在我們在這方面的技術也處于全球的領先位置。

          第三個革命就是系統智能化革命,今天我們系統智能化的最底部的技術芯片最終大規模使用的有幾個場景,一個就是我們車上的場景,車是將來最大的智能終端,剛才我們的投資公司老總也說了,沒有比這個更大的終端。也就是說現在手機是風口,下一步就是智能汽車是風口,這個想象的空間是非常大的。另外一個就是智慧能源,把我們的整個分布式的這些光伏、電動汽車連起來讓大家能源共享,這也是很重要的,我們叫移動能源互聯網,當然還有我們智能制造的物聯網也是智能化的關鍵組成部分。這些都跟汽車相關,將來汽車一個方面是制造會輕量化、智能化,會像做衣服一樣做汽車的車身。我們能量的智能化,就是把車作為一個能源裝置,自動駕駛是車作為一個智能的終端,所以車既是交通工具,又是智能終端,還是能源裝置,這些都需要智能化來連接成系統。所以這三大革命會相互促進、相互耦合。目前這三個技術單獨都發展的很好了,下面就是把它集成在一塊。這個三大革命會給我們中國帶來多大的經濟增量呢?他會全方位的改革我們傳統的能源行業、制造行業、汽車行業、交通裝備行業,也就是說我們現在的大企業,大型的能源企業,大型的汽車企業,二十年后將會產生翻天覆地的變化。那么會帶動多大的經濟量呢?我個人估計核心產業會在十萬億以上,相關產業在幾十萬億,所以這是我們下一步中國經濟能夠頂住國外的封鎖和卡脖子,自身崛起的最重要的途徑之一,這就是我們的機遇。

          回歸到商用車,我們在前面二十年的電動化,基本上把容易電動化的,比如說轎車、大客車,主要是城市公交車,基本上解決了。為什么我們那個時候沒搞卡車的電動化呢?因為卡車電動化相對是比較難做的。大家知道我們的轎車用七十度電就可以跑五百公里以上,但是我們的卡車就算裝兩百度電的電池系統也只能跑一百多公里。所以要的電池量太大了,很難搞純電動。氫能燃料電池技術鏈很長、很復雜,剛剛開始產業化,大家知道今天財政部剛剛發布了對燃料電池汽車的資助獎勵的政策。還有一個就是混合動力,它不像轎車節能的效果那么好,因為在城區高低速頻繁變化的時候,是混合動力節能最多的時候。但一旦上了高速公路,如果車的車速一直是比較平的時候,混合動力的節油效果就下來了。所以商用車的新能源電動化是我們電動化最難的一個地方?,F在我們要迎接這么多新的挑戰,必須搞電動化,有了前面這么多的積累,也可以搞電動化了。所以我認為對于我們現在商用車電動化轉型來說,今年可能是個最重要的節點。我們即將進入一個商用車電動化技術變革逐步興起的、成為高潮的一個起始點。所以今天我們在這兒開這個會,我覺得恰逢其時、非常有意義。

          那么如何來做商用車的電動化呢?我個人認為有三條途徑:第一個當然是按照原先的思路,把電控發動機,跟現在已經成本越來越低的電池,再與電機組合形成油電混合動力。在很多場景下,節油 15%是可以做到的,雖然不像轎車可以節油到比如說 50%,卡車是做不到的,但是至少 15%是可以做到的。而且成本投入可以通過節油賺回來,這樣就有了真正市場化的一個基礎和可行性 ,這是第一條路。

          第二條路是換電型電動卡車。對于卡車來講,裝用電池太多,卡車的成本就會很高,卡車是生產工具,是必須賺錢的,跟轎車不一樣,一輛轎車的價格可以十萬、三十萬、五十萬、一百萬,有品牌支撐就可以了。但是卡車不行,卡車是生產工具,一定是要賺錢的。那么怎么辦?價格太高沒人買,所以我們的辦法就是車電分離,電池不跟著車賣,車不帶電池賣,那么這樣車就跟傳統車的價格相當,甚至將來可以做得比傳統車還低,這是一個方面。第二個方面就是卡車那么多的電池,充電很困難,不像轎車,轎車我們現在做快充,可以五分鐘充一百五十公里,因為它電池少,能量少??ㄜ囇b幾百度電,充電的功率太大,電池容量太多充電時間無法降下來。而且卡車是要頻繁運輸的,不可能在那停半小時一小時,所以怎么辦?就是換電池,不是充電,是換電池,五分鐘換完就走,然后電池由誰來管呢?換電跟充電一樣,有換電站。那么電池不賣誰持有這個電池呢,可以建立電池銀行來持有這個電池,有了一個大的電池銀行,一個方面可以有電價的議價權,因為電池很多,可以在電力交易市場上拿到一個好價格,當它不裝車時,還可以作為儲能裝置回饋電,那么還可以掙錢。另外一個方面,電池量大就可以大規模采購電芯,壓低電芯的價格,所以兩方面都可以做。這種模式換電的成本,相當于跟柴油的成本一樣,現在我們可以做到每公里的換電,包括電池的消耗成本加起來可以比柴油更低。這關鍵是取決于電費,電費和服務費等加起來是可以比柴油價格低的,所以它已經具備經濟性。很難有一家企業能在全中國建立這么大的網絡,同時也為了鼓勵競爭,所以必須要多家企業開辟這個市場,大家的電池要能夠互換,不能說在這個地方換了一個電池,下一個換不著了,需要統一接口標準。這就是我們昨天剛剛建立的中國電動卡車換電產業促進聯盟的宗旨。這是第二條路,這個即將會開始,我們相信會給商用車電動化帶來一股強烈的沖擊波。

          第三條路就是氫能燃料電池,它跟柴油機一樣,也是一個動力系統,由氫燃料電池發電,供給電機驅動車輛?,F在氫能燃料電池動力系統已經可以裝備49噸級重卡,續航600-700公里。當然目前的成本可能還偏高,但我們未來的十年成本會再降70%-80%,會進入一個規模上去,成本大幅下降的十年周期。就像動力電池在過去十年所走過的道路,國家氫能燃料電池汽車路線圖是我主持制定的,我相信在未來十年是可以做到這一點的?,F在中石化、中石油都在投入氫能基礎設施,將來的加油站,也會有加氫服務。

          所以這就是未來商用車電動化的三條道路。我們清華能做什么呢?可以告訴大家,我們剛才說的這幾條路線的相關技術都有我們清華系的學生創業公司開發出來了。我首先跟大家介紹的,剛才我已經前面介紹過了,現在做電噴的是常州易控,是國內唯一的電控供應商。有了電控,我們現在正在這個基礎上跟電機和變速箱結合,也在我們南京創新中心有一家公司專門做這個混合動力系統。同時,在我們南京公司,因為電驅動有兩種形式,一種是集中驅動(也就是一個電機驅動),還有一種驅動就是分布式驅動,就是一個輪子上一個電機,電機直接裝在輪子里頭。這樣一來,我們傳統卡車的驅動橋就徹底變革。驅動橋的重量大幅降低,這種技術也在我們南京這個中心生產,這種技術到什么階段了呢?我可以告訴大家,我們已經在最難做的重型特種車輛上實現了。這就是我們的電動底盤,集中驅動,分布式驅動、混合電驅動,發動機的電控,電機的電控,以及底盤的電控等等,這都是由南京中心和常州易控來提供的。還有一個常州易控可以提供的,就是上層的智能化,也就是自動駕駛,也在南京中心孵化,將來也可以直接裝車,這就是第一個板塊智能化。其實在電動化的基礎上,卡車的智能化自動駕駛比轎車的要簡單很多,轎車的自動駕駛是最難的,不會馬上就說不要方向盤了,這個還是比較理想化的。但是卡車可以做到,尤其是在特殊的,比方說港口、煤礦,那是最簡單的。所以我們會率先推這個智能化,這就是第一個板塊。

          第二個板塊,就是我剛才說的換電池,這是由我們四川新能源汽車創新中心布局的產業鏈,包括電池包、電池安全、快充裝備、換電站的安全,還有這個電池銀行等等全產業鏈布局是由我們四川新能源創新中心做的,現在也已經建到五六個企業,當然我們的體系是開放的,是與全國的相關企業合作進行的。

          第三條路就是氫能燃料電池,我們清華團隊做氫能燃料電池已經二十年了,中國的第一輛獲得產品公告的氫燃料電池大客車,就是我們主持開發的。中國第一個加氫站,也是我們主持建設的,在北京 2008年奧運會,這是一個標志。我們現在已經培育了億華通這個產業體系,億華通是我們在上??苿摪灏嗽路萆鲜械墓?,目前市值在一百幾十個億。億華通已經建立了氫能燃料電池的全產業鏈,產業孵化基地在張家口,叫張家口氫能可再生能源研究院。因為張家口有冬奧會,張家口有國內唯一的可再生能源示范基地,我們利用張家口的風電在張家口建立了制氫廠,一毛五分錢一度電,可以把氫的價格壓低?,F在張家口已經有 250輛公交車都是氫燃料電池汽車,我們冬奧會將會增加兩千輛氫燃料電池汽車,都是由我們這個團隊牽頭來做的。我們氫燃料電池在張家口有發動機廠,在上海有電堆廠,有膜電極廠,這都是獨立公司,但都是億華通控股的,還參股了全產業鏈上的大多數零部件企業。而且我們跟國際上最好的氫能燃料電池企業豐田公司合作,建立了清華豐田燃料電池的聯合研究中心。億華通公司跟豐田建立了氫能燃料電池聯合開發公司,而且即將還會和豐田建立燃料電池的工廠。那個是面向轎車,面向國際的,我們自己是面向商用車的,所以這個體系已經全面布局。

          這就是我們清華團隊可以為商用車的電動化、智能化提供的解決方案?,F在從商用車電動化、智能化來講,我們可以提供全套技術解決方案,這些技術解決方案可以說不僅僅是中國領先,很多是世界領先的。所以我們完全有信心在商用車電動化、在商用車完全自主品牌的技術上,把中國商用車的技術做到世界一流。為了進行這些技術的落地,我們也在探索新的企業方式。大家知道我現在在四川、在南京、在張家口建了三個中心,依托我們三個早期創業的公司,這些公司要么就是已經是科創板,要么就是現在正在進入科創板的輔導期,比如說常州易控,那么我們通過他們再來成批的孵化企業,比如說在南京,在外面大家看我們宣傳板,我們現在已經有十二家企業在這兒孵化,我們在四川也有八家企業在孵化。這都是今年一年以來的成果。所以,我個人有一個夢想,我的夢想就是在今后十年,我們再培育一百家企業,能有十家以上的像科創板上市公司這樣的企業,總產值進入幾千億的這種規模,總市值接近萬億的規模。那么我們這個企業群靠什么來協同呢?就是今天在這成立的清華新能源汽車產業創新創業聯盟。我們聯盟會有章程,然后大家按照章程,我們有共同的價值觀,不是靠誰發命令,不是金字塔式的企業。我個人認為未來的企業是一種生態,是一種網絡,是一種創新的合伙人志愿組織,這是未來的企業趨勢,這是適應現在智能化、網絡化、信息化社會和今后綠色低碳社會的一種新型的生產關系。我們現在正在探索,我對它的前景充滿信心,我相信經過我們的努力,會為中國的商用車的技術變革、也為帶動南京市和浦口區的經濟增長做出我們的貢獻。那么,說的大一點是為中華民族的偉大復興做出我們的努力。謝謝各位。

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