中國粉體網(wǎng)訊 " 我覺得電動化目前還是一個半拉子工程,沒有完全做好。" 盡管已經(jīng)退休,但是陳全世仍然關(guān)注中國新能源汽車行業(yè)的發(fā)展。
他從 1991 年正式開始研究電動汽車,在這一領(lǐng)域耕耘 31 年之久。他 1964 年進清華大學(xué)汽車專業(yè)學(xué)習(xí),畢業(yè)留校任教,擔(dān)任教授、博士生導(dǎo)師,也曾擔(dān)任清華大學(xué)汽車工程系主任、汽車安全與節(jié)能國家重點實驗室副主任等崗位。
近日,《電動汽車觀察家》專訪陳全世教授。他對當(dāng)前的新能源汽車發(fā)展形勢,提出了三個問題和建議。
陳全世認為,中國汽車電動化技術(shù)的基礎(chǔ)還沒有完全打好,仍然要聚焦基本問題的研究和解決,而不是過分追求性能,也不應(yīng)急于推動自動駕駛技術(shù)的應(yīng)用,氫燃料電池汽車也不要急于商業(yè)化。
01
自動駕駛不能激進
" 自動駕駛目前只能做實驗、做研究、做示范,不要著急去產(chǎn)業(yè)化。" 見到陳全世,我們的話題首先從自動駕駛開始。
" 對于號稱自動駕駛或者高級別智能駕駛的車型,搭載了很多智能軟硬件,成本大為增加,但是你讓大家用不用?用不好就得死人!"
陳全世表示,目前國家批準(zhǔn)的智能駕駛都是 L2 級別輔助駕駛,廠家不管說得多好,如果出了問題,仍然是司機負責(zé)。
對于更高級別的智能駕駛輔助,如果出了事故,究竟如何定責(zé)?這個問題尚處研究階段,更沒有國家標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī),因此,負責(zé)任的做法是,把它限定在實驗、驗證、示范的范圍。
2020 年,一輛特斯拉 Model 3 在自動駕駛輔助系統(tǒng)開啟狀態(tài)下,徑直撞上了側(cè)翻橫躺在馬路上的大貨車。
除了安全性隱患,陳全世還認為它推高了成本,影響了電動汽車的接受度。
近兩年因為疫情而引起經(jīng)濟不景氣,消費者購買力其實有限。過度追求智能化的產(chǎn)品配置,消費者難以承受。他預(yù)測,這種品牌和產(chǎn)品在今年底、明年的銷量就可能下滑。相反地,比亞迪在智能化領(lǐng)域比較務(wù)實,但是電動化做得好,把成本也壓低下來。" 比亞迪賣車賣得很好,市場已經(jīng)做出了選擇。"
他強調(diào),目前看,電動汽車基本功能還是以交通工具為主,而不是智能終端。" 如果實現(xiàn)了自動駕駛、無人駕駛,車就是一個智能終端。但只要車還要人開,強調(diào)智能終端這個提法,就有點誤導(dǎo)人。"
陳全世認為,不應(yīng)過分激進推動自動駕駛,還有一個原因—— " 我覺得電動化目前還是一個半拉子工程,沒有完全做好。" 在這個階段,不應(yīng)該急于結(jié)束 " 電動化上半場 ",走向所謂的 " 智能化下半場 "。
02
電動化還是 " 半拉子 "
為什么說電動化還只是 " 半拉子工程 "?
陳全世認為,還應(yīng)該在三方面繼續(xù)努力:一是電池的安全問題沒有完全解決;二是動力系統(tǒng)的一體化;三是能量的補充形式,充電?換電?還是充換電結(jié)合?
在這三個基本問題還需努力的情況下,業(yè)界卻熱衷于追求高性能。陳全世提出了一些批評意見。
比如,沒有必要一窩蜂追求太長的續(xù)航里程以及更快的加速度(百公里加速時間在 4 秒以內(nèi))。
作為研究電動汽車多年的專家,陳全世承認,電動汽車確實有標(biāo)稱續(xù)航(按照國家標(biāo)準(zhǔn)在實驗室限定條件下得到的數(shù)據(jù))和實際續(xù)航不符的問題。相比標(biāo)稱續(xù)航," 春秋兩季實際續(xù)航大概打 85 折;一到夏天要使用空調(diào)我估計要打 75 折;到冬天要使用暖風(fēng),且動力電池的充放電性能受低溫的影響,可能 7 折甚至更多。"
盡管如此,陳全世反對一味追求長續(xù)航的做法。" 不能把續(xù)航里程搞得太絕對,做實實在在的 400 公里、300 公里足矣。" 特別對于不少車企提出要做 1000 公里續(xù)航,他認為 " 很麻煩 "。首先他認為 1000 公里沒必要。燃油車普遍加一次油續(xù)航也就在 500 公里左右。" 汽車走 500 公里,怎么著你也得休息。" 其次,做超長續(xù)航電動汽車不經(jīng)濟,也不能減少碳排放。
陳全世說,因為動力電池本身重量很大,每增加 100 公里續(xù)航,就要增加十幾度電,就增加 100 多公斤。而且,邊際效率是遞減的——越往上加續(xù)航需要增加的電池越多,因為越來越重。
另外,追求超長續(xù)航,可能達不到純電動汽車的減排初衷。根據(jù)中國汽車工程學(xué)會編制的《 汽車生命周期溫室氣體及大氣污染物排放評價報告 2019》(下稱報告)。這一報告對燃油車和純電動汽車全生命周期排放效果做了對比研究,覆蓋使用端、能源生產(chǎn)端(即發(fā)電端)以及汽車生產(chǎn)制造等所有環(huán)節(jié),是 WTW(well to wheel,從油井到車輪)全周期覆蓋的評價。
結(jié)果顯示,純電動乘用車的車隊平均溫室氣體排放因子可比汽油乘用車降低約 50%。
隨著級別上升,純電動乘用車減排效果遞減
但是,排放總量整體隨著車型級別的上升而增加。以全國平均電力水平下的純電動乘用車為例,A00 至 C 級車的全生命周期溫室氣體排放因子分別為 129、159、182、198 和 254g CO2 eq/km。重要原因是小型車經(jīng)濟性更高,百公里能耗普遍低于中大型車。此外,在制造端,小型車車重更輕,所用到的車身材料更少,所需要的動力電池容量也更小,因此與車身材料、電池生產(chǎn)組裝等相關(guān)的能耗和排放更低。
因此,報告呼吁產(chǎn)業(yè)應(yīng)持續(xù)推進車輛的小型化發(fā)展,同時各級別新能源汽車都要控制能源消耗,避免盲目追求續(xù)航里程造成的資源浪費和能耗、排放增加。
當(dāng)然,陳全世也看到了目前同樣續(xù)航水平的燃油車和電動汽車,在補能方便性上的不足。但是," 從經(jīng)濟方面考慮,不能一個禮拜充一次電,還是爭取天天或者兩天充一次,這樣大家都夠用。"
對此,一方面,充電要便宜些,對消費者有補償。另一方面,充電設(shè)施的建設(shè)要大力推進,應(yīng)當(dāng)廣泛建設(shè)慢充,讓大家在車位上充電,特別是能享受夜間谷電的優(yōu)惠價格。對于快充,他認為那是在應(yīng)急條件下才能應(yīng)用。沒有必要一窩蜂地追求 800 伏超快充。就高速出行而言,中間休息 20 分鐘、半小時很正常,不必追求 5 分鐘充電走多少公里。
就節(jié)假日高速充電站排長隊的現(xiàn)象,陳全世表示那是極少數(shù)日子,平時用得并不多,充電場站效益并不好。
就安全性而言,超快充會導(dǎo)致電池溫度很快提升,可能帶來安全隱患,也會縮減電池壽命。
陳全世還認為,一般乘用車沒有必要追求大功率電機,日常使用有 100 多千瓦就足夠了。" 前后驅(qū) 400 千瓦,大部分是沒用的。兩個電機選一套就夠了,還能省一套驅(qū)動系統(tǒng),成本就能降下來了。"
電動汽車還要考慮中國的國情,高性能車輛銷量不會太大,適合普遍消費者的,還是經(jīng)濟型的車輛。
03
氫燃料電池汽車還不到普及的時候
"2005 年我就出版了一本書,叫《燃料電池電動汽車》,還得了汽車工業(yè)科技進步三等獎。"
提及燃料電池汽車,陳全世先表明自己也有研究的經(jīng)驗。" 中國第一輛的燃料電池高爾夫球車,那是我們團隊做的,1998 年年底出來的,我是懂這個的。"
" 我們現(xiàn)在各地都好像只有談氫能才是高科技,而且有人講的是氫能是最終解決方案。我說沒有最終解決方案,是解決方案之一。" 陳全世說,燃料電池汽車要產(chǎn)業(yè)化,難度不小。
他認為,燃料電池汽車要產(chǎn)業(yè)化,簡單地說,需要有 "4 個 2" 作為前提條件。
" 第一,燃料電池按照汽車的工況行駛,壽命能達到 2 萬小時;第二,燃料電池系統(tǒng)的成本,1kW 要降到 2000 元人民幣;第三,1 公斤氫氣價格 20 元人民幣;第四,零下 20 度能夠正常啟動。"
這 "4 個 2",看起來容易,實際都很難。
以工作壽命為例,陳全世表示,不少企業(yè)說自己能做到 2 萬小時,但這是在實驗室里做到的,跟實際工況差距甚大。
他舉了一個例子,"2008 年奧運會示范應(yīng)用的氫燃料電池汽車,我們負責(zé)維護,到冬天性能指標(biāo)就下降較快,為什么?"
我們與燃料電池系統(tǒng)供應(yīng)商加拿大巴拉德公司的專家一起研究,才找到答案。當(dāng)時,氫燃料電池汽車運營路線靠近郊區(qū),很多老百姓采暖用煤,排出大量二氧化硫。這些氫燃料電池汽車的發(fā)電電堆就 " 二氧化硫中毒 " 了。
氫氣的價格也還很高。"1 公斤 20 元不是你制氫廠出的,是在加氫口算 20 元。" 陳全世說," 如果拿煤或者天然氣制氫,也就是幾元或者十幾元,但是氫要儲存,儲存就要壓縮,運輸?shù)绞褂玫牡胤竭得再儲存,加氫的時候還要再加壓,這個過程大概比原來生產(chǎn)成本還要貴。"
運輸過程還不僅是成本問題。陳全世介紹,目前還沒有大規(guī)模安全穩(wěn)定的運輸方法。
" 可再生能源主要在西部、北部,但使用地點主要在東部、南部?稍偕茉粗茪渲螅L距離怎么運輸?" 他介紹,業(yè)界學(xué)界研究的管道運氫、轉(zhuǎn)制甲醇運輸再重整制氫、轉(zhuǎn)制氨水再重整制氫等等,總體成本都比較貴。"
就氫燃料電池汽車的應(yīng)用來說,也需要地方財政巨額投入,既要對高成本的車價進行補貼,還需要建設(shè)加氫站,尋找氫源。從一些地方的應(yīng)用來看,氫燃料電池汽車免費送給公交公司都不敢接,因為養(yǎng)不起。
陳全世認為,氫燃料電池商用車在部分有氫源、地方財政強的地方,還可以示范運營。但氫燃料電池乘用車,難度就更大。
陳全世介紹,首先乘用車上用燃料電池系統(tǒng)必須是增壓的,其空壓機必須體積小、重量輕,因此轉(zhuǎn)速要非常高,軸承都必須用空氣軸承,全世界只有幾家能生產(chǎn)這種部件。國內(nèi)有些企業(yè)也能做,但是由于需求量小、要求高,成本比較高。
其次,乘用車上的氫罐必須是 70 兆帕的,否則走不了三、四百公里。70 兆帕氫罐,實際壓力要能做到 90 多兆帕,開發(fā)成本很貴,國家也還沒有應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。
第三是服務(wù)問題,乘用車是到處亂跑的,不像商用車有固定線路,可以在線路附近建設(shè)加氫站。如果要滿足私人乘用車的加氫需求,加氫站建設(shè)投入太高了。
總之,他認為車企應(yīng)該研發(fā)氫燃料電池汽車關(guān)鍵技術(shù),但是不要急于將它推到產(chǎn)業(yè)化階段。
中國新能源汽車取得的成績有目共睹。作為最早參與者,陳全世也非常驕傲。
但就目前發(fā)展階段,陳全世仍然堅持行業(yè)要持續(xù)努力,聚焦電動化的基礎(chǔ)問題," 電動汽車前一段是一個粗放型的發(fā)展,追求量,現(xiàn)在要追求質(zhì)。真正要取得市場認可,除了解決交通工具本身的能力,還是要在基礎(chǔ)建設(shè)方面做到方便、經(jīng)濟、減排、節(jié)電。"
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/長安)
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