中國儲能網(wǎng)訊：筆者從65歲開始研究電池，75歲開始關注電池如何更好地應用在電動汽車上，10年來對于電動汽車怎么發(fā)展發(fā)表過很多觀點和意見，但仍然認為自己是汽車的外行。旁觀者清，筆者想從外行的角度來談談電動汽車的發(fā)展，從電動汽車的相關問題看整個汽車行業(yè)的發(fā)展。
一問：怎樣才算汽車強國
筆者認為，汽車強國一是要依靠自主知識產(chǎn)權生產(chǎn)汽車，實現(xiàn)生產(chǎn)過程和使用過程能耗最低、排放最少；二是要能自主設計并生產(chǎn)最先進的零部件；三是能不斷提出引領世界汽車發(fā)展的新思路、新觀念、新技術。最集中表現(xiàn)的是第一條，后兩條是基礎。
在傳統(tǒng)燃油車方面，我國是汽車產(chǎn)銷大國，但非汽車強國。過去靠市場并沒有換來技術，部分國有汽車企業(yè)安于從合資企業(yè)給的二流技術中分一杯羹，缺乏自力更生的精神。在現(xiàn)實面前，中國車企終于醒悟，核心技術是買不來的，邁向汽車強國必須自力更生、全面掌握先進的核心技術。但是光有覺悟還遠遠不夠，關鍵要看行動。當前，燃油車仍是汽車市場的主力，也是汽車強國的支柱，所以必須首先讓傳統(tǒng)燃油車由大變強。汽車大國，不能安于產(chǎn)銷量大，因為產(chǎn)銷量里很多是合資品牌的產(chǎn)品，自主品牌占的比例還不夠。
發(fā)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。新能源汽車是未來的發(fā)展趨勢，汽車強國也應是電動汽車技術先進的國家。發(fā)展電動汽車的目的是節(jié)能減排，汽車強國必須能依靠自主知識產(chǎn)權生產(chǎn)能耗最低、排放最少的電動汽車，并能兼顧其他性能。
因此，作為汽車強國，不但傳統(tǒng)汽車要強，電動汽車更要強。
二問：我國實現(xiàn)汽車強國的路徑
都說動力電池是電動汽車的心臟，因此有人把電動汽車發(fā)展不好歸咎于電池比能量太低。這個問題要重新分析。在發(fā)展高性能動力電池的同時，必須巧妙地用好現(xiàn)有的動力電池?，F(xiàn)在發(fā)展高性能電池是為了未來使用，所以如何把現(xiàn)有的電池用好是最現(xiàn)實、最重要的問題，也是走汽車強國之路必須要重視和采納的思路。雖然鎳氫電池比能量只有50瓦時/公斤，但日本豐田公司利用鎳氫電池安全性高、比功率高、壽命長等優(yōu)勢，發(fā)展深混合動力車普銳斯及其系列產(chǎn)品，節(jié)油率逐步提升到50％，市場不斷擴大，截至今年1月底豐田旗下混動車型累計銷量已超過1000萬輛。所以，不要埋怨電池比能量不高，而是我們沒有把電池用好。
去年底日產(chǎn)汽車推出了NOTE e-POWER緊湊型混動車，用一臺排量1.3升的小型燃油發(fā)動機給發(fā)電機提供動力，發(fā)電機給1.5千瓦高比功率電池充電，由電池供電驅動電動機。這是一個串混，其電池也不是很特殊的高功率，而且免去了從外部充電。通過輕量化設計、開發(fā)反應靈敏的電機控制、優(yōu)化能源管理等手段，這款車百公里油耗只有2.7升。豐田和日產(chǎn)發(fā)揮了燃油車發(fā)動機等高水平的技術積累，善用比能量不高的現(xiàn)成電池，創(chuàng)新開發(fā)出高節(jié)油率、長里程、高安全性、不需充電的電動車，這是汽車強國的表現(xiàn)。在這些事例面前，說電池不行的借口都是蒼白無力的。
汽車強國首先要有若干家實力強勁的汽車企業(yè)，日本、德國、美國之所以能成為汽車強國，是因為擁有好幾家世界一流企業(yè)。我國汽車企業(yè)必須要有強企的規(guī)劃和發(fā)展戰(zhàn)略，這是最根本的汽車強國路徑。落實汽車強國的發(fā)展戰(zhàn)略，一定要落實到強企，什么時候一汽、東風、上汽、長安、北汽等大企業(yè)真正成為了世界強企，中國就實現(xiàn)了汽車強國夢。
從用好電池出發(fā)，筆者在“十一五”期間曾提出我國電動汽車的發(fā)展路線：純電動汽車以微小型車為突破口，大中型汽車發(fā)展增程式電動車。這里所說的增程式是節(jié)油的增程式。早期包括寶馬i3和通用的沃藍達增程式電動車，都是在純電動車上另外裝一個增程器，其他東西不變，這屬于不節(jié)油的增程式，只是為了延長行駛里程，可稱為第一代增程式。十年前筆者接觸到了節(jié)油的增程式電動車，從發(fā)動機到電動機都做了相應的改進，并通過控制系統(tǒng)與電池有機地組合在一起，可以達到高度節(jié)油的目的，這樣的增程式可稱為第二代。
筆者至今仍認為自己當初提出的發(fā)展路線是正確的。近些年歐洲和日本發(fā)展微小型車，證實了前半句。微小型車包括低速和高速兩種車輛類型。一汽的電動乘用車發(fā)展戰(zhàn)略里也有類似內容，小于1噸的車發(fā)展純電動，大于1噸的發(fā)展插電式或混合動力?？梢姡冸妱榆嚢l(fā)展微小型車已經(jīng)達成了共識。節(jié)油率高的增程式電動車這些年日漸增多，證實了后半句。比如，我國沈陽華龍公司的12米增程式客車，市區(qū)公交模式百公里油耗12升，公路模式百公里油耗16.3升，今年已批量生產(chǎn)；加拿大的增程式卡車百公里油耗17升，經(jīng)濟性高，污染排放減少70％。
有人認為增程式要燒油，不是最終發(fā)展目標。對此，筆者想提醒兩句話。一是如果我國汽車的油耗能降到現(xiàn)在的一半以下，還算不上汽車強國嗎？二是目標要宏偉，但步伐要穩(wěn)健，燃料電池車或純電動車是將來的目標，但現(xiàn)在則應腳踏實地地搞節(jié)能減排，切實地對比技術路線。
燃料電池電動車用氫做能源是一種理想狀態(tài)，可以比擬為人類社會發(fā)展的共產(chǎn)主義階段，要長期堅持。不過，目前要解決五大難題：一是氫的高能效、低排放的制備，如果制氫要產(chǎn)生大量排放，本身就違反了發(fā)展電動車的初衷；二是氫的安全運輸、分布、存儲技術；三是燃料電池壽命不夠長、價格高；四是離子交換膜等關鍵材料技術差；五是鉑資源少，要研究無鉑催化劑。這五個問題需要在很長的研究過程中努力解決。在達到較高成熟度之前讓燃料電池汽車大量上路，好比在社會主義初級階段實現(xiàn)共產(chǎn)主義分配原則，是冒進的行為，不是當前的汽車強國之路。
同樣，發(fā)展純電動車要消除四大焦慮：一是里程焦慮。為了里程長就要多裝電池，這樣車身會加重、電耗會提高，這類車節(jié)油不節(jié)電，加重了排放，如特斯拉就是浪費能量、增加排放的典型，由于排放超標在新加坡被罰款。此外，純電動車夏、冬兩季使用空調時加重了里程焦慮。二是安全焦慮。電池裝得多，比能量又要高，里程越長的車潛在的危險性越大，所以容易發(fā)生自燃事件，如特斯拉已經(jīng)發(fā)生了14起自燃事故。三是充電焦慮。當前遍布的充電樁仍然滿足不了消費者需求，不管是慢充還是快充都沒有徹底解決好問題，如快充使用的局限性大，對電網(wǎng)的沖擊也大，而且縮短電池壽命。四是價格焦慮?，F(xiàn)在電池價格下降有限度，電池用量大的純電動車價格高、競爭力低，且電池難與車身使用壽命相同，換一套新電池成本非常高。上述四大焦慮相互糾結，形成了難解的四大矛盾，這決定了除微小型外，純電動車不是進入汽車強國的主路。
插電式混合動力車則是大馬拉小車。這類車上有兩套動力系統(tǒng)，都很重。遠距離行駛用內燃機，不節(jié)油、不減排；兩套動力系統(tǒng)加起來價格較貴，如果補貼取消，這類車很難暢銷。
全混合動力車則以豐田的普銳斯為代表，但我國一味跟跑很難成為汽車強國。而且兩種動力組合很復雜，行星齒輪加工費用高，因此在發(fā)展汽車強國的道路上不必和豐田競爭搞全混合動力車。
相比之下，筆者更看好第二代節(jié)能的增程式電動車。這類車優(yōu)點突出，電池組不會過充、過放，安全性高，且延長了使用壽命；不需要外充電，免建充電樁，可以遠距離行駛；電池少，成本降低，容易推廣；節(jié)油率在50％以上；繼承了燃油車的生產(chǎn)和運行體系，尤其是發(fā)動機技術很重要。很多企業(yè)都認識到增程式電動車是應對無補貼時代的好車種，尤其是在“雙積分”和節(jié)油聯(lián)合的考核機制下，增程式電動車可幫助企業(yè)在節(jié)油上達標。因此，增程式電動車不僅是發(fā)展電動車的正確路線，而且是邁向電動汽車強國的優(yōu)選方案。當然，第二代增程式技術還可繼續(xù)改進，以進一步提高節(jié)油率，這項工作已經(jīng)在著手進行中。
三問：汽車強國最需突破的核心技術
一是必須要有大而強的電池工業(yè)和技術力量，堅持安全第一。鋰離子、鉛酸、鎳氫等電池各有千秋，應該繼續(xù)研究并提高技術。此外，還要大力發(fā)展安全性和比能量雙高的新型電池。目前，我國正在往這方面努力，形成了一種新的體系：水溶液電解質，電池比能量或將達到100瓦時/公斤，它不會燃燒爆炸，安全性較高，未來應發(fā)展這類電池。筆者建議擴大電池相關專業(yè)的招生，轉行從事新能源汽車的從業(yè)者要加強電化學理論基礎。技術人員電化學理論基礎不夠強，對電池的創(chuàng)新發(fā)展是很大的障礙。
二是汽車強國要妥善解決電池污染問題。所有的電池都使用化學材料，電池處理不當會污染環(huán)境。鉛酸電池行業(yè)曾出現(xiàn)過的問題，就是由于管理不善、監(jiān)管不力造成的，近幾年經(jīng)過幾大部委聯(lián)手整治收效明顯，未來還要推廣濕法處置技術?，F(xiàn)在鋰離子電池行業(yè)的污染問題很多，必須認真對待。認為鋰離子電池是綠色的這一觀點是錯誤的，有的電池廠表示揮發(fā)的吡咯烷酮得到了回收，但實際上只回收了60％～70％，剩下的都排向了大氣。隨著廢鋰離子電池的大量產(chǎn)生，處置氟污染問題必須加以重視。
三是汽車強國必須發(fā)展高水平的零部件產(chǎn)業(yè)。這個問題已是老生常談了，在此筆者想重點談一下聯(lián)盟的問題。我國10家大型車企曾聯(lián)合成立了“新能源汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”（T10），當時筆者就認為雖然聯(lián)合起來可以影響政府的政策，在這一點上利益相同，但成員之間是競爭對手，在技術上會互相保密，不可能聯(lián)合和公開。所以，要強調縱向聯(lián)盟，如生產(chǎn)自動變速器的企業(yè)可以和若干家整車廠形成聯(lián)盟。
四是按照最高時速120公里設計中國的汽車。筆者建議，為了節(jié)能減排，中國的各類汽車（含電動汽車）應按照高速公路允許最高時速120公里的標準，自主設計動力和車身強度。而現(xiàn)在的車輛都是按照“外國老師”的教法設計的。所以，要擺脫傳統(tǒng)，減少過高的冗余功率，這樣既節(jié)能又減排。為什么運輸車能輕易改裝，就是因為功率、強度都有很大的冗余量，買來之后可隨便改，改了之后就超載，希望汽車行業(yè)能重視這個問題。
此外，筆者還想提三點建議。一是改革對國有汽車企業(yè)領導的考核制度，將企業(yè)發(fā)展質量、車輛的節(jié)能減排水平列為第一位，而不是只考核增加產(chǎn)值多少；同時要將逐年增加的電動車銷售比例列為考核指標。二是建立汽車全生命周期能耗、排放的計算標準，將汽車減排列為與節(jié)油同等重要的考核位置，消除單純追求純電續(xù)駛里程的片面觀念，避免引導純電動車向節(jié)油而不減排的錯誤方向發(fā)展，要在統(tǒng)一衡量節(jié)油與減排的思想指導下設計汽車。三是總結、吸取我國汽車業(yè)發(fā)展的經(jīng)驗教訓，特別是過去三十年來合資為主發(fā)展汽車的經(jīng)驗教訓，搞清楚為什么大而不強。
（作者系中國工程院院士）
