宋健：純電動汽車能源利用率實際上很低

在全球經濟一體化的今天，中國汽車工業的發展已成為支撐世界汽車工業發展的重要力量。從生產和銷售的角度來看，中國已經成為一個汽車大國。然而，中國汽車產業大而不強，技術進步和創新對增長的貢獻率不高，自主品牌缺乏國際競爭力，自主開發和零部件研發能力較弱，行業內外結構性矛盾交織，缺乏創新引擎的局面沒有得到根本改變。

2012年10月25日，眾多業內同仁齊聚中國國際汽車零部件發展高峰論壇，與700多位國內外知名專家學者共商“創新是汽車零部件發展的必由之路”主題。清華大學教授、汽車技術聯合研究院院長宋健出席論壇并作主旨演講。

清華大學教授和汽車技術聯合研究院院長宋健。

以下是演講全文：

女士們，先生們，業內同仁，下午好，雖然已經快到晚上了。我是清華大學的宋健。今天，我想就電動汽車常見的關鍵零部件技術發表我的看法。

目前，尚不清楚各種電動汽車主要是關于什么的。在這種情況下，如果你做一些常見的部分，我認為風險會更小。最初，我準備了一個大約一個小時的解釋。這次我最好把它省略掉，趕緊談談。

說到電動汽車，首先，什么是電動汽車？簡而言之，需要有車載電源、電機，同時滿足汽車的各種運行條件，才能稱之為電動汽車。最基本的一點是，電動汽車是什么時候出現的？根據文獻記載，在1873年，它的歷史比現在的燃油車要長。回過頭來看，這是為了回應我們國家領導人有時將電動汽車稱為新能源汽車的事實。事實上，電動汽車的歷史比燃油汽車更長，因此稱其為“新能源汽車”并不合適。在1900年之前，電動汽車的使用比燃油車更廣泛，但在1900-1920年間，由于內燃機技術的進步，電動汽車在當時依靠性價比被淘汰。因此，有一個問題，為什么我們現在進一步提出要制造電動汽車？

目前，市場上現有的電動汽車一般分為純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池電動汽車，以及一些插電式、混合動力電動汽車和小型低速電動汽車。為什么有這么多類型？我將在這里談論一些關鍵部件的通用技術，所有這些車輛都有有用的部件技術。

第二個方面，我們來談談為什么我們本輪電動汽車從20世紀70年代開始發展了大約40年。為什么我們要在這個時候談論電動汽車的發展？當然，有三個方面。一是減少環境污染，二是提高能源效率，三是降低能源安全。我不會在這里詳細談論汽車對環境的污染。在第二個方面，我想提高能源效率。讓我簡單地比較一下三種主要類型的電動汽車的能源效率。

首先，純電動汽車，如果引用中立研究機構的研究觀點，其能源利用率從基礎能源到車輪功幾乎可以達到40%，而汽油車等燃料動力汽車可以達到12-13%，柴油車可以達到15-16%。從這個角度來看，考慮到我國汽油與柴油的比例，幾乎是1比2。從這個角度來看，純電動汽車和燃料動力汽車可以實現能源化。

混合動力汽車呢？目前，更先進的混合動力電動汽車與燃油汽車相比可以節省40-50%的能源。從40%來看，混合動力電動汽車的能源利用率實際上是所有電動汽車中最高的。

第三種是燃料電池電動汽車。如何計算其能源利用率？如果它真的是由氫氣和氧氣組成的，那么能源利用率當然會更高，但氫氣從哪里來呢？如果你想把甲烷和天然氣轉化為氫氣，你可以實現ab……

t最終達到15%，基本上介于混合動力和純電動之間。因此，在所有這些類別中，混合動力電動汽車的能源效率最高。

發展電動汽車的第三個意義當然是實現能源結構多樣化，解決能源安全問題。我也有同感。自20世紀70年代以來，為什么出現了發展電動汽車的浪潮？主要解決核能、風能、太陽能等能源安全問題，特別是新能源。當然，如果核能沒有事故，幾乎沒有污染，還有風能和太陽能。如果我們能充分利用它們，這些都是好主意。

今天，我將主要從動力傳動系統、燃料電池和底盤系統等方面談談電動汽車的零部件。

我不研究電機，所以我不會談論電機。從電池的角度來看，說實話，制造純電動汽車最關鍵的因素是電池問題。如果電池問題得不到解決，純電動汽車幾乎不可能實現。從目前可以量產的電池來看，我認為它無法支持純電動汽車和插電式混合動力汽車的發展，因為它無法滿足性價比的要求。即使國家補貼6萬元，恐怕也達不到性價比的要求。如果我們真的想在純電動汽車方面取得突破，我們必須考慮三種電池。一種是鋰硫電池，比容量為1-2.5KWH/Kg。鋰硫電池目前的障礙主要是重復充電。在充電過程中，其硫可能會穿透空間并導致短路。即使純電動汽車在50度的溫度下充電，它也會上升。

第二種是基于石墨烯比例的鋰離子電池，比功率為100KW/Kg，比容量為160WH/Kg。

另一種是鋰空氣電池，可以達到每公斤5000瓦時，電能利用效率更高，比容量為5KWH/Kg，與燃油車類似。如果這三種電池能夠生產出來，電動汽車將是有意義的。

當然，還有一個價格問題。如果這些沒有技術問題的話，它們最初不是用于汽車，而是用于軍事，例如核潛艇。有核反應堆的核潛艇有多危險？如果你把它炸了，它就結束了。如果它在車里稍微高一點，我認為它仍然很有用。

第二點是燃料電池。燃料電池的原理非常簡單。氫氣被引入陽極，氧氣被引入陰極，最終在電催化作用下變成電。但現在的關鍵因素是電催化劑的問題。現在人們發現，只有鉑可以用作電催化劑，還沒有發現第二種物質來代替它。但一年多前，我看到梅賽德斯-奔馳發表了一份文件，只要它的量能達到1億千瓦時。他可以實現每千瓦燃料電池5000美元。無論如何，我對這件事有很大的懷疑。如果它能達到每千瓦5000美元，那么實際上每千瓦的成本將超過300美元。現在我們要為火力發電支付3000多元。如果我們真的想實現這一點，即使是1億千瓦和100億千瓦，市場上也有容量。我覺得梅賽德斯-奔馳在吹牛，但既然人們都這么說了，我就不得不提了。如果你真的想做這個東西，一輛40千瓦的車就足夠了，2000美元就足夠解決動力問題了，那就沒什么好說的了。燃料電池電動汽車無疑是未來的發展方向。不管怎樣，有人說了這件事，我不得不提一下，但我的問題就在這里。這個就要出來了。首先，我們應該解決火力發電和燃煤發電機組的問題，只使用天然氣作為燃料電池。

更不用說這些類型的燃料電池了。

最后，底盤系統，就我們而言，可能主要集中在底盤系統上。我把它歸結為三個方面：一個是制動能量回收，另一個是動力傳輸系統，第三個是轉向系統。

在電動汽車的情況下，這三個必須改變。一種是制動能量回收系統。在電動汽車中，制動能量回收系統負責20%的節能。如果沒有這個系統，你的混合動力系統只說40-50%，那么你將變成20-30%，而這20%將被完全浪費。事實上，我國的制動能量回收系統，我不會在國際上說，看看我們制造的各種電動汽車……

國家。制動器都是摩擦制動器，這是傳統的，沒有改變。如果你真的想回收制動能量，你必須是那種自動剎車并自動調整剎車之間制動力的系統。簡單地說，至少你必須掌握ESP的制造和控制技術。

從國際上看，目前的制動能量回收系統，首先是基于線控制動系統，一些公司有自己的系統，這些系統組裝在一些汽車上。當然，基于ABS的制動能量回收系統是我提出的。利用我們汽車中現有的ABS，它實際上可以調節制動器的制動力，這當然是最經濟的方法。現在，例如一輛汽車的ABS，現在的價格只有500元。如果你給汽車配備了這樣的系統，并與摩擦制動系統配合，你實際上可以自動調節制動器和制動力，最終你可以盡可能地回收。

當然，我也提出了第三種類型。一種是分布式電液制動系統。有了這個系統，每個制動器都可以通過電機和液壓缸組成一個制動系統。有四套制動系統，其中一套失靈，三套可以工作。現在我們的燃油系統只有兩條管路，如果其中一條壞了，就只有一個和兩個制動器，所以制動裕度可以更大。

第二個是所謂的電力傳輸系統。目前，只要電動汽車啟動，電機就會啟動，發動機和怠速都消失了。為了節約能源，傳動效率也非常高。因此，在真正進入新能源汽車的時代，將AT自動變速器廣泛應用于我們的燃油車基本上是沒有用的。對于AT企業來說，要想真正進入新能源，我想這類企業必須轉型。就適合電動汽車的自動變速系統而言，這種AMT，機械式自動變速系統可能是未來最有前途的，因為它具有最高的變速效率，并且在真正的電動汽車時代，與燃油車相比，你的檔位可以大大減少。在這種情況下，它成為最有希望的。

當然，CVT無級變速系統也可以應用，還有電動無級變速系統EVT，所以這里沒有時間擴展。我在這里展示的是我們自己開發的基于AMT的混合動力系統，現在也在公交車上使用，應用效果還不錯。

最后一個是所謂的轉向系統。為了進入電動汽車時代，電動汽車的另一個節能部分是發動機的怠速停止，因為在我們傳統燃油車上的許多液壓動力轉向系統中，液壓是由發動機驅動的，真正進入了電動汽車時代。如果沒有電動轉向系統，當你在發動機中時，即使在你停車時，或者當制動能量回收時，發動機也必須運轉。否則，您的轉向系統將出現故障，因此有必要開發這樣的轉向系統。從我們目前的轉向系統來看，一種是所謂的電動助力轉向系統，它已經應用于經濟型汽車；第二種是電動液壓轉向系統，最后是液壓助力，除了高壓液壓源由電機提供。特別是在大型商用車的情況下，重型卡車或公共汽車需要三到五千瓦的動力輔助系統。如果直接使用ETS，我們的助力電機也將達到5千瓦，因此價格將非常昂貴。如果采用儲能液壓系統，成本將大大降低。第三種類型是線控動力轉向系統，它與時間有關。我今天就不介紹了。

我的介紹主要是這些，最后，根據我之前所說的，幾乎是一些結論：

首先，發展電動汽車的目的是為了節能減排，最終解決能源安全問題。我認為這是一種趨勢，所以我們必須做這項工作；

其次，從現在到未來幾十年，我覺得，由于混合動力汽車的能源利用率最高，并且可以實現超低排放，所以價格上漲是有限的。在未來的十年或二十年里，我估計混合動力汽車仍將是主要市場。

結論：

無論開發哪種電動汽車，底盤系統的通用部件都必須做，也就是說，目前我國的底盤系統通用部件遠遠落后，以至于我國開發的混合動力電動汽車的節能效率往往只有百分之十、二十，主要是因為底盤系統的通用部件非常落后，所以應該在這方面做出很大的努力。

我的演講到此為止，謝謝。

（編輯/李燕郊）在全球經濟一體化的今天，中國汽車工業的發展已成為支撐世界汽車工業發展的重要力量。從生產和銷售的角度來看，中國已經成為一個汽車大國。然而，中國汽車產業大而不強，技術進步和創新對增長的貢獻率不高，自主品牌缺乏國際競爭力，自主開發和零部件研發能力較弱，行業內外結構性矛盾交織，缺乏創新引擎的局面沒有得到根本改變。

2012年10月25日，眾多業內同仁齊聚中國國際汽車零部件發展高峰論壇，與700多位國內外知名專家學者共商“創新是汽車零部件發展的必由之路”主題。清華大學教授、汽車技術聯合研究院院長宋健出席論壇并作主旨演講。

清華大學教授和汽車技術聯合研究院院長宋健。

以下是演講全文：

女士們，先生們，業內同仁，下午好，雖然已經快到晚上了。我是清華大學的宋健。今天，我想就電動汽車常見的關鍵零部件技術發表我的看法。

目前，尚不清楚各種電動汽車主要是關于什么的。在這種情況下，如果你做一些常見的部分，我認為風險會更小。最初，我準備了一個大約一個小時的解釋。這次我最好把它省略掉，趕緊談談。

說到電動汽車，首先，什么是電動汽車？簡而言之，需要有車載電源、電機，同時滿足汽車的各種運行條件，才能稱之為電動汽車。最基本的一點是，電動汽車是什么時候出現的？根據文獻記載，在1873年，它的歷史比現在的燃油車要長。回過頭來看，這是為了回應我們國家領導人有時將電動汽車稱為新能源汽車的事實。事實上，電動汽車的歷史比燃油汽車更長，因此稱其為“新能源汽車”并不合適。在1900年之前，電動汽車的使用比燃油車更廣泛，但在1900-1920年間，由于內燃機技術的進步，電動汽車在當時依靠性價比被淘汰。因此，有一個問題，為什么我們現在進一步提出要制造電動汽車？

目前，市場上現有的電動汽車一般分為純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池電動汽車，以及一些插電式、混合動力電動汽車和小型低速電動汽車。為什么有這么多類型？我將在這里談論一些關鍵部件的通用技術，所有這些車輛都有有用的部件技術。

第二個方面，我們來談談為什么我們本輪電動汽車從20世紀70年代開始發展了大約40年。為什么我們要在這個時候談論電動汽車的發展？當然，有三個方面。一是減少環境污染，二是提高能源效率，三是降低能源安全。我不會在這里詳細談論汽車對環境的污染。在第二個方面，我想提高能源效率。讓我簡單地比較一下三種主要類型的電動汽車的能源效率。

首先，純電動汽車，如果引用中立研究機構的研究觀點，其能源利用率從基本能源到車輪功幾乎可以達到40%，而燃料動力……

汽車，如汽油車，可占12-13%，柴油車可占15-16%。從這個角度來看，考慮到我國汽油與柴油的比例，幾乎是1比2。從這個角度來看，純電動汽車和燃料動力汽車可以實現能源化。

混合動力汽車呢？目前，更先進的混合動力電動汽車與燃油汽車相比可以節省40-50%的能源。從40%來看，混合動力電動汽車的能源利用率實際上是所有電動汽車中最高的。

第三種是燃料電池電動汽車。如何計算其能源利用率？如果它真的是由氫氣和氧氣組成的，那么能源利用率當然會更高，但氫氣從哪里來呢？如果你想將甲烷和天然氣轉化為氫氣，最終可以達到15%左右，基本上介于混合動力和純電動之間。因此，在所有這些類別中，混合動力電動汽車的能源效率最高。

發展電動汽車的第三個意義當然是實現能源結構多樣化，解決能源安全問題。我也有同感。自20世紀70年代以來，為什么出現了發展電動汽車的浪潮？主要解決核能、風能、太陽能等能源安全問題，特別是新能源。當然，如果核能沒有事故，幾乎沒有污染，還有風能和太陽能。如果我們能充分利用它們，這些都是好主意。

今天，我將主要從動力傳動系統、燃料電池和底盤系統等方面談談電動汽車的零部件。

我不研究電機，所以我不會談論電機。從電池的角度來看，說實話，制造純電動汽車最關鍵的因素是電池問題。如果電池問題得不到解決，純電動汽車幾乎不可能實現。從目前可以量產的電池來看，我認為它無法支持純電動汽車和插電式混合動力汽車的發展，因為它無法滿足性價比的要求。即使國家補貼6萬元，恐怕也達不到性價比的要求。如果我們真的想在純電動汽車方面取得突破，我們必須考慮三種電池。一種是鋰硫電池，比容量為1-2.5KWH/Kg。鋰硫電池目前的障礙主要是重復充電。在充電過程中，其硫可能會穿透空間并導致短路。即使純電動汽車在50度的溫度下充電，它也會上升。

第二種是基于石墨烯比例的鋰離子電池，比功率為100KW/Kg，比容量為160WH/Kg。

另一種是鋰空氣電池，可以達到每公斤5000瓦時，電能利用效率更高，比容量為5KWH/Kg，與燃油車類似。如果這三種電池能夠生產出來，電動汽車將是有意義的。

當然，還有一個價格問題。如果這些沒有技術問題的話，它們最初不是用于汽車，而是用于軍事，例如核潛艇。有核反應堆的核潛艇有多危險？如果你把它炸了，它就結束了。如果它在車里稍微高一點，我認為它仍然很有用。

第二點是燃料電池。燃料電池的原理非常簡單。氫氣被引入陽極，氧氣被引入陰極，最終在電催化作用下變成電。但現在的關鍵因素是電催化劑的問題。現在人們發現，只有鉑可以用作電催化劑，還沒有發現第二種物質來代替它。但一年多前，我看到梅賽德斯-奔馳發表了一份文件，只要它的量能達到1億千瓦時。他可以實現每千瓦燃料電池5000美元。無論如何，我對這件事有很大的懷疑。如果它能達到每千瓦5000美元，那么實際上每千瓦的成本將超過300美元。現在我們要為火力發電支付3000多元。如果我們真的想實現這一點，即使是1億千瓦和100億千瓦，市場上也有容量。我覺得梅賽德斯-奔馳在吹牛，但既然人們都這么說了，我就不得不提了。如果你真的想做這個東西，一輛40千瓦的車就足夠了，2000美元就足夠解決動力問題了，那就沒什么好說的了。燃料電池電動汽車無疑是未來的發展方向。不管怎樣，有人說了這件事，我不得不提一下，但我的問題就在這里。這個就要出來了。首先，我們應該解決火力發電的問題……

n和燃煤發電機組，只使用天然氣作為燃料電池。

更不用說這些類型的燃料電池了。

最后，底盤系統，就我們而言，可能主要集中在底盤系統上。我把它歸結為三個方面：一個是制動能量回收，另一個是動力傳輸系統，第三個是轉向系統。

在電動汽車的情況下，這三個必須改變。一種是制動能量回收系統。在電動汽車中，制動能量回收系統負責20%的節能。如果沒有這個系統，你的混合動力系統只說40-50%，那么你將變成20-30%，而這20%將被完全浪費。事實上，我國的制動能量回收系統，我不會在國際上說，看看我們國家制造的各種電動汽車。制動器都是摩擦制動器，這是傳統的，沒有改變。如果你真的想回收制動能量，你必須是那種自動剎車并自動調整剎車之間制動力的系統。簡單地說，至少你必須掌握ESP的制造和控制技術。

從國際上看，目前的制動能量回收系統，首先是基于線控制動系統，一些公司有自己的系統，這些系統組裝在一些汽車上。當然，基于ABS的制動能量回收系統是我提出的。利用我們汽車中現有的ABS，它實際上可以調節制動器的制動力，這當然是最經濟的方法。現在，例如一輛汽車的ABS，現在的價格只有500元。如果你給汽車配備了這樣的系統，并與摩擦制動系統配合，你實際上可以自動調節制動器和制動力，最終你可以盡可能地回收。

當然，我也提出了第三種類型。一種是分布式電液制動系統。有了這個系統，每個制動器都可以通過電機和液壓缸組成一個制動系統。有四套制動系統，其中一套失靈，三套可以工作。現在我們的燃油系統只有兩條管路，如果其中一條壞了，就只有一個和兩個制動器，所以制動裕度可以更大。

第二個是所謂的電力傳輸系統。目前，只要電動汽車啟動，電機就會啟動，發動機和怠速都消失了。為了節約能源，傳動效率也非常高。因此，在真正進入新能源汽車的時代，將AT自動變速器廣泛應用于我們的燃油車基本上是沒有用的。對于AT企業來說，要想真正進入新能源，我想這類企業必須轉型。就適合電動汽車的自動變速系統而言，這種AMT，機械式自動變速系統可能是未來最有前途的，因為它具有最高的變速效率，并且在真正的電動汽車時代，與燃油車相比，你的檔位可以大大減少。在這種情況下，它成為最有希望的。

當然，CVT無級變速系統也可以應用，還有電動無級變速系統EVT，所以這里沒有時間擴展。我在這里展示的是我們自己開發的基于AMT的混合動力系統，現在也在公交車上使用，應用效果還不錯。

最后一個是所謂的轉向系統。為了進入電動汽車時代，電動汽車的另一個節能部分是發動機的怠速停止，因為在我們傳統燃油車上的許多液壓動力轉向系統中，液壓是由發動機驅動的，真正進入了電動汽車時代。如果沒有電動轉向系統，當你在發動機中時，即使在你停車時，或者當制動能量回收時，發動機也必須運轉。否則，您的轉向系統將出現故障，因此有必要開發這樣的轉向系統。從我們目前的轉向系統來看，一種是所謂的電動助力轉向系統，它已經應用于經濟型汽車；

第二種是電動液壓轉向系統，最后是液壓助力，除了高壓液壓源由電機提供。特別是在大型商用車的情況下，重型卡車或公共汽車需要三到五千瓦的動力輔助系統。如果直接使用ETS，我們的助力電機也將達到5千瓦，因此價格將非常昂貴。如果采用儲能液壓系統，成本將大大降低。第三種類型是線控動力轉向系統，它與時間有關。我今天就不介紹了。

我的介紹主要是這些，最后，根據我之前所說的，幾乎是一些結論：

首先，發展電動汽車的目的是為了節能減排，最終解決能源安全問題。我認為這是一種趨勢，所以我們必須做這項工作；

其次，從現在到未來幾十年，我覺得，由于混合動力汽車的能源利用率最高，并且可以實現超低排放，所以價格上漲是有限的。在未來的十年或二十年里，我估計混合動力汽車仍將是主要市場。

結論：

無論開發哪種電動汽車，底盤系統的通用部件都必須做，也就是說，目前我國的底盤系統通用部件遠遠落后，以至于我國開發的混合動力電動汽車的節能效率往往只有百分之十、二十，主要是因為底盤系統的通用部件非常落后，所以應該在這方面做出很大的努力。

我的演講到此為止，謝謝。

（編輯/李燕郊）

標簽：奔馳世紀北京發現

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