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陈全世:新能源汽车三个问题

日期:2022-10-24    来源:电动汽车观察家  作者:连莲

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2022
10/24
11:21
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关键词: 新能源汽车 汽车产业 氢燃料电池车

" 我觉得电动化目前还是一个半拉子工程,没有完全做好。" 尽管已经退休,但是陈全世仍然关注中国新能源汽车行业的发展。

他从1991年正式开始研究电动汽车,在这一领域耕耘31年之久。他1964年进清华大学汽车专业学习,毕业留校任教,担任教授、博士生导师,也曾担任清华大学汽车工程系主任、汽车安全与节能国家重点实验室副主任等岗位。

10月17日,陈全世教授对当前的新能源汽车发展形势,提出了三个问题和建议。

陈全世认为,中国汽车电动化技术的基础还没有完全打好,仍然要聚焦基本问题的研究和解决,而不是过分追求性能,也不应急于推动自动驾驶技术的应用,氢燃料电池汽车也不要急于商业化。

01自动驾驶不能激进

" 自动驾驶目前只能做实验、做研究、做示范,不要着急去产业化。" 见到陈全世,我们的话题首先从自动驾驶开始。

" 对于号称自动驾驶或者高级别智能驾驶的车型,搭载了很多智能软硬件,成本大为增加,但是你让大家用不用?用不好就得死人!"

陈全世表示,目前国家批准的智能驾驶都是L2级别辅助驾驶,厂家不管说得多好,如果出了问题,仍然是司机负责。

对于更高级别的智能驾驶辅助,如果出了事故,究竟如何定责?这个问题尚处研究阶段,更没有国家标准和法规,因此,负责任的做法是,把它限定在实验、验证、示范的范围。

2020年,一辆特斯拉Model 3在自动驾驶辅助系统开启状态下,径直撞上了侧翻横躺在马路上的大货车。

除了安全性隐患,陈全世还认为它推高了成本,影响了电动汽车的接受度。

近两年因为疫情而引起经济不景气,消费者购买力其实有限。过度追求智能化的产品配置,消费者难以承受。他预测,这种品牌和产品在今年底、明年的销量就可能下滑。相反地,比亚迪在智能化领域比较务实,但是电动化做得好,把成本也压低下来。" 比亚迪卖车卖得很好,市场已经做出了选择。"

他强调,目前看,电动汽车基本功能还是以交通工具为主,而不是智能终端。" 如果实现了自动驾驶、无人驾驶,车就是一个智能终端。但只要车还要人开,强调智能终端这个提法,就有点误导人。"

陈全世认为,不应过分激进推动自动驾驶,还有一个原因—— " 我觉得电动化目前还是一个半拉子工程,没有完全做好。" 在这个阶段,不应该急于结束 " 电动化上半场 ",走向所谓的 " 智能化下半场 "。

02电动化还是 " 半拉子 "

为什么说电动化还只是 " 半拉子工程 "?

陈全世认为,还应该在三方面继续努力:一是电池的安全问题没有完全解决;二是动力系统的一体化;三是能量的补充形式,充电?换电?还是充换电结合?

在这三个基本问题还需努力的情况下,业界却热衷于追求高性能。陈全世提出了一些批评意见。

比如,没有必要一窝蜂追求太长的续航里程以及更快的加速度(百公里加速时间在4秒以内)。

作为研究电动汽车多年的专家,陈全世承认,电动汽车确实有标称续航(按照国家标准在实验室限定条件下得到的数据)和实际续航不符的问题。相比标称续航," 春秋两季实际续航大概打85折;一到夏天要使用空调我估计要打75折;到冬天要使用暖风,且动力电池的充放电性能受低温的影响,可能7折甚至更多。"

尽管如此,陈全世反对一味追求长续航的做法。" 不能把续航里程搞得太绝对,做实实在在的400公里、300公里足矣。" 特别对于不少车企提出要做1000公里续航,他认为 " 很麻烦 "。首先他认为1000公里没必要。燃油车普遍加一次油续航也就在500公里左右。" 汽车走500公里,怎么着你也得休息。" 其次,做超长续航电动汽车不经济,也不能减少碳排放。

陈全世说,因为动力电池本身重量很大,每增加100公里续航,就要增加十几度电,就增加100多公斤。而且,边际效率是递减的——越往上加续航需要增加的电池越多,因为越来越重。

另外,追求超长续航,可能达不到纯电动汽车的减排初衷。根据中国汽车工程学会编制的《 汽车生命周期温室气体及大气污染物排放评价报告2019》(下称报告)。这一报告对燃油车和纯电动汽车全生命周期排放效果做了对比研究,覆盖使用端、能源生产端(即发电端)以及汽车生产制造等所有环节,是 WTW(well to wheel,从油井到车轮)全周期覆盖的评价。

结果显示,纯电动乘用车的车队平均温室气体排放因子可比汽油乘用车降低约50%。

随着级别上升,纯电动乘用车减排效果递减

但是,排放总量整体随着车型级别的上升而增加。以全国平均电力水平下的纯电动乘用车为例,A00至C级车的全生命周期温室气体排放因子分别为129、159、182、198 和 254gCO2eq/km。重要原因是小型车经济性更高,百公里能耗普遍低于中大型车。此外,在制造端,小型车车重更轻,所用到的车身材料更少,所需要的动力电池容量也更小,因此与车身材料、电池生产组装等相关的能耗和排放更低。

因此,报告呼吁产业应持续推进车辆的小型化发展,同时各级别新能源汽车都要控制能源消耗,避免盲目追求续航里程造成的资源浪费和能耗、排放增加。

当然,陈全世也看到了目前同样续航水平的燃油车和电动汽车,在补能方便性上的不足。但是," 从经济方面考虑,不能一个礼拜充一次电,还是争取天天或者两天充一次,这样大家都够用。"

对此,一方面,充电要便宜些,对消费者有补偿。另一方面,充电设施的建设要大力推进,应当广泛建设慢充,让大家在车位上充电,特别是能享受夜间谷电的优惠价格。对于快充,他认为那是在应急条件下才能应用。没有必要一窝蜂地追求800伏超快充。就高速出行而言,中间休息20分钟、半小时很正常,不必追求5分钟充电走多少公里。

就节假日高速充电站排长队的现象,陈全世表示那是极少数日子,平时用得并不多,充电场站效益并不好。

就安全性而言,超快充会导致电池温度很快提升,可能带来安全隐患,也会缩减电池寿命。

陈全世还认为,一般乘用车没有必要追求大功率电机,日常使用有100多千瓦就足够了。" 前后驱400千瓦,大部分是没用的。两个电机选一套就够了,还能省一套驱动系统,成本就能降下来了。"

电动汽车还要考虑中国的国情,高性能车辆销量不会太大,适合普遍消费者的,还是经济型的车辆。

03氢燃料电池汽车还不到普及的时候

"2005年我就出版了一本书,叫《燃料电池电动汽车》,还得了汽车工业科技进步三等奖。"

提及燃料电池汽车,陈全世先表明自己也有研究的经验。" 中国第一辆的燃料电池高尔夫球车,那是我们团队做的,1998 年年底出来的,我是懂这个的。"

" 我们现在各地都好像只有谈氢能才是高科技,而且有人讲的是氢能是最终解决方案。我说没有最终解决方案,是解决方案之一。" 陈全世说,燃料电池汽车要产业化,难度不小。

他认为,燃料电池汽车要产业化,简单地说,需要有 "4 个2" 作为前提条件。

" 第一,燃料电池按照汽车的工况行驶,寿命能达到 2 万小时;第二,燃料电池系统的成本,1kW要降到2000元人民币;第三,1公斤氢气价格20元人民币;第四,零下20度能够正常启动。

这 "4 个2",看起来容易,实际都很难。

以工作寿命为例,陈全世表示,不少企业说自己能做到2万小时,但这是在实验室里做到的,跟实际工况差距甚大。

他举了一个例子,"2008年奥运会示范应用的氢燃料电池汽车,我们负责维护,到冬天性能指标就下降较快,为什么?"

我们与燃料电池系统供应商加拿大巴拉德公司的专家一起研究,才找到答案。当时,氢燃料电池汽车运营路线靠近郊区,很多老百姓采暖用煤,排出大量二氧化硫。这些氢燃料电池汽车的发电电堆就 " 二氧化硫中毒 " 了。

氢气的价格也还很高。"1公斤20元不是你制氢厂出的,是在加氢口算20元。" 陈全世说," 如果拿煤或者天然气制氢,也就是几元或者十几元,但是氢要储存,储存就要压缩,运输到使用的地方还得再储存,加氢的时候还要再加压,这个过程大概比原来生产成本还要贵。"

运输过程还不仅是成本问题。陈全世介绍,目前还没有大规模安全稳定的运输方法。

" 可再生能源主要在西部、北部,但使用地点主要在东部、南部。可再生能源制氢之后,长距离怎么运输?" 他介绍,业界学界研究的管道运氢、转制甲醇运输再重整制氢、转制氨水再重整制氢等等,总体成本都比较贵。"

就氢燃料电池汽车的应用来说,也需要地方财政巨额投入,既要对高成本的车价进行补贴,还需要建设加氢站,寻找氢源。从一些地方的应用来看,氢燃料电池汽车免费送给公交公司都不敢接,因为养不起。

陈全世认为,氢燃料电池商用车在部分有氢源、地方财政强的地方,还可以示范运营。但氢燃料电池乘用车,难度就更大。

陈全世介绍,首先乘用车上用燃料电池系统必须是增压的,其空压机必须体积小、重量轻,因此转速要非常高,轴承都必须用空气轴承,全世界只有几家能生产这种部件。国内有些企业也能做,但是由于需求量小、要求高,成本比较高。

其次,乘用车上的氢罐必须是70兆帕的,否则走不了三、四百公里。70兆帕氢罐,实际压力要能做到90多兆帕,开发成本很贵,国家也还没有应用标准。

第三是服务问题,乘用车是到处乱跑的,不像商用车有固定线路,可以在线路附近建设加氢站。如果要满足私人乘用车的加氢需求,加氢站建设投入太高了。

总之,他认为车企应该研发氢燃料电池汽车关键技术,但是不要急于将它推到产业化阶段。

中国新能源汽车取得的成绩有目共睹。作为最早参与者,陈全世也非常骄傲。

但就目前发展阶段,陈全世仍然坚持行业要持续努力,聚焦电动化的基础问题," 电动汽车前一段是一个粗放型的发展,追求量,现在要追求质。真正要取得市场认可,除了解决交通工具本身的能力,还是要在基础建设方面做到方便、经济、减排、节电。"

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