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對(duì)于中國(guó)電動(dòng)車(chē)當(dāng)下發(fā)展現(xiàn)狀的混亂、停滯以及由此產(chǎn)生的對(duì)它的不利言論，上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師、上海交通大學(xué)校長(zhǎng)助理、汽車(chē)工程研究院院長(zhǎng)許敏憂(yōu)心忡忡。2011年夏天，他在上海接受專(zhuān)訪(fǎng)時(shí)用他的新思維駁斥了外界對(duì)于電動(dòng)車(chē)的誤解。作為發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒領(lǐng)域以及長(zhǎng)期致力于汽車(chē)研發(fā)工作的專(zhuān)家，他提出了電動(dòng)車(chē)前沿的、顛覆性的模塊化設(shè)計(jì)理念和商業(yè)模式，為電動(dòng)車(chē)工業(yè)未來(lái)技術(shù)的發(fā)展提供創(chuàng)新的思路，并預(yù)言電動(dòng)車(chē)技術(shù)的不斷創(chuàng)新將帶來(lái)汽車(chē)工業(yè)徹底的革命。

車(chē)體的結(jié)構(gòu)性變革和運(yùn)營(yíng)新模式

問(wèn)：從我們現(xiàn)在見(jiàn)到的電動(dòng)車(chē)看，這些車(chē)似乎與傳統(tǒng)汽車(chē)的樣子沒(méi)有多大差異，我們未來(lái)的電動(dòng)車(chē)設(shè)計(jì)還會(huì)延續(xù)傳統(tǒng)汽車(chē)設(shè)計(jì)制造思路？

許敏：我的想法是革命性的。傳統(tǒng)的汽車(chē)四大工藝，沖壓、焊裝、涂裝、總裝，前三項(xiàng)成本最高，總裝主要是手工完成。前三大工藝都跟汽車(chē)的白車(chē)身有關(guān)。實(shí)際電動(dòng)汽車(chē)不一定需要白車(chē)身，可以用框架結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)白車(chē)身沒(méi)有任何好處。傳統(tǒng)白車(chē)身的焊裝工藝是固定的，無(wú)法靈活變化，把好幾百個(gè)沖壓件拼焊到一起，并且焊得天衣無(wú)縫，一旦焊成了以后，你的車(chē)型就很難改，只能是三年一小改，五年一大改。這樣的車(chē)身沒(méi)有任何的柔軟度及可變度可言，車(chē)重達(dá)1噸以上，你一個(gè)人開(kāi)，也要帶著笨重的車(chē)身，非常耗能。

沒(méi)有白車(chē)身的話(huà)，安全怎么保證呢？白車(chē)身是唯一的安全保障嗎？

不是。F1賽車(chē)沒(méi)有白車(chē)身，就不安全嗎？那么快的速度，一般性的碰撞，賽車(chē)手都不會(huì)有大的傷亡，這是因?yàn)镕1的車(chē)全是框架結(jié)構(gòu)。你知道擠壓鋁型材吧？那個(gè)東西又輕、剛度又好，完全直角，用標(biāo)準(zhǔn)的連接件連接在一起的，手工就可以裝配。那種框架結(jié)構(gòu)比白車(chē)身要強(qiáng)得多。沒(méi)有白車(chē)身，但是它有車(chē)身，只是不起安全作用了。它像衣服一樣，就是一個(gè)罩子蓋上去的。你把那個(gè)蓋打開(kāi)里面全是架子，這種架子實(shí)際上又輕又簡(jiǎn)單。高檔跑車(chē)的車(chē)身全是碳纖維，為什么？這樣就可以做出各種各樣漂亮的外型，你說(shuō)不安全嗎？比一般的車(chē)安全多了，因?yàn)槔锩嬗锌蚣埽?/p>

而且如果路上全是電動(dòng)車(chē)，完全可以讓車(chē)之間實(shí)現(xiàn)永遠(yuǎn)不碰撞。你說(shuō)海里面的魚(yú)從來(lái)不會(huì)碰到的，它們是不停地在相互交流啊！現(xiàn)在各種先進(jìn)的傳感器和控制器在技術(shù)上完全可以實(shí)現(xiàn)永不碰撞。但是為什么做不到？因?yàn)閭鞲衅魈�貴了，汽車(chē)電子的器件和系統(tǒng)太貴了！這些東西老百姓平時(shí)用的很便宜，一用到車(chē)上就貴了。如果車(chē)用傳感器成本達(dá)到目前家用電器成本的水平，所有的車(chē)都可以實(shí)現(xiàn)低成本安裝如雷達(dá)、激光探測(cè)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)這些東西，那么車(chē)跟車(chē)、車(chē)或物體之間用傳感器實(shí)現(xiàn)互相一直交流，就不會(huì)產(chǎn)生碰撞。以前，所有的人開(kāi)著同樣的車(chē)，多少年不變，現(xiàn)在的人需要個(gè)性化；以前傳統(tǒng)的汽車(chē)沒(méi)法改，現(xiàn)在電動(dòng)車(chē)新的技術(shù)可以啟動(dòng)新的造車(chē)思路。這實(shí)際顛覆了以往的汽車(chē)制造理念。

電動(dòng)車(chē)車(chē)身設(shè)計(jì)與生產(chǎn)將趨于模塊化，承載式鋁型材的框架，輕型環(huán)保材料的車(chē)身就像人的衣服一樣每天都可以換。造型和質(zhì)量跟蘋(píng)果產(chǎn)品一樣，把藝術(shù)、機(jī)械、電子融為一體的精品。然后，采購(gòu)、制造全部都外包。制造和服務(wù)就采取跟麥當(dāng)勞一樣的品牌連鎖店形式進(jìn)行。

未來(lái)電動(dòng)車(chē)的設(shè)計(jì)思路應(yīng)該是采取更便宜的、節(jié)能的、柔性的、全新的材料及模塊化設(shè)計(jì)理念。它沒(méi)有生產(chǎn)線(xiàn)的概念，沒(méi)有大的投資，軟件、硬件全開(kāi)放，應(yīng)用軟件可以自己開(kāi)發(fā)，然后硬件也可以自己開(kāi)發(fā)，插上就能用。這樣所有工業(yè)界都可以加入，不是汽車(chē)界的，其他行業(yè)什么的都可以進(jìn)來(lái)。汽車(chē)行業(yè)不再是獨(dú)特封的閉型行業(yè)，造車(chē)成本大大降低。這是新的汽車(chē)工業(yè)模式。

三種電池解決方案

不過(guò)，現(xiàn)在的電動(dòng)車(chē)太貴了。

許敏：所以我們要做低電動(dòng)車(chē)的成本。電動(dòng)車(chē)現(xiàn)在成本居高不下是因?yàn)榇蠹议_(kāi)發(fā)電動(dòng)車(chē)的同時(shí)，也在開(kāi)發(fā)全新的電動(dòng)車(chē)供應(yīng)商。他們找的基本是是863計(jì)劃培養(yǎng)的電動(dòng)車(chē)零部件供應(yīng)商，這些人在幾個(gè)五年計(jì)劃里，只投錢(qián)沒(méi)賺錢(qián)，好不容易有了市場(chǎng)，肯定想辦法把錢(qián)賺回來(lái)，不可能便宜。況且剛開(kāi)始是產(chǎn)量不會(huì)大，還有一個(gè)不可忽視的原因就是，就是我剛才說(shuō)的，現(xiàn)在多數(shù)電動(dòng)車(chē)都是在傳統(tǒng)汽車(chē)上改裝的，那么重的車(chē)身，電池和電機(jī)肯定大，成本就降不下來(lái)。

中國(guó)電動(dòng)車(chē)低成本出路在哪里？在每年的2000多萬(wàn)臺(tái)電動(dòng)摩托車(chē)上面。電動(dòng)摩托車(chē)有電機(jī)又有電池，還有控制系統(tǒng)，而且市場(chǎng)充分競(jìng)爭(zhēng)，價(jià)格非常便宜。怎么樣把它的技術(shù)水平提高，從而提高它的整體配套能力和體系，從而用到電動(dòng)車(chē)上就是我們實(shí)現(xiàn)低成本的主要出路。

除了你剛才設(shè)想的模塊化結(jié)構(gòu)，還應(yīng)該怎么辦呢？

現(xiàn)在全世界難點(diǎn)在哪里呢？電池必須有成百上千的單極電池成組才能供電動(dòng)車(chē)用，成百上千的電芯在一起管理控制太難了。一是電池本身質(zhì)量的一致性要求苛刻；第二，成組的技術(shù)水平要求很高，比如要求冷卻技術(shù)及時(shí)跟進(jìn)；第三，系統(tǒng)化管理控制的水平不行。目前，只要有一個(gè)電池壞了，整體電池就不能工作了。我們有新的電池解決方案，還是用目前電動(dòng)摩托車(chē)上的電池模塊，幾十個(gè)單體電池拼成組，都有自己的控制系統(tǒng)。哪個(gè)廠(chǎng)家生產(chǎn)的都可以用，我們把這些模塊拼成組，然后我們?cè)儆蒙弦粚拥目刂葡到y(tǒng)控制它們，哪個(gè)好，就讓哪個(gè)起作用。

如果有個(gè)別電池是壞的，電控系統(tǒng)將不用它。這樣，采取分層控制和分布式控制，就解決了成百上千電池在一起同時(shí)控制的難題。這樣，目前市場(chǎng)低廉價(jià)格的電池就能充分利用了，而且總成本很低。但是電池的根本問(wèn)題還是沒(méi)有解決，比如頻繁充放電容易讓電池壽命減少。電池一開(kāi)始就不應(yīng)該是拿來(lái)直接驅(qū)動(dòng)汽車(chē)?yán)锩骐姍C(jī)用的，干這個(gè)工作的應(yīng)該換成超級(jí)電容。電池原理是化學(xué)反應(yīng)，可以?xún)?chǔ)能，但是充電放電速度受化學(xué)反應(yīng)速率限制。它是很好的儲(chǔ)電裝置，就像油箱是裝油的一樣，電池是裝電的，它不適用于頻繁快速的充電和放電。

汽車(chē)的運(yùn)行工況變化很大，需要頻繁加速和減速。頻繁快速的充放電應(yīng)該是超級(jí)電容的長(zhǎng)項(xiàng)，超級(jí)電容是物理反應(yīng)，充放電速度快，效率高，并且可靠性好，對(duì)控制系統(tǒng)要求不高。如果讓超級(jí)電容擔(dān)當(dāng)電能的頻繁輸出輸入功能，然后把電池放到超級(jí)電容后面，作儲(chǔ)備或吸取，這樣就把超級(jí)電容和電池各自的優(yōu)點(diǎn)都發(fā)揮起來(lái)了，電動(dòng)車(chē)對(duì)電池本身的苛刻要求因此就可以全部通過(guò)超級(jí)電容來(lái)避免。如果這樣，電動(dòng)車(chē)的很多問(wèn)題似乎就解決了。

我們認(rèn)為，電池也好，超級(jí)電容也好，都有一個(gè)很大的問(wèn)題，就是它們的能量密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如現(xiàn)在使用的汽油和柴油。最好的鋰離子電池的能量密度也比汽油差十幾倍。你要把能量?jī)?chǔ)藏在車(chē)上，要么電池和超級(jí)電容太重太貴，要么續(xù)航里程太短，開(kāi)不了多遠(yuǎn)。這就要思考這樣一個(gè)問(wèn)題：為什么能量一定要儲(chǔ)藏在車(chē)上了？能源如果不需要放在車(chē)上，像有軌電車(chē)或動(dòng)車(chē)組一樣，從線(xiàn)路上或外部設(shè)施取電，那對(duì)車(chē)載電源的要求就會(huì)大大降低。這可能是電動(dòng)車(chē)的最終出路。比如用無(wú)線(xiàn)充電解決這個(gè)問(wèn)題。地底下埋著線(xiàn)圈，車(chē)一邊在上面走一邊就充電了，因此解決了能源儲(chǔ)藏在車(chē)上成本過(guò)高的問(wèn)題。

這個(gè)技術(shù)現(xiàn)在到什么程度了？

無(wú)線(xiàn)充電，我們現(xiàn)在能夠做到一米左右的距離，95%的傳輸效果，而且充得特別快，零點(diǎn)幾秒超級(jí)電容就充滿(mǎn)了，一個(gè)車(chē)經(jīng)過(guò)這個(gè)線(xiàn)圈，兩個(gè)線(xiàn)圈只要一合上，嘩——電就沖過(guò)來(lái)了。一條路有幾條車(chē)線(xiàn)和一條充電車(chē)線(xiàn)，人家看自己的電量沒(méi)有了，往上面一走就充上了。這個(gè)東西比充電站什么的投資低多了，又不占額外的地皮，只要在車(chē)道下埋根線(xiàn)就行了。它有一個(gè)弱電的感應(yīng)器，靠它來(lái)實(shí)現(xiàn)充電全程智能化操作。什么時(shí)候開(kāi)始充，什么時(shí)候脫離，你充了多少電，都可以用它來(lái)控制，甚至你在哪里都知道，這等于還可以做智能交通用。無(wú)線(xiàn)充電系統(tǒng)投資要比設(shè)充電站成本低多了，因此這也將成為電動(dòng)車(chē)充電的最理想方式。這些都是很容易實(shí)現(xiàn)的技術(shù)，可惜現(xiàn)在大家都鉆在傳統(tǒng)思維的死胡同里沒(méi)有出來(lái)。

電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)變革

問(wèn)：對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō)，似乎只有電機(jī)這一塊是最成熟的了？

許敏：現(xiàn)在很多人認(rèn)為中國(guó)電動(dòng)車(chē)的電機(jī)是成熟的，實(shí)際上中國(guó)工業(yè)的電機(jī)很成熟，但是汽車(chē)專(zhuān)用電機(jī)基本還沒(méi)開(kāi)始做。未來(lái)電動(dòng)車(chē)可變功率電機(jī)將取代工業(yè)電機(jī)。目前，電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)的設(shè)計(jì)都是秉承工業(yè)電機(jī)設(shè)計(jì)，其實(shí)電機(jī)應(yīng)該跟發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，需要做成全負(fù)荷范圍內(nèi)效率都很高，要做成應(yīng)用可變磁通量的電機(jī)。可變電機(jī)就像發(fā)動(dòng)機(jī)的可變排量，可以根據(jù)需要來(lái)產(chǎn)生相應(yīng)的軸功率，實(shí)現(xiàn)全工況范圍的效率最大化。這種電機(jī)可能是非對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)，在前進(jìn)方向優(yōu)化，就像傳統(tǒng)汽車(chē)動(dòng)力總成，在前進(jìn)方向有4—8檔，但倒車(chē)只要一檔。而通常的工業(yè)電機(jī)設(shè)計(jì)是對(duì)稱(chēng)的，沒(méi)有進(jìn)行單方向的優(yōu)化。

還有什么需要改進(jìn)的地方？

中國(guó)電動(dòng)車(chē)發(fā)展一直是跟著人家屁股后面跑，很少搞創(chuàng)新。還有發(fā)動(dòng)機(jī)，我們現(xiàn)在搞增程式發(fā)電機(jī)，用現(xiàn)有的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)發(fā)電，其實(shí)真正只是用來(lái)發(fā)電的話(huà)，發(fā)動(dòng)機(jī)就應(yīng)該大大簡(jiǎn)化，因?yàn)槟阒辉谝粋�(gè)點(diǎn)運(yùn)行，在這一點(diǎn)，油耗排放要求都可以很容易達(dá)到，而通常使用的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)是為在汽車(chē)運(yùn)行全工況范圍內(nèi)的高效率優(yōu)化設(shè)計(jì)的，非常復(fù)雜且成本高。所以我們就開(kāi)發(fā)了一款非常小的發(fā)動(dòng)機(jī)。兩個(gè)活塞水平對(duì)置，振動(dòng)相互抵消，功率和1.2升三缸機(jī)差不多，但是體積和重量小二、三倍，部件數(shù)量也少很多，更不用說(shuō)成本了。