钟志华:关于电动汽车整车技术的若干思考
发布时间:2016-01-24 11:41:46
关键词:百人会钟志华

 图为中国工程院院士、秘书长钟志华发表主题演讲

  2016年1月23日-24日,由中国电动汽车百人会主办,清华大学、中国汽车工业协会、中国汽车技术研究中心、中国汽车工程学会协办的中国电动汽车百人会论坛(2016)在北京钓鱼台国宾馆隆重举行。在“整车发展、技术路线与生产方式变革”主题峰会上,中国工程院院士、秘书长钟志华发表主题演讲。以下为演讲全文:

  我给大家讲几个观点。关于电动汽车整车技术的若干思考,一是汽车产业面临的几个挑战,另外是关于综合解决方案的几点思考,然后举个案例,也是我牵头多年以来一直开展的工作。

  昨天的闭门会和前几场专题会都讲到了,我认为挑战很重要的一个就是性价比,没有政府补贴电动汽车能不能有竞争力?我认为很重要的就是性价比,用户花这么多钱买电动汽车值不值得?无论是续驶里程还是安全性,其它东西都与此有关;二是便利性,虽然性价比好,但不方便也不行;另外就是安全性,按道理安全性应该摆在更重要的位置,但在安全问题爆发之前,大家可能关注便利性更多一点,如果有一天发现电动汽车的安全性是一个很大的问题时,即使再便利,用户可能也不会买;另外还有一些条件,电动汽车用起来可能不方便,比如说,现在这么冷,有的电动汽车可能不能工作,或者是太热了,夏天没有空调,也没法儿用。

  另外还有一个很大的挑战,随着“互联网+”的推广应用,有一个升级换代,产品升级,安全性要升级,性能要升级等等。我们原来讲,电动汽车是一个“弯道超车”的途径,如果说我们在其它方面不赶紧跟上,实际上就算是在“弯道”上也超不了车,这是大家必须要高度关注的事情。这是我讲的几个要点。

  第二,怎么来解决这些挑战?如果要真正解决,而且要有市场竞争力,不能就事论事,一定要系统集成优化。现在电动汽车产业的发展已经到了一个新的阶段、新的起点,应该要系统考虑取消政府补贴以后产业怎样形成市场竞争力。对中国汽车产业转型升级,肯定要基于正向开发。我非常赞成昨天杨院士讲的一个观点:关于电池的战略,一方面要继续追赶世界先进水平,或者要引领突破点,但同时对于产业来讲要基于成熟的电池技术来寻找多样化的市场,无论是小型低速还是世界先进水平的高性能电动汽车,不管是哪一类车,都应该有一个新的结构来克服目前电池还存在的一些不足,包括性能问题、价格问题,这是非常重要的一点,尤其对于整车来讲至关重要。

  在这个前提下有几项工作需要做,一个是轻量化的问题,大家都很清楚,轻量化应该从结构、材料、制造工艺这几个方面来综合解决,还有安全性的问题。昨天有些专家也讲了,安全性不能只从一个环节来考虑,应该综合考虑,比如单体电池的问题,电池包的问题和整车的问题,现在国家单体电池有穿刺实验,但是我认为,这个实验是不是要改变一下标准,也值得思考。如果说电池包和整车结构达到一定的水准,单体电池可能根本不能耐受恶劣的条件,导致激烈碰撞的载荷可能是需要考虑的,所以它应该是综合解决方案。

  另外,模块化的问题是非常重要的,尤其对于电动汽车来讲,可能有一个规模化和多屏等的矛盾,还有研发模式和商业模式。现在讲商业模式、讲创新的比较多,但研发模式创新可能更为重要。现在开发电动汽车,资质看上去好像是放松了,但实际上也要求投资规模,要求关键技术自己得掌握,这样实际上对的产业发展是不利的。更加有利的模式应该是大家协同,多家机构,包括企业、研发机构,大学,协同解决高性能整体方案,这样的话有利于赶超,有利于形成更高的竞争力,这是几个观点。

  我现在讲个案例,我是从2008年开始一直致力于推进的工作,全正向开发,从理论到技术,到产品,到产业。2008年启动的时候,电动汽车还不是主要的考虑,当初是希望搞一个高端的C级平台,主要是从车身的轻量化,从制造和工艺、装备的转型升级,但后来因为动力问题解决不了,所以后来整个平台转向了电驱动,这也证明了我们电动汽车作为一个弯道超车的途径,有它的可取之处,基于这样一个想法的平台,很重要的一点就是轻量化,从结构到材料到制造,这些方面都要统筹考虑。

  (图示)这是我们设计的车型平台案例,红色部分是高强钢的热成型,紫色的是高强钢,但不一定是热成型,绿色是四门两盖的液板,液态铝成型,一种全新工艺,蓝色是普通覆盖件的成型。基于这种理念,第一,材料是成熟的;第二工艺不需要用到最复杂的高强钢成型工艺和铝合金成型工艺,但它也有可能实现车身轻量化20%到1/3的水平,这样对消化电池的重量是有好处的,同时这还有很重要的一点,因为它是低成本的高性能材料成型,所以它也能抵消一部分现在传统热成型和铝合金成型,同时因为通过模块化,使零部件数量大大减少,这样也可以消化一部分成本,这是整个项目非常重要的理念。

  大家可以看到,测微是整体的,用了这个测微以后,车身的制造精度就非常容易控制了,当然这里还有很重要的一点,结构模式发生了根本性的变化。因为如果是高强钢,这里用到的最高是1500兆帕热成型,如果用传统点焊,它的强度可能发挥不出来,尤其对于汽车碰撞以后。因为在材料本体断裂前,焊点就全部撕开了,所以当初考虑分段满焊,把结构彻底改变,同时对轻量化也有好处。因为传统点焊有一个接头,所以从原材料消耗上本来就很重,对于车重可能也会增加2%-3%的水平。

  这是四门两盖结构的情况,四门两盖目前全是铝合金,四门也有高强钢的加强,1500兆帕的,相对来讲成型比较容易一点,这样轻量化的水平能够超过1/3。

  另外,动力系统是刚才讲的,我们原来搭建C级平台,最早2008年的时候准备采用传统动力,但后来找不到合适的完全自主开发的,后来2010、2011年左右开始转向混合动力,这个混合动力是一个大的平台,它可以引发出七种不同的动力模式,包括串联、并联的混合动力,还包括纯电动,实际上这个平台搭好之后可以辐射到很多其它不同的车型,这种模式有利于提高整个系统的安全性、可靠性,降低它的价格。

  另外是模块化,这个模块化非常重要,我们可以通过模块化来实现多品种、低成本的战略,我们讲“低成本”是“高性能的低成本”,不是降低、牺牲品质,这是一个基本概念。骨架、外饰跟内饰之间有一个过渡区,一般在30%到50%的范畴,可以实现车的重大改型,这三个车看上去很不一样,但它的骨架是共享的,骨架是刚才讲的热成型,这样对实现批量生产就非常有好处。

  模具也可以实现模块化,同一类车的重要零件,模具化的好处是功能模块是外型模块可以分开,这不仅在汽车开发中非常重要,在大规模生产中也是可以的,尤其在批量相对比较小的情况下,比如10万台以下的批量,在起步阶段,这个批量可能已经够了。

  刚才我讲到多功能和价值提升的问题,我们也在同步开发一些其他的系统,比如安全性,这里举个例子,气囊的新技术,用上这个技术以后,可能显著提高安全性,同时又降低它的成本,提高它的性能,也就是说,整个车有更高的品质。

  我认为电动汽车的大规模产业化应该走“立地”和“顶天”这两个方向。所谓“顶天”就是你把车搞得很高端,让它的成本有一个消化空间,大家知道特斯拉就是这样一个模式,这样的话,很多地方都得要审计,我们也需要考虑这样一个整车模式,不能光靠拼成本,现在我们由汽车大国向汽车强国迈进的过程中,一定要有高端引领。同时还有一种完全是靠市场牵引,这样你就可以根据电池水平、其它方面的水平来做整车设计,基于大批量生产以后有可能实现摆脱政府补贴而又具有市场竞争力的产品途径,我相信,在现在的电池属性下,我们还是有很多途径,通过商业模式创新和研发创新,能够形成市场竞争力,不要政府的补贴。

  当然,这里面有一点很重要,我认为能源和充电设施要一体化,在使用过程中的具有成本优势,这样有利于我们电动汽车的市场化竞争。

  时间关系,我就汇报到这里,谢谢大家。

稿件来源: 电池中国网
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