宋健：纯电动汽车能源利用率实际上很低

在全球经济一体化的今天，中国汽车工业的发展已成为支撑世界汽车工业发展的重要力量。从生产和销售的角度来看，中国已经成为一个汽车大国。然而，中国汽车产业大而不强，技术进步和创新对增长的贡献率不高，自主品牌缺乏国际竞争力，自主开发和零部件研发能力较弱，行业内外结构性矛盾交织，缺乏创新引擎的局面没有得到根本改变。

2012年10月25日，众多业内同仁齐聚中国国际汽车零部件发展高峰论坛，与700多位国内外知名专家学者共商“创新是汽车零部件发展的必由之路”主题。清华大学教授、汽车技术联合研究院院长宋健出席论坛并作主旨演讲。

清华大学教授和汽车技术联合研究院院长宋健。

以下是演讲全文：

女士们，先生们，业内同仁，下午好，虽然已经快到晚上了。我是清华大学的宋健。今天，我想就电动汽车常见的关键零部件技术发表我的看法。

目前，尚不清楚各种电动汽车主要是关于什么的。在这种情况下，如果你做一些常见的部分，我认为风险会更小。最初，我准备了一个大约一个小时的解释。这次我最好把它省略掉，赶紧谈谈。

说到电动汽车，首先，什么是电动汽车？简而言之，需要有车载电源、电机，同时满足汽车的各种运行条件，才能称之为电动汽车。最基本的一点是，电动汽车是什么时候出现的？根据文献记载，在1873年，它的历史比现在的燃油车要长。回过头来看，这是为了回应我们国家领导人有时将电动汽车称为新能源汽车的事实。事实上，电动汽车的历史比燃油汽车更长，因此称其为“新能源汽车”并不合适。在1900年之前，电动汽车的使用比燃油车更广泛，但在1900-1920年间，由于内燃机技术的进步，电动汽车在当时依靠性价比被淘汰。因此，有一个问题，为什么我们现在进一步提出要制造电动汽车？

目前，市场上现有的电动汽车一般分为纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车，以及一些插电式、混合动力电动汽车和小型低速电动汽车。为什么有这么多类型？我将在这里谈论一些关键部件的通用技术，所有这些车辆都有有用的部件技术。

第二个方面，我们来谈谈为什么我们本轮电动汽车从20世纪70年代开始发展了大约40年。为什么我们要在这个时候谈论电动汽车的发展？当然，有三个方面。一是减少环境污染，二是提高能源效率，三是降低能源安全。我不会在这里详细谈论汽车对环境的污染。在第二个方面，我想提高能源效率。让我简单地比较一下三种主要类型的电动汽车的能源效率。

首先，纯电动汽车，如果引用中立研究机构的研究观点，其能源利用率从基础能源到车轮功几乎可以达到40%，而汽油车等燃料动力汽车可以达到12-13%，柴油车可以达到15-16%。从这个角度来看，考虑到我国汽油与柴油的比例，几乎是1比2。从这个角度来看，纯电动汽车和燃料动力汽车可以实现能源化。

混合动力汽车呢？目前，更先进的混合动力电动汽车与燃油汽车相比可以节省40-50%的能源。从40%来看，混合动力电动汽车的能源利用率实际上是所有电动汽车中最高的。

第三种是燃料电池电动汽车。如何计算其能源利用率？如果它真的是由氢气和氧气组成的，那么能源利用率当然会更高，但氢气从哪里来呢？如果你想把甲烷和天然气转化为氢气，你可以实现ab……

t最终达到15%，基本上介于混合动力和纯电动之间。因此，在所有这些类别中，混合动力电动汽车的能源效率最高。

发展电动汽车的第三个意义当然是实现能源结构多样化，解决能源安全问题。我也有同感。自20世纪70年代以来，为什么出现了发展电动汽车的浪潮？主要解决核能、风能、太阳能等能源安全问题，特别是新能源。当然，如果核能没有事故，几乎没有污染，还有风能和太阳能。如果我们能充分利用它们，这些都是好主意。

今天，我将主要从动力传动系统、燃料电池和底盘系统等方面谈谈电动汽车的零部件。

我不研究电机，所以我不会谈论电机。从电池的角度来看，说实话，制造纯电动汽车最关键的因素是电池问题。如果电池问题得不到解决，纯电动汽车几乎不可能实现。从目前可以量产的电池来看，我认为它无法支持纯电动汽车和插电式混合动力汽车的发展，因为它无法满足性价比的要求。即使国家补贴6万元，恐怕也达不到性价比的要求。如果我们真的想在纯电动汽车方面取得突破，我们必须考虑三种电池。一种是锂硫电池，比容量为1-2.5KWH/Kg。锂硫电池目前的障碍主要是重复充电。在充电过程中，其硫可能会穿透空间并导致短路。即使纯电动汽车在50度的温度下充电，它也会上升。

第二种是基于石墨烯比例的锂离子电池，比功率为100KW/Kg，比容量为160WH/Kg。

另一种是锂空气电池，可以达到每公斤5000瓦时，电能利用效率更高，比容量为5KWH/Kg，与燃油车类似。如果这三种电池能够生产出来，电动汽车将是有意义的。

当然，还有一个价格问题。如果这些没有技术问题的话，它们最初不是用于汽车，而是用于军事，例如核潜艇。有核反应堆的核潜艇有多危险？如果你把它炸了，它就结束了。如果它在车里稍微高一点，我认为它仍然很有用。

第二点是燃料电池。燃料电池的原理非常简单。氢气被引入阳极，氧气被引入阴极，最终在电催化作用下变成电。但现在的关键因素是电催化剂的问题。现在人们发现，只有铂可以用作电催化剂，还没有发现第二种物质来代替它。但一年多前，我看到梅赛德斯-奔驰发表了一份文件，只要它的量能达到1亿千瓦时。他可以实现每千瓦燃料电池5000美元。无论如何，我对这件事有很大的怀疑。如果它能达到每千瓦5000美元，那么实际上每千瓦的成本将超过300美元。现在我们要为火力发电支付3000多元。如果我们真的想实现这一点，即使是1亿千瓦和100亿千瓦，市场上也有容量。我觉得梅赛德斯-奔驰在吹牛，但既然人们都这么说了，我就不得不提了。如果你真的想做这个东西，一辆40千瓦的车就足够了，2000美元就足够解决动力问题了，那就没什么好说的了。燃料电池电动汽车无疑是未来的发展方向。不管怎样，有人说了这件事，我不得不提一下，但我的问题就在这里。这个就要出来了。首先，我们应该解决火力发电和燃煤发电机组的问题，只使用天然气作为燃料电池。

更不用说这些类型的燃料电池了。

最后，底盘系统，就我们而言，可能主要集中在底盘系统上。我把它归结为三个方面：一个是制动能量回收，另一个是动力传输系统，第三个是转向系统。

在电动汽车的情况下，这三个必须改变。一种是制动能量回收系统。在电动汽车中，制动能量回收系统负责20%的节能。如果没有这个系统，你的混合动力系统只说40-50%，那么你将变成20-30%，而这20%将被完全浪费。事实上，我国的制动能量回收系统，我不会在国际上说，看看我们制造的各种电动汽车……

国家。制动器都是摩擦制动器，这是传统的，没有改变。如果你真的想回收制动能量，你必须是那种自动刹车并自动调整刹车之间制动力的系统。简单地说，至少你必须掌握ESP的制造和控制技术。

从国际上看，目前的制动能量回收系统，首先是基于线控制动系统，一些公司有自己的系统，这些系统组装在一些汽车上。当然，基于ABS的制动能量回收系统是我提出的。利用我们汽车中现有的ABS，它实际上可以调节制动器的制动力，这当然是最经济的方法。现在，例如一辆汽车的ABS，现在的价格只有500元。如果你给汽车配备了这样的系统，并与摩擦制动系统配合，你实际上可以自动调节制动器和制动力，最终你可以尽可能地回收。

当然，我也提出了第三种类型。一种是分布式电液制动系统。有了这个系统，每个制动器都可以通过电机和液压缸组成一个制动系统。有四套制动系统，其中一套失灵，三套可以工作。现在我们的燃油系统只有两条管路，如果其中一条坏了，就只有一个和两个制动器，所以制动裕度可以更大。

第二个是所谓的电力传输系统。目前，只要电动汽车启动，电机就会启动，发动机和怠速都消失了。为了节约能源，传动效率也非常高。因此，在真正进入新能源汽车的时代，将AT自动变速器广泛应用于我们的燃油车基本上是没有用的。对于AT企业来说，要想真正进入新能源，我想这类企业必须转型。就适合电动汽车的自动变速系统而言，这种AMT，机械式自动变速系统可能是未来最有前途的，因为它具有最高的变速效率，并且在真正的电动汽车时代，与燃油车相比，你的档位可以大大减少。在这种情况下，它成为最有希望的。

当然，CVT无级变速系统也可以应用，还有电动无级变速系统EVT，所以这里没有时间扩展。我在这里展示的是我们自己开发的基于AMT的混合动力系统，现在也在公交车上使用，应用效果还不错。

最后一个是所谓的转向系统。为了进入电动汽车时代，电动汽车的另一个节能部分是发动机的怠速停止，因为在我们传统燃油车上的许多液压动力转向系统中，液压是由发动机驱动的，真正进入了电动汽车时代。如果没有电动转向系统，当你在发动机中时，即使在你停车时，或者当制动能量回收时，发动机也必须运转。否则，您的转向系统将出现故障，因此有必要开发这样的转向系统。从我们目前的转向系统来看，一种是所谓的电动助力转向系统，它已经应用于经济型汽车；第二种是电动液压转向系统，最后是液压助力，除了高压液压源由电机提供。特别是在大型商用车的情况下，重型卡车或公共汽车需要三到五千瓦的动力辅助系统。如果直接使用ETS，我们的助力电机也将达到5千瓦，因此价格将非常昂贵。如果采用储能液压系统，成本将大大降低。第三种类型是线控动力转向系统，它与时间有关。我今天就不介绍了。

我的介绍主要是这些，最后，根据我之前所说的，几乎是一些结论：

首先，发展电动汽车的目的是为了节能减排，最终解决能源安全问题。我认为这是一种趋势，所以我们必须做这项工作；

其次，从现在到未来几十年，我觉得，由于混合动力汽车的能源利用率最高，并且可以实现超低排放，所以价格上涨是有限的。在未来的十年或二十年里，我估计混合动力汽车仍将是主要市场。

结论：

无论开发哪种电动汽车，底盘系统的通用部件都必须做，也就是说，目前我国的底盘系统通用部件远远落后，以至于我国开发的混合动力电动汽车的节能效率往往只有百分之十、二十，主要是因为底盘系统的通用部件非常落后，所以应该在这方面做出很大的努力。

我的演讲到此为止，谢谢。

（编辑/李燕郊）在全球经济一体化的今天，中国汽车工业的发展已成为支撑世界汽车工业发展的重要力量。从生产和销售的角度来看，中国已经成为一个汽车大国。然而，中国汽车产业大而不强，技术进步和创新对增长的贡献率不高，自主品牌缺乏国际竞争力，自主开发和零部件研发能力较弱，行业内外结构性矛盾交织，缺乏创新引擎的局面没有得到根本改变。

2012年10月25日，众多业内同仁齐聚中国国际汽车零部件发展高峰论坛，与700多位国内外知名专家学者共商“创新是汽车零部件发展的必由之路”主题。清华大学教授、汽车技术联合研究院院长宋健出席论坛并作主旨演讲。

清华大学教授和汽车技术联合研究院院长宋健。

以下是演讲全文：

女士们，先生们，业内同仁，下午好，虽然已经快到晚上了。我是清华大学的宋健。今天，我想就电动汽车常见的关键零部件技术发表我的看法。

目前，尚不清楚各种电动汽车主要是关于什么的。在这种情况下，如果你做一些常见的部分，我认为风险会更小。最初，我准备了一个大约一个小时的解释。这次我最好把它省略掉，赶紧谈谈。

说到电动汽车，首先，什么是电动汽车？简而言之，需要有车载电源、电机，同时满足汽车的各种运行条件，才能称之为电动汽车。最基本的一点是，电动汽车是什么时候出现的？根据文献记载，在1873年，它的历史比现在的燃油车要长。回过头来看，这是为了回应我们国家领导人有时将电动汽车称为新能源汽车的事实。事实上，电动汽车的历史比燃油汽车更长，因此称其为“新能源汽车”并不合适。在1900年之前，电动汽车的使用比燃油车更广泛，但在1900-1920年间，由于内燃机技术的进步，电动汽车在当时依靠性价比被淘汰。因此，有一个问题，为什么我们现在进一步提出要制造电动汽车？

目前，市场上现有的电动汽车一般分为纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车，以及一些插电式、混合动力电动汽车和小型低速电动汽车。为什么有这么多类型？我将在这里谈论一些关键部件的通用技术，所有这些车辆都有有用的部件技术。

第二个方面，我们来谈谈为什么我们本轮电动汽车从20世纪70年代开始发展了大约40年。为什么我们要在这个时候谈论电动汽车的发展？当然，有三个方面。一是减少环境污染，二是提高能源效率，三是降低能源安全。我不会在这里详细谈论汽车对环境的污染。在第二个方面，我想提高能源效率。让我简单地比较一下三种主要类型的电动汽车的能源效率。

首先，纯电动汽车，如果引用中立研究机构的研究观点，其能源利用率从基本能源到车轮功几乎可以达到40%，而燃料动力……

汽车，如汽油车，可占12-13%，柴油车可占15-16%。从这个角度来看，考虑到我国汽油与柴油的比例，几乎是1比2。从这个角度来看，纯电动汽车和燃料动力汽车可以实现能源化。

混合动力汽车呢？目前，更先进的混合动力电动汽车与燃油汽车相比可以节省40-50%的能源。从40%来看，混合动力电动汽车的能源利用率实际上是所有电动汽车中最高的。

第三种是燃料电池电动汽车。如何计算其能源利用率？如果它真的是由氢气和氧气组成的，那么能源利用率当然会更高，但氢气从哪里来呢？如果你想将甲烷和天然气转化为氢气，最终可以达到15%左右，基本上介于混合动力和纯电动之间。因此，在所有这些类别中，混合动力电动汽车的能源效率最高。

发展电动汽车的第三个意义当然是实现能源结构多样化，解决能源安全问题。我也有同感。自20世纪70年代以来，为什么出现了发展电动汽车的浪潮？主要解决核能、风能、太阳能等能源安全问题，特别是新能源。当然，如果核能没有事故，几乎没有污染，还有风能和太阳能。如果我们能充分利用它们，这些都是好主意。

今天，我将主要从动力传动系统、燃料电池和底盘系统等方面谈谈电动汽车的零部件。

我不研究电机，所以我不会谈论电机。从电池的角度来看，说实话，制造纯电动汽车最关键的因素是电池问题。如果电池问题得不到解决，纯电动汽车几乎不可能实现。从目前可以量产的电池来看，我认为它无法支持纯电动汽车和插电式混合动力汽车的发展，因为它无法满足性价比的要求。即使国家补贴6万元，恐怕也达不到性价比的要求。如果我们真的想在纯电动汽车方面取得突破，我们必须考虑三种电池。一种是锂硫电池，比容量为1-2.5KWH/Kg。锂硫电池目前的障碍主要是重复充电。在充电过程中，其硫可能会穿透空间并导致短路。即使纯电动汽车在50度的温度下充电，它也会上升。

第二种是基于石墨烯比例的锂离子电池，比功率为100KW/Kg，比容量为160WH/Kg。

另一种是锂空气电池，可以达到每公斤5000瓦时，电能利用效率更高，比容量为5KWH/Kg，与燃油车类似。如果这三种电池能够生产出来，电动汽车将是有意义的。

当然，还有一个价格问题。如果这些没有技术问题的话，它们最初不是用于汽车，而是用于军事，例如核潜艇。有核反应堆的核潜艇有多危险？如果你把它炸了，它就结束了。如果它在车里稍微高一点，我认为它仍然很有用。

第二点是燃料电池。燃料电池的原理非常简单。氢气被引入阳极，氧气被引入阴极，最终在电催化作用下变成电。但现在的关键因素是电催化剂的问题。现在人们发现，只有铂可以用作电催化剂，还没有发现第二种物质来代替它。但一年多前，我看到梅赛德斯-奔驰发表了一份文件，只要它的量能达到1亿千瓦时。他可以实现每千瓦燃料电池5000美元。无论如何，我对这件事有很大的怀疑。如果它能达到每千瓦5000美元，那么实际上每千瓦的成本将超过300美元。现在我们要为火力发电支付3000多元。如果我们真的想实现这一点，即使是1亿千瓦和100亿千瓦，市场上也有容量。我觉得梅赛德斯-奔驰在吹牛，但既然人们都这么说了，我就不得不提了。如果你真的想做这个东西，一辆40千瓦的车就足够了，2000美元就足够解决动力问题了，那就没什么好说的了。燃料电池电动汽车无疑是未来的发展方向。不管怎样，有人说了这件事，我不得不提一下，但我的问题就在这里。这个就要出来了。首先，我们应该解决火力发电的问题……

n和燃煤发电机组，只使用天然气作为燃料电池。

更不用说这些类型的燃料电池了。

最后，底盘系统，就我们而言，可能主要集中在底盘系统上。我把它归结为三个方面：一个是制动能量回收，另一个是动力传输系统，第三个是转向系统。

在电动汽车的情况下，这三个必须改变。一种是制动能量回收系统。在电动汽车中，制动能量回收系统负责20%的节能。如果没有这个系统，你的混合动力系统只说40-50%，那么你将变成20-30%，而这20%将被完全浪费。事实上，我国的制动能量回收系统，我不会在国际上说，看看我们国家制造的各种电动汽车。制动器都是摩擦制动器，这是传统的，没有改变。如果你真的想回收制动能量，你必须是那种自动刹车并自动调整刹车之间制动力的系统。简单地说，至少你必须掌握ESP的制造和控制技术。

从国际上看，目前的制动能量回收系统，首先是基于线控制动系统，一些公司有自己的系统，这些系统组装在一些汽车上。当然，基于ABS的制动能量回收系统是我提出的。利用我们汽车中现有的ABS，它实际上可以调节制动器的制动力，这当然是最经济的方法。现在，例如一辆汽车的ABS，现在的价格只有500元。如果你给汽车配备了这样的系统，并与摩擦制动系统配合，你实际上可以自动调节制动器和制动力，最终你可以尽可能地回收。

当然，我也提出了第三种类型。一种是分布式电液制动系统。有了这个系统，每个制动器都可以通过电机和液压缸组成一个制动系统。有四套制动系统，其中一套失灵，三套可以工作。现在我们的燃油系统只有两条管路，如果其中一条坏了，就只有一个和两个制动器，所以制动裕度可以更大。

第二个是所谓的电力传输系统。目前，只要电动汽车启动，电机就会启动，发动机和怠速都消失了。为了节约能源，传动效率也非常高。因此，在真正进入新能源汽车的时代，将AT自动变速器广泛应用于我们的燃油车基本上是没有用的。对于AT企业来说，要想真正进入新能源，我想这类企业必须转型。就适合电动汽车的自动变速系统而言，这种AMT，机械式自动变速系统可能是未来最有前途的，因为它具有最高的变速效率，并且在真正的电动汽车时代，与燃油车相比，你的档位可以大大减少。在这种情况下，它成为最有希望的。

当然，CVT无级变速系统也可以应用，还有电动无级变速系统EVT，所以这里没有时间扩展。我在这里展示的是我们自己开发的基于AMT的混合动力系统，现在也在公交车上使用，应用效果还不错。

最后一个是所谓的转向系统。为了进入电动汽车时代，电动汽车的另一个节能部分是发动机的怠速停止，因为在我们传统燃油车上的许多液压动力转向系统中，液压是由发动机驱动的，真正进入了电动汽车时代。如果没有电动转向系统，当你在发动机中时，即使在你停车时，或者当制动能量回收时，发动机也必须运转。否则，您的转向系统将出现故障，因此有必要开发这样的转向系统。从我们目前的转向系统来看，一种是所谓的电动助力转向系统，它已经应用于经济型汽车；

第二种是电动液压转向系统，最后是液压助力，除了高压液压源由电机提供。特别是在大型商用车的情况下，重型卡车或公共汽车需要三到五千瓦的动力辅助系统。如果直接使用ETS，我们的助力电机也将达到5千瓦，因此价格将非常昂贵。如果采用储能液压系统，成本将大大降低。第三种类型是线控动力转向系统，它与时间有关。我今天就不介绍了。

我的介绍主要是这些，最后，根据我之前所说的，几乎是一些结论：

首先，发展电动汽车的目的是为了节能减排，最终解决能源安全问题。我认为这是一种趋势，所以我们必须做这项工作；

其次，从现在到未来几十年，我觉得，由于混合动力汽车的能源利用率最高，并且可以实现超低排放，所以价格上涨是有限的。在未来的十年或二十年里，我估计混合动力汽车仍将是主要市场。

结论：

无论开发哪种电动汽车，底盘系统的通用部件都必须做，也就是说，目前我国的底盘系统通用部件远远落后，以至于我国开发的混合动力电动汽车的节能效率往往只有百分之十、二十，主要是因为底盘系统的通用部件非常落后，所以应该在这方面做出很大的努力。

我的演讲到此为止，谢谢。

（编辑/李燕郊）

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