先行創(chuàng)新才是解決電動汽車瓶頸的王道

　　[摘要] 在“互聯(lián)網(wǎng)+”行動和《中國制造2025》行動中，電動汽車將肩負重任，如何助肩負重任的電動汽車突破瓶頸？科技管理理念和方法應先行創(chuàng)新。

　　2015年3月5日李克強總理在政府工作報告中首次提出“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃。2015年7月4日國務院印發(fā)《關(guān)于積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導意見》，力圖推動互聯(lián)網(wǎng)由消費領(lǐng)域向生產(chǎn)領(lǐng)域拓展。在我國，“互聯(lián)網(wǎng)+”在服務業(yè)領(lǐng)域非常成功：“互聯(lián)網(wǎng)+搜索”誕生了百度，“互聯(lián)網(wǎng)+交易”誕生了支付寶，“互聯(lián)網(wǎng)+商場”誕生了淘寶，“互聯(lián)網(wǎng)+視頻”誕生了土豆、優(yōu)酷、樂視，“互聯(lián)網(wǎng)+社交”誕生了微信、微博、QQ，“互聯(lián)網(wǎng)+上課”誕生了網(wǎng)絡課堂，“互聯(lián)網(wǎng)+辦公”誕生了網(wǎng)上辦公……，這些成功的“互聯(lián)網(wǎng)+”行動都是服務業(yè)，“互聯(lián)網(wǎng)+”如何在現(xiàn)代制造業(yè)中應用？這是大家都在關(guān)心的問題。

　　一.電動汽車是“互聯(lián)網(wǎng)+”在現(xiàn)代制造業(yè)應用的突破口

　　“互聯(lián)網(wǎng)+”在現(xiàn)代制造業(yè)中應用，不但涉及軟件及資金、還涉及硬件和大量的試驗。必需將硬件和試驗都解決后，才能投入產(chǎn)業(yè)化制造，這比在服務業(yè)需要更多的時間。在全球，“互聯(lián)網(wǎng)+”在制造業(yè)中最大的應用在汽車業(yè)！至今還沒有哪個制造業(yè)象汽車一樣得到這么多IP大V的關(guān)注。當前汽車的發(fā)展方向可參見圖1：

　　現(xiàn)有的內(nèi)燃機汽車廠，采用內(nèi)燃機汽車的底盤，用電動機代替內(nèi)燃機造電動汽車。但其鋼結(jié)構(gòu)車身重量大，致汽車能耗大；用減少電池裝載量來降低車的總重量，又使車的行駛距離縮短。為滿足行駛距離的要求又實現(xiàn)節(jié)能的目的，電動汽車往往采用輕量化，用高強度輕型材料制車。

　　若采用碳纖維或高強度鋁或增強塑料制造車身，現(xiàn)有的車企四大工藝(沖壓、焊接、涂裝和總裝)的設備多將面臨淘汰?，F(xiàn)有車企目前進退兩難，而新建的電動汽車企業(yè)必定選擇輕量化。

　　汽車智能化，為網(wǎng)絡化和(或)自動化：

　　1.汽車與無線廣域網(wǎng)絡聯(lián)接，即將無線上網(wǎng)的功能轉(zhuǎn)移至汽車上，這是燃油汽車當前在做的方式；

　　2.汽車與制造公司車控中心聯(lián)網(wǎng)，車控中心為駕駛員提供運行狀態(tài)監(jiān)控，如超速、超溫、電量報警，充電引導，車載軟件升級等服務；

　　3.汽車與“車管家”聯(lián)網(wǎng)，“車管家”根據(jù)車行將到達的目的地，安排停車、充電、快速維護、住宿、餐飲、文化娛樂、旅游等等后勤服務；

　　4.車上路時，自動進入按法規(guī)建立的國家統(tǒng)一的車聯(lián)網(wǎng)，自動與其前、后、左和右運動的汽車交換信息，指引各車按道路交通法規(guī)行駛，為汽車提供安全駕駛服務。

　　汽車的自動化，按目前的報導可分為兩類：

　　1.如谷歌研究的全自動無人駕駛，取消駕駛方向盤，不需工人干涉；

　　2.人工輔助自動駕駛，正常路段為無人駕駛，非常路段和關(guān)鍵時刻需人工輔助。

　　中國從20世紀80年代開始進行無人駕駛汽車的研究，國防科技大學在1992年成功研制出中國第一輛真正意義上的無人駕駛汽車—紅旗HQ3，2011年7月14日首次完成了從長沙到武漢286公里的高速全程無人駕駛實驗，其中人工干預的距離僅為2.24公里，標志著中國無人駕駛已達到世界先進水平。

　　2015年12月召開的第二屆世界互聯(lián)網(wǎng)大會上，百度公司無人駕駛汽車也正式亮相，并宣稱百度無人駕駛車已實現(xiàn)國內(nèi)城市、環(huán)路及高速道路混合路況下的全自動駕駛。

　　2016年4月12-17日，長安兩輛人工輔助無人駕駛轎車從重慶經(jīng)川、陜、豫、冀后抵京，行程近2000公里。

　　無人駕駛汽車，也可以稱之為輪式移動機器人，集自動控制、人工智能、視覺計算等眾多前沿技術(shù)，是智能汽車的最高水平。

　　近幾年，一汽、上汽、廣汽、比亞迪、長安等均在研發(fā)無人駕駛汽車，但是在乘用車領(lǐng)域，電動最終會取代燃油，內(nèi)燃機無人駕駛汽車也會被電動無人駕駛汽車淘汰。因為在無人駕駛領(lǐng)域，電動汽車比燃油汽車優(yōu)勢明顯：

　　1.電動汽車與無人駕駛汽車的控制中心均為電腦，兩者電腦可合二為一，使控制程序和設備簡化；

　　2.普通燃油汽車的零部件約為30000個，電動化將使零部件減少至1/10，汽車的制造和維護保養(yǎng)也更容易；

　　3.內(nèi)燃機的效率最高僅為30%，電動機效率大于80%，電動汽車采用能量回收制動系統(tǒng)后汽車效率將更高，致運行費用低。隨著太陽能、風能在能源體系所占比重加大，電動汽車的節(jié)能優(yōu)勢和環(huán)保優(yōu)勢將更加突出；

　　4.輕量化將是電動汽車普遍采用的技術(shù)，輕量化可降低電耗，電池可減少。

　　汽車電動化已成為全球不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。IT大公司和IT人籌建的汽車公司，都無一例外地在制造純電動汽車、智能電動汽車。2016年政府工作報告中明確：“大力發(fā)展和推廣以電動汽車為主的新能源汽車，加快建設城市停車場和充電設施。”這意味著電動汽車為新能源汽車發(fā)展的主力。汽車是“互聯(lián)網(wǎng)+”在現(xiàn)代制造業(yè)應用的最大突破口，電動汽車將肩負起這一與“互聯(lián)網(wǎng)+”結(jié)合的歷史使命?？梢灶A期汽車最終會向圖2所示方向發(fā)展：

　　美國電氣電子工程師學會專家預計，無人駕駛汽車將成為最可行的智能交通工具。到2040年，無人駕駛汽車在全球上路汽車的占比中可達75%。美國麥肯錫咨詢公司預測，無人駕駛汽車到2050年可以產(chǎn)生2000億至1.9萬億美元的產(chǎn)值。我國更應加快步伐！

　　二.電動汽車肩負擴大內(nèi)需和參與全球竟爭的重任

　　2015年5月8日國務院印發(fā)的《中國制造2025》文件指出：“制造業(yè)是國民經(jīng)濟的主體，是立國之本、興國之器、強國之基。十八世紀中葉開啟工業(yè)文明以來，世界強國的興衰史和中華民族的奮斗史一再證明，沒有強大的制造業(yè)，就沒有國家和民族的強盛。打造具有國際競爭力的制造業(yè)，是我國提升綜合國力、保障國家安全、建設世界強國的必由之路。”

　　《中國制造2025》實施的基本方針如圖3所示，戰(zhàn)略任務和重點如圖4所示。

　　《中國制造2025》的十大重點，哪一項能起到如第一次科技革命的蒸汽機、第二次科技革命的電動機、第三次科技革命的原子能、電子計算機、空間技術(shù)和生物工程，對社會經(jīng)濟、人類生活產(chǎn)生重大影響呢？可能只有新能源汽車！因為其余九項都是第三次科技革命中已形成的產(chǎn)業(yè)，電動汽車則是當前正在新組建的產(chǎn)業(yè)。而且，與擴大內(nèi)需及大眾購買力的聯(lián)系更為密切，對人民的生活影響更直接。

　　2015年我國汽車的銷售量達2459.8萬輛，其乘用車為2114.63萬輛，占85.97%。乘用車中私家車銷售1877萬，占乘用車銷售量的88.76%。

　　我國目前仍有大量人具備汽車的購買能力，并有購車的意愿。2015年我國乘用車保有量為1.72億輛，全國私家車保有量為1.24億輛，按規(guī)定汽車使用到期應報廢，也需要大量的新汽車來補充?，F(xiàn)階段我國每千人汽車擁有量約95輛，與美國、德國、日本、法國等汽車強國每千人790、600、550、500輛差距甚遠，與世界千人平均水平160輛也相距巨大，汽車市場空間廣闊。

　　但是，2015年我國原油消耗7.26億噸，對外依存度為46%，而汽車工業(yè)所消耗的燃油占到整個中國石油消耗總量的三分之一，燃油汽車占用的資源過多。并且，燃油汽車對環(huán)境的污染已經(jīng)嚴重影響城市經(jīng)濟發(fā)展和居民生活質(zhì)量。中國汽車服務業(yè)總商會專職副會長兼秘書長喬永鋒指出：“機動車尾氣污染已經(jīng)逐步成為影響城市空氣質(zhì)量的重要因素之一,相關(guān)數(shù)據(jù)表明，北京、上海、杭州等國內(nèi)大中城市的PM2.5中機動車排氣貢獻已達到22.2%、25%、24%，是直接導致城市灰霾污染天氣頻發(fā)的主要因素之一。”

　　在“綠色發(fā)展”和“結(jié)構(gòu)優(yōu)化”的方針下，燃油汽車將難以再列入重點支持產(chǎn)業(yè)。用符合低碳主導型產(chǎn)業(yè)政策和消費政策的電動汽車取代燃油汽車，以保持汽車在擴大內(nèi)需上的供給，又改善大眾的生活，是大勢所趨不可逆轉(zhuǎn)。

　　三.如何助電動汽車肩負起歷史的使命

　　電動汽車能與“互聯(lián)網(wǎng)+”結(jié)合，并能肩負起《中國制造2025》賦予的使命嗎？難！

　　因為當前電動汽車還存在行駛里程短、充電不方便的不足。瓶頸是電池還是充電樁？本人認為：增多充電樁是治標，提高動力電池的技術(shù)水平才是治本。

　　李總理在2016年2月24日國務院常務會議上確定進一步支持新能源汽車產(chǎn)業(yè)的措施，位列第一的措施，就是加快實現(xiàn)動力電池革命性突破。次日工信部部長苗圩在國新辦新聞發(fā)布會上表示，工信部已聯(lián)合行業(yè)內(nèi)外的九家企業(yè)投入5億元資本金，正組建動力電池研究院，或者動力電池的研究研發(fā)平臺。

　　國家支持電動汽車的決心夠大，資金夠多，但有決心和資金就能解決電動汽車發(fā)展的瓶頸嗎？本人認為還是危險！

　　上個“五年計劃”期間，國家對動力電池的投入也不少，企業(yè)投入用于動力電池的資金，累計超過100億，而對于鋰動力電池的安全性、能量密度(目標大于350wh/kg)和價格(目標低于1500元/kwh) 三個問題解決的實際效果如何？沒有太大變化！

　　問題出在哪里？出在我國的科技管理觀念陳舊。盲目相信鋰電池技術(shù)仍有上升的空間，囿于在鋰電池企業(yè)中和研究鋰電池的技術(shù)權(quán)威圈子中找技術(shù)，錢用完課題也完滿驗收，但問題仍沒解決。應有所創(chuàng)新了！

　　在動力電池的七項技術(shù)指標：安全性、能量密度、成本、壽命、功率密度、低溫性、充電速度中，動力電容器僅在能量密度一項落后，其它指標均優(yōu)于鋰電池。近年來國內(nèi)對高能量密度電容器研究也取得了進展，如氮化石墨烯超級電容器，多價態(tài)膠體離子電極超級電容器、高能量密度的法拉第電容器等，都已取得突破。最近有消息，電容器的能量密度在實驗室中已大于100wh/kg，本人相信動力電容器最終將會取代鋰電池。動力電容器放電速度快，軍事用途廣泛，更應支持。但在我國動力電容器進不了權(quán)威的法眼，因而難以得到支持。

　　習近平主席在2016年4月10日主持召開的網(wǎng)絡安全和信息化工作座談會上，針對信息化技術(shù)的進步提出：“可以探索搞揭榜掛帥，把需要的關(guān)鍵核心技術(shù)項目張出榜來，英雄不論出處，誰有本事誰就揭榜。新技術(shù)是人類文明發(fā)展的成果，只要有利于提高我國社會生產(chǎn)力水平、有利于改善人民生活，我們都不拒絕。”我認為這一指示，對我國各行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新都是適用的。但建議：還要配套創(chuàng)新的評價方法。

　　我國科技部對前沿科技技術(shù)開發(fā)也采取招標，但評判的標準簡單化為只看是否有專利和樣機。若創(chuàng)新想法和試驗得不到支持，難以試制成樣機，就難以脫穎而出。美國能源部也公開招標高密儲能技術(shù)，但對技術(shù)的評價，則以理論上的創(chuàng)新性和實驗技術(shù)指標為基礎，來評判其實現(xiàn)招標目標的可能性，然后擇優(yōu)給予包括樣機制備等方面的支持，值得學習。

　　要幫助電動汽車與“互聯(lián)網(wǎng)+”結(jié)合，并肩負起《中國制造2025》賦于的重任，我們科技管理人員的管理理念更應先行創(chuàng)新。