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工程化學在車輛工程的應用范文1
當中國汽車工業即將膨脹到年產銷2000萬輛的時刻，我們卻還不得不面對核心零部件缺失這樣的尷尬。普遍的輿論認為，新能源汽車將是中國汽車工業未來能夠比肩世界的一次歷史性機遇。
那么，面對著傳統車上的技術差距，彎道超車能否變為現實?當新能源汽車已經成為了中國汽車廠家趨之若鶩追趕的時髦方向，冷靜下來思考，我們到底要造怎樣的新能源汽車?現在的產品又是否如我們自己所描述的那樣，能夠“超越世界”?
2011年3月26日，第三屆中國汽車藍皮書論壇的一大議題就是《破除彎道超車的迷霧和新能源汽車的未來》?！镀嚿虡I評論》常務副主編劉楊主持該議題的討論。
業內專家中國汽車工業協會專家委員會委員榮惠康、吉利集團副總裁、吉利汽車研究院副院長趙福全、麥格納中國區執行副總裁孫星原、上海交通大學汽車工程研究院院長許敏、上海交通大學汽車工程研究院副院長殷承良對此進行了激辯。
世博會上的新能源車
劉楊：時間先被拉回到2010年。上海世博會繼2008年北京奧運會后又給新能源汽車提供了一次大規模嘗試的舞臺，相比奧運會，這一次的新能源汽車示范規模更大、時間更長。那么，這一次，新能源汽車的大規模示范取得了怎樣的成果，又給中國和世界帶來了怎樣的意義?
殷承良：2010年世博會對新能源汽陣的發展和推廣起到了積極的正面作用。首先，它是全世界規模最大的新能源汽車示范區，有1052輛新能源汽車投入使。在長達半年的時間內，經受住了高強度的使用。
其次，世博會上新能源汽車的承載人數也達到世界第一，共有8000萬人次；第三，這些新能源汽車經過了包括上海最冷、最炎熱、最潮濕等各種嚴酷氣候的考險。雖然在示范中也出現了一些小問題，但是結果還是相當令人滿意的，車輛的出勤率達到了98％以上，可以說是非常成功。
但是，之所以有這樣的成績，不僅是由于世博會時新能源汽車本身比奧運會時在技術上取得了進步，還有大量人力成本來作為新能源汽車的服務支持：任何車輛運行完畢，只要發現有異常立即進行調試。
劉楊：很多人不知道，在這次新能源汽車示范的背后，麥格納公司還為這些車輛進行了認證，這個認證的結果到底如何?
孫星原：我非常高興地告訴大家，對世博會的新能源汽車進行驗證，我們主要完成了兩個方面的工作。一方面是圍繞高壓安全進行試驗。大家知道，電動車的電壓在350V－400V。在各種天氣情況下都要保證車輛在高壓狀態下的安全。這項工作在全世界也是第一次進行。
第二個工作是保證氫的安全。如果大規模使用燃料電池，就要使用氫氣。氫氣原子是所有原子中最小的，怎樣保證氫氣不泄漏和加氫的安全，使其能夠在一個大規模的示范應用上保證6個月的安全運營。可以說，這兩方面在世博會上都得到了很好的體現。
吉利的新能源汽車觀
劉楊：吉利汽車在過去一兩年里做了很多工作，無論是從零部件的收購還是整車品牌的收購，趙總在吉利的這幾年，最顯著的一項工作就是把吉利的產品品牌和產品研發系列排得非常清楚，那么在這樣一個系列中，新能源汽車是怎樣的方向?
趙福全：為應對未來汽車動力源的變化，吉利汽車對動力和能源的戰略是“立足傳統，儲備未來”，新能源汽車發展要多元化。
傳統車上，我們現在既有小渦輪增壓、直噴汽油發動機，也有滿足歐V排放的高壓共軌柴油發動機。變速器上也已經有全系列產品，吉利汽車4AT變速器作為第一個產業化的項目已經獲得了汽車行業的認可。同時，我們通過收購澳大利亞的DSI變速器廠，擁有了全系列變速器，吉利汽車和DSI共同開發的產品已經完成樣機生產，預計在2013年投放市場?？梢哉f，我們在動力總成和節能減排的傳統技術上已經為未來二十年做好了足夠的儲備。
大家比較關注的是新能源方面。吉利汽車在新能源方面還是做得比較務實的。在2010年的北京車展上，我們進行了第一次大規模的新能源汽車揭幕儀式。當時既有怠速啟停的汽車產品，也有兩款純電動汽車。一款是低成本的，一款是高性能的。低成本，是指電池的檔次不夠，成本有優勢；高性能，是指電池成本高，但是車輛的性能較好。
同時，我們還有兩款插電式的混合動力汽車，一款是串聯的，一款是并聯的。為了展示吉利汽車的未來，我們還打造了一個全新平臺，吉利IG。這款車在2009年上海車展作為概念車，2010年北京車展作為工程化的第一輛電動車，為真正解決未來電動車安全、碰撞、空間布置、包括后懸架如何布置電池等都做了相應的開發。
對于新能源汽車，我們第一步強調是快速、實用的產業化，不依靠政府的設施。這也就是我們常說的怠速啟停汽車產品，它可以馬上投放市場，在吉利所有的車型上普及，第一款車應用的是吉利的EC718。在成本增加不太大的情況下，達到很好的節能效果。我認為這是最快也是最實用的方法，消費者很容易接受，也不會給社會帶來任何負擔。企業做新能源車，最終要消費者來買單。
第二個戰略，吉利汽車內部對電動車和插電式混合動力車進行了調整，決定將低成本電動車暫時告一段落，開發已經結束，但沒有做產業化的準備。高性能電動車和插電式混合動力車都將在明年年底投產。
純電動車基于吉利的小轎車平臺，也就是吉利的熊貓，3.6米長，5人座，我們在此基礎上開發了純電動版。插電式混合動力，我們是基于A級車的平臺，正常情況下用1.8升發動機，我們用了1.0升發動機，同時用了能跑50公里續航里程的電池，這樣解決了短途純電動用發動機續航里程受限的問題。這款車我們也將在2012年底投放市場。
按照國家的定義，吉利汽車在2010年已經擁有了三個純電動車的公告，是可以銷售的。但是對于企業來說，必須要把握的是誰來為產品買單，要么是政府，要么是消費者，這是電動車所面臨的一個不爭的現狀。
我們的戰略是2012年底、2013年初，爭取能夠提供給市場兩款具有一定競爭力、而且很務實的新能源汽車。一款是基于熊貓平臺的純電動，一款是基于帝豪E77平臺的插電式混合動力。這是吉利整個新能源戰略的規劃。
未來，吉利汽車還有吉利IG這款車，在保證能夠使用傳統發動機的基礎上，更多地在整個平臺的設計是基于純電動車情況下，考慮如何解決電池的布置、電機的布置、碰撞和人機工程等問題。
大家都在說我們在傳統汽車方面的基礎不好?，F在，給你一個自由的空間，從零開始讓你重新畫一張圖的時候，你到底希望現在的車應該如何滿足未來新能源汽車的需要呢?我覺得能夠真正回答出來的人寥寥無幾，或者回答了東，回答不了
西。電動車的發展就處在作秀容易、產業化難、消費者買單更難的階段。但是如果我們不把讓消費者買單作為一個目標，那我們將永遠在低層次徘徊。
至于新能源汽車，普通用戶是否消費得起，還是要市場說話，要看油價，要看國家的產業政策。作為企業來說，一定要保證汽車有足夠的續航里程，保證安全性、動力性。大家關注電動車，都說電動車的電池成本太高、可靠性不高、布置空間不夠，但是我認為這只是大家看到電動車核心的一部分問題。但是，如果電動車真正產業化，它的空調怎么解決?制動怎么解決?轉向怎么解決?太多作為一般汽車開發過程中的共性問題，在電動車上都沒有被認認真真地解決。
比如說混合動力汽車，它在很大程度上需要能量回收才能節能，在能量回收過程中對整個制動系統都會產生影響，ABS已經不按照你過去的要求去工作了，還有ESP，所有相關的主動懸架、主動控制技術，如何在新的能量回收的情況下滿足消費者所有的主動安全需求，這些也都沒有解決。太多的車都是開一開容易，性能也僅僅在幾個點上有體現，但是如果沒有能量回收，很難實現產業化。
我現在天天都在做車，每天都和這3000多個零部件打交道，我很清楚，這些問題解決不了，最后是經不起市場考驗的。至于成本，也不是主機廠能夠控制的，還要看中國電池廠有多大的能力、能否滿足整車廠的需求，同時也要通過自己研發和合作來克服。
新能源汽車的復雜局面
榮惠康：現在，尤其是電動車，是非常熱門的話題，已經形成一種輿論。現在，中國所有的企業，包括合資企業，都在開發新能源車，都在把電動車當做主導開發項目。
至于說哪個企業要怎么搞，這個問題很復雜。我這里有兩份資料。第一份資料是工信部做的十年能源發展規劃，叫做《節能與新能源汽車發展規劃》(2011－2020年版本)。我是2010年9月拿到這個版本的，2011年5月1日之前可能出臺。在討論中，大家分歧很多。這個規劃中把新能源汽車畫了一個框，提到“新能源汽車主要包括純電動汽車、插電式混合動力汽車、燃料電池汽車等”。
我覺得電動車的發展沒有錯，這是全球的發展方向。但是，我們不能忽略替代能源。
能源問題是全球三大問題之一，中國一直把節能減排作為第一要務。中國政府了節能減排目標，政府部門要更加重視能源問題，引導能源產業的健康發展。中國要加大力度發展十大能源，混合動力、甲醇、天然氣、充電電池汽車、二甲醚、燃料電池、氫能源、生物柴油、乙醇、煤制油。而且，中國的十大能源產業要分幾類發展，最急需的，能夠見效的，馬上能夠解決節能減排問題的，要在政策上給予最優先的考慮。有些要強化開發，在政策方面加強科研，其次就是抓緊開發的長遠目標，最后還有一些要限制發展。
我認為應該分四類。第一是要鼓勵開發混合動力汽車、甲醇燃料汽車、天然氣汽車；第二是要強化充電電池的科研力度；第三，積極支持燃料電池汽車、生物柴油的使用；第四，限制開發乙醇、煤質油。
孫星原：對于新能源，全世界各個國家都有各自的想法。以電動車為例，炒得非常熱的國家是以色列。以色列這個國家的國土面積就那么寬、那么長。人們說的續時里程等問題在這里都不存在，在新加坡也是如此。這與他們的環境和人文結構非常符合。我們國家對石油的依賴是一個戰略問題，就像榮老所說的那樣，如果我們盡可能在發展交通的過程中減少對油的依賴，不失為一個好辦法。例如，伊朗的天然氣汽車是全世界最多的。我們要吸收全世界的各家之長，看看我們的能源戰略是什么?我認為，中國的新能源開發無非就是要解決對傳統能源的依賴。
榮惠康：我們的電動車成熟的程度如何?2003年、2004年的時候，我去了深圳7次，支持比亞迪上新能源車。比亞迪為了搞新能源，投資了3個億建設電池廠。他們現在在深圳有一個新能源車的出租車隊，一共30輛車，每臺車的成本是29.8萬元。國家補助6萬元，深圳市再補助6萬元，剩下的車價也在17.8萬元。而一輛普通的比亞迪F6轎車售價也不到10萬元。電動車成熟的程度決定于電池。它的體積、重量、價格、充電時間、續航里程、電池報廢的處理，這些問題都面臨挑戰。
替代能源方面，2006年奇瑞汽車開發了第一輛甲醇車，上海華普、長安奔奔也有類似的產品。工信部從2010年第三季度開始，用華普汽車、奇瑞汽車和一汽的甲醇車在天津理工大學進行了實驗，并開始在陜西省、山西省、上海市進行推廣。
“863”計劃走了彎路
劉楊：我們研發新能源汽車的時間并不算短，政府的投入力度也很大，但是為什么現在我們的新能源汽車和國際上還有一定的差距，原因在哪里?
殷承良：應該說，我們的“863”計劃走了彎路。從根本上說，我們從“十五”時期大力推廣電動車，這個決策很正確?，F在國內電動車的熱情也是和“十五”期間的推廣密不可分的。但是當時我們并沒有考慮周全。人們認為經過“八五”時期和“九五”時期的兩個五年計劃，我們在電機等方面有了一定進展，提倡可以以整車牽頭為主大力發展電動車。
但是在那時，在零部件、關鍵總成和基礎元器件的布局先后上存在一些問題。我們當時設計的電動車版圖就是整車、電池、電機、電控?，F在來看，這個設計不太合理。
以電控為例，電控是整車企業的命脈所在，人人都想擁有屬于自己的核心技術。因此當時我們很多高校花費了大量心血研發出的成品，不被企業認可，不能配在整車上。巨大的投入之后，結局就是白忙一場。
電機和電池方面我們也忽略了兩件事，可以稱作“上不著天，下不著地?！?/p>
“上不著天”是說，我們做電機和電池，缺少功率電子研究，核心零部件都在國外。我們買不到最好的，買回來的都是工業級的電機，而不是汽車級的，價格也極度高昂。我們對此毫無設計和制造經驗。
“下不著地”是說，我們做的電機都不是專門為汽車而生產的。我們現在看國外都是發動機和電機耦合在一起，或者把變速器和電機耦合在一起。我們當時沒有這些概念。我們的電機根本沒有總成的概念，就強加在汽車上。電池的成組技術和電池管理系統我們都沒有做。這不是電池廠可以做的，而是要依靠整車廠結合過去傳統汽車大量的數據經驗，和整車一起開發。
我們現在缺少的一是上游產業的核心零部件支持和基礎元器件的生產，少了一個產業基礎的布點，二是少了系統級的概念，我們的整車廠缺少自己集成系統的能力。最后結果往往是，我們的企業把工業電機和發動機放在車后，傻大笨粗，就號稱混合動力，這是很低端的水平?，F在我們慢慢知道有系統級的概念，大家也認識到這個問題?？煲咏袌龅臅r候，就必須要去調整。
不可能實現的彎道超車
劉楊：那么從我們的產業基礎來講，
我們現在是否存在彎道超車的可能?
殷承良：我是在汽車企業工作了15年以后才進入到高校的。我們今天的主題是破除新能源彎道超車的迷霧。從我個人的觀點來看，混合動力汽車方面我們不存在彎道超車。我最早是學力學的，從力學來看，彎道超車是非常危險的，法規也不允許。
從產業化上看，全世界已經推出的商業化混合動力汽車，分為兩大類，一種是以日本本田為代表，對發動機進行改進；一款是以豐田、福特為代表，對變速箱進行改進。但是這些車的上市并不是簡單的發動機加電機那么簡單，這些技術都是在原有的發動機控制基礎上或在變速箱上進行改進，這些新技術和新設備都是耦合在其中，才能夠實現好的性能。
我提醒大家注意，2009年財政部和科技部的“十城千輛”中對混合動力汽車的最高補貼是6萬元，2010年5月，國家又推出了私人購車的試點城市，混合動力的補貼額只有3000元。這說明了什么問題?
我們的基礎工業太差。我屬于國內自主搞電動和混合動力最早的一批人，我們不缺干勁、思路和投入，但是我們差在基礎上。
混合動力汽車如果離開發動機和變速器，都不能真正做好。而這兩個核心零部件，我們現在基本上沒有很好的國產產品。我們在新能源汽車的開發上也不乏好的想法和思路，我們設計了很多東西，但是我們的機器加工能力太差。在老外看來很容易的事情，國內卻沒人能做。高校有很好的理論，但是工藝需要生產經驗的積累。我們很無奈，也選擇和很多企業合作，甚至開發很多東西要自己開發模具，這在國外根本不可想象。
汽車企業里的基礎生產不行，所有的核心部件都不在自己手中，我們可以買生產設備，但是核心控制還是一個空心。我們現在越研究，就越覺得我們很難在這方面突破別人的封鎖。
未來，微混，也就是怠速啟停技術可以成為企業的標配，但是發展到中混或者強混時，混合動力汽車需要太多的汽車基礎積累。我們也都很清楚我們在這方面和國外的企業差距有多大?，F在我們都說和國外的發展差五年，我認為，不要說五年，我們在混合動力上的差距應該是在傳統車上的30年時間再加上現在研發混合動力上進行發動機和變速器修改的5年的總和。因此在強混上我們根本不存在彎道超車的可能。
劉楊：那么我們在替代能源上是否可以實現超越?
許敏：甲醇發動機對材料和油泵都有很高的要求，這些方面都有解決方案。甲醇、乙醇肯定是非常好的替代燃料。上海交大做的主要研究是甲醇、乙醇的噴霧燃燒，以及發動機的應用，而且是美國通用汽車公司研發中心資助的，他們非?？春眠@一領域。
但是，我們也沒有超越之路，也需要一步一步走。甲醇發動機因為燃燒系統不一樣、噴霧不一樣、蒸發又不一樣，基礎方面我們都需要積累經驗。又比如甲醇汽車很難的一個問題是電控，我們汽油和柴油發動機的電控，自己還都搞不好，甲醇又帶來了新的電控問題，怎么能解決得好?這些都是最基礎的，影響汽車行業的難點，很多人想繞開它，我覺得這有點誤國誤民。實際是沒有辦法繞開的。我們要面對這些事實和技術挑戰。
趙福全：能源從過去的石油能源的單一化，向未來的多元化發展，這是必由之路，這不是中國的問題，而是整個世界的問題。新能源時代一定會到來。至于說什么時候到來?本身就沒有固定的規模來量化。5％算是規模到來，還是100％的時候才算到來呢?我想100％的市場規模是遙遙無期的。
我們現在要根據中國的國情，根據現狀來解決問題，冷靜下來思考。剛才大家都在討論甲醇汽車。我認為甲醇是兩個問題交織在一起。第一，如果我們是解決中國能源短缺，未來面臨的能源危機，甲醇就是一個很好的選擇。但是，通過開發甲醇，想要技術領先，進行彎道超車，那是另外一個問題。換句話說，應對變化，解決現有的能源危機，和讓我們在技術上領先，甚至在技術上達到壟斷，這是兩個問題。
如果國家認為甲醇是我們解決能源危機的重大戰略選擇之一，我絕對相信外國企業已經準備好和中國企業競爭。如果我們認為有了甲醇就可以做到技術壟斷，我認為這是不太現實的說法。不能否認的是甲醇就是未來能源多元化的重大戰略選擇之一，這一點誰都不會去否定，這需要國家的支持。因為有了這種選擇，我們就會成為彎道超車的領頭羊嗎?這又是不大現實的想法。
事實上美國在這方面做的工作已經是巨大的，而且投入也很大，技術也是領先的。為什么他們沒有進行市場普及?那是由美國的能源戰略決定的。巴西在乙醇燃料上是絕對的領先，但并不意味著它的技術領先。在巴西銷售的汽車還是通用、豐田的產品。
我覺得大家要抱著積極樂觀的態度看待新能源，作為產業化，又需要謹慎務實的過程，不是某一個技術解決了，我們就領先了，它是整個產業鏈能力提升的體現，它是終端。沒有企業方方面面能力的提升，我認為銷量的提高是很難的。中國的領軍企業已經看得比較清楚了。
今天我們能做自主了，絕對是改革開放三十年，也是市場換技術、形成全方位產業能力的初步體現，我覺得新能源也是同樣的道理。大家不能自己誤導自己，演小品和現實生活是兩回事。
機遇究竟在哪里
劉楊：那么我們在哪些方面有更好的優勢和市場機遇?
殷承良：我認為我們在純電動汽車上還是有超越的機會的，畢竟它不再需要傳統汽車的發動機，變速器結構也相對簡單。如果我們能夠通過國外技術人員歸國創業，把先進的電機理念拿來，在國內實現汽車電子的突破，在純電動動力系統上就不一定比別人差，可能也就五年的差距。電池成組技術，踏實下來，也會有突破的一天。電化學的進展，如均勻性和一致性都可以靠錢和先進設備的投入去突破，最終大家就是拼電池配方的水平。這方面，國外也不比我們領先多少，我們追上去還是有可能。
發展電動車，我們有自己的先天優勢?？梢杂姓膹娏φ吆脱a貼來推動，中國人對車的續時里程和性能相比國外沒有太多傳統車的比較，我們的接受程度會更高，最后，我們人口規模大，也更容易形成一個較大的使用人群?，F在世界上也有一個共識，純電動車最有可能大規模推廣在中國。
孫星原：世博會上，我看了這么多新能源汽車，發現我們有非常好的做法和主意。其中一個主意是在公交車里面，做超級電容大巴來取代我們過去的無軌電車。無軌電車本來就是零排放的車輛，產品也已經很成熟。超級電容就是把過去無軌電車的兩根辮子給取消了，完全在公交站內充電。
現在，美國人注意到了超級電容公交車這個產品，請我們中國的一家公司在華盛頓進行超級電容大巴的演示。這說明我們在有些地方已經做出了突出的成就。如果我給今天在座的領導和客戶提建議，我覺得未來是這樣，特別是在北京，發展電動車一定在是公交、市政、郵政等系統內。
