鉅大LARGE | 點擊量：1155次 | 2018年08月18日
新能源汽車急需要技術“突圍”
陸帥，男，重慶大學電氣工程學院教授、博士生導師、IEEE高級會員、美國密蘇里大學—羅拉工程分校博士。曾任法拉利世界一級方程式賽車電驅動系統的主任工程師，負責法拉利一級方程式賽車的第一代油電混合動力的電驅動系統的研發，取得一系列世界領先的研究成果和核心技術，并成功應用于世界一級方程式F1-2009、2011賽季，獲“2010年法拉利最佳創新大獎”，是世界一級方程式賽車領域唯一的中國籍科學家。
進入21世紀，我國提出“節能與新能源”汽車戰略，高度關注新能源汽車的研發和產業化。然而，新能源汽車目前在動力形式、基礎設施建設、制造工藝、市場管理、政策支持等方面存在極大的不足，甚至在發展方向上也存在爭議。未來，新能源汽車走向如何，該怎樣發展？為此，記者采訪了重慶大學電氣工程學院教授陸帥，請他從“技術流”的角度談一談新能源汽車。
中國設計師
率先完成F1混動系統設計制造
記者：F1幾乎是歐美人壟斷的賽事。目前，世界上只有日本與歐美國家掌握了先進的混合動力技術。作為中國人，你是怎樣介入其中，并使設計的系統被法拉利車隊采用的？
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
陸帥：在近十余年來綠色環保的大趨勢下，國際汽聯認為F1賽場應該成為展示先進新能源汽車技術的平臺。2006年末，國際汽聯規定F1賽車從2009年開始使用混合動力系統KERS（動能回收系統）。
當時，意大利法拉利車隊與美國MTS系統公司準備聯合開發該系統。對方希望找一個既懂汽車、又精通電力電子與電機的負責人，我正好滿足這幾個條件。
剛開始我和另一位俄羅斯機械工程師組建的團隊只是法拉利的備選方案，主力研發是另一家公司。
由于F1賽車的電機功率密度極高，電機與電控系統的設計、制造和控制的復雜性前所未有。進入測試環節后，主力研發公司的電機系統頻繁燒毀，而我們設計制造的系統一次性在臺架與賽道上運行成功并鎖定了未來多年的獨家供貨權。
而且，由我們首創的電機控制的模型化與代碼生成技術，及建立的機—電系統的全局優化參數設計和快速迭代的體系，還使法拉利在各個環節上比對手的研發和糾錯的速度更快。
新能源汽車
純電動還有很長的路要走
記者：目前國內外都在大力發展新能源汽車，能否分析一下國內新能源汽車的研發程度以及市場環境？
陸帥：我國認定純電動汽車為新能源汽車，我認為這種認定方式主要是抵御國外技術。
日本豐田公司大約在1996年就已經研發出“基于行星齒輪的電動無極變速混合動力”系統，并持續20年不斷地優化和成本控制，其整車價格已經控制到了10萬元出頭。
雖然現在國內企業已設計出類似系統，但在成本控制和可靠性上暫時無法與其匹敵，若國內全面推廣混合動力，那么國外的混動技術將對國內新能源汽車產生巨大的打擊，這是我國選擇純電動汽車作為新能源汽車突破口的重要原因之一。
實際上，國家目前已經對純電動汽車有極大力度的政策支持，一些純電動大型客車補貼力度甚至超過了制造成本。很多車企采用插電式混動的“緩兵之計”，以求能以新能源汽車身份獲得部分一線城市的牌照，從而增加“籌碼”。
不過，無論哪種技術路線，國內新能源汽車發展關鍵還在于技術上的“突圍”。車企與其供貨商不能糾結于多種技術路線而原地不動，也不能盲目擴充新能源汽車的整車產能。我預計新能源汽車的未來仍屬于純電動汽車，但這個“未來”目前看來還有很長的路要走。
技術“突圍”
計劃研發新型混動技術
記者：在目前的新能源政策以及市場條件下，你認為可以采用哪些技術方式來應對和推動新能源汽車發展？
陸帥：目前國家在新能源汽車產業發展上還存在很多瓶頸，比如充電設施。除了鋪設充電的網點、統一充電接口標準以外，快速充電站對于電網的負擔是個很大的問題，這也是我目前的一個研究重點。
很多人不清楚，一輛特斯拉快充時的功率甚至相當于一個小區樓宇的用電功率。按照2020年全國計劃建成1.2萬個充電站的規模，若高峰期滿負荷快充，將對配電網形成不可承受的沖擊。
所以我們和本地一家車企合作設計了“新型換電與儲能式柔性快充一體站”（簡稱能源站），現階段已在渝北區建成第一個大型試運營站。這種能源站有兩大特點，第一是快速更換電池，未來符合換電國標（目前國標還在制定中）的車輛，在3分鐘內就可以更換電池。同時，也為非換電的純電動車提供快速充電服務，并在充電時完全不使用電網一度電。
我們利用的是配電網功率輸送的峰值和谷值之差。簡單地說，在白天或傍晚的用電高峰期電網負荷大、電價高，夜間凌晨用電量小、電價低。能源站在夜間通過購買低價電對儲備的電池進行充電，在白天高峰時期將儲存的電量通過換電或快充的方式賣給用戶。
這不僅沒有給電網造成負擔，又提高了充電站運營者的利潤，達到多贏的局面。重慶計劃到2020年建設28個能源站，全國將建500個能源站，這將形成全世界最大的可有效消納新能源發電和廢棄谷電的儲能網絡。
記者：您在法拉利積累的混合動力研發經驗，可否在民用領域發揮作用？在混合動力的研發方面，能否給出更好的解決方案？
陸帥：F1賽車的動能回收系統是在不計成本的情況下的理想狀態，到了民用領域，成本控制、系統的可靠性都是必須考慮的問題。
我們雖然成功設計并制作了與豐田THS系統類似的系統，但同樣在制作成本上很難超越對手。所以，我計劃打造一套全新的低成本和高燃油經濟性的混合動力系統。目前還無法公布細節，但可以透露電機控制器的進展。
國內目前的新能源汽車電機控制器的功率密度指標大多為8千瓦每升，國家“十三五”計劃中這項指標要達到17千瓦每升，而我們目前的電機控制器功率密度已超過了33千瓦每升。
基于高性能的電機及其控制器系統，這個新型混合動力系統的動能回收能力將提高50%以上，最終達到燃油經濟性與可靠性均可媲美國外先進技術的目標。
目前我的團隊已建成多個現代化的測控與實驗平臺，同時通過各種工業項目支撐團隊的發展，創造不亞于歐美研發機構的研究環境和待遇。因此，對混動領域的研究進展，我充滿信心。
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