先行创新才是解决电动汽车瓶颈的王道

 [摘要] 在“互联网+”行动和《中国制造2025》行动中，电动汽车将肩负重任，如何助肩负重任的电动汽车突破瓶颈？科技管理理念和方法应先行创新。

  2015年3月5日李克强总理在政府工作报告中首次提出“互联网+”行动计划。2015年7月4日国务院印发《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》，力图推动互联网由消费领域向生产领域拓展。在我国，“互联网+”在服务业领域非常成功：“互联网+搜索”诞生了百度，“互联网+交易”诞生了支付宝，“互联网+商场”诞生了淘宝，“互联网+视频”诞生了土豆、优酷、乐视，“互联网+社交”诞生了微信、微博、QQ，“互联网+上课”诞生了网络课堂，“互联网+办公”诞生了网上办公……，这些成功的“互联网+”行动都是服务业，“互联网+”如何在现代制造业中应用？这是大家都在关心的问题。

  一.电动汽车是“互联网+”在现代制造业应用的突破口

  “互联网+”在现代制造业中应用，不但涉及软件及资金、还涉及硬件和大量的试验。必需将硬件和试验都解决后，才能投入产业化制造，这比在服务业需要更多的时间。在全球，“互联网+”在制造业中最大的应用在汽车业！至今还没有哪个制造业象汽车一样得到这么多IP大V的关注。当前汽车的发展方向可参见图1：

  现有的内燃机汽车厂，采用内燃机汽车的底盘，用电动机代替内燃机造电动汽车。但其钢结构车身重量大，致汽车能耗大；用减少电池装载量来降低车的总重量，又使车的行驶距离缩短。为满足行驶距离的要求又实现节能的目的，电动汽车往往采用轻量化，用高强度轻型材料制车。

  若采用碳纤维或高强度铝或增强塑料制造车身，现有的车企四大工艺(冲压、焊接、涂装和总装)的设备多将面临淘汰。现有车企目前进退两难，而新建的电动汽车企业必定选择轻量化。

  汽车智能化，为网络化和(或)自动化：

  1.汽车与无线广域网络联接，即将无线上网的功能转移至汽车上，这是燃油汽车当前在做的方式；

  2.汽车与制造公司车控中心联网，车控中心为驾驶员提供运行状态监控，如超速、超温、电量报警，充电引导，车载软件升级等服务；

  3.汽车与“车管家”联网，“车管家”根据车行将到达的目的地，安排停车、充电、快速维护、住宿、餐饮、文化娛乐、旅游等等后勤服务；

  4.车上路时，自动进入按法规建立的国家统一的车联网，自动与其前、后、左和右运动的汽车交换信息，指引各车按道路交通法规行驶，为汽车提供安全驾驶服务。

  汽车的自动化，按目前的报导可分为两类：

  1.如谷歌研究的全自动无人驾驶，取消驾驶方向盘，不需工人干涉；

  2.人工辅助自动驾驶，正常路段为无人驾驶，非常路段和关键时刻需人工辅助。

  中国从20世纪80年代开始进行无人驾驶汽车的研究，国防科技大学在1992年成功研制出中国第一辆真正意义上的无人驾驶汽车—红旗HQ3，2011年7月14日首次完成了从长沙到武汉286公里的高速全程无人驾驶实验，其中人工干预的距离仅为2.24公里，标志着中国无人驾驶已达到世界先进水平。

  2015年12月召开的第二届世界互联网大会上，百度公司无人驾驶汽车也正式亮相，并宣称百度无人驾驶车已实现国内城市、环路及高速道路混合路况下的全自动驾驶。

  2016年4月12-17日，长安两辆人工辅助无人驾驶轿车从重庆经川、陕、豫、冀后抵京，行程近2000公里。

  无人驾驶汽车，也可以称之为轮式移动机器人，集自动控制、人工智能、视觉计算等众多前沿技术，是智能汽车的最高水平。

  近几年，一汽、上汽、广汽、比亚迪、长安等均在研发无人驾驶汽车，但是在乘用车领域，电动最终会取代燃油，内燃机无人驾驶汽车也会被电动无人驾驶汽车淘汰。因为在无人驾驶领域，电动汽车比燃油汽车优势明显：

  1.电动汽车与无人驾驶汽车的控制中心均为电脑，两者电脑可合二为一，使控制程序和设备简化；

  2.普通燃油汽车的零部件约为30000个，电动化将使零部件减少至1/10，汽车的制造和维护保养也更容易；

  3.内燃机的效率最高仅为30%，电动机效率大于80%，电动汽车采用能量回收制动系统后汽车效率将更高，致运行费用低。随着太阳能、风能在能源体系所占比重加大，电动汽车的节能优势和环保优势将更加突出；

  4.轻量化将是电动汽车普遍采用的技术，轻量化可降低电耗，电池可减少。

  汽车电动化已成为全球不可逆转的趋势。IT大公司和IT人筹建的汽车公司，都无一例外地在制造纯电动汽车、智能电动汽车。2016年政府工作报告中明确：“大力发展和推广以电动汽车为主的新能源汽车，加快建设城市停车场和充电设施。”这意味着电动汽车为新能源汽车发展的主力。汽车是“互联网+”在现代制造业应用的最大突破口，电动汽车将肩负起这一与“互联网+”结合的历史使命。可以预期汽车最终会向图2所示方向发展：

  美国电气电子工程师学会专家预计，无人驾驶汽车将成为最可行的智能交通工具。到2040年，无人驾驶汽车在全球上路汽车的占比中可达75%。美国麦肯锡咨询公司预测，无人驾驶汽车到2050年可以产生2000亿至1.9万亿美元的产值。我国更应加快步伐！

  二.电动汽车肩负扩大内需和参与全球竟争的重任

  2015年5月8日国务院印发的《中国制造2025》文件指出：“制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基。十八世纪中叶开启工业文明以来，世界强国的兴衰史和中华民族的奋斗史一再证明，没有强大的制造业，就没有国家和民族的强盛。打造具有国际竞争力的制造业，是我国提升综合国力、保障国家安全、建设世界强国的必由之路。”

  《中国制造2025》实施的基本方针如图3所示，战略任务和重点如图4所示。

  《中国制造2025》的十大重点，哪一项能起到如第一次科技革命的蒸汽机、第二次科技革命的电动机、第三次科技革命的原子能、电子计算机、空间技术和生物工程，对社会经济、人类生活产生重大影响呢？可能只有新能源汽车！因为其余九项都是第三次科技革命中已形成的产业，电动汽车则是当前正在新组建的产业。而且，与扩大内需及大众购买力的联系更为密切，对人民的生活影响更直接。

  2015年我国汽车的销售量达2459.8万辆，其乘用车为2114.63万辆，占85.97%。乘用车中私家车销售1877万，占乘用车销售量的88.76%。

  我国目前仍有大量人具备汽车的购买能力，并有购车的意愿。2015年我国乘用车保有量为1.72亿辆，全国私家车保有量为1.24亿辆，按规定汽车使用到期应报废，也需要大量的新汽车来补充。现阶段我国每千人汽车拥有量约95辆，与美国、德国、日本、法国等汽车强国每千人790、600、550、500辆差距甚远，与世界千人平均水平160辆也相距巨大，汽车市场空间广阔。

  但是，2015年我国原油消耗7.26亿吨，对外依存度为46%，而汽车工业所消耗的燃油占到整个中国石油消耗总量的三分之一，燃油汽车占用的资源过多。并且，燃油汽车对环境的污染已经严重影响城市经济发展和居民生活质量。中国汽车服务业总商会专职副会长兼秘书长乔永锋指出：“机动车尾气污染已经逐步成为影响城市空气质量的重要因素之一,相关数据表明，北京、上海、杭州等国内大中城市的PM2.5中机动车排气贡献已达到22.2%、25%、24%，是直接导致城市灰霾污染天气频发的主要因素之一。”

  在“绿色发展”和“结构优化”的方针下，燃油汽车将难以再列入重点支持产业。用符合低碳主导型产业政策和消费政策的电动汽车取代燃油汽车，以保持汽车在扩大内需上的供给，又改善大众的生活，是大势所趋不可逆转。

  三.如何助电动汽车肩负起历史的使命

  电动汽车能与“互联网+”结合，并能肩负起《中国制造2025》赋予的使命吗？难！

  因为当前电动汽车还存在行驶里程短、充电不方便的不足。瓶颈是电池还是充电桩？本人认为：增多充电桩是治标，提高动力电池的技术水平才是治本。

  李总理在2016年2月24日国务院常务会议上确定进一步支持新能源汽车产业的措施，位列第一的措施，就是加快实现动力电池革命性突破。次日工信部部长苗圩在国新办新闻发布会上表示，工信部已联合行业内外的九家企业投入5亿元资本金，正组建动力电池研究院，或者动力电池的研究研发平台。

  国家支持电动汽车的决心够大，资金够多，但有决心和资金就能解决电动汽车发展的瓶颈吗？本人认为还是危险！

  上个“五年计划”期间，国家对动力电池的投入也不少，企业投入用于动力电池的资金，累计超过100亿，而对于锂动力电池的安全性、能量密度(目标大于350wh/kg)和价格(目标低于1500元/kwh) 三个问题解决的实际效果如何？没有太大变化！

  问题出在哪里？出在我国的科技管理观念陈旧。盲目相信锂电池技术仍有上升的空间，囿于在锂电池企业中和研究锂电池的技术权威圈子中找技术，钱用完课题也完满验收，但问题仍没解决。应有所创新了！

  在动力电池的七项技术指标：安全性、能量密度、成本、寿命、功率密度、低温性、充电速度中，动力电容器仅在能量密度一项落后，其它指标均优于锂电池。近年来国内对高能量密度电容器研究也取得了进展，如氮化石墨烯超级电容器，多价态胶体离子电极超级电容器、高能量密度的法拉第电容器等，都已取得突破。最近有消息，电容器的能量密度在实验室中已大于100wh/kg，本人相信动力电容器最终将会取代锂电池。动力电容器放电速度快，军事用途广泛，更应支持。但在我国动力电容器进不了权威的法眼，因而难以得到支持。

  习近平主席在2016年4月10日主持召开的网络安全和信息化工作座谈会上，针对信息化技术的进步提出：“可以探索搞揭榜挂帅，把需要的关键核心技术项目张出榜来，英雄不论出处，谁有本事谁就揭榜。新技术是人类文明发展的成果，只要有利于提高我国社会生产力水平、有利于改善人民生活，我们都不拒绝。”我认为这一指示，对我国各行业的技术创新都是适用的。但建议：还要配套创新的评价方法。

  我国科技部对前沿科技技术开发也采取招标，但评判的标准简单化为只看是否有专利和样机。若创新想法和试验得不到支持，难以试制成样机，就难以脱颖而出。美国能源部也公开招标高密储能技术，但对技术的评价，则以理论上的创新性和实验技术指标为基础，来评判其实现招标目标的可能性，然后择优给予包括样机制备等方面的支持，值得学习。

  要帮助电动汽车与“互联网+”结合，并肩负起《中国制造2025》赋于的重任，我们科技管理人员的管理理念更应先行创新。