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  • 頭條華南理工袁偉教授:突破核心技術是電動汽車產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關鍵
    2021-03-22 作者:本社報道  |  來源:《電氣技術》雜志社  |  點擊率:
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    導語在能源革命與數字革命相融并進的當下,如何確保電動汽車的可持續(xù)發(fā)展呢?EVS34國際程序委員會委員、華南理工大學機械與汽車工程學院教授袁偉認為,動力電池的安全性、三電系統匹配的高效性以及充電的快速便捷性等關鍵技術的突破將是重中之重。

    華南理工袁偉教授:突破核心技術是電動汽車產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關鍵

     

    袁偉,EVS34國際程序委員會委員;EVS34"儲能前沿交叉"分會場主席

    由世界電動車協會、亞太電動車協會和中國電工技術學會共同主辦的、以“奔向智慧電動出行”為主題的“第三十四屆世界電動車大會暨展覽會(EVS34)”將于2021年6月25—28日在南京舉行,屆時來自世界各地政府、企業(yè)和學術機構的領導和精英們都將齊聚一堂,共同探討純電動、混合動力車和燃料電池汽車及核心零部件領域的前瞻性政策、先進技術、杰出市場成就及創(chuàng)新發(fā)展趨勢等。

    當前,汽車的電動化已成為領跑汽車技術發(fā)展的新特征和新方向。隨著新能源、人工智能、5G、區(qū)塊鏈等技術的發(fā)展,電動汽車發(fā)展也駛入快車道,各類技術日新月異,產業(yè)蓬勃發(fā)展,以電動汽車為主的造車新勢力不斷涌現。

    在能源革命與數字革命相融并進的當下,如何確保電動汽車的可持續(xù)發(fā)展呢?EVS34國際程序委員會委員、華南理工大學機械與汽車工程學院教授袁偉認為,動力電池的安全性、三電系統匹配的高效性以及充電的快速便捷性等關鍵技術的突破將是重中之重。

    華南理工袁偉教授:突破核心技術是電動汽車產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關鍵

    袁偉

    華南理工大學機械與汽車工程學院教授、博士生導師?,F任華南理工大學科技處副處長(掛職),機械制造及其自動化學科方向帶頭人。

    美國佐治亞理工學院先進電池創(chuàng)新中心高級訪問學者。國家優(yōu)秀青年科學基金獲得者,廣東省杰出青年科學基金獲得者,華南理工大學首屆校長基金最具科研潛質獎獲得者。入選國家科技部中青年科技創(chuàng)新領軍人才、廣東省特支計劃領軍人才、廣州市珠江科技新星等?,F為“先進電動汽車電源及熱控系統”廣東省工程技術研究中心主任,“節(jié)能與新能源綠色制造”廣東省工程技術研究中心常務副主任。

    兼任IEEE/PES中國區(qū)動力電池專委會常務理事(IEEE高級會員),中國電工學會電池專委會委員,中國仿真技術產業(yè)聯盟理事,廣東省大灣區(qū)新能源汽車產業(yè)技術創(chuàng)新聯盟理事,Journal of Composites Science(MDPI)期刊編委,Advanced Fiber Materials(Springer Nature)期刊青年編委。國家自然科學基金、國家重點領域研發(fā)計劃、國家科技獎勵等評審專家。

    學術科研成果主要圍繞新能源汽車、動力電池、氫能、先進儲能、電池安全、高效熱控技術等開展研究。迄今已在國內外高水平刊物期刊發(fā)表SCI索引論文120余篇(包括邀請綜述7篇),入選ESI高被引論文3篇,其中1篇被評為“2010年中國百篇最具影響國際學術論文”。獲授權國家發(fā)明專利20余件,PCT專利2件。

    主持(承擔)國家自然科學基金、廣東省自然科學基金、廣東省科技計劃、廣東省重點領域研發(fā)計劃、廣州市科技計劃、企業(yè)委托項目等20余項。獲得國家科技進步二等獎1項,廣東省科技進步一等獎1項,廣東省自然科學二等獎1項。

    EVS34工作組:作為EVS34國際程序委員會的一員,以及EVS34“儲能前沿交叉”(Frontiers and Interdisciplines of Energy Storage)分會場主席和召集人,您對EVS有著什么樣的看法?對于2021年在中國舉行的EVS34又有著怎樣的期待?

    袁偉:已有51年歷史的EVS系列是全球規(guī)模最大、規(guī)格最高的電動汽車界盛會,具有非常高的影響力,堪稱業(yè)界風向標,為從事電動車行業(yè)、關心電動車發(fā)展的人士提供了絕佳的交流平臺,也為汽車廠商等提供了最新技術展示的賽道。特別是在當前全球產業(yè)環(huán)境仍然受“新冠疫情”沖擊和影響的背景下,如何提振信心、鼓舞士氣、凝心聚力成為汽車人最關心的焦點。

    放眼世界,中國當前為疫情的控制作出了巨大貢獻,效果也是非常好。EVS34放在中國舉辦十分合適,相信我國有條件也有能力辦好這一屆盛會,能夠為國內外同行提供更加安全、高效的展示平臺。EVS34大會及“儲能前沿交叉”分會場熱誠邀請各位專家、學者、技術骨干積極參加本次大會,并圍繞電動汽車領域的國際學術前沿問題、國家重大需求及行業(yè)技術發(fā)展展開更深入地研討和交流。我期待并相信,有大家的參與,電動汽車的明天會更好!

    華南理工袁偉教授:突破核心技術是電動汽車產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關鍵

    綠色環(huán)境中的電動汽車概念-3d渲染Electric car concept in green

    EVS34工作組:在電動汽車相關技術日新月異的今天,您如何看待全球電動汽車行業(yè)的發(fā)展現狀,其又面臨著怎樣的發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)?

    袁偉:目前,電動汽車在全球的發(fā)展可以說勢頭非常強勁,各大廠商不僅積極布局,而且都使出了看家本領,傳統汽車制造企業(yè)在新一輪競爭中不僅面臨著技術創(chuàng)新和產品迭代的挑戰(zhàn),也在市場上面臨著汽車“后浪”們的挑戰(zhàn)。

    在電動汽車市場“火爆”和“熱鬧”的背后,冷靜思考一下,我認為要保障當前電動汽車的可持續(xù)發(fā)展,必須解決好動力電池的安全性、三電系統匹配的高效性以及充電的快速便捷性等關鍵問題,這些根本性問題就像傳統汽車的發(fā)動機、變速箱、底盤等關鍵領域相關技術一樣,這是打造高品質、高性能電動汽車的根本所在,這些技術抓手往往是消費者看不到的,但也是最體現技術水平的,也是“門檻”最高的。因此,在新一輪技術競跑中,誰能夠占領技術高地、掌握“殺手锏”技術,誰就能夠在國際競爭中保持優(yōu)勢。

    EVS34工作組:與世界電動汽車發(fā)展水平相比,目前中國電動汽車發(fā)展態(tài)勢如何?在全球電動汽車發(fā)展歷程中,中國又扮演著怎樣的角色?

    袁偉:中國目前是世界電動汽車的最大市場,潛力巨大,前景非常好,這是普遍共識。但也必須意識到:在高端電動汽車領域面臨著技術創(chuàng)新力、品牌影響力等方面的不足,因此目前不能只追求產能,更要重視高質量發(fā)展。

    雖然這是一個需要長年累月積累的過程,但總體上我國已具備后發(fā)制人、彎道超車的條件,我們應該牢牢把握住“汽車電動革命”機遇,在動力電池、電機、車規(guī)級半導體/芯片、電子電氣架構、智能感知與控制、人機交互等關鍵技術領域形成優(yōu)勢,構建完善的自主知識產權體系,建立標準,強化品牌和市場戰(zhàn)略,培育高端專業(yè)化人才隊伍,打通制約行業(yè)發(fā)展的技術“梗阻”,以科技帶動電動汽車產業(yè)向高端高質量發(fā)展。

    華南理工袁偉教授:突破核心技術是電動汽車產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關鍵

    橙色的電動汽車在高速公路上駕駛

    EVS34工作組:隨著電氣化、數字化的加速發(fā)展,電動汽車市場將持續(xù)擴大。在電氣汽車關鍵零部件需求持續(xù)增長的當下,電動汽車設備制造企業(yè)將迎來怎樣的機遇與挑戰(zhàn),又該采取哪些有效措施以持續(xù)引領行業(yè)市場呢?

    袁偉:中國是制造大國,但還不是制造強國。汽車產業(yè)是制造業(yè)的重要分支,我國電動汽車產業(yè)的發(fā)展有強大的制造業(yè)基礎做支撐,應該說具備了足夠的產業(yè)條件,同時我們也有很好的配套政策,這是我們有信心和決心把電動汽車打造成強勢產業(yè)的底氣。

    目前國內幾大汽車廠商的數字化、自動化和智能化制造水平其實都是非常高的。但是,電動汽車技術的發(fā)展必然帶來汽車設計和制造的新范式,關鍵零部件的制造工藝很大程度上有別于傳統汽車,應用場景的改變也使得相關零部件的設計被重新定義。

    未來汽車關鍵零部件的生產一定是向著工藝綠色化、材料輕質化、裝配集成化、控制智能化的方向發(fā)展?!吨袊圃?025》提出了近中期階段的發(fā)展目標,為下一個五年計劃的實施提供了指針。

    與此同時,我們也必須意識到,當今世界技術的轉型升級和產品的更新換代速度往往超乎我們的想象。有的技術今年可能還是PPT,明年就可能已經普及到用戶。人工智能、物聯網、大數據、區(qū)塊鏈、5G、新能源與可再生能源、高效儲能、智慧交通等技術與汽車融合的速度、深度和廣度時刻都在刷新我們現有的認知。為消費者制造高性能、高安全、高顏值(外觀設計也是制造能力的體現)的電動汽車始終是制造商努力追求的目標。

    我們再大膽想象一下,未來汽車不僅僅是一種交通工具,更可能在生活工作中成為一種多功能的、節(jié)能環(huán)保的、集運載、能源轉換/補給、信息互聯、數據共享、辦公協同等能力于一體的“大玩具”。對于汽車制造企業(yè),無論技術如何發(fā)展,都必須把核心科技掌握在手中,做好長期技術儲備,降低“卡脖子”風險,才能確保企業(yè)在長期國際競爭中保持先進甚至占據引領地位。

    華南理工袁偉教授:突破核心技術是電動汽車產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關鍵

    創(chuàng)意配圖:新能源汽車、電動汽車

    EVS34工作組:隨著電動汽車示范應用和逐步普及,也陸續(xù)出現了一些電動汽車電池爆炸、起火、失控等重大安全問題,相關企業(yè)如何解決和應對?對于消費者而言如何做好安全防范?

    袁偉:我們屢次看到電動汽車發(fā)生安全事故,某種程度上也說明業(yè)界都非常關注電動汽車。電動汽車的“安全之問”一直是引發(fā)消費者憂慮的敏感話題。安全性是電動汽車必須提供的首要保障,離開安全談創(chuàng)新都是毫無意義的。任何一輛汽車能夠下線并且出售,都必然經過嚴格的安全檢測,這條紅線是肯定要繃緊的。

    但為什么仍然有安全事故發(fā)生,原因是非常多的。從感性的認知來看,安全本來就是相對的,再完美的汽車也不能說是100%安全,何況安全除了與車輛本身有關外,也與使用人和外部環(huán)境等因素有關,傳統汽車也有因為安全問題而被召回的,所以這個問題就不做延伸解讀了。

    對于電動汽車而言,目前發(fā)生的起火、爆炸等安全事故較多和動力電池的起火有關,還有一部分與內部線路、裝置等有關。由于外部沖擊、水浸、充電保護失效(過充)、高溫過熱等各類原因導致的動力電池脹裂、冒煙、燃燒、甚至爆炸是電動汽車起火事故發(fā)生的常見原因。長期以來,電池的安全設計都是電池制造商十分重視的問題,設計高安全性的電池,既要從基礎材料(正負極、隔膜、電解液)抓起,也要從電池結構設計、組裝工藝、電池管理(包括熱管理)、系統集成、防火防護等多方面綜合解決。

    我們常說的電池PACK其實就是一個非常復雜的系統工程,這里面體現的安全設計是重中之重。列舉一個典型的案例:特斯拉曾將7000多個18650電池整合到一起并布置在汽車底盤,如果沒有精妙的熱設計和熱失控預防策略,則不可能實現大規(guī)模的裝車應用,也經受不住市場的長期檢驗??梢?,打響“安全牌”已經成為當前電池廠商乃至主機廠爭奪市場的重要抓手。

    隨著行業(yè)需求的增大、技術的進步和競爭的加劇,市場有關電池技術的迭代也向著多樣化以及技術化發(fā)展。不管是刀片電池、全固態(tài)電池、石墨烯電池,還是硅電池、鋰金屬電池等在追求更高性能、更長續(xù)航外,其安全性更是重點考量指標。此外,電池作為新能源汽車產業(yè)發(fā)展的核心推動力,已經不僅僅是單純在儲能、能量密度方面的競爭。對于相關技術的突破和大規(guī)模推廣,如何更好地保證電池耐久、可靠、成本以及環(huán)保等問題,逐漸成為行業(yè)發(fā)展新的風向標。

    對于消費者而言,關注安全問題是完全可以理解的。首先,建議大家購車時選擇主流廠商的車型,必要時可以留意一下其電池的供貨商出自哪里。另外,保持良好的駕駛習慣和充電操作規(guī)范也十分必要,優(yōu)先選擇具有較好安全保障的充電設施。一旦發(fā)生起火事故,謹記確保生命安全是第一位的。這里需要強調的是,大多情況下動力電池從熱失控到火災發(fā)生都有一定的過程,給乘客逃生留下了一定的“窗口期”。從事故發(fā)生的概率來講,電動汽車不失為十分安全的交通工具,消費者買車時不必有太多顧慮。

    EVS34工作組自2019年5G技術商用以來,其在加速汽車產業(yè)智能化和網聯化、為消費者提供更便捷用車生活的同時,汽車信息安全也逐漸顯露出來,科研工作者和相關企業(yè)是否考慮這些前瞻性安全設計?

    袁偉:汽車的信息安全問題,特別是在汽車、交通等領域智能化和網聯化已經勢不可擋的形勢下,汽車信息安全之于汽車企業(yè),一如手機信息安全之于手機制造商,信息安全命題已經引起業(yè)界的廣泛關注。

    從近年智能網聯汽車信息安全標準法規(guī)發(fā)展軌跡來看,我國正在不斷完善智能網聯汽車信息安全相關的法律制度:出臺了智能網聯汽車信息安全相關的戰(zhàn)略政策,正在建立健全智能網聯汽車信息安全的協調機制,加強了智能網聯汽車信息安全標準的國家統籌部署。由此可見,各大標準組織、相關聯盟都在逐步推進汽車信息安全標準的制定工作。

    未來,研究人員也必然會投入更多力量研發(fā)面向汽車的信息安全技術,包括軍轉民技術的融合,都將致力于為電動汽車安全出行保駕護航。