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苏万华院士:内燃机与电机、电池结合的混合动力才是未来

2019-05-10 10:13 性质:转载 作者:苏万华/赵福全 来源:机工教育
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那些唱衰内燃机的不和谐声音,对青年学生的影响最大。现在内燃机学科,无论是本科招生,还是硕士招生,都受到非常大的影响。去年我们天津大学原本已经报名内燃机方向的硕士生中,后来有 40% 的学生都改了方向。

因为学生们担心,如果真的像舆论说的那样,内燃机是一个行将退出历史舞台的专业,那他们未来该怎么办,毕业之后还能不能找到工作?他们从趋利避害的角度选择了更改自己的专业。

为什么最开始提出「弯道超车」,后来改为「变道超车」?就是想把内燃机舍弃掉,变成电动车或者其他类型的汽车。提出舍弃内燃机将是根本上的误判,一些领导不了解内燃机技术,更没有充分认识到内燃机产业的重要性。

内燃机的发展前景非常好,相关人才的工资待遇也很高,目前仍然处于人才短缺的状态,那些唱衰内燃机的不和谐声音,对青年学生的影响最大。

纯电动汽车是发展方向

但不是适用所有场景

事物的发展最终还是取决于客观条件。记得中央电视台的财经评论员说过一句话,「电动汽车不一定是新能源最终的表现形式。」我认为这句话很科学。

任何事物的发展如果不符合客观规律,最后都会适得其反。实际上,今天并不是人类第一次讨论发展电动汽车的问题,一百多年前,就已经有电动汽车了。

今天电池和电机都有了大幅进步,这是否意味着我们更有理由相信电动汽车的时代正在到来?

电池确实有很大的进步,但是目前最核心的技术指标还没有完全突破,我指的主要是电池的能量密度指标。十年前,碳氢燃料的能量密度大约是电池的 44 倍。

经过十年来所谓突飞猛进的发展,电池的单体能量密度从 150Wh/kg 增加到大约 300Wh/kg,实际上目前国内大部分电池企业还做不到 300Wh/kg 的水平,这种进步相当于从 1% 变成 2%,与碳氢燃料对比,电池的能量密度还是非常低的。

电动汽车还有一个优势,就是可以把「排放」转移。发电过程中产生的排放可以在发电企业进行集中处理,而不像燃油车那样直接排放在城市中,这样可以部分缓解城市内的污染问题。

是的,电动汽车可以把排放转移到城市外面去。但是,电动汽车也有很多缺点现在还不能克服。例如电池既「怕冷」又「怕热」,适合电动汽车工作的环境温度是 15-35 度,在太冷或太热的区域使用都会有问题。

如果在哈尔滨用电动汽车,虽然它能够降低排放,但是天气一冷就用不了了,因为电池受温度影响太大。

另外,电动车适合在有限的区域内行驶,比如作为大城市的物流车、出租车等效果都会不错,有良好的应用前景。但是想去自驾游,续驶里程就成了大问题。十九大谈到,要「不断满足人民日益增长的美好生活需要」。

老百姓买车的目的是什么?如果只是为了上下班,特别是在大城市,完全可以用地铁、公交再加上共享单车的出行方式。买车很大程度上是为了提升生活质量,每到节假日,祖国大地到处都是乘车出行旅游的人,这时候你还敢开电动车出去吗?

内燃机长时间还将支配移动动力

电动汽车应该发展,因为那代表着产业的未来,而且我们希望电动汽车全生命周期的碳排放能够降到很低,但是这个目标短期内还达不到。

同时我们也不能放弃内燃机行业,因为这是当下的生存之本。如果生存问题都解决不了,又靠什么来支撑到未来呢?更何况内燃机技术还有很大的潜力可挖。

现在不应该是泄气的时候,而应该是鼓劲的时候。在相当长的时间内,内燃机仍将在移动式动力装置中占有支配地位。

2020 年以后,混合动力技术会有很大发展。混合动力技术不是一成不变的,内燃机部分在不断进步,电气部分也在不断进步。面向将来日趋严苛的油耗法规,混合动力技术一定会大量应用。

同时,随着材料、摩擦润滑等技术的进步,加上新的结构设计,到 2030 年左右,使内燃机热效率达到 60% 的技术就会被提上日程,而且这个目标完全有可能实现。

发动机和纯电动彼此之间既有竞争,更有合作,混合动力就是两者合作的产物。无论是插电式混合动力,还是增程式电动车,也无论是轻混技术,还是中混、重混技术,都是发动机和电池、电机的有效组合。只有有效发挥两者的优点,才能让汽车动力总成的效率大幅提升。

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