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中国工程院院士衣宝廉:燃料电池车大面积应用需3-5年 自动驾驶 谁更可能成为引领者?

新京报讯(记者 王琳琳)在2019中国汽车产业发展(泰达)国际论坛上,中国工程院院士衣宝廉在其以“提高车用燃料电池可靠性与耐久性”的主题演讲中表示,燃料电池车想要实现大面积的应用,其造价要达到锂电池电动车的水平,行驶费用要达到燃油车的水平,预计仍需要3年-5年左右的时间才能实现。
 
据衣宝廉介绍,目前我国持续加大燃料电池的推广,2018年燃料电池汽车的累计销量达1527辆,同比增长20%。燃料电池发电的原理是电化学,因此效率比较高,燃料电池的工作方式是内燃机,因而相对来讲燃料电池是比较安全的,能量和转化发电是分开的。“与纯电动汽车、混合动力汽车、插电式混合动力汽车相比,燃料电池的优势更明显,它续航里程长、动力性能高、燃料加注时间短,但当前燃料电池的造价和行驶费用都比较高。”衣宝廉说道。
衣宝廉表示,目前燃料电池寿命问题已基本解决,燃料电池成本也在逐渐降低,不过想要实现大面积应用还要解决造价高和行驶费用高的问题,至少还需要3年-5年的时间。对于我国燃料电池的发展,衣宝廉建议,尽快完善燃料电池发动机的产业链,提高电堆的工作电流密度,提高燃料电池的体积和重量比功率,为乘用车奠定基础。另外,深入研发电堆衰减机理,开发抗腐蚀新材料、大幅度提高发动机的可靠性与耐久性,并表示希望我国在2023-2025年把燃料电池车的成本降到跟锂离子电池车比较近的水平。
新京报记者 王琳琳 图片来源 论坛官方
编辑 张冰 校对 吴兴发
 
 
 
投资上千亿发展氢燃料行业,新能源汽车又多了一种选择?
 
近两年氢燃料电池汽车受到多方重视,不少车企纷纷布局氢燃料领域。韩国现代汽车就在上海最繁华的南京东路,建设了一座氢能与燃料电池汽车的展馆,意在向中国消费者展示氢燃料电池汽车。不仅外资车企,自主车企及相关地方也是动作频频。
 
1.投资千亿扶持行业发展
早在2010年,长安汽车就在世博会上推出了一款燃料电池汽车。时隔九年,长安汽车再次展出了旗下的燃料电池车型。新车基于燃油版长安CS75打造而来,氢燃料电池续航里程达到450km,据悉量产车或在2025年正式推出。国内另一巨头车企长城汽车,近日在上海设立了长城控股华东(上海)总部,新基地将是除保定之外长城汽车规模最大的研发中心,其职能之一就是研发氢能产业。
 
值得一提的是,已有氢燃料电池客车实现上路运营。一批自主研发的“泰歌号”氢燃料电池城市客车,已经在重庆正式载客运营。客车搭载6个35MPA的储氢瓶,加氢耗时不到10分钟,续航里程超过400km。目前各地区也开始加码氢燃料领域,据悉上海、广州和武汉等十余座城市都已出台政策支持氢燃料电池汽车发展,全国各地面向氢能源的投资规划已经超过了2000亿元。相关产业链也在积极跟进,中国汽研拟5亿元投建氢能动力质检中心。
 
2.比纯电车续航长储能高
外界都在加码氢燃料领域,似乎认定氢燃料电池车未来大有可为。那究竟什么是氢燃料电池车,与纯电动汽车相比又有什么区别?我们不妨看看现代引以为傲的氢燃料电池车NEXO。氢燃料电池工作原理,简单讲就是储氢罐中氢气和空气中的氧气在燃料电池中发生化学反应,并将化学能转化为电能从而推动电动机运作,最后只会产生水或水蒸气,不会产生任何其他的有毒有害物质。
 
氢燃料电池续航里程十分可观,现代NEXO可以装载156L氢气,充电5分钟续航便可轻松达到600km。相比纯电动汽车,氢燃料电池汽车具备高储能高续航等优势。那会不会自燃,又是否安全呢?现代NEXO获得了欧洲NCAP五星评级和IIHS最高等级评价,并且目前量产氢燃料车寥寥无几,车少还没有查询到相关自燃爆炸等新闻报道。
相对而言,氢燃料汽车是更具发展前景的新能源车型。不过就算是氢燃料领域头部集团,也不敢轻易大规模投放氢燃料汽车。比如现代汽车就宣布2030年实现量产70万台燃料电池车,其中乘用车仅有20万台。氢燃料汽车虽前途一片光明,但现实条件制约了发展。
 
3.成本高技术难制约发展
首先技术难。核心零部件技术研发难度大,高压储氢罐生产难、氢燃料电池多项关键技术还未突破和零部件国产化程度低等。事实上目前全球只有三家公司掌握了氢燃料电池核心技术:日本丰田汽车、韩国现代汽车以及德国戴姆勒公司。仅仅依靠3家公司助推氢燃料汽车,显然是杯水车薪。
 
不过技术难带来一系列连锁反应,比如成本大售价高。现代NEXO北美售价接近6万美元,折合人民币42.86万元,已经与宝马X6、奥迪Q7和奔驰GLE价格不相上下。对于普通消费者来说,这个价格实在是太高了。还有售后服务难,氢燃料汽车基于其产品特性,普通4S店根本无法处理故障和常规保养。
真正制约氢燃料电池走向大众生活的阻碍,是经济规模的制氢、加氢技术及其社会普遍度。加氢网络匮乏,就是第一道难关。纯电动汽车充电,一个车位一个充电桩就能轻松搞定。氢燃料汽车可不行,必须得有加氢站提供服务。
 
加氢站与现有较为成熟的压缩天然气加气站相似,主要设备包括卸气柱(站外制氢加氢站)、压缩机、储氢罐、加氢机、管道、控制系统、氮气吹扫装置、放散装置以及安全监控装置等等。其中最核心装置压缩机、储氢罐和加氢机,占到总成本的55%。最关键这三大件基本依赖进口,所以建设加氢站成本高昂。技术、预算和场地,成为阻碍加氢站建设的三大难题。
虽说氢燃料汽车目前还无法大规模投放,但外界几乎都看好它的未来。我国已经制定氢燃料战略发展计划,预计2030年普及100万台氢燃料电池车,并扩建1000个加氢站。或许随着大量资本进入行业,再加上国家强有力的扶持,氢燃料汽车真能走入寻常百姓家。
 
 
自动驾驶 谁更可能成为引领者?
中国的互联网巨头显然正在以无所不在、无所不能、无所畏惧的姿态进入到商业迭代的各个层面。最新的消息是腾讯与宝马汽车将联合在中国成立一个计算中心,共同研发自动驾驶汽车。
 
  在此之前,腾讯已经在汽车领域多处布局,不仅入股特斯拉和蔚来——两家中美最有标志性色彩的纯电动企业,还入股了四维图新(15.650, -0.35, -2.19%)等和自动驾驶技术密切相关的公司。据称,腾讯自己在硅谷也斥巨资设立了自动驾驶汽车研究团队。这样BAT中的两家已经重度介入到自动驾驶汽车领域。
 
  新能源和自动驾驶显然是汽车行业迭代的两个突破口。未来,一辆不太需要驾乘者操心的纯电动汽车很可能成为全球道路上最主流的交通方式。也就是说,100多年来形成的汽车动力和驾乘方式很可能在差不多的时间里被同时颠覆,谁会成为同时迭代这两个方面的引领者呢?
 
  在旧金山以南的北加州公路上,驾驶员中“程序猿”占比可能是全世界最高的地方,可以相提并论的是北京上地到西二旗一代地铁乘客的占比。在这些川流不息的汽车当中,其中有不少是正在以自动驾驶状态行驶的测试车,全世界没有第二个地方可以与之相比。
 
  北加州硅谷成为自动驾驶测试圣地,是个自然而然的选择。加州政府也自然顺水推舟让这里的法律法规率先容纳自动驾驶的测试,早在2015年,加州就制定了相关法律草案。因此,加州交通管理当局的相关报告,自然就成为目前全球最权威的自动驾驶测试报告。
 
  在硅谷的道路上,一场看不见的“奥林匹克运动会”每天都在悄然进行着,成绩单就是一年一度的自动驾驶报告。在加州机动车辆管理局披露的《2018年自动驾驶接管报告》中显示,有48家自动驾驶汽车申请者参加了2018年度加州的路测。报告统计的时间周期是2017年12月1日到2018年11月30日。评价维度主要有三个:参加测试的车辆数、测试车辆的总里程数和测试车辆的人工接管次数。
 
  测试车辆最多的是通用的Cruise,有162辆,Waymo有111辆,苹果有62辆,3家车辆总数为335,占整体的67.5%。
 
  以司机接管频次作为评价标准,谷歌母公司Alphabet旗下的Waymo排名第一且遥遥领先,通用旗下Cruise紧随其后,百度公司占据了第七把交椅。有两家声名显赫的公司在测试中出人意料的垫底,Uber倒数第一,苹果倒数第二。
 
  成绩最佳的Waymo一骑绝尘,平均每跑17846.8公里才需要人工接管一次,而倒数第一的Uber只有0.6公里,也就是说在路上跑了公交车的一站距离就出问题了。倒数第二的苹果平均只能撑1.8公里。这两家公司纯属以打酱油的姿态参与到自动驾驶领域中,成绩这么难看是有原因的。目前,苹果的自动驾驶项目泰坦200多名员工被遣散。Uber则是因为2018年3月在亚利桑那州路测时出了人命,研发几乎停止。
 
  在传统车企中,通用的Cruise表现最为出色,2016年通用以5.81亿美元现金收购Cruise,随后,通用很快成为首家量产组装自动驾驶测试车辆的公司。排在第二名的是日产,后面还有宝马、丰田、本田、奔驰、上汽等车企,但他们总体表现差强人意。
 
  实际上,和纯电动车一样,通用是最早布局汽车自动驾驶系统的企业。早在上世纪90年代,通用就察觉到无线通信和卫星GPS系统的突飞猛进给汽车业带来的巨大机会。在此之前,作为一家百年汽车企业,通用一直被如何保持自己的创新能力所困扰,内部研发工作一直处于缩减状态,企业内部的主流文化再也不容忍大胆的突破性观点。
 
  当时的CEO瓦格纳决心为内部创新寻找新的突破口。通用汽车火车机车制造部门的切特·休伯被任命为一家由通用汽车、休斯电子和电子数据系统公司合资建立的新公司的领导人物。
 
  公司的使命被命名为“回波计划”,在进行了无数次讨论之后,最终团队得出的结论是:为汽车安全保护提供帮助是最有价值的研发方向。这就是现在被广泛应用在通用汽车上的安吉星(On Star)系统的缘起。安吉星通过无线通信和卫星定位解决了汽车出现碰撞、抛锚、失窃等意外的救援问题,却没往自动驾驶的路上向前再迈半步。
 
  实际上,对于安吉星的未来,瓦格纳已经对此有所预感,他说过:“如果我们开始制造有传感器的汽车,那么突然之间,你会发现汽车之间可以建立互动。”也许是基于当时的技术,这样的设想过于超前,尽管在机制设置上,瓦格纳已经让其独立运作,摆脱了公司内部对创新的压制,安吉星也取得了不错的使用效果,为通用加了分,但依然没能成为汽车自动驾驶技术的引领者。
 
  如同在电动车上曾经上演过的那一幕一样,20多年后,通用再次认识到自动驾驶对于未来命运的价值,通过斥巨资收购Cruise再次回到自动驾驶技术的研发领域,可惜的是,它已经不再是引领者。
 
  当然,大家一定会疑惑,特斯拉在哪儿呢?特立独行的马斯克没有加入加州的自动驾驶测试体系。特斯拉交的是白卷,并且在白卷边上用大字标注:他们没有自动驾驶路测数据,是因为特斯拉已经把电动车卖到了全球各地,通过实战的方式收集车主数据,特斯拉的自动驾驶系统Autopilot行驶里程超过16.1亿公里,开了Autopilot的特斯拉每行驶334万英里才会出现一次事故。特斯拉采用的是和其他公司的测试完全不同的统计标准,没有可比性,但看上去相当的不错。
 
  加入自动驾驶技术研发的现在有四股势力。第一是软件及互联网公司,如谷歌、百度等,还有众多创业公司也加入到这一阵列中;第二类是传统汽车企业,包括通用、日产、丰田、本田、宝马等公司;第三类是跨界企业,他们既不造车、也没有相关的技术基础,但因为眼热也插进来一脚,如Uber、滴滴、苹果等公司;第四类就是造车新势力,代表企业是特斯拉。
 
  自动汽车驾驶系统天然就和纯电动汽车有着更高的匹配度。纯电动车的操控系统摆脱了发动机和变速箱的羁绊,可以以最快的速度实现对车身控制的联动,特斯拉从开始研制的时候就是把动力和自动驾驶作为一个体系开发的,这种技术路径的优势是其他类别的开发者很难做到的。
 
  未来的汽车自动驾驶系统谁将成为最后的获胜者呢?也许大家都有机会,但特斯拉显然已经处在了最佳位置上。
 
 
 
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