“2021國際大灣區(qū)充換電論壇”于2021年11月20日在中國進(jìn)出口商品交易會(huì)展館B區(qū)11.2館論壇區(qū)舉辦，活動(dòng)邀請(qǐng)了身處澳門的中國工程院院士陳清泉教授通過視頻直播方式發(fā)表演講，就充換電樁設(shè)施在各場(chǎng)景應(yīng)用、前沿技術(shù)、商業(yè)模式等方面展開對(duì)話和深度探討，共同探討雙碳目標(biāo)下充換電產(chǎn)業(yè)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。
演講嘉賓：陳清泉
中國工程院院士陳清泉提出了電動(dòng)汽車研究核心和總體指導(dǎo)思想，將汽車技術(shù)，電機(jī)技術(shù)，電力驅(qū)動(dòng)技術(shù)，電力電子技術(shù)和現(xiàn)代控制理論有機(jī)地結(jié)合起來為現(xiàn)代電動(dòng)汽車學(xué)奠定了基礎(chǔ)，使現(xiàn)代電動(dòng)汽車學(xué)這一新興交叉學(xué)科從理論到實(shí)踐形成了一個(gè)完整的體系；又提出了能源與信息的聯(lián)系，智慧能源系統(tǒng)，能源計(jì)算機(jī)、能源銀行，以碳平衡原理優(yōu)化多能源系統(tǒng)。多次獲得國際性科技杰出成就獎(jiǎng)。
汽車革命下半場(chǎng)的挑戰(zhàn)和基礎(chǔ)設(shè)施的重要性
——陳清泉
各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專家、各位朋友，我今天很高興在2021國際大灣區(qū)充換電論壇和大家交流，我交流的題目是汽車革命和充換電基礎(chǔ)實(shí)施，我要傳達(dá)的基本信息如下，我們的汽車革命現(xiàn)在已經(jīng)由上半場(chǎng)進(jìn)入下半場(chǎng)，上半場(chǎng)就是電動(dòng)化，下半場(chǎng)要進(jìn)入智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化，不管上半場(chǎng)還是下半場(chǎng)，基礎(chǔ)設(shè)施很重要，因?yàn)榛A(chǔ)設(shè)施是個(gè)保障，但是進(jìn)入下半場(chǎng)以后，核心技術(shù)發(fā)生了變化，核心技術(shù)就是芯片和操作系統(tǒng)，另外汽車革命從軟件到硬件越來越復(fù)雜，所以要完成整個(gè)汽車的軟件與硬件，靠一個(gè)行業(yè)、企業(yè)、產(chǎn)業(yè)是不行的，一定要各界融合，所以根據(jù)我提出來的四網(wǎng)四流融合，因?yàn)槠嚫锩荒軌蚬膭?lì)進(jìn)行，汽車革命要跟能源革命、信息革命融合，就是我提出來的四網(wǎng)四流，核心思想就是人文世界、信息世界跟物理世界深度的融合。
中國汽車產(chǎn)業(yè)減碳減排的抉擇，有哪些行業(yè)二氧化碳最多呢？交通運(yùn)輸占10%，這是從行業(yè)的分布，從地區(qū)分布來看，山東最厲害，從三個(gè)地區(qū)來說，長三角也是最厲害的。
電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化，這是根據(jù)歐盟的數(shù)據(jù)，有了電動(dòng)汽車以后可以大大減少排放，講到汽車革命，我們從馬車時(shí)代開始，你要移動(dòng)，就要交通工具，要能源，古代19世紀(jì)的馬車低速，污染力小，然后我們進(jìn)入早期的電動(dòng)汽車，那個(gè)時(shí)候的電動(dòng)汽車?yán)锍潭?，速度低，到現(xiàn)代的電動(dòng)汽車，我們國家已經(jīng)連續(xù)六年引領(lǐng)世界，現(xiàn)在全世界大概有400多萬，我們占了200多萬，目標(biāo)是2025達(dá)到500多萬，占有率15%，實(shí)際上這個(gè)占有率我們現(xiàn)在已經(jīng)超額完成了。
美國、歐盟最近對(duì)新能源汽車不斷加大扶持的力度，根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2021年8月份歐盟的銷量已經(jīng)超過中國，也是給我們很大的挑戰(zhàn)。
這是新一代的快速增長的電動(dòng)汽車，不但是乘用車，還包括大巴、重卡等等，除了純電動(dòng)車，燃料電池最近發(fā)展也很快，特別是在重卡、長途的燃料電池也發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。
新能源汽車發(fā)展健康發(fā)展的“一、二、三、四”原則，包括創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、雙輪驅(qū)動(dòng)，也就是政策驅(qū)動(dòng)和市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)，三是要三好，好的產(chǎn)品、好的基礎(chǔ)設(shè)施、好的商業(yè)模式，四是要做四網(wǎng)融合，交通網(wǎng)、能源網(wǎng)、信息網(wǎng)、人文網(wǎng)的融合。
哪些是關(guān)鍵技術(shù)呢？包括輕量化車體、動(dòng)力總成一體化、高性能安全電池包、智能充電、智能制造、智能網(wǎng)聯(lián)汽車、智能網(wǎng)聯(lián)汽車芯片、智能網(wǎng)聯(lián)汽車操作系統(tǒng)等等。
這個(gè)圖是動(dòng)力總成一體化的重要性，通過總理總成一體化，電機(jī)電控控制器，還有傳輸系統(tǒng)體功率密度、轉(zhuǎn)矩密度、效率、可靠性，降低成本，我們采用新材料例如碳化硅材料等等，電池很重要，我們的電池第一代是錳酸鋰，第二代有兩個(gè)，一個(gè)是磷酸鐵鋰，一個(gè)是三元，我們下一代要進(jìn)入全固態(tài)。
這是我們第一代的錳酸鋰，基本上被淘汰了，用在自行車，第二代是磷酸鐵鋰和三元，三元里面最近要進(jìn)入沒有鈷的，各有好處，如果要追求安全、成本低，特別用在儲(chǔ)能，還是用磷酸鐵鋰，如果要追求性能，也可以用三元，三元里面，最近中國科學(xué)院提出來沒有鈷的多鎳的，這種三元跟原來的NCM雖然能量密度少一點(diǎn)點(diǎn)，但是它的成本大大降低，安全性能得到提高。
我們下一代要進(jìn)入固態(tài)，進(jìn)入固態(tài)以后，它的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料、核心工藝、先進(jìn)裝備很重要，突出問題是電解質(zhì)材料的綜合性能及電機(jī)設(shè)備性能需要提升，我剛才講了芯片就成為下半場(chǎng)革命的核心，就是傳統(tǒng)機(jī)車的芯片，這是新能源的芯片，這是智能網(wǎng)聯(lián)汽車需要的高性能芯片。
今天重點(diǎn)講講基礎(chǔ)設(shè)施，不管是上半場(chǎng)還是下半場(chǎng)，我們需要基礎(chǔ)設(shè)施的保障。
中國已經(jīng)建立了完備的電動(dòng)汽車充電設(shè)施、政策體系，充電設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)體系基本建成，充電設(shè)備成熟度進(jìn)一步提升，品質(zhì)進(jìn)一步加強(qiáng)，建成世界最大規(guī)模的充換電設(shè)施服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，形成了最具活力的充電設(shè)施產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
從技術(shù)方面來說，有三方面，一是傳導(dǎo)的，那就是交流充電樁，這里面也包括車載充電機(jī)，還有一個(gè)是非車載的快充直流充電機(jī)，還有無線充電，包括靜態(tài)無線充電、動(dòng)態(tài)無線電池，包括電池更換。
我們需要四大技術(shù)，一個(gè)是先進(jìn)的充電技術(shù)，我們的超級(jí)充電技術(shù)已經(jīng)得到國際電工委員會(huì)的百準(zhǔn)，成為國際標(biāo)準(zhǔn)，我們需要有自動(dòng)的充電技術(shù)，還要有無線的充電技術(shù)，光充電技術(shù)不夠，我們還需要互聯(lián)互通的技術(shù)，可以找得著樁，充得上電、容易付錢，我們還要擴(kuò)大到V2X、V2G、V2H、V2B、V2L、V2V等等，還有要發(fā)展換電技術(shù)。
過往開發(fā)的超級(jí)系統(tǒng)，已經(jīng)成為國際標(biāo)準(zhǔn)，為什么要做超級(jí)系統(tǒng)？因?yàn)槭谴蠊β食潆姷男枨螅潆娭绷骰男枨?、充放一體化的需求、國際貿(mào)易統(tǒng)一的需求。
超級(jí)充電的主要參數(shù)最大電壓是1000到1500位，最大電流是500/600，這是帶冷卻系統(tǒng)，不帶冷卻系統(tǒng)的時(shí)候是100到200，最大功率900千瓦，統(tǒng)一面向未來、面向世界的解決方案。
這個(gè)超級(jí)系統(tǒng)有哪一個(gè)組成部分呢？一個(gè)是充電系統(tǒng)的安全，一個(gè)是通信協(xié)議，一個(gè)是充電控制及導(dǎo)引電路，一個(gè)是充電連接組件，一個(gè)是熱管理。
超級(jí)系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)，包括完善的兼容性、提升充電功率、提升充電安全、面向未來應(yīng)用，除了充電技術(shù)，我們還要有一個(gè)技術(shù)，剛才講了四大技術(shù)，那就是充電的自動(dòng)化，原來是用人工，充電自動(dòng)化，我們可以從旁邊、上面、下面供電見PPT）。這是自動(dòng)充電的一些案例。
然后是無線充電，無線充電包括近距離的無線充電，采用磁場(chǎng)耦合、電場(chǎng)耦合，第二類是遠(yuǎn)距離的無線充電，采用微波方式無線充電、射頻方式無線充電、激光方式無線充電。
這是無線充電的案例，包括乘用車無線充電、商用車無線充電、動(dòng)態(tài)無線充電、無人物流車、立體車庫無線供電、共享汽車無線充電、商用機(jī)器人無線充電、無人擺渡車無線充電等等。
在四大技術(shù)里面，V2X很重要，通過V2X到家庭，到負(fù)荷，到能源互聯(lián)網(wǎng)，到V2G，這些都是非常重要的一個(gè)發(fā)展項(xiàng)目。
通過V2G，我們可以發(fā)展V2G的潛力，2030我國間動(dòng)汽車保有量有8千萬輛，如果平均配置60千瓦小時(shí)的電池，8千萬輛電池等效儲(chǔ)能容量48億千瓦時(shí)，并且那些家庭用的時(shí)間很少，當(dāng)然公用的里程很高，但是家庭用的，電動(dòng)車平均每天只有4%的行駛里程，停車時(shí)間約占96%，所以怎么充分利用電動(dòng)車的這些V2G或者V2X的功能。
這里簡單討論一下電池更換跟充電方式比較，從服務(wù)能力的對(duì)比來說，以60千瓦直流充電與換電在相同單位范圍面積下對(duì)比為例，用電池更換模式，每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的停車位每天可以24到30次，如果用快充，每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)停車位每天6次到8次。如果從經(jīng)濟(jì)性對(duì)比來說，要換電建站成本是180-200萬，快充建站成本是40-50萬，要根據(jù)你的場(chǎng)景和商業(yè)模式來選擇，一般來說今后一段時(shí)間電池更換技術(shù)仍主要應(yīng)用于局部區(qū)域運(yùn)營的特定車輛，如出租車、租賃、公交車等，積極探索共享換電站新模式，破解換電產(chǎn)業(yè)化推廣的難題，考慮到電動(dòng)車的梯次利用跟回收。
最近工信部公布了關(guān)于電池的回收跟梯次利用的標(biāo)準(zhǔn)很管理辦法，我提出來我們要充分利用數(shù)字化技術(shù)，把我國的充換電利用數(shù)字化，發(fā)揮它更大的作用，利用數(shù)字技術(shù)可以交流充電、直流充電跟新能源結(jié)合，如果有新能源首先要用新能源，絕對(duì)不能用高峰負(fù)荷，這樣的話，通過數(shù)字化充換電，可以破解續(xù)航焦慮、新能源的間歇性和電動(dòng)汽車共網(wǎng)的間歇性互補(bǔ)、電網(wǎng)的削峰填谷，發(fā)揮電動(dòng)汽車作為移動(dòng)儲(chǔ)能或者應(yīng)急電源的作用等等。
我們可以利用區(qū)塊鏈+新能源，包括共享儲(chǔ)能、電網(wǎng)調(diào)度、虛擬電廠、新能源發(fā)電并網(wǎng)、新能源交易、分布式能源交易、電力輔助服務(wù)、暨國際大灣區(qū)充換電論壇交易和綠證交易、臺(tái)區(qū)智慧用電等等，這是應(yīng)用場(chǎng)景之一。
我們車路網(wǎng)協(xié)同，怎么樣利用路端幫助我們做車路網(wǎng)的協(xié)同呢？首先我們要加強(qiáng)監(jiān)管，怎么利用區(qū)塊鏈技術(shù)，怎么加強(qiáng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型里面的監(jiān)管，充分利用V2G有序充換電控制，如果有新能源，一定要用新能源，絕對(duì)不要幫倒忙，利用新能源，你還可以幫忙電網(wǎng)，電網(wǎng)高峰的時(shí)候，不是給電網(wǎng)充電，而是給電網(wǎng)放電，還有加強(qiáng)公共服務(wù)，高速公路快充站，這是公共停車場(chǎng)，這是一體化的充電站，這是光儲(chǔ)充能源站，這是重卡充換電站。
汽車革命不能夠孤立進(jìn)行，汽車革命一定要跟能源革命、信息革命結(jié)合，也就是我提出來的四網(wǎng)四流融合。
1975美國第94屆國會(huì)頒布電動(dòng)汽車研究、開發(fā)和示范法案，隨后美國加州空氣資源委員會(huì)頒布零排放車輛計(jì)劃，美國引領(lǐng)電動(dòng)汽車從20世紀(jì)初期衰亡后的復(fù)興。
2000年中國第十五個(gè)五年計(jì)劃，將電動(dòng)汽車列入科技重大專項(xiàng)，2010年列入國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)范疇，從2015年中國連續(xù)六年在電動(dòng)汽車的產(chǎn)銷量世界第一，占世界產(chǎn)銷量的一半，中國引領(lǐng)世界電動(dòng)汽車的發(fā)展。汽車革命的內(nèi)涵是電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化，上半場(chǎng)的電動(dòng)化，中國領(lǐng)先，累計(jì)了很多經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)該發(fā)揮這個(gè)優(yōu)勢(shì)。2021年8月的初步統(tǒng)計(jì)，歐盟電動(dòng)汽車的銷量略微超過中國。汽車革命的下半場(chǎng)是智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化，汽車芯片和操作系統(tǒng)是核心技術(shù)。
未來汽車所涉及的軟硬件系統(tǒng)不是一個(gè)行業(yè)能夠覆蓋，應(yīng)該跨界融合。以國內(nèi)大循環(huán)為主，國際國內(nèi)雙循環(huán)促進(jìn)，科技上以自立自強(qiáng)為主，加強(qiáng)國際合作，面向雙碳目標(biāo)，加快新能源汽車發(fā)展，實(shí)現(xiàn)智能化、網(wǎng)聯(lián)化賦能新能源汽車。
在上個(gè)世紀(jì)，我們專注于物理世界的進(jìn)步，本世紀(jì)初，我們專注于網(wǎng)絡(luò)信息世界的發(fā)展和數(shù)字化的復(fù)興，網(wǎng)絡(luò)信息世界創(chuàng)造了新的價(jià)值，提高了我們的生產(chǎn)力并改變了我們的人際關(guān)系，但是我們應(yīng)該進(jìn)一步顛覆性思維，將物理世界、信息世界和人文世界深度融合，有效遞降數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信息、知識(shí)、智能，解決復(fù)雜問題，在現(xiàn)實(shí)世界中，緊緊依靠技術(shù)并不能解決復(fù)雜的問題和迎接新的挑戰(zhàn)，必須將人文世界、物理世界和信息世界的深度融合。
汽車革命和能源革命需要建立在人文、人工智能、環(huán)境的融合，推動(dòng)第四、五次工業(yè)革命，助推碳中和。四網(wǎng)四流融合是從第四次革命到第五次工業(yè)革命演化的路徑。
謝謝大家！
