新能源汽车技术研发：我们还有很多事情要做

张　雪

不知从什么时候开始，“新能源汽车”这个词变得炙手可热起来，企业在说，专家在谈，媒体上更是铺天盖地的新能源汽车信息。混合动力汽车、纯电动车、燃料电池汽车……这些近来的高频词汇让很多人犯起了迷糊——新能源汽车到底是怎么回事?

其实道理很简单，所有类型的新能源汽车都是为了同时解决两个问题，减少对石油资源的依赖、减少对环境的污染。

站在一个大的时间坐标上，新能源汽车尚处在起步阶段，各种技术都不尽完美：

现在主流的油电混合动力汽车因为采用了传统的内燃机和电动机作为动力源，二者相互配合能够实现节能减排的目标，但是因为传统内燃机的存在，依然需要消耗石油资源，对环境也会造成一定负担。

纯电动车，采用电能驱动，原理简单，但是电池技术是制约其发展的瓶颈。

燃料电池汽车，效率高，对环境造成的负担小，困扰它发展的因素有燃料电池的使用寿命问题。

除此以外，居高不下的成本问题，可以说是现阶段所有新能源汽车都必须要面对的考验。

由于这些问题的存在，国际上对哪种技术才是汽车产业未来的发展方向存在很多争议。也正因如此，众多国家都选择了“多条腿走路”，同时推进各种类型新能源汽车技术的发展。

我们国家也很早就确立了“三纵三横”的研发格局，采取了整车企业牵头、关键零部件配合、第三方监理、产学研结合、政策法规技术标准同步研究、基础设施协调发展的创新研发体制。

近年来，由一汽、东风、长安、奇瑞等企业研发的各类新能源车已经相继问世，并且通过北京奥运会、“十城千辆”等示范运行项目，我国的新能源汽车技术正在经历着实践的检验。

科技部部长万钢曾经这样总结：“现在，我国基本掌握了节能与新能源汽车核心技术，基本建立了具有自主知识产权的节能与新能源汽车技术平台，基本形成了比较完整的关键零部件体系，开发了一批节能与新能源汽车，实现了小批量整车生产能力。”

有技术不等于技术优

一项技术从没有，到被创造，到被基本掌握，不能不说是一个让人欣喜的进步。但就新能源汽车来说，基本目的是为了满足人们未来的出行需求，因此，它就必然要面对产业化的问题。而要真正实现产业化，就不能满足于掌握基本技术，要实现技术从有到优，从青涩走向成熟的跨越，这也将是我国新能源汽车技术未来的重点。

电动车早在1 00多年前就诞生了，但是在现阶段，纯电动车作为替代传统汽车的备选之一，面对如下的问题，就要达到更为严苛的标准：

充一次电能够跑多远，能不能满足人们正常的活动范围?它的使用寿命是几年?它的售价是多少钱，今后的使用和维修成本高不高?

对这些问题的解答和对答案的优化过程，依靠的是核心技术的不断进步，就纯电动车来说，就是对电池技术的不断突破：

铅酸电池使用寿命短，镍氢电池资源有限、成本较高，近几年对锂电池技术的探索逐渐兴起。国际上对纯电动汽车使用的电池有一个近期基础目标，“重量在250公斤以下，峰值功率100千瓦，功率密度400瓦每公斤，能量40千瓦时”。锂电池被认为有望将它实现。

“锂电池技术的入门门槛并不高，但要做好却并不容易。”清华大学新能源技术研究所新型能源与材料化学研究室主任何向明说。事实上，锂电池还是个相对“幼稚”的产品，发展了不过十几年的时间，它有很多现象，目前科学家都无法解决，只能不断探索。

而就我们国家现阶段对于锂电池技术的研究来说，还有许多等待完善的课题，存在巨大的进步空间。何向明表示：

“首先是内阻的问题，内阻当然越小越好，它意味着充放电过程中的消耗，目前我们国家最好的水平和国外最好的水平相差10倍。”“另一个是电池一致性的问题。锂电池有一个特性，过充电和过放电都不好，像手机等使用的单片锂电池问题容易控制，但汽车使用的锂电池是若干个复杂地串并联在一起的，如果一致性不好，就容易造成有的过充、有的充不足的现象，这会影响整个电池的使用寿命和成本。目前国内外对这个问题都还没有完全解决。”可见，纯电动汽车技术要实现从“有”到“优”，这些问题必然要不断探索突破。

和纯电动车相比，燃料电池汽车的工作机理也不复杂。在燃料电池里面有两个电极，一个电极通上氢气，另一个通上空气(主要是其中的氧气)，这时候它就可以通过中间的一个膜实现电化学反应，氢氧反应生成水，在这个过程中生产电驱动车行驶。

“我们国家在燃料电池汽车技术上的跟进还是比较及时的，技术水平可以说与国外没有太大差距，某些方面还有优势。”清华大学汽车工程系车用动力研究所所长裴普成介绍，从2002年开始进入快速发展阶段，燃料电池客车和轿车相继问世，北京奥运会期间几辆自主研发的燃料电池客车已经进行了示范运行，“跑下来的结果，氢气的消耗量和出勤率都比较令人满意。”

燃料电池汽车有自身的优势，清洁、高效，而且它的部件非常少，维护简单、生产方便，很多人都看好它的应用前景。然而从小规模的生产示范运行到大规模的产业化，还需要在燃料电池的使用寿命上进行技术攻关。

“国际上对车用燃料电池第一阶段的目标设定为使用5000小时。”裴普成谈到，目前许多国家的科研人员都在探索可以延长燃料电池寿命的手段，他和他的研究团队主要是从燃料电池的使用方法上着手，已经取得了比较明显的成效。“我们要搞清燃料电池的特性，研究正确的使用方法，也就是说要通过用好燃料电池，来延长使用时间。目前我们的研究成果已经得到了应用，达到了延长燃料电池寿命一倍多的效果。”他介绍说。

除此以外，燃料电池汽车也有目前所有新能源汽车的“通病”——成本高。裴普成介绍，燃料电池汽车的成本主要高在催化剂上；“为做到目标成本与内燃机相当，需要把催化剂铂的用量降到每平方厘米(按膜的有效面积计)0.3毫克，有报道说美国实验室已经做到了0.4毫克。此外，有不少人还在给铂找替代品，譬如稀土元素。”这都是今后科研提高的方向。

技术上的突破应该是没有底线的，因为技术上对于“好”的标准是在不断提高的，“好”还可以“更好”。而每一个细小的技术进步都会推动新能源车在产业化的道路上向前迈进一步。

新技术出现不等于旧问题消失

这几年，新能源汽车受到热捧，有一个原因不能忽略，人们从它的身影中看到了中国汽车业缩短与世界汽车业先进水平差距的希望。因为锂电池、燃料电池等等新能源汽车的核心技术在世界范围内都处在起步阶段，我们国家对新技术的研究与其他国家相比基本是同步展开的。

然而新能源汽车毕竟是一个复杂的系统，它需要各种新技术的支撑，但不意味着不再需要旧技术；新技术的出现也并不等于汽车产业多年积累下的旧问题会随之消失、旧问题不会对新能源汽车产业的发展产生制约。

油电混合动力汽车虽然增加了电动机作为动力源，但传统的内燃机依然需要发挥重要作用。不少业内人士都指出，传统汽车的一些关键技术水平仍将在很大程度上决定混合动力汽车的发展水平。因此，除了电机、电池等新技术值得不断探索，提高变速器等传统汽车固有的关键技术同样迫切。

谈到这个问题，裴普成也讲起了一次令他印象深刻的经历：“我到日本参观展会，他们的燃料电池上的螺钉螺母都有非常全的配套，生产出来的产品可以说是精雕细琢。”和国外相比，我们制造的产品就显得有些粗糙，“我们现在生产的燃料电池单片都不错，但是因为工程化上存在的问题，装出电池堆来，精密性、一致性都要差一些。”显然，工业生产技术上的老问题不可能随着新能源技术的出现而消失，如果不加以解决，还会对新能源汽车的进步产生制约。

老问题的形成是一个过程，同样，解决它们也需要一个过程。回避不得、心急不得，唯有踏踏实实地一点点改进，不能妄想没有解决的问题自己消失。

其实，不论是为提高新技术而进行的基础性研究，还是为解决老问题而做出的技术改善，都是一个需要耐心持续积累的过程，没有捷径可走。新能源汽车说到底还是一个新生事物，积累很重要。毕竟，不积跬步无以至千里。