颠覆电动车旧思维

1、颠覆电动车旧思维未来的车身就像人的衣服一样每天都可以更换，许敏提出，前沿 且成熟的电动汽车技术和商业模式将会给汽车工业带来革命性的变 化对于中国电动车当下发展现状的混乱、停滞以及由此产生的对它 的不利言论，上海交通大学机械与动力工程学院教授，博士生导师、 上海交通大学校长助理、汽车工程研究院院长许敏忧心忡忡。2021年夏天，他在上海接受汽车商业评论专访时用他的新思 维驳斥了外界对于电动车的误解。作为发动机燃烧领域以及长期致力于汽车研发工作的专家，他提 出了电动车前沿的、颠覆性的模块化设计理念和商业模式，为电动车 工业未来技术的发展提供创新的思路，并预言电动车技术的不断创新 将带来汽车工业彻底的

2、革命。车体的结构性变革和运营新模式汽车商业评论：从我们现在见到的电动车看，这些车似乎与 传统汽车的样子没有多大差异，我们未来的电动车设计还会延续传统 汽车设计制造思路？许敏：我的想法是革命性的。传统的汽车四大工艺，冲压、焊装、 涂装、总装，前三项成本最高，总装主要是手工完成。前三大工艺都 跟汽车的白车身有关。实际电动汽车不一定需要白车身，可以用框架 结构，传统白车身没有任何好处。传统白车身的焊装工艺是固定的，无法灵活变化，把好几百个冲 压件拼焊到一起，并且焊得天衣无缝，一旦焊成了以后，你的车型就 很难改，只能是三年一小改，五年一大改。这样的车身没有任何的柔 软度及可变度可言，车重达吨以上，你一

3、个人开，也要带着笨重的 车身，非常耗能。没有白车身的话，安全怎么保证呢？口车身是唯一的安全保障吗？不是。F1赛车没有白车身，就不安 全吗？那么快的速度，一般性的碰撞，赛车手都不会有大的伤亡，这 是因为F1的车全是框架结构。你知道挤压铝型材吧？那个东西又轻、 刚度又好，完全直角，用标准的连接件连接在一起的，手工就可以装 配。那种框架结构比白车身要强得多。没有白车身，但是它有车身，只是不起安全作用了。它像衣服一 样，就是一个罩子盖上去的。你把那个盖打开里面全是架子，这种架 子实际上又轻又简单。高档跑车的车身全是碳纤维，为什么？这样就 可以做出各种各样漂亮的外型，你说不安全吗？比一般的车安全多了,

4、因为里面有框架！而且如果路上全是电动车，完全可以让车之间实现永远不碰撞。 你说海里而的鱼从来不会碰到的，它们是不停地在相互交流啊！现在 各种先进的传感器和控制器在技术上完全可以实现永不碰撞。但是为 什么做不到？因为传感器太贵了，汽车电子的器件和系统太贵了！这些东西老百姓平时用的很便宜，一用到车上就贵了。如果车用 传感器成木达到目前家用电器成木的水平，所有的车都可以实现低成 木安装如雷达、激光探测、车联网这些东西，那么车跟车、车或物体 之间用传感器实现互相一直交流，就不会产生碰撞。以前，所有的人开着同样的车，多少年不变，现在的人需要个性 化；以前传统的汽车没法改，现在电动车新的技术可以启动新的造

5、车 思路。这实际颠覆了以往的汽车制造理念。电动车车身设计与生产将趋于模块化，承载式铝型材的框架，轻 型环保材料的车身就像人的衣服一样每天都可以换。造型和质量跟苹 果产品一样，把艺术、机械、电子融为一体的精品。然后，采购、制 造全部都外包。制造和服务就采取跟麦当劳一样的品牌连锁店形式进 行。未来电动车的设计思路应该是采取更便宜的、节能的、柔性的、 全新的材料及模块化设计理念。它没有生产线的概念，没有大的投资， 软件、硬件全开放，应用软件可以自己开发，然后硬件也可以自己开 发，插上就能用。这样所有工业界都可以加入，不是汽车界的，其他行业什么的都 可以进来。汽车行业不再是独特封的闭型行业，造车成本大

6、大降低。 这是新的汽车工业模式。三种电池解决方案汽车商业评论：不过，现在的电动车太贵了。许敏：所以我们要做低电动车的成本。电动车现在成木居高不下 是因为大家开发电动车的同时，也在开发全新的电动车供应商。他们 找的基本是是863计划培养的电动车零部件供应商，这些人在几个五 年计划里，只投钱没赚钱，好不容易有了市场，肯定想办法把钱赚回 来，不可能便宜。况且刚开始是产量不会大，还有一个不可忽视的原因就是，就是 我刚才说的，现在多数电动车都是在传统汽车上改装的，那么重的车 身，电池和电机肯定大，成本就降不下来。中国电动车低成木出路在哪里？在每年的2000多万台电动摩托 车上而。电动摩托车有电机又有电池

7、，还有控制系统，而且市场充分 竞争，价格非常便宜。怎么样把它的技术水平提高，从而提高它的整 体配套能力和体系，从而用到电动车上就是我们实现低成本的主要出 路。除了你刚才设想的模块化结构，还应该怎么办呢？现在全世界难点在哪里呢？电池必须有成百上千的单极电池成 组才能供电动车用，成百上千的电芯在一起管理控制太难了。一是电 池木身质量的一致性要求苛刻；第二，成组的技术水平要求很高，比 如要求冷却技术及时跟进；第三，系统化管理控制的水平不行。目前， 只要有一个电池坏了，整体电池就不能工作了。我们有新的电池解决方案，还是用目前电动摩托车上的电池模 块，几十个单体电池拼成组，都有自己的控制系统。哪个厂家生

8、产的 都可以用，我们把这些模块拼成组，然后我们再用上一层的控制系统 控制它们，哪个好，就让哪个起作用。如果有个别电池是坏的，电控 系统将不用它。这样，采取分层控制和分布式控制，就解决了成百上千电池在一 起同时控制的难题。这样，目前市场低廉价格的电池就能充分利用了， 而且总成本很低。但是电池的根本问题还是没有解决，比如频繁充放电容易让电池 寿命减少。电池一开始就不应该是拿来直接驱动汽车里面电机用的，干这个 工作的应该换成超级电容。电池原理是化学反应，可以储能，但是充 电放电速度受化学反应速率限制。它是很好的储电装置，就像油箱是 装油的一样，电池是装电的，它不适用于频繁快速的充电和放电。汽车的运行

9、工况变化很大，需要频繁加速和减速。频繁快速的充 放电应该是超级电容的长项，超级电容是物理反应，充放电速度快, 效率高，并且可靠性好，对控制系统要求不高。如果让超级电容担当 电能的频繁输出输入功能，然后把电池放到超级电容后面，作储备或 吸取，这样就把超级电容和电池各自的优点都发挥起来了，电动车对 电池本身的苛刻要求因此就可以全部通过超级电容来避免。如果这样，电动车的很多问题似乎就解决了。我们认为，电池也好，超级电容也好，都有一个很大的问题，就 是它们的能量密度远远不如现在使用的汽油和柴油。最好的锂离子电 池的能量密度也比汽油差十几倍。你要把能量储藏在车上，要么电池 和超级电容太重太贵，要么续航里

10、程太短，开不了多远。这就要思考这样一个问题：为什么能量一定要储藏在车上了？能 源如果不需要放在车上，像有轨电车或动车组一样，从线路上或外部 设施取电，那对车载电源的要求就会大大降低。这可能是电动车的最 终出路。比如用无线充电解决这个问题。地底下埋着线圈，车一边在上而 走一边就充电了，因此解决了能源储藏在车上成本过高的问题。这个技术现在到什么程度了？无线充电，我们现在能够做到一米左右的距离，95%的传输效果， 而且充得特别快，零点几秒超级电容就充满了，一个车经过这个线圈, 两个线圈只要一合上，哗电就冲过来了。一条路有几条车线和一 条充电车线，人家看自己的电量没有了，往上面一走就充上了。这个东西比

11、充电站什么的投资低多了，又不占额外的地皮，只要 在车道下埋根线就行了。它有一个弱电的感应器，靠它来实现充电全 程智能化操作。什么时候开始充，什么时候脱离，你充了多少电，都 可以用它来控制，甚至你在哪里都知道，这等于还可以做智能交通用。无线充电系统投资要比设充电站成本低多了，因此这也将成为电 动车充电的最理想方式。这些都是很容易实现的技术，可惜现在大家 都钻在传统思维的死胡同里没有出来。电机和发动机变革汽车商业评论：对于电动汽车来说，似乎只有电机这一块是 最成熟的了？许敏：现在很多人认为中国电动车的电机是成熟的，实际上中国 工业的电机很成熟，但是汽车专用电机基本还没开始做。未来电动车可变功率电机将取代工业电机。目前，电动汽车电机 的设计都是秉承工业电机设计，其实电机应该跟发动机一样，需要做 成全负荷范围内效率都很高，要做成应用可变磁通量的电机。可变电机就像发动机的可变排量，可以根据需要来产生相应的轴 功率，实现全工况范围的效率最大化。这种电机可能是非对称设计, 在前进方向优化，就像传统汽车动力总成，在前进方向有48档， 但倒车只要一档。而通常的工业电机设计是对称的，没有进行单方向 的优化。还有什么需要改进的地方？中国电动车发展一直是跟着人家屁股后而跑，很少搞创新。还有 发动机，我们现在搞增程式发电机，用现有的汽车发动