课程讲义-《新能源汽车发展现状与前景展望》

新能源汽车发展现状与前景展望

【关键词】新能源汽车发展技术原理历程前景

【课程简介】

新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或

使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的

动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有

新技术、新结构的汽车。本课程从新能源汽车技术基本原理、

中国新能源汽车发展历程、新能源汽车与新能源革命三个方面

进行了详细解读。

【大纲】

一、新能源汽车技术基本原理

二、中国新能源汽车发展历程

三、新能源汽车与新能源革命

第一节混合动力系统

各位领导、各位学员，大家上午好。今天给大家一块给大家汇报

一下新能源汽车发展的现状与前景展望。我分三个方面给大家介绍。

首先是新能源汽车，我们首先知道一下什么是新的汽车，给大家稍稍

介绍一下基本原理。第二方面说一下中国新能源汽车发展的历程，最

后是从宏观角度说一下新能源汽车与新能源革命。

下面我介绍第一部分，新能源汽车技术的基本原理。新能源汽车

分成好几种，首先我们看就是油电混合动力汽车，大家知道普锐斯这

是最典型的，其实油电混合早就有19。。年就有这样的探索。但是当

时电池电机的技术还不是太过关，所以并没有获得大家的认同。真正

混合力时代的到来是1997年上市的丰田普锐斯，这是现代混合动力

的到来，它配备是银氢电池，新一代的电驱动系统取得了很大的成

功。那么目前应该全球销量超过600万辆。

我们看一下混合动力是干什么的？混合动力主要是来优化内燃机

效率的。因为我们平时开的燃油车，大概石油综合利用的效率大概也

就15%,也就是说我们只有效地利用了宝贵的石油能源的15%,其他

的都浪费掉。所以我们要来优化，那么其中优化最重要的部分就是内

燃机，因为内燃机虽然最高效率，其实不算太低，那么我不知道大家

对内燃机的什么印象，其实内燃机的效率目前已经很高了，可以到

40%o最高效率目前实验室可以到45%,都可以到，还说的是汽油

机。柴油机，比方说大型船舶的柴油机，它可以到50%,也可以的。

但是在车上用的时候，我们并不能按来计算效率。因为内燃机的效率

它随着转速和转矩是变化的，比方说我们在城里开车，我们经常并不

是在用它的高效区，因为我们内燃机通过变速箱是跟车轴是直接相连

的，所以你的车速的大小直接会影响它，也就会影响到这个转速在什

么地方？这个转速。那么另外你加速减速主要是靠转矩，所以这两个

参数就决定了它工作的点在什么地方，其实它高效最高效点就在这，

其他的就很低了，其他就非常低了。所以如果内燃机在高效的区域，

我们当然就是直接用它了是吧？直接用的那就是油箱，然后内燃机直

接去变速器动力，对吧？这是最合理的。但是这样的情况是比较少

的，比较少的，比方我们一般说我们在高速公路90多公里，匀速运行

的时候，大概在这个点，大概在这个点这种，所以我们一般来说城外

的油耗是比城内的城里的要低的，当然你在高速公路要开很高的车

速，经常加减速，当然又不行了。所以如果开车都是有体会的，那么

如果不在这个地方我们怎么办？这个时候我们就把断掉，内燃机就不

去直接驱动车轮了。那么到哪去我们还在把内燃机，因为他既然不驱

动车轮了，当然就接我了。那么你车速就不影响他了，我就把它内燃

机再弄到高效区去干啥？发电。发电、给电池充电，由电机，这个电

再由电机去驱动，这样当然效率就很高了。如果像我们在城里怠速到

红灯了，怠速这怎么办？我干脆把发动机停掉，这是最节能的办法，

这就是混合动力。那么为了实现刚才说的这些功能，那就有各种各样

个可以更大的储存能量的空间，当然就要采用大的电池。那么有了大

的电池之后，我们有一段时间是可以纯电动的，比如说我们现在有宝

马最近出了一款车，我前10。公里都是纯电动，就用电池就是用外界

充的电。那么到了后面，然后再进入混合动力，所以一般来讲我平时

上下班我就是纯电动，因为在城里开纯电动驾驶感觉是最好的，乂安

静加速又快是吧？那么当然对环保也好，而且成本使用的电成本也

低，所以这是最佳的方式。但是如果你要跑长途，当然在高速公路一

般来讲还是混合动力是最好的。因为高速公路如果你车速开得高的

话，耗电量是比较大的，所以这样要带很多电池，很多电池当然并不

是不可以，只是成本就偏高了，那么车重也比较大。

所以现在出现一种就是可以外接充电混合动力，我又可以长续行

驶里程，你上高速公路，你几百公里上千公里我都可以跑，那么这样

我就平衡了这两者之间的这是一种优化的方式。那么这种混合动力也

有先是纯电动的在进混合，也有前面就是说比方说你低于80公里，我

是纯电动，你高于2。公里，我发动机立即起来，我们只把这种叫混合

性插电式，就说也用点油，但是大部分是用电。等你电用的差不多

了，我就在油电混合。所以这时我们叫混合动力，我们一般做广告语

就是短途用电、长途用油，这种方式，它节油也可以到80%以上。刚

才说的常规混合动力一般来讲，低于50%不会超过，节油不会超过

50%,一般在20%—50%之间，这个它可以到80%。那么这就是我

们其实这种插电混合式，你最先量产的是中国的比亚迪秦，在2009

年就已经产业化了。它就可以有两种模式，纯电动的混合动力的模

式，那么这是混合动力。

第二节纯电动力系统

那么第2种就是纯电动，纯电动。纯电动其实出现的也很早，是

吧？在1834年就有了，是吧？因为实际上它比内燃机汽车出现的还

早，那时候这些充电啥都有是吧？那么当然那时候电机很差了，这类

电机比功率也很小，用的是铅酸电池。后来内燃机汽车起来之后，大

家就不喜欢这东西了，就把它扔掉，内燃机汽车就起来了，大家知道

福特汽车是第一条流水线大规模生产汽车，然后汽车的成本很低，那

么300美元就一辆汽车，工人都买得起，所以一下就开始普及了，所

以美国成了汽车轮子上的国家。

那么后来到20世纪末，因为电磁技术有些突破，然后能源环保要

求也特别高，大家知道那时候就我们的汽车无污染，比较严重的就是

8。年代，上世纪80年代，美国污染特别严重，另外也出现了儿次石

油危机，对这个内燃机汽车冲击很大，大家知道美国的石油一半以上

都是汽车消耗的。当然中国现在也差不多了，也差不多。因为车的辆

数一上来，这个事基本上石油大部分都是汽车消费了，所以有随着技

术的进步，大家总在尝试回到电动汽车，对吧？几次尝试都失败了，

凡是用铅酸的都失败了，一直都没有什么重大突破。

银氢电池给人们带来了希望，所以2。世纪末出现了。那么但是最

后还是不行，银氢电池的能量密度还是不够。最后证明它只能用于前

面说的混合动力，不能用于纯电动，续驶里程不够，电池太重，真正

纯电动汽车真正进入大规模生产是本世纪大概2008年开始的，也就

是10多年前开始的，也就是到10多年前我们在奥运会的那个时候，

中国第一次大规模进行电动汽车的示范，同时，在美国特斯拉出现，

基本上就是两件事情，点燃了这场，还有一个日产的出来一款纯电动

汽车。

最开始装锂离子电池电动汽车出现，就在2008年左右，其实锂

离子电池出现也就是1992、1993年出现，先是手机，那么后来真正

至U了2。。8年、2009年才开始在电动汽车上用。那么由于锂离子电池

的革命性变化，革命性变化超出所有人的预期，因为电池10。年来总

是在那徘徊，总是说突破了，最后又没突破，所以大家对电池实际上

我们一般叫三起三落。所以人家对纯电动汽车其实刚开始是觉得有点

绝望，觉得这东西没希望，所以后来在那个时候都转向了燃料电子汽

车，是因为纯电动大家都觉得没有前途，但是就是出乎大家的意料，

锂离子电池带来一场革命，带来了一场革命，这10年来锂离子电池技

术进步突飞猛进，成本快速下降，所以大家看到现在电动汽车开始大

规模推广了，而且全球都在尤其是轿车，全球都在转向纯电动汽车。

这是一个全球不可逆转的趋势了，通过1。年的证明，大家已经认识到

这不可逆转了。而且很多人都后悔选择，而且在这个过程中国应该说

是抓住了这个机遇，我们正好是在2009年制定的国家战略，所以这

是关于纯电动汽车一个历史。那么我们现在看纯电动汽车，首先核心

就是电池，对吧？核心是电池，电池可以说占纯电动汽车技术70%,

基本上主体技术都取决于电池。那么这就是电池，当然也有电机、电

控，但我认为最重要的是电池，电池是决定性的，也是革命性的，也

是影响全局的，就是电池。

那么，锂离子电池我刚才说了，我们大概是1992年出现的，日

本索尼公司发明的锂离子电池，到今也就是二十几年，那么真正用

2。。8年，2。。8年，那么这就是锂离子电池的一个基本原理。我们现

在锂电池其实外表看不出什么来，就是铁疙瘩，大家都用过手机很简

单，但是里头东西都在里面，东西都在里面。那么里面从原理上来

讲，也并不是说非常的复杂，就是说我们有一个正极，一个负极，中

间是电解液，这是电池的常规原理，对吧？中间还有张隔膜，把正负

极分开，为了防止他们短路，就防止电短路。那么离子在内部的正负

极运动，电子在外电路运动，那么形成电流，是吧？那么在充电的过

程中间，离子，这就是离子，一般来说正极是锂的氧化物，锂的氧化

物，锂离子电池，当然我们就是以锂离子为载体的，当然现在也有其

他的离子电池，比方钠离子电池等等都一些，但是至今为止还没有找

到比锂离子更好的能源载体，那么现在通常都是在上面改进。那么锂

离子电池的离子就是锂离子，锂离子在锂的氧化物质中间，在电场的

作用下，它会从正极脱出来，脱出来之后离子在内部就电解液吗？它

的电解液是离子的导体，是吧？我们金属是电的导体是吧？电子的导

体，里面是电解质，我们找到电解质，那么电解质一般是有各种各样

的，那么从正极出来之后，它会嵌入到负极这个缝隙里头。

那么负极是什么呢？最开始直到现在主导的都还是碳材料，主要

是石墨。石墨也可以是软碳，硬碳对吧？主要是石墨。那么石墨它是

一种分层的结构，中间有缝隙的，所以这里离子就查到碳城里头去，

这就完成了充电。那么，当你要放电的时候，离子乂从负极回到正

极，所以离子就在正负极来回运动，然后不断的充放电进行循环性循

环，所以我们一般说电池有多少次循环，比方说200。次的循环，这

是说的它从完全放空，到百分百充满，我可以用2000次，当然如果

你不是从0-100%,那可能有4000次、6000次都可以，因为实际上

我们开车的时候不会说把它放光再充满，实际上是不可能的，一般都

是留有一定的余量，当你留余量的时候，你充放度越浅，相应的次数

当然就越多。这就是我们在看看它怎么运动的，对吧？这就是一个比

较画的比较形象的结构，形象的结构，这就是一个充电过程，那么离

子从正极跑出来，正极跑出来，通过电解它相当于大船一样，它有一

个溶剂化过程，然后再变这边再脱溶剂化是吧？那么进入到这里头，

你看这就是电子和离子分离的过程。

那么这就是电池，那么电池我们又分成好几种，单体、模块系

统。比方说我们现在拿的手机，它就是一个单体电池，就一块电池，

卷起来的里头当然是卷起来，一层一层卷起来的。但是我们电动车就

不行了，因为这没有功率。比方说特斯拉用电脑用的那种电池，还不

是手机电池，他用了8000多只电池，8000多只电池，把它连起来。

这8000多吨电池不能一次连起来，它先比方说10。只电池做成一模

块，对吧？然后在模块再把它连起来，因为这有串联、并联一堆事

情，中间还要加很多东西，隔热的、防短路的，等等，这里面都说

了，电保护的、散热的、密封的、阻燃的、信号采集的，还有一些电

的东西在里头，最后构成系统，这是模块，这是模块的技术，这是系

统的技术。那么，这个过程电池的过程怎么做的呢？我们先要混料，

比方说正极有浆料，我们要混料，这浆料我刚才说了是锂的氧化物，

光这个材料不行，我们还得有如联合剂、导电剂加上去，然后往搅拌

是一个很重要的工艺，怎么把这一锅的浆料跟他搅匀了？这是其实是

很难的一个技术，这跟我们做饭一样，其实做饭就是个化学。那么我

们把浆料搅匀了往哪涂？就我们有一个极片，正极是铝片，负极是铜

片，这两种这是收集电流的，我们叫集流体，就往上面涂，涂完了之

后，这规你要涂得匀不匀，我有控制厚度是多少？厚度是多少？一般

厚度是很薄的，都是微米级的，都微米级，我们不能涂厚了。因为涂

厚大家知道电化学有极化，涂厚了，那么它电势分布就很不一致了，

那么就是你要真正充放电的时候，那离子比方负极你要充快了，它一

厚根本就充不进去，都堵在门口进不去，进不去，因为极化太严重。

那么所谓极化就是电势各方面分布不匀，分布不匀，那么它会就导致

电压的损失下降，或者损失升高。本来稳态的时候，你比方说电压还

在4伏，但是比方说我们开电动车，我最后看这个点快都不行了，这

个时候你不能踩油门太猛了。因为你踩油门太猛放电就过快，放电过

快的话，电压下掉就很厉害，它会下掉它的截止电压以卜,，下掉的截

止电压以下，电池内部就会出现一些我们不希望的化学反应。比方说

铜，它就会氧化溶解，铜离子就进入电解液，会导致内部短路，这都

是极化导致的。我们电池主要两个问题，其实所有人动力源都是这

样，一个是由于电化学极化也就是动态特性，就是时间上的特性，它

会导致极化也就是不均衡性，时间上的不均衡性，也就是动态特性。

还有一个空间上的不均一性。比方说我做个电池，我要做很小，

比方现在我们很多里搞理论的人，它不做大电池，它都做极小的电

池，为什么它要做极小的电池，很多理论好发文章，都是用这个做，

它不会用大的做。因为一大的做的话，很多别的问题都进来了。因为

我一大了之后，它是不均一的。而不均匀之后，你原先说的理论根本

就不适用了。所以把它怎么放大？这是一个很工程很复杂的问题，这

也是我们电磁场重点解决的问题，这是我们搞理论的科学家发文章的

时候是不考虑的问题。它一般是探索一个新原理，但是这个原理能不

能用，那是工程师的事情，所以中间的差别就在就在这个地方，所以

一个是时间的动态复杂性，一个是空间的这种细节的复杂性，这两种

导致我们真正工程的时候会遇到很多问题。那么把这个辐压好了之

后，我们再分切一片一片的分切，切完了之后再把它卷起来、卷起

来。因为我们知道很薄，对吧？很薄，你最后要把它整个的容量要做

大，你就是卷起来，卷完了之后再往里头注电解液叫注液，因为我们

是液体的吗？注完液之后再封口，封完口之后，再把它X光检测，检

测完了我们要去化成第1次充电。就怎么化成就第1次充他会在负极

有一些化学反应，形成负极的保护膜等等，这些都是电子厂的核心工

艺。那么，其实电池的成本基本上一半以上都在材料上，都在材料

上，所以材料的成本是最关键的一个成本。

那么我们来看一下怎么从单体，这就是从单体到模块对吧？到模

块，然后从模块再把它变成系统的一个过程。最后的电池包就在这种

地方。我们来看看加工的工艺，这是整个电子包的系统，电子包的系

统，最后把它做成放在车上的就是这样的东西。是吧？电池是在里头

的，但是我们还要有一系列的系统方面，比方说机械的机箱系统，你

不能你有强度，你都有强度立，你得有强度是吧？你要密封，你不能

让他进水，等等你要透气，又要防水，还要透气，对吧？另外我们有

控制系统，对电池进行控制。我们还有高压电气系统，因为最后是收

集要大电流的，我充电也是比方我们现在有600伏的几百安的这种充

电，当然要处理大电流的，它有高压电气系统，当然还有就是热管理

系统，因为电池又怕冷又怕热，你太热了，热到一定程度它就会燃烧

爆炸。那么你太低了，这电池性能急剧下降，因为大家知道我们电池

它是电化学的，电化学是跟温度化学反应都是跟温度密切相关的，你

太低了之后话，化学反应速度会变慢，整个动力学会下降，所以我们

在开车的时候就会觉得一到冬天下雪的时候，电动车里程减了一半，

所以你如果不去管它，那肯定是减一半。但是现在是有办法的，我们

可以给它保温、预热，甚至在开车之前先把它温度提起来，让它在一

个正常合理的温度范围之内。那么一般来讲我们希望是在二三十度，

这是比较好的，二三十度是比较好的。那么如果你到了100度，那就

危险了，你到了零下2。度也不行了，所以它温度也是个很重要的运行

环境指标。这就是我们现在电池有好几种，比方说特斯拉用的就是这

种，我们原先电脑里面也用这种电池，另外一种电池软包装的，铝缩

膜的这种软包电池，还有就方壳的硬盒电池，方形硬壳电池。电池里

头有两种，一种是一一片叠起来的，还有就是卷起来的，卷起来的。

这是两种不同的功率，当然叠片的性能更好。因为叠片就算并联的

话，它的电阻低，同时因为我们的电池在工作过程中它是要呼吸的，

它会缩放它伸缩，它有伸缩，你锂离子一挤进去，它的体积会有膨

胀。我们小的大概1。%以内的膨胀，那么现在新一代的负极膨胀就更

厉害了。

那么，这个时候如果这种卷绕的话，有时候会造成内部应力，内

部应力，所以现在新一代的电池都是这种叠片、叠片。我们看这就是

做电池的工艺。我们可以看我们有正极材料，负极材料，有中间那张

防止短路的隔膜。这个很典型的，我们看他是怎么放的是吧？放一片

正极，放一片负极，中间一个隔膜，就这么一片片把它叠起来的，这

就是叠片电池。这就是叠片电池。那么这是卷绕就是卷绕是吧？正

极、负极、隔膜都在这，就这卷，就把它卷起来。这个成本低，因为

它工艺简单，因为卷起来对吧？不像叠片生产效率偏低，当然现在新

一代的叠片生产效率也比较高了，那么还有这种Z字形的、Z字形

的，这个它又有点叠片的意思，又有点卷绕的意思，就是来回这么着

来回一下的，来回一下一下的，但他实际上还是连起来的，它并不是

像我们的叠片，碟片的问题，我们怕为什么不弄那个，因为你要切一

刀，切一刀有时候会有一点点金属削你可能不干净，你搞不干净的

话，如果一旦换进去，这个电池就比较麻烦了，它会产生内短路，内

短路我们有的时候觉得叫“癌症”，因为你不知道他什么时候他慢慢

的积累，所以一般新工厂我们有时候新建的生产线就会有这个问题。

那么这就是我们再看一看大型的卷绕机，这就是电子厂最核心的

装备。那么现在电子厂基本上它是无人工厂，所以我刚才说的比方说

厚度什么都是在线检测的，大概要检测2000多个参数，这样来才能

制成合格的产品。当然电子材料体系的研究，仍然是这中间最核心

的。所以材料科学是电池最底层的核心技术，目前应该说全球材料技

术最好的是日本，是日本，现在日本主要是靠材料技术立国的。

你比如说我们现在芯片的硅材料，本来芯片是现在是竞争很激烈

了，对吧？芯片硅材料的底层就是硅对吧？芯片，大家说美国人号称

它是第一，实际上底层的硅材料是日本提供的，日本的新月公司是硅

材料全球最大的，基本上垄断。那么我们现在电池也开始用硅材料，

大家知道我们的光伏也是用硅材料，但硅材料相对来说对品质的要求

不那么高，那么但是我们现在电池也开始用硅材料，那么硅材料的核

心问题它是膨胀很厉害，它有300%的膨胀，当然这就没法用了，需

要用各种办法来减少膨胀。

目前做得最好的也是日本的新月公司，也是新月公司，氟也是材

料工业中很核心的一种高精尖的的东西，它就是一种氟化材料，在半

导体的表面喷一层喷一下，那么一吨大概十几个亿，一吨才十几个

亿，但是它因为用量很小，日本人把材料控制，这个材料是日本大金

公司，基本上全球它是做最好是垄断性的，他找不到其他的替代物。

所以材料科学跟材料技术还不是一回，因为材料技术是要长期积

累，我们现在是中国做材料科学研究人是很多的，论文也是遥遥领

先。但是材料技术是要长期积累的，跟这个还不完全一样，估计需要

一段时间的积累。这是我们核心的材料科技，其中最核心的，目前大

概全国做材料研究的高校的老师，至少我想有1/4会卷入跟电池相关

的研究，电池相关研究。

那么另外一个跟电池相关，当然就充电了，对吧？就充电。那

么，充电设备大家很简单，对吧？就一个充电桩有充电机，其充电桩

里面啥都没有，如果是慢充你家里装充电桩里头啥都没有，就是个显

示计量什么的，因为它直接交流电。真正的充电机是在车上，慢充的

充电机在车上，而把交流变成直流，直流在弄到电池里头去，那么外

面的快充它就是直流的、直流的，这个时候充电机是在地下不在车

上，不可能装那个东西，那么慢慢的我们车上的充电机会拿到车下

来，所有的慢充也变成直流桩，慢充变成直流，这样车上就省了空

间。

另外，直流桩它会跟电网更好的这种互动。那么因为现在大家是

随便充电，慢慢地会考虑到，就是说比方说叫有序充电，不是回家就

充，你虽然插着他不会充，它大概到转后半夜给你充，因为那时候用

电进入低峰；另外它还有可能一直接着电网吗？那么这会双向流动。

电网如果要电的话，你还可以往那边送。所以现在在慢慢都开始了，

这样一来充电桩就要智能化。当然也可以无线充电，但无线充电相对

来说还有很多瓶颈，更多的可能是也就是将来的充电桩它跟车一直连

着，现在大家害怕，还害怕连着，连着哪天出事，下面充电桩会是你

电动车一直，一个方面是跟电网互动，一个方面是一直监控你电动车

是不是正常状态，这是下面的一个发展趋势。

那么电动车另外一个就是驱动了是吧？大家知道电动车的动力性

特别好，所以现在所有的豪华跑车都变成电动的。你想想你一个300

马力的发动机，那是多大一东西？我3。0马力的电机可以做的极小，

可以做的极小。我们现在这个重量比也可以到一公斤大概4五个千

瓦。升功率还会更大十儿个千瓦每升，下面升功率会到二三十个千

瓦，二三十千瓦，所以慢慢这是另外一个，当然就是电子控制器，这

两个体积都在缩小。因为电力电子也在发生革命，原先是晶体管很大

的，我们以前的火车不就用这个很大的，现在越来越小了。它就不是

我们以前叫IGBT,现在叫基于碳化硅，基于碳化硅的器件，就像以前

慢慢电力电子有点像电脑的微电子，以前是个大的台式机，后面可以

做成笔记本，现在电力电子也在发生变化，所以以前电机控制器单独

的，但现在慢慢的可以直接做到电机里头去，直接做到电机里头去，

它就一体化。而且慢慢的，因为电机体积越来越小，体积越来越小，

我们说将来它可以到二三十个千瓦，甚至是可以到三五十个千瓦一

升，也就是说你发原先电发动机的东西体积现在只需要几升就行了，

1。升以内就够了，就像我们农夫山泉的4.5升的瓶子两个就够了，那

么这样来它就跟前驱动轴就做到一块，这就是前驱驱动轴，这两边就

轮胎，接轮胎的，所以电机驱动车轴就变成一体化，我们叫同轴驱动

桥。那么还有一种慢慢的它会干脆把电机做在轮子里头去，就电动

能，就电动能，这也是一个发展的趋势，发展趋势。

所以这方面应该说技术变化也是进步也是非常快的。我们看电机

驱动的特点，我们电机的特性就是我们叫刘马特性，低速的时候扭矩

它大，高速是扭矩就下来，这是我们牵引推行最好的。最好你看以前

我们火车因为太庞然大物了，它不能像汽车这样直接就起来了，它怎

么办？它也要变成电机驱动就可以了。所以以前火车虽然是上面是柴

油机，但是它轮子上面装的是电机，但是柴油机是发电给它电机，为

什么要这样？因为电机有这样好的驱动特性，所以加速起步，你再大

的东西我起来非常容易，内燃机不一样，内燃机做不到这一点，那样

就做不了那样，内燃机基本上是平的，高低都一样。

所以这样一来，而且电机的响应比内燃机快多了，它是毫秒级

的。你说起来就起来了，我们现在豪华跑车转型器的地方，现在都是

3秒以内加速到百公里，就像特斯拉它是2.9秒，那么还有比这更好

的。所以现在豪华跑车无一例外都变成电动了，都变电动了，那么你

看加速的特性，你看这是电动的加速特性，说起来就起来，而且对扭

矩的控制非常的。你开过电动车你就知道，我们叫这个车随你动的感

觉特别遂心如意，就是说它加速是线性化的，你说加多少它就加多

少。但如果一个内燃机驱动它不是这样的，有时候你踩多了，它反而

给你不起来，对吧？它是非线性的，所以加速的感觉，电动车是非常

好的，非常好的。

那么，另外，刹车也很好，就是说我们传统的内燃机刹车你就把

能量浪费了是吧？但是电动机不会，因为电动机刹车的时候它就变成

了发电机。大家都学过，中学都学过电机原理，电机是可逆的，你给

它电它就电动机，你带它转它就发电机，它本来就是双向，所以目动

的时候，电动机也非常好，它变成一个自动器。所以我们开电动车的

时候，你很基本上很少踩刹车，就刹车很少用，很少用，甚至现在有

专门设计的，就是单操作油门，就可以实现各种检索，那么叫单油门

操作，就不需要根本就不用踩刹车。那么各个厂家它匹配的不一样，

有的国外厂家比方如果你买宝马的车，他自动回馈我们，这叫自动回

馈，就是回馈自动，电机变成发电机发电，它就有一个自动力，这个

东西它会放得很重，所以你开着车，你只要一搜油门，他马上车就给

你，接下来有人不惜惯，实际上在城里开这种特性很好，你感觉很安

全。它不会去，我以前开车经常在城里就会跟人家蹭，是吧？因为你

必须踩刹车，你不踩刹车它就会蹭，那么现在开了电动车，你只要收

油门，它马上就下来了，你就不会跟人蹭了。然后感觉非常安全，非

常的稳定，所以这也是它很好的一个特性。

那么随着电机驱动系统的体积不断的减小，那么我们刚才说了升

功率可能提升到2。千瓦，就是每升，我的电机2。千瓦，一升就20

千瓦，我们一个车汽车高一点的有这100个千瓦，5升就够了，5升

就够了，再加一点电力电子控制器会提升到多少呢？50千瓦。50千

瓦只需要一升这么大的体积就可以了。在以前不可想，以前好大的、

好大的。这样一来我们大家知道我刚才说充电机也拿下去了，所以你

打开前舱，如果是内燃机汽车改的电动车，你打开前舱，前舱它没东

西了，空了，都全都空了，所以内部空间也极大的改善。那么这样一

来，我们就可以把电池把底盘做成这样平的了，就完全是平的，就平

的电池在这。基本上上面就没东西了，不像现在上面放好多，你要是

内燃机汽车，你把前舱打开全是东西满满当当，但我们它就没法做成

这种平台化，那么现在就可以完全做了平台化，而电池放在这个地方

是最好的。对吧？它有防碰撞，对吧？

所以这样汽车设计的概念就会发生变化，就不像以前了，但以前

知道这车是怎么做的吗？大家知道到汽车厂都有什么几大工艺是吧？

它就做那车壳子，那车壳子是一个全封密的壳子。汽车厂最难的就是

车的壳子，先把它钢板冲压，然后焊接对吧？焊成一个整体，它是没

有底盘的，没有正正儿八经底盘的，然后再往上面装东西，在喷漆什

么的，是吧？那么现在这种做法，因为原先碰撞实际上是靠车身承受

的，靠车身承受，所以车身做起来就很复杂，很复杂。你到整车厂

看，它其实就是做车身，因为零部件大多是在外面工来的工艺来。那

么现在做车的做法就完全不一样，它就变成这样。这样一来会带来一

些革命性变化，比方说你不是你车上在做这个东西，那么车身跟底盘

可以分开做，就像我们以前做电脑，你可以自己攒电脑是吧？那么，

你车身由于现在又智能化了之后，因为车跟车之间将来慢慢智能化，

首先防撞你就撞不上去，因为车跟车是通讯的，撞不了。另外，我底

盘本身就可以承担碰撞，所以车身就可以做得很轻，就可以做得很

轻，尤其我们现在材料慢慢的就是碳纤维，碳纤维材料，所以这样的

车身你自己家就可以装车身了。

装车是那么你要一个底盘，你可以装很多种车身，对吧？比方说

SUV、轿车、皮卡，就一个底盘全都搞定了，对吧？这样你到时候去

换，然后可能有一大帮人专门做车身对吧？就像做衣服是的，因为现

在这种这也是一个很大的变化，轻量化材料之后就完全个性化，每个

人开车都不一样，否则的话你都一样的话，下面大家就不买车了，为

啥？打车现在滴滴很方便了是吧？你要是纯粹解决交通问题，你打个

车就完了，当然比自己开始稍稍贵一点，但是很方便，比你自己开始

绝对方便，对吧？你到一个地方你也不用管停车了是吧？所以你必须

用别的东西要吸引你，吸引你，就是说这个车跟你家庭成员吗？都你

千变万化，你可以在这上面做很多事情，你自己的车就完全跟任何一

个人都不一样，这样就自由发挥的空间很大，这就是。你看另外一

个，你像我们的电动车，可以直接在水里走，像潜艇一样走的，然后

内燃机汽车就不行，因为你有个排气管了是吧？你不能把排气管给淹

了，对吧？电动车是没有这个问题的，我刚才说了我们电动车电池

包，它是全密封了，它是防水，然后再透气，有这样的膜，而这样的

膜就是它是防水的，但它是透气的，气是可以透的。电池我们现在是

全密封的。电池你是要必须放到水里去，没问题了。你要放水，你有

问题这就不过关了，安全就不过关了。它是不能进水的，不能进水，

所以这些电动车给大家介绍。

第三节燃料电池系统

还有一种第三种燃料电池，燃点大家知道这一两年氢能源特别的

火，各种媒体各种领导表态等等，当然我觉得是过热了，过热。其实

刚才我说的纯电动仍然会是主体，大家都觉得是不是燃料电池要取代

处理纯电动，不可能，不太可能的，所以这实际上有很多是过热的，

但是燃料电池本身还是一种很重要的动力装置。那么燃料电池什么时

候发明的？也很早以前。但是那个时候发明燃料电池只是一个化学实

验装置，它不产生功率，它只能带动一个灯泡。那么后来是到1992

年，为什么只能做一灯泡？它是因为就像我刚才说的电池，做一个纽

扣电池是科学家干的事，儿毫米科学家干燃料也一样，做的很小，因

为大了之后就麻烦事多了，麻烦事就多了。那么首先麻烦事就是你单

位面积通过的电流，也就是电流密度，这就是个很大的问题，电流密

度越大，什么事情都不好办了。所以一直搞不定。到了什么时候才突

破，是1992年突破，加拿大巴拉德公司，突破的原因就是我们照样

跟刚才说的电池一样，它有一张离子交换膜，这个膜决定了你电流通

过的密度能有多少？是杜邦公司制成了一张可以通过大电流的膜，他

们就做成了这个系统。那么真正燃料电池轿车推向市场是2015年，

当然现在推广的难度很大，受阻力还是蛮大的，因为相关的假进展，

各方面的条件还是落实起来非常的困难。

这就是氢燃料电池的一个原理。跟我们电池有点像，它也有正

极，负极，这里叫阳极、阴极，我们的正极就是阴极，刚才说正极就

是阴极，负极就是阳极，那么，这种在阳极这一侧是氢气、氢气。那

么氢气相当于按照我们常规的用个氢气泵把它打进来，打进来。在这

个地方有催化剂，这一根电池不一样，它要催化剂，它要催化剂。那

么在催化剂的作用下，大家知道氢是外面只有一个电子，里头一个质

子，它中子也不同，就是氢的同位素、同位素，比方说搞氢弹它同位

素做的，我们不关心，我们就是说一个电子一个质子，在催化剂作用

下，电子就跑走了，从外电流走了。

那么质子内部，质子、灯、电、化学都要电解质，那么电解质，

质子交换膜，这个膜可以透过质子，大家知道化工里头有氯碱工业，

它也是电解，它也是一个离子交换膜，凡是电化学的，你要氧化还原

反应，中间都是要有一个电解质，现在质子交换膜就是电解质，这是

固态电解质，它含水之后就变成电解质。那么，这个离子或者说叫质

子在这种情况下那么就过来，过来通过自家按摩到阴极这一侧来。阴

极这侧是什么？氧气？我们有空气泵，把氧气打进来，打进来。打进

来之后在这儿跟它反映。那么，氢氧结合生成水，这里面暂时的还是

比较清楚的，氢氧结合生成水，然后这是一个能量转化装置。既然能

量转化装置，它不可能100%的氢的能量都变，都发出电，这是不可

能的，能量有它的定律。那么所以它有一部分变成热了，大概现在我

们燃电的效率可以到5。%,理论极限效率大概80%,但是因为你最后

要组成系统的，你有很多耗功的东西，比方说氢气泵要耗功，空气泵

你也得耗功，所以最后落实下来，而且因为跟内燃机一样，它效率是

变化的。我说的那是最高效率，往往是在发电功率比较小的那部分比

较高，在大的热定的这一块，你只要电流一大，那么这效率就会往下

降，因为电流一大的话，就会有各种各样的损失，损失，所以我就不

详细介绍电化学的机理。

那么这就是在基础上做出来的发动机。为什么叫发动机？其实是

个发电机，对吧？人家知道他最后是发出来电吗？但是，如果你再加

一个电动机，那不就是发动机了吗？那么进来是氢出去是转矩，对

吧？所以你也可以把它叫发动机一看好像跟内燃机长得很像，是吧？

是长得特别像，所以经常他们把内燃机搬出来，把再搬进去，搬进去

就成了。所以而且它用的乂是燃料，好像跟汽油车很像是很像，加的

还挺快。所以这种东西所以人们理解起来特别容易接受。而且这个跟

刚才电池不一样。其实电池光伏它都属于颠覆性技术，以前没这个行

业，突然长出来这个行业，长出来的行业的话，当然就是说都是些新

人。那么像这种氢这些东西，它跟传统行业有密切关系，比如说化

工，现在我们制汽油，大量的加氢，加氢之后清洁化，那么比如说钢

铁，焦炭它最后也要生成富产氢，大量的氢，这煤现在大家知道煤炭

用量在下降，所以煤炭工业现在也是我们这个结构叫供给侧结构性改

革调整的重点。

煤也可以制氢对吧？所以还有氯碱工业，它制氯碱的同时它也产

生氢气，所以好像传统的行业都跟氢气有关，大家不约而同的说，我

的绿色化走这条路挺好，所以大家都一窝蜂的要搞这个东西，一窝蜂

搞这个东西。其实用煤制氢，你干嘛要用煤制氢是吧？你煤发电比这

个还好，你煤制氢大量二氧化碳产生。所以其实我们真正制氢是要用

可再生能源制作才是有意义的。你要用化石能源制氢，那又何必兜这

么大圈子干啥，对吧？所以现在为什么这么热？这个东西跟我们传统

的行业有千丝万缕的联系，也就是说利益相关者多极多、极多，所以

跟这个也有点关系，虽然技术本身是一个原因，但是跟这个行业的特

点也有关系，老百姓来理解这件事情，又因为跟传统的汽油车很相

似，所以大家很容易接受，很好理解，而电动车大家就不好理解了，

乂会想历程乂不够，乂充电乂不方便，乂是这乂是那，所以这个是目

前社会上造成热点，它跟这些因素有关。

好，我们来看看，这是燃料电池，看上去是个非常高科技的东

西，跟电池不一样，电池就是一个一个铁包包什么也看不到，燃料电

池相对来说一看是高科技。

那么现在有一个你说又有纯电动又搞个燃料电池，你究竟想干

啥？有人说最后是燃料电池，现在纯电动是过渡，其实不完全是这样

的。那么现在我们想跟它找一个定位的话，我们就说相对来说通俗一

点来讲，锂离子电池在替代汽油机、燃料电池替代柴油机，柴油机是

干啥的？大卡车、火车传播。那都是柴油机，大的要能量多的这种，

如果你轿车的话，你就是50。公里，那么成本纯电动也不比燃料电池

高，是吧？但是大卡车那么就相对来说，你要是续驶里程长的话，要

的能量太多了，所以它相对会有一些优势。当然我说的前提是燃料电

池的成本还必须大幅下降才能跟纯电动比，因为纯电动它推广的比较

早，所以它成本已经下降了很多。而燃料电池还没开始推广，所以它

成本还偏高，所以必须在未来的前提卜，所以这两种技术在未来还会

竞争。即使对用对于卡车未来的局面目前还无法完全判定。所以在这

个地方我们必须氢燃点必须大幅降低成本，才有可能跟纯电动竞争。

现在看首先跟轿车竞争，估计是可能性不大。那么现在可以竞争的是

其他的，其他但至少比方飞机、船舶这些，但船舶现在也在装纯电

动。但是大型船舶我觉得还是有困难，还有困难。

所以这就是三种，我总结一下。总结一下，这就是三种电动汽车

三种动力系统内部核心，还是对混合动力来讲，发动机那么基本的共

性的还是要电池、电机、电控，为什么呢？刚才不是我你不是叫氢燃

料电池汽车，就清燃电池，其实氢燃料电池汽车也要电池，也要电

池。因为氢燃料电池跟动力电池不一样，氢燃料只能发电，你不能反

过来，不能反过来，但是电池可以你至少自动的时候，我要电池来吸

收能量，燃料你干不了这件事情。而且燃料电池不适合于像发动机剧

烈的上下波动，所以也需要电池来把那些剧烈波动的功力给它吸收

掉。所以它实际上是氢燃料电池跟动力电池组成的一个电电混合动

力。那么纯电动是最简单的，混合动力和燃料说起来都比较复杂，又

刚才说了混合动力有常规的，又可以外接充电，等等，是吧？

所以我们现在把只要有电机参与驱动的汽车都叫电动汽车，只要

有电机参与驱动，都叫电动汽车。但是他们电气化的程度是不一样

的。我们国家定义可以充电的混合动力电动汽车，纯电动汽车、氢燃

料电池电子汽车等电器化程度高的电动汽车叫新能源汽车，这就是我

们定义的新能源汽车。当然大家说好像不大理解为什么叫新能源汽

车，从字面上理解你是新能源吗？对吧？你纯电动的店铺还是煤电

吗？对吧？至少是煤电为主，现在我们煤电还有69%了，对吧？还是

有点想不通，因为我们现在的电动汽车还只是新能源汽车的初级阶

段，不是真正的新能源汽车，但是再过十儿年他会变成真正的新能源

汽车，也就是使用可再生能源的新能源汽车，那就叫真正的新能源汽

车。

第四节中国新能源汽车发展历程

下面我来接着讲第二部分，就是中国新能源汽车发展历程，我分

三个方面，包括发展历程、研究进展和存在问题。首先就是发展的理

由，为什么要发展新能源汽车？其实经常大家还会提这个问题，我刚

刚在中央电视台录了一期节目，就是《经济大讲堂》，为什么要选择

新能源汽车？因为现在其实对新能源汽车还是有各种不同的这种意见

和看法，是吧？我们觉得就是说都很正常，因为他这是跟每个人口常

生活都相关的，不光是消费者问这个问题，为什么要干这个事？所以

我下面会从几个方面，先是从国家战略的角度，我在第3部分还会讲

新能源汽车跟新能源革命的关系，来反过来印证为什么要选择新能源

汽车。好，我们先看看国家战略选择的理由，这是我们最初在2001

年启动电动汽车国家专项时候，我们有三个理由，一个理由就是石油

安全。那么石油安全的问题，这有一组数据，2017年中国汽车保有量

是2.17亿辆，消费器材有3亿吨，大概占石油消费总量的一半。我们

如果往HI推一下，2011年1亿辆车，消费占比，燃料的消费占比大概

只占1/3。现在2019年3月份，全国汽车保有量是2.5亿辆，估计

今年年底就要超过美国了。我们私家车都快2亿辆，我们石油对外依

存度已经超过70%了，这个石油地缘政治影响非常厉害。这是我们国

家自己的石油，基本上他就差不多就是平了，而其他的也就有点气或

非常规油等等。所以消费跟产量之间这是以前预计的，其实现在就已

经70%了。所以它总是比你想象的要快。我们经常预测有两种情况，

一种是预测，总是比你想象的慢，有一种另外一种总是想象的比你想

象的快。所以中国只要说消费什么总是量来比较的话，它总是比你想

象的快，这就是中国的特点，所以这必须引起我们高度的关注石油安

全。因为美国那么因为在美国发现页岩气之前，美国对外外交军事其

实最重要的一个原因就是石油。

那么现在美国自己乂有页岩气了之后，它肯定会用作为一个武

器，这个是我们要高度关注的必须，而且现在石油安全是越来越越脆

弱，就是说应对石油风险的体系越来越脆弱，大家知道中东总是在那

有事总是有事，所以这个是要引起我们高度关注的一个问题，这是一

个理由O

第二理由就是城市污染，城市污染也是有很多这种说法，的确你

现在前几年总雾霾，最近我看我到山东什么安徽好像到处天气都挺

好，好像是跟把厂子关了一批之后，效果还是立竿见影。但是是煤，

雾霾是一回事儿，但是在城市中心区域的细颗粒物、氮氧化物，随着

雾霾走了之后，反倒是凸显了机动车的污染，占的比重越来越大，大

家会产生怀疑，经常不服气，说汽油说没什么颗粒，是汽油车直接排

没有颗粒物，基本上没有，我们不做就排放检测，就不做这个。它是

就碳氢化合物出来气体的碳氢化物、氮氧化物、一氧化碳出来之后，

在大气里面二次转化，二次转化产生，二次转化产生，所以它在形成

二次颗粒物，这是它的主体，这是主体。

另外一个，当然我们还有产业升级，如果我们按照国外的汽车发

展的技术路径走的话，我们这么个产业永远都弄不过他的。那么而汽

车这个产业对国民经济又非常的重要，非常的重要。它是我们支柱性

产业，支柱性产业。那么，2。。9-2018中国汽车产销量10年排名世

界笫一，基本上都接近3000万辆。你想想3000万辆一年，这都是

接大家基本上都在2800万辆、290。万辆这样子。这个产销量应该说

是不断刷新全球历史纪录，不断选刷新记录。我们大概现在产业规模

占全球大概30%,汽车消费占全社会消费品零售总额12%以上，实现

了利税占国家总税收12%以上。汽车相关就业占人城镇就业人口12%

以上。你想想，这是个多么重要的产业，所以总书记在2014年考察

的时候，发展新能源汽车是大国向强国迈进的必由之路。你显然这是

个大国了，对吧？汽车第一大国，汽车产业第一大国，是吧？你要说

产业从产业的工业制造业来看，还找不出一个比它更大。所以这是我

们搞新能源汽车的三个国家战略的理由。所以我们在2015期间开始

了，就2001年开始了电动汽车重大科技专项，这应该说是一个打基

础的阶段，打基础阶段。那么正在这个过程中间，我们开展了国家中

长期科技规划，在规划中间确立了节能与新能源汽车的科技战略，用

节能新能汽车来概括我们的战略，就是一个方面，要过渡战略，就是

发展节能汽车要节能，因为你规模也很大，你还要节能。另外一方面

发展新能源汽车，我们叫过渡转型双重战略。节能与新能源汽车战略

一直延续到现在，像中国制造2025,它也叫节能与新能源汽车。

2012年国务院发布的题目也叫《节能与新能汽车》，安全最早是在国

家中长期规划制定了。那么节能新能汽车的战略就是刚才说的，主攻

目标是建立新能源汽车动力系统技术平台，因为真正的技术就是动力

系统，其他的部分其实改的不多，改的不多。好，这就十一五就在这

个基础上，我们新能源汽车从打基础开始向示范阶段转化。那么这就

是十一五期间，2008年北京奥运会，我们开展《新能源汽车科技示范

工程》，科技示范工程。

那么在这个过程中，纯电驱动的车辆是表现最突出的，反倒是混

合动力当时表现的不太好。但为什么混合动力，因为我们燃油车以前

就是学国外做的不是那么好，总是比他们差，这混合动力最核心基础

还是燃油车。那么必然有着动力系统还要复杂，所以最后做出来效果

不是太好，跟国外差距其实很大的。所以我们开始考虑要选择纯电驱

动技术转型战略，也就是说我们要选择纯电动为产业的突破口。你科

研搞了半天，你搞了技术研究，乂搞了示范，你就开始产业化，你产

业化你就要想想，用什么作为开路先锋。最后我们说是纯电动作为突

破口，那么为什么要这么选？首先我们刚才说的三大理由是石油安

全、城市污染、产业竞争力，它最有效，它最有效，因为你混合动

力，你还要用油，你还有污染，对吧？那么产业竞争力更谈不上，你

搞混合动力不可能，你产业竞争力想靠混合动力，建立中国汽车产业

竞争力显然是不可能的。那是恰恰都选错了，如果你要搞中国汽车产

业没有出头之日。另外一个我们也是开发实践的总结，是吧？2008年

奥运示范纯电动汽车表现是最优秀的。另外，纯电动汽车是各种电动

汽车的基础，电池、电机、电控，我不管你混合动力还是燃料都要这

个，还有我们发现的锂离子电池的出现带来了新的机遇。当然还有一

条，我们要强化中国交通体系的特色和优势，什么叫中国交通体系？

中国交通体系的特色优势就是电气化。

我们可以看一下，中国的大城市，我们的公交、公交，我们把中

国的交通体系概括为点、线、面，这也是我提出的一个概念。所谓点

就是大城市或者大城市群，比方北京天津其实是个点，上海附近的无

锡这都是一个点。那么三五百公里以上的这种我们叫线，广大的中小

农村，这叫面，我们叫点、线、面，我们点上新能源城市公交客车，

全球90%以上，甚至95%以上都在中国，国外没有这个东西。其他内

燃机驱动的，我们在线上我们城际的高速电气化铁路，也是世界第

一。我们在面上电动自行车、电动摩托车，那也是第一。

我觉得这就是一个中国特色，这三个东西同样重要，都是中国特

色，都很伟大。我们这就是中国交通电气化交通的总体优势和特色。

我新能源其实就是要来强化，强化这个，所以我们要搞电动汽车为主

体。所以在这个过程中，因为我参与了整个过程，因为2009年3月

份，胡锦涛总书记在两会政协民盟联组会上，第1次中央领导人第1

次对这个技术和行业发表意见说，新能源汽车代表了汽车工业发展方

向，所以在2009年应该说是新能源汽车纯电驱动转型战略制定的关

键年份。在8月份我们在北戴河召开电动汽车战略研讨会，有多位中

央领导人参加，在会上形成了纯电驱动的技术转型战略思路。在9月

那么新能源，其实我参与了国务院的战略新兴产业座谈会，那么在会

之后，新能源汽车被国务院确定为战略性新兴产业之地，而且启动了

10城千辆的新能源汽车示范推广工程。在这之后我是具体负责科技部

这边的新能源汽车的产业化规划，那么同时还有一个国务院工信部那

边也在做一个规划，我们大概都在2012年在科技部的规划里头，然

后在工信部报送国务院，最后由国务院发布规划里头都提出推行纯电

驱动技术转型战略。

什么叫“纯电驱动”技术转型战略？我们可以对比一下，丰田的

战略和中国战略的差异。丰田的战略就是燃油车之后，进一步强化自

己的优势，搞混合动力汽车。因为从他们的角度来看，先进燃油车在

复杂搞混合动力汽车、在复杂搞燃油电动车这样的构成一个竞争的嚷

垒，你谁都进入不了，你打破不了这个壁垒，沿着路线走，丰田一直

领先，一直领先。那么我们显然不能按照这个战略来规划中国战略，

那么所以我们提出是以纯电动为突破口，来带动各类电动汽车全面发

展。我以纯电动和锂离子电池为平台，它是以燃油车为平台做的。所

以我们是你不叫弯道车，这可以叫换道超车，换道超车。那么这就是

这两种战略竞争了1。年，现在看来我们是成功了。丰田感觉走不下去

了，开始转了，而我们现在应该说走了1。年之后，现在大家全球都按

照思路转型了，所以在“十二五”我们就按照这个思路开始推进纯电

驱动的产业化，产业化，由于要产业化，所以基础设施、技术标准都

上来了。那么正好在“十二五”期间，总书记2014年发出号召，发

展新能源汽车，是从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。所以接着国

务院发布了一系列的优惠政策，助推这么一个，所以中国新的企业产

业化从此进入快速发展阶段。

那么我们可以看在技术方面，锂离子电子技术提升国际前列。我

们从十五、十一五、十二五一直抓，我们现在动力电池总体水平居于

世界前三，其中宁德时代是全球第一、全球第一。在这1。年期间，锂

离子电池能量密度从1。。瓦时每公斤提到300瓦时每以上单体电池这

单体电池，那么系统比能量也在逐步的提升。我们近最近期已经接近

20。瓦时每公斤，单体跟系统有个差别，因为你从单体做到系统要加

很多东西，所以它就密度会下来一些。另外2018年全球十大电池企

业，中国占了六席，第一名、第三名。好，第三名是比亚迪。而且成

本也在不断下降，不断下降。我们预测的其实下降的速度和提升的速

度都超出我们的预期。这是我们一年几年前预期的，刚开始我们觉得

2017年是一块七，最后实际上落实下来是一块儿。今年最便宜的电

池，含税的价已经到七毛钱一瓦时含税价，不含税六毛钱，这是最低

价，所以下降的速度也超出预期。什么叫革命性变化？这就叫革命性

变化。就是说10年你可以把成本降百分之八九十，这就叫革命性变

化。那么这是一个。

另外一个我们纯电动整车，我们用以大车和微型车起步，逐步的

进入家用轿车这个领域。那么平均续时里程刚开始是150公里，现在

都到400公里以上了，也是提升了好几倍。现在氢推的500公里也很

多，但是平均大概是在400公里以上，因为有些小车它不需要那么长

的续时历程。另外，纯电动商务车就大客车已经批量出口，批量出

口,这是我们很值得骄傲的事情。

另外，混合动力燃料电池也创造了中国特色燃料电池，我们就燃

料电池、动电成混合性动力系统，这是中国率先搞的、中国首先搞

的。我们大概2017年是开始商业化，比纯电动大概晚1。年。那么现

在我们的燃料电池上车大概40。。辆，这个也是全球第一。虽然很

少，因为全球都没有都开始都是刚开始，都是刚开始。这也是就我们

强调了燃料电池的上车，纯电动的轿车，这个都是国外刚开始不认同

的。但是做到今天10年之后，普遍接受全球都朝这个方向抓，所以这

是中国第1次在引领全球的发展，那么看我们的市场上升的过程。1。

年，我们从零上升到127万辆，年产年产量，保养量从零上升到去年

1261,现在已经350万，明年大概50。万，上得非常快了，这都占

到了全球53%以上，对吧？所以我们可以说是中国首次在全球率先成

功大规模导入的高科技民用大众消费品。但是大家知道电脑、手机这

不是中国线路，这都是外国弄得再来的。大家可以数一数，前面所有

这些东西都是外国先用，我们再来。是吧？所以我们也得承认，因为

很多东西都是国外发明的，不是中国人发明的，但是这一次我们真正

我们先做了他们再来，而且这些核心技术都是中国自己的，都是中国

自己的。

那么跨国企业先后转型新能源汽车，中国首次引领全球汽车发展

方向，这些说实在的，没几个人说汽车的好，说实在。另外一个原

因，可能凡是跟老百姓密切相关的东西，一般没有什么神秘感的东

西，大家都不觉得有什么？是吧？你自己买个车，你要哪打开看看是

啥东西，你还可以评论，这太糟了。然后还可以比较，因为旁边还有

一辆外国车，对吧？你这有外国火车吗？没有。所以我们神秘感那些

东西从汽车里面都得不到。所以这种这叫什么不被理解，我们搞汽车

是经常这个会有抱怨，对吧？会有抱怨。所以大家都是领导，就是说

要从不同角度来看问题，不同角度看要客观一点。但是说实在是这是

很难的。所以最难的还是市场化、国际化、竞争性的这些方面。因为

我也政协委员，上次政协讨论自主创新，我也在那发表了记者发表谈

话，我说叫换一个坐标，看我国技术创新的短板，不要分成航天、高

铁、汽车，不要这按这个坐标分，不要按这个坐标分，按什么分？按

业务类型，我们有三种业务类型，一种叫BtoG业务，政府业务，G

就是政府，一种是BtoC业务，对客户的这叫对老百姓。最难的是B

toB业务。你既不卖给政府，也不卖给老百姓。你是卖给BtoG和

BtoC的那种人是最麻烦。其实技术短板就在BtoB上，因为核心

的零部件材料都是BtoB提供的，它对终端它都是就是说你去你做B

toG业务，你拿大单子从政府那拿了，但是你这东西好多不是你的，

都是要别人来给你提供的，所以这个关键零部件的关键核心技术的供

应商往往就是干这个事。其实这个地方最难做了，因为你要说真正做

客户吗，你要是跟政府做吗？其实也好做，但是他们只是做集成的。

那里头的所有的东西不是它的，不是它的，都是别人提供。是吧？都

是别人提供，比如说电池、电机、电控，它不是终端产品，它都是装

在每个东西上的。比方你做一个行业，那里头东西达到全国不知道多

少人给它提供东西，所以给做BtoG业务的人提供还好一点，对吧？

还好点。所以为什么我们的技术创新总是有问题的？国外它最拿手的

就是掌握核心技术的BtoB企业。比方说芯片，英特尔公司它最牛

了，所有人都求它，所以我们要正确的看待什么难点在哪？看芯片就

是BtoB的典型的一个东西，卡脖子卡在哪？所以我们要来正确看待

我们常规觉得不咋地的那些东西，仔细去淘一淘，不要按照传统，传

统那个比方汽车行业，什么钢铁行业，这是计划体制的划分坐标，市

场体制的划分就是我刚才说的，要么你做业务的类型，政府业务，终

端客户业务，还是企业对企业业务才能看出高低来，才能看出高低

来。所以总书记还是很英明的认识到我们新能源汽车的重要以及取得

的成就，所以习近平主席在18年的院士大会讲话中指出，新能源汽

车等跻身世界前列，那么像这些我们还是值得充分肯定的。

第五节新能源动力系统研发进展

那么下面我也顺便简单介绍一下我们团队，也就是我的团队在这

个过程中间做的一些工作，简单介绍一下，那么我们在聚焦新能源汽

车动力系统，三个交叉学科的科学问题、技术瓶颈、产业痛点，那么

我们分别在动力电池系统、燃料电池系统、多能源混合动力系统，主

要聚焦什么呢？大家知道动力电池有一个问题，它的安全问题、安全

问题。燃料电池现在有一个很致命的问题，就是寿命问题，它本来就

贵，结果它寿命还不长，所以在竞争中间处于极度劣势的地位。那么

因为有很多竞争的技术在那跟你竞争，你要贵了，寿命短了就没人

要。当然还有一个多能源混合动力就混合动力总是有内燃机，内燃机

就会有燃烧就会有排放。所以这三个问题是我们研究的聚焦重点。

首先我们看一下内燃机混合动力排放控制，这个就有点学术话我

就不说了，我们给大家举个例子，比方说内燃机里面柴油机，大家知

道柴油机那个不是有，柴油机是大家最感受最深的就是柴油，因为现

在我们的颗粒物、氮化物70%都是柴油机排出来，设计其实是比较少

的，就直接排。我刚才说汽油车排出来之后，还会二次转化，这柴油

机就直接就排了。原来颗粒物它出来就颗粒，出来就氮氧化物。虽然

它的车的数量不大，但它占的比重很大。那么这中间有个很核心的问

题，就是柴油跟汽油的油气混合方式不一样，汽油的蒸发特别好，它

跟空气一会儿就跟你混得很匀了，而且它是混好了再进去烧的。柴油

它不是本来就不好混，而且他是边混边烧，所以往往就是混合不好，

然后就会导致雾化不良，燃烧恶化，怎么办？那就要很高的压力把它

喷进去。多高，我们现在大概18。兆帕就是18。。个大气压，喷进

去，损失喷，多短呢?一个毫秒左右，把它喷完，我们叫解决1800

个大气压高压和一毫秒的精确控制，就解决这个问题，这是我们做的

第一个国家奖的一个主要成果。

第二个喷进去之后怎么烧？这个烧也是很重要的，我们也要控

制。这个缸里面怎么烧的，我们有传感器可以反馈过来，你怎么上去

的我来。反馈回来之后，我用计算机实时分析，分析完了，把你什么

时候开始着火的，把你反馈回来。以前是不能的，然后就可以控制氮

化物，这是第二。

第三个就是混合发动机，内燃机跟电机组成一个混合发动机，相

互补充，相互补充。第四个，最后做系统集成，系统集成做整个混合

动力的系统和混合动力的车，这个也是我们获得过国家奖的。还有我

们这就谈到军工了，我们实际上就是把我们刚才做的民用的这些东

西，把它转化成这种军工，转化军工，其实我们做的，因为我们已经

是成熟的成果，转化起来其实非常的简单，我们是每根轴上轮子里面

就装的轮毂电机，电机你原先搞得很复杂的机械传统，现在不需要

了。原来你的内燃机你要把它传到各个轮子去，你想想多复杂。现在

不用了，现在我的电机就在轮子里头，用一个轮子给你安个电机。然

后有个发电装置就是用的这个系统，其实就是用的这个系统，跟这个

系统一样，一样。我们也先后培育了儿个公司，因为最终技术必须转

化，你光在学校内部搞是不行的，所以我们培育了好几个公司，在公

司都是新创的公司。

第二个方面就是燃料电池，燃料电池，我们燃料电池经历了一个

大概20年的过程，先后我们第一步我们是做整个燃料电动力系统的集

成与控制，发动机其实不是我们做的，是外面供的。那么后来我们逐

步就自己做燃料电池发动机，然后发动机里头的核心部分又是外供

的、买全球最好的。在第3步我们再把核心部分又自己做了，只是材

料我们外供的，现在我们再把材料这一部分也自己做了，就是膜电

极，膜电极相当于燃料电池的芯片，相当于它的芯片。那么现在我们

只采购膜电机里头的膜，是我们叫山东东岳，是一个专门做膜的中国

最好的。因为我们不是化工专家，所以我们是用他们的。这样我们把

这个过程叫拨洋葱的模式一层一层一层拨一层一层一层拨，那么逐步

的接近核心技术、基础技术。那么这是我们燃料电池混合动力系统，

这个基本上是我们团队全部都是我们团队开发的，全部都是开发，

2008年就在奥运会示范，就是这样，就是这个，这就是2008年奥运

时候，不光是奥运会示范，公交也示范，然后我们还做了个加氢站。

这是中国第一个加氢站，直到现在还是北京市的唯一一个加氢站。

那么接着我们做的发动机，发动机，当然这是最初也是比较简单

的，那么到现在已经做得很精致。现在我们清华一般由外面的采访都

要看看我们的发动机，我们这变“花瓶”了，经常要求我们的参观，

要求我们参观，因为现在真正拿出来能拿出硬东西来得也不多，也不

多。拿论文的挺多，拿这东西不多。然后再接着思路下来，就是刚才

发动机里头的电堆，这个电堆。我们也做出来了，也做出了。再往底

下就是膜电极，膜电极，我们就开始跟外面合作，我们刚刚建立了清

华丰田燃料电池研究中心，大家知道丰田号称是世界上最好的，但现

在跟我们在紧密合作，紧密合作，那么我们也陪入出来了一个公司，

这个公司现在有刚才说的发动机厂、电堆场、制氢场、膜电极厂等等

都有，马上就登录科创马克商板，而且大家看发动机是面向冬奥会

的。

第三个部分就是电池安全性，电池安全性。我们建立了清华大学

电池安全实验室，因为电池的安全问题，核心问题是什么？就是电池

的热失控，什么叫电池热失控？就是电池温度到了刚才说1。。度左右

的时候，本来正常的电池，它刚才我说的正常的电化学反应就是离子

来回走是吧？这是正常反应。但是到了100度之后，它就会有些非正

常反应，比方你1。0度多，因为电池里头有很多是高分子有膜这东西

它受不了那么高温度，它就会热稳定性会丧失，它就会就是说热稳定

性丧失之后，它就会发生氧化反应，氧化反应它就会放热。一放热这

就温度就更上，再上一点，比方电解液里头本来就是有机溶剂，温度

再高它就分解了，要放一大堆气出来，再温度越高，正极材料它也受

不了了。本来是这个正极材料，我刚才说是锂的氧化物，结果不是锂

离子跑出来，那氧都跑出来了，氧一跑说你这不麻烦了吗？你电解液

是可燃的有机溶剂，你这乂有氧气，你温度还高，那就着火的三要素

都有了，当然就会温度极具上升，现在可以上到150。度，而且每秒

钟上升速度1。0。度，那这个就挡不住了，所以这就我们有各种各样

的原因会导致这个问题，比方说你要是把电子包，你用个刀子把它刺

破，那就会出现这个问题。是吧？当然一般不会用刀出去刺是吧？但

是你会碰撞吗？你会碰到那井盖，你把它你那井盖你要过去的话，它

就会把你的弄掉。再比如你过充、过充，充电过了，充过了。再比方

过热，过热，各种原因导致了过热，比方说你里头有一个内短路的

点，短路吗？有短路电流当然就会发热，也会出现这个问题，所以就

会出现，然后到一个电池出现这事还问题不大。一旦我刚才说这特斯

拉不是有8。。。多只电池吗？你要是8。0。多只是一块，那就像放鞭

炮似的，第一个点着了二个三个四个，它就连续来，到最后你就控制

不住。所以我们专门研究这个问题，这个问题它有一是一个交叉学

科，一系列的科学问题。

那么最后我们发现了它产生热失控的三种机理，把它的机理先搞

清楚，然后再寻求控制它的办法，控制它的办法。或者比如说你有内

短路怎么办？内短路先发现你的内短路了，就发现内短路，我们可以

找到一个实验的办法，研究各种各样的内短路，这就是其中一种办

法，我把记忆合金直到电池里头去，然后在按这个记忆合金，他们说

你原先是什么形状，你一加热它又回到原先的形状，这是有个尖小间

尖，它和网电刺破这种。这种用什么办法，我们可以用电池的管理，

这就是电池的控制系统，控制系统来解决它，就有事先的故障诊断、

报警，等等。那么另外一个如果你实在堵不住了，你怎么办？它蔓延

蔓延，你用什么办法堵它，我们有办法了，有办法了，那么比方说隔

热的办法，传热的办法，实在不行，隔热跟传染一块，比方说这就是

我们叫防火墙，你传统的模块你就烧起来烧得很厉害，但是我装了防

火墙，它就不烧了。

这个是我们也是一个新的技术，像现在我们产业化推广已经国内

外都推广了，国内外都推广了，包括宝