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中國(guó)工程院院士陳清泉:未來(lái)汽車將不僅僅是交通工具
圖為在位於重慶市兩江新區(qū)的賽力斯汽車超級(jí)工廠,AI智能檢測(cè)系統(tǒng)在檢測(cè)車輛關(guān)鍵部位的螺栓鬆緊程度。新華社記者 黃偉攝
陳清泉,電動(dòng)汽車及智慧能源專家,香港大學(xué)榮譽(yù)教授,香港理工大學(xué)杰出教授,香港首位中國(guó)工程院院士,英國(guó)皇家工程院院士,世界電動(dòng)車協(xié)會(huì)創(chuàng)始主席,被譽(yù)為“亞洲電動(dòng)汽車之父”。主要從事電動(dòng)汽車、電力驅(qū)動(dòng)、智慧能源、“四網(wǎng)四流”融合領(lǐng)域研究。榮獲中國(guó)工程院光華工程科技獎(jiǎng)、香港特區(qū)政府金紫荊星章、英國(guó)皇家工程院菲利普親王勛章等。
連續(xù)9年產(chǎn)銷量居全球首位,2023年售出950萬(wàn)輛、佔(zhàn)全球新能源汽車銷量的60%以上……如今,我國(guó)已成為新能源汽車大國(guó)。
在我國(guó)新能源汽車發(fā)展的過(guò)程中,被譽(yù)為“亞洲電動(dòng)汽車之父”的中國(guó)工程院院士陳清泉作出了重大貢獻(xiàn)。
早在20世紀(jì)80年代,陳清泉即開(kāi)始專注於電動(dòng)汽車研究,為的是盡早看到中國(guó)制造的電動(dòng)汽車跑遍世界,推動(dòng)中國(guó)成為世界電動(dòng)汽車大國(guó)。如今,這一夢(mèng)想已變成現(xiàn)實(shí)。
2023年3月,陳清泉榮獲“感動(dòng)中國(guó)2022年度人物”。頒獎(jiǎng)詞這樣寫道:“汽車曾經(jīng)改變世界,而你要改變汽車。中國(guó)制造,今天車轍遍布世界,你是先行者,你是領(lǐng)航員。在新能源的賽道上,馳騁了四十多年,如今,你和祖國(guó),正在超車?!?/p>
“科學(xué)家是沒(méi)有退休年齡的,隻要心臟還在跳動(dòng),就要盡己所能,造福全人類?!鼻安痪茫?7歲的陳清泉在接受科技日?qǐng)?bào)記者採(cǎi)訪時(shí)說(shuō),“兒時(shí)我曾與父親約定‘造一輛不冒煙的汽車’。未來(lái)汽車將不僅是交通工具,還將成為人們的第三個(gè)生活空間?!?/p>
矢志造一輛“不冒煙”的汽車
記者:您被譽(yù)為“亞洲電動(dòng)汽車之父”。您當(dāng)初為什麼選擇這一研究領(lǐng)域?
陳清泉:我出生在印度尼西亞的一個(gè)華僑家庭,父親從事汽車生意。我從小就有機(jī)會(huì)接觸汽車,每天放學(xué)后會(huì)去車廠溜達(dá)。在車廠,我看到漂亮的車子一啟動(dòng)就排出大量煙氣,工人因?yàn)樾捃嚺萌碛臀?。那時(shí)我就萌生一個(gè)念頭:如何讓汽車不冒煙也能跑?
電動(dòng)汽車是實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的路徑。19世紀(jì)末期,電動(dòng)汽車的發(fā)展略領(lǐng)先於燃油車,但是到了20世紀(jì),內(nèi)燃機(jī)步入飛速發(fā)展階段,電池卻沒(méi)有得到較大提升。1912年,美國(guó)最后一家電動(dòng)汽車公司底特律公司申請(qǐng)破產(chǎn),電動(dòng)汽車慢慢淡出歷史舞臺(tái)。
20世紀(jì)六七十年代,隨著全球石油危機(jī)的爆發(fā),電動(dòng)汽車再次引起汽車行業(yè)的關(guān)注。我一直從事電機(jī)、電子方面的研究,因此在那時(shí)意識(shí)到,汽車曾經(jīng)改變世界,但是現(xiàn)在,汽車必須被改造。電動(dòng)汽車肯定具有廣闊的發(fā)展前景,因?yàn)閭鹘y(tǒng)汽車的燃料來(lái)源——石油,是不可持續(xù)的。於是我下定決心研究電動(dòng)汽車。
記者:您是全世界最早研究電動(dòng)汽車的科學(xué)家之一,這是不是意味著很多研究要從零開(kāi)始?
陳清泉:1953年,我考入北京礦業(yè)學(xué)院機(jī)電系。當(dāng)時(shí)有門課程叫“礦井電機(jī)車”。課上提到,礦井用車不用內(nèi)燃機(jī),而是用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力來(lái)源。這不禁讓我思考,這樣的方式可不可以用在汽車上?畢業(yè)后我留校任教,做了一些電動(dòng)機(jī)車方面的研究,不過(guò)我那時(shí)研究的是在礦上行走的有軌車。
后來(lái),我到香港大學(xué)讀博士。1982年,我博士畢業(yè)留在香港大學(xué)任教,開(kāi)始專注於電動(dòng)汽車研究。以前的電動(dòng)汽車多採(cǎi)用直流電機(jī)驅(qū)動(dòng),我大膽提出用感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車,並在研究中採(cǎi)用了新的異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型,即用兩個(gè)解耦的分量來(lái)表達(dá)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)子磁通,實(shí)現(xiàn)在相當(dāng)大范圍內(nèi)獨(dú)立控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和電機(jī)內(nèi)磁場(chǎng)。這種控制系統(tǒng)不僅有很大的調(diào)速范圍,而且有很強(qiáng)的耐用性。
我們是國(guó)際上最早嘗試用交流電驅(qū)動(dòng)電機(jī)的團(tuán)隊(duì)之一,在當(dāng)時(shí)具有很強(qiáng)的創(chuàng)新性。1986年,香港大發(fā)公司提供了一輛汽車,我?guī)е芯繄F(tuán)隊(duì)將這輛汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)換成了異步電機(jī),做出第一輛電動(dòng)汽車Mark1,隨后又不斷改進(jìn),做出了Mark2。
1987年,我牽頭在香港大學(xué)成立國(guó)際電動(dòng)汽車研究中心。Mark1、Mark2都是現(xiàn)成的車換裝電機(jī)做成的,Mark3則是我們做的第一輛整車,採(cǎi)用的是當(dāng)時(shí)最新的永磁電機(jī)技術(shù)。做出這輛車后,我信心倍增。
要做跟別人不一樣的科研
記者:我在香港大學(xué)地鐵站附近看到過(guò)一張您與電動(dòng)汽車U2001的合影,這輛車有何特殊意義?
陳清泉:1993年,我們研制出電動(dòng)汽車概念車U2001。它充一次電最多可以行駛160公裡。這是當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的水平。
我一直覺(jué)得,做科研,就要做和別人不一樣的。我們?cè)趯?duì)當(dāng)時(shí)的電動(dòng)汽車發(fā)展做了很多調(diào)研后,在U2001上率先採(cǎi)用“三合一”動(dòng)力總成,即電機(jī)、電控和變速器一體化“三合一”集成。由於跨時(shí)代的科技理念,這輛車一經(jīng)亮相便引起全球矚目,“三合一”動(dòng)力總成理念也沿用至今,現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成“八合一”或“多合一”了。
從研究電動(dòng)汽車開(kāi)始,我就主張將汽車、電機(jī)、控制等技術(shù)融合成一門新興交叉學(xué)科,這為現(xiàn)代電動(dòng)汽車學(xué)科奠定了理論基礎(chǔ)。
記者:1993年研發(fā)出的車,為何叫U2001?
陳清泉:名稱中的2001不是代表年份,而是指要迎接21世紀(jì)第一輛車。U代表Unite(聯(lián)合),這輛車得到了很多公司的支持,是產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合的產(chǎn)物。我雖然做研究出身,但是不能隻做研究,寫寫論文就交差了。我要把科學(xué)轉(zhuǎn)化為技術(shù),再轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品,造福人類。這就需要產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,將技術(shù)、政策、產(chǎn)業(yè)、市場(chǎng)、金融聯(lián)系起來(lái),形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈。
記者:您牽頭成立世界電動(dòng)車協(xié)會(huì),也是這樣出於這一目的吧?
陳清泉:1988年,在加拿大舉辦的第9屆國(guó)際電動(dòng)車大會(huì)上,我被推舉為亞洲代表,和美洲、歐洲的另外兩位代表一起組成了世界電動(dòng)車協(xié)會(huì)籌備組,牽頭籌備世界電動(dòng)車協(xié)會(huì),並擔(dān)任輪值主席。成立世界電動(dòng)車協(xié)會(huì)的目的是把將美洲、歐洲、亞洲的電動(dòng)汽車行業(yè)聯(lián)接起來(lái)。
這裡有個(gè)背景,1969年,美國(guó)聯(lián)邦政府面對(duì)能源危機(jī),通過(guò)立法支持電動(dòng)汽車發(fā)展。同年,第一屆國(guó)際電動(dòng)車大會(huì)(EVS-1)在美國(guó)鳳凰城召開(kāi),隨后國(guó)際電動(dòng)車大會(huì)就一直在美國(guó)召開(kāi),直到20世紀(jì)80年代左右,才在德國(guó)、法國(guó)等國(guó)家和地區(qū)召開(kāi)。而隨著電動(dòng)汽車的發(fā)展受到越來(lái)越多的關(guān)注,國(guó)際電動(dòng)車大會(huì)的規(guī)模也越來(lái)越大,下一屆大會(huì)的召開(kāi)地便成了經(jīng)常引起爭(zhēng)論的問(wèn)題,因此迫切需要成立一個(gè)世界電動(dòng)車協(xié)會(huì)來(lái)協(xié)調(diào)相關(guān)事宜。
一開(kāi)始,很多國(guó)家不願(yuàn)意加入世界電動(dòng)車協(xié)會(huì),比如當(dāng)時(shí)僅次於美國(guó)的汽車大國(guó)日本。那時(shí)出於技術(shù)保密等考慮,日本並不願(yuàn)意加入世界電動(dòng)車協(xié)會(huì)。但如果不加入世界電動(dòng)車協(xié)會(huì),就無(wú)法得知協(xié)會(huì)討論制定的一些標(biāo)準(zhǔn),繼而影響電動(dòng)汽車出口。經(jīng)過(guò)勸說(shuō),日本后來(lái)同意加入世界電動(dòng)車協(xié)會(huì)。1990年,我在香港主持召開(kāi)第10屆國(guó)際電動(dòng)車大會(huì),並向全世界宣布世界電動(dòng)車協(xié)會(huì)正式成立。
國(guó)產(chǎn)電動(dòng)汽車有競(jìng)爭(zhēng)力
記者:我國(guó)電動(dòng)汽車連續(xù)多年全球產(chǎn)銷量第一。但是我們也看到,很多國(guó)際燃油汽車巨頭陸續(xù)進(jìn)場(chǎng),未來(lái)國(guó)產(chǎn)電動(dòng)汽車還有優(yōu)勢(shì)嗎?
陳清泉:從保有量來(lái)看,我國(guó)已成為電動(dòng)汽車大國(guó),產(chǎn)品線覆蓋乘用車、商用車、重卡等,技術(shù)已涉及智能網(wǎng)聯(lián)、無(wú)人駕駛等前沿領(lǐng)域。在技術(shù)研發(fā)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等方面,我國(guó)已經(jīng)形成整體優(yōu)勢(shì)。以電機(jī)為例,我們的設(shè)計(jì)能力走在了國(guó)際前列,現(xiàn)在國(guó)外進(jìn)行電機(jī)研究的很多都是中國(guó)人。
跟國(guó)外的電動(dòng)汽車相比,國(guó)產(chǎn)電動(dòng)汽車雖然在材料、工藝等方面尚有差距,但仍有競(jìng)爭(zhēng)力,而且我國(guó)在相關(guān)政策、技術(shù)、市場(chǎng)等方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。目前,已經(jīng)有多個(gè)東盟國(guó)家希望借鑒中國(guó)經(jīng)驗(yàn),發(fā)展電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè),例如,印度尼西亞有關(guān)部門曾專門邀請(qǐng)我分享中國(guó)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)。
記者:在您看來(lái),我國(guó)電動(dòng)汽車發(fā)展在哪些方面需要改進(jìn)?
陳清泉:主要有三點(diǎn)。一是當(dāng)前國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車的發(fā)展過(guò)分依賴補(bǔ)貼。很多企業(yè)貪圖補(bǔ)貼紅利,在缺乏必要核心技術(shù)的情況下,依靠東拼西湊的底盤、發(fā)動(dòng)機(jī)和動(dòng)力電池組裝產(chǎn)品,這是純粹的投機(jī)。二是我國(guó)電動(dòng)汽車的核心技術(shù)創(chuàng)新能力不強(qiáng),例如,車規(guī)級(jí)芯片、全棧式軟件、操作系統(tǒng)等方面還存在短板。三是充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不夠完善,一二線城市的充電焦慮雖然已經(jīng)得到緩解,但三四線城市及鄉(xiāng)村地區(qū)的充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)仍較滯后,這是制約電動(dòng)汽車大規(guī)模進(jìn)入市場(chǎng)的一個(gè)重要因素。
記者:今年以來(lái),一些國(guó)際品牌陸續(xù)撤回或縮減電動(dòng)汽車計(jì)劃。比如,蘋果公司取消了做了十多年的電動(dòng)汽車項(xiàng)目。您覺(jué)得電動(dòng)汽車前景還樂(lè)觀嗎?
陳清泉:蘋果公司放棄做電動(dòng)汽車項(xiàng)目,並不是因?yàn)殡妱?dòng)汽車不是未來(lái)的發(fā)展方向,而是因?yàn)槊绹?guó)沒(méi)有像中國(guó)一樣完整的電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈,做電動(dòng)汽車可能競(jìng)爭(zhēng)不過(guò)中國(guó),賺不到錢。雖然新能源汽車產(chǎn)業(yè)全球化合作受到阻礙,延緩了電動(dòng)化的進(jìn)程,但是我們也應(yīng)該看到,應(yīng)對(duì)氣候變化,綠色發(fā)展是全球共識(shí),電動(dòng)化終將是汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向,全球化是大趨勢(shì),不可逆轉(zhuǎn)。
汽車革命已進(jìn)入下半場(chǎng)
記者:對(duì)於未來(lái)電動(dòng)汽車發(fā)展,您有什麼預(yù)期?
陳清泉:電動(dòng)汽車與普通人的日常出行密切相關(guān),這就要求它不僅在技術(shù)方面要有創(chuàng)新突破,還要能“落地”成產(chǎn)品。要實(shí)現(xiàn)商品化,進(jìn)而達(dá)成產(chǎn)業(yè)化,不僅需要解決材料、工藝、成本問(wèn)題,還要考慮用戶需求和市場(chǎng)接受度等。以U2001為例,其應(yīng)用的“三合一”動(dòng)力總成因?yàn)榉鲜袌?chǎng)需求,很快成了主流,現(xiàn)在已發(fā)展到了“多合一”。我還提出過(guò)用半導(dǎo)體制冷,以替代有污染的冷卻劑,雖然這是一個(gè)好的理念,但由於半導(dǎo)體成本比較高,至今未能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
在理論向技術(shù)和技術(shù)向產(chǎn)品的轉(zhuǎn)變過(guò)程中,市場(chǎng)的接受度是決定轉(zhuǎn)變能否發(fā)生的重要因素。此外,電動(dòng)汽車行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展離不開(kāi)好的產(chǎn)品、好的基礎(chǔ)設(shè)施和好的商業(yè)模式,這樣才能讓使用者買得起、用得方便、用得安全。
記者:您曾提出,汽車革命已進(jìn)入了下半場(chǎng),具體有哪些表現(xiàn)?
陳清泉:汽車革命的上半場(chǎng)是電動(dòng)化,其主要核心技術(shù)是車體輕量化、高性能動(dòng)力總成一體化、高性能安全電池包等。汽車革命的下半場(chǎng)是智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化。未來(lái)汽車將不僅僅是交通工具,還會(huì)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芤苿?dòng)出行空間。
記者:所以,您提出了“四網(wǎng)四流”概念,能否展開(kāi)說(shuō)說(shuō)這一概念?
陳清泉:“四網(wǎng)”是指能源網(wǎng)、信息網(wǎng)、交通網(wǎng)、人文網(wǎng)﹔“四流”是指能源流、信息流、物質(zhì)流、價(jià)值流。汽車革命不能孤立進(jìn)行,其既依賴汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展,又遠(yuǎn)超汽車行業(yè)發(fā)展,需要芯片、軟件、操作系統(tǒng)、信息、能源等多個(gè)行業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)力。舉個(gè)例子,如果發(fā)展電動(dòng)汽車,但使用的電全部來(lái)自煤炭資源,未來(lái)也是不可持續(xù)的。
目前,我得到聯(lián)合國(guó)開(kāi)發(fā)計(jì)劃署的支持,在廣州南沙建設(shè)零碳經(jīng)濟(jì)示范區(qū),努力把“四網(wǎng)四流”概念變成現(xiàn)實(shí)。
記者:如果這能實(shí)現(xiàn),未來(lái)我們坐汽車會(huì)有什麼樣的新體驗(yàn)?
陳清泉:最簡(jiǎn)單的一點(diǎn)是,汽車將成為我們生活的第三空間。第一個(gè)空間是家裡,第二個(gè)空間是辦公室,第三個(gè)空間則是汽車。未來(lái)你在汽車上可以做各種各樣的事情,娛樂(lè)也好,辦公也好,都可以在汽車裡進(jìn)行。
致青年科技人才
青年科技人員要用“六隻眼睛”看世界,不斷拓寬自己的眼界﹔要beyond the limit(超越你的極限),不斷把自己的邊界往外推。第一隻眼要有前瞻性,看到前方別人看不到的東西﹔第二隻眼要看到后面,吸取歷史教訓(xùn)﹔第三隻眼要向上看,要有整體的思想和全局的思維方法,多交朋友﹔第四隻眼要向腳下看,要能夠落地,一定要將科研成果落地﹔第五隻眼要看西方,因?yàn)槲乃噺?fù)興是在歐洲,第一次工業(yè)革命在英國(guó),科學(xué)也先在西歐發(fā)展,然后再到美國(guó)﹔第六隻眼要看東方,例如日本、韓國(guó)等國(guó)家。橫向縱向都看,全方位地看,思路才會(huì)拓寬。
——陳清泉
(記者 姜 靖)
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