- 頭條華中科技大學蔣棟教授：純電動技術將主導未來電動汽車市場2021-04-26 作者：本社報道 | 來源：《電氣技術》雜志社 | 點擊率：導語“動力總成的優劣決定著汽車的動力性、經濟性以及舒適性，因此對于動力總成的企業來說，在未來的設計中要充分考慮復用功能，這也是電動汽車技術革新的一大挑戰。”蔣棟強調，“雖然目前電動汽車產業的發展還面臨著諸多困難與挑戰，但隨著該領域更多關鍵技術的突破與發展，電動汽車、尤其是純電動汽車勢必將迎來更加美好的明天。”
蔣棟，EVS34國際程序委員會委員，EVS34“電磁兼容”分會場主席
由世界電動車協會、亞太電動車協會和中國電工技術學會共同主辦的、以“奔向智慧電動出行”為主題的“第三十四屆世界電動車大會暨展覽會（EVS34）”將于2021年6月25—28日在南京舉行，屆時來自世界各地政府、企業和學術機構的領導和精英們都將齊聚一堂，共同探討純電動、混合動力車和燃料電池汽車及核心零部件領域的前瞻性政策、先進技術、杰出市場成就及創新發展趨勢等。
蔣棟
蔣棟，1983年生。博士，華中科技大學教授。于2005年和2007年分別獲得清華大學學士和碩士學位；2007-2010年在美國弗吉尼亞理工大學電力電子系統中心（CPES）攻讀博士學位，2010年隨導師轉學到美國田納西大學，并于2011年底獲得美國田納西大學博士學位；2012年1月至2015年7月在美國聯合技術公司研究中心（UTRC）擔任高級研究科學家兼工程師；2015年7月全職回國加入華中科技大學電氣與電子工程學院任教授至今。
在電力電子與電力傳動領域共發表100余篇論文，包括50余篇SCI索引的IEEE期刊論文。已獲得30余項發明專利授權。多次獲得國內外論文和發明獎勵。2021年在Springer出版社出版專著《Advanced Pulse-Width-Modulation: With Freedom to Optimize Power Electronics Converters》。
當前，全球電動汽車行業處于快速上升期，2020年全球電動汽車銷量約為324萬輛，其中歐洲市場占比為43.06%，中國市場約占41.27%。從全球電動汽車產品結構來看，純電動汽車和插混動力汽車仍然占據電動汽車絕大部分市場份額。截至2020年上半年， 純電動汽車占比約68%，插電式混合動力汽車占比約32%。“
華中科技大學蔣棟教授指出，“按照國家規劃的發展愿景，2025年我國電動汽車銷量有望突破500萬。目前中國電動汽車儼然已成為全球的‘領頭羊’，尤其在純電動汽車領域更是‘一枝獨秀’。在中國電動汽車產業崛起之前，全球電動汽車還是以混合動力為主要技術路線，但是我國從未來能源戰略出發大力發展純電動汽車，帶動了整個產業鏈的發展，相信純電動汽車將主導未來全球電動汽車全產業鏈。”
蔣棟認為，“由于技術和產業變革，電動汽車產業迎來了前所未來的成長期，這對于電動汽車領域的科研工作者、技術人員、汽車制造商及零部件企業來說，既是機遇也是挑戰。雖然有越來越多的消費者開始青睞電動汽車，但是里程焦慮、充電限制、安全隱患等問題仍是現階段及未來很長一段時間內亟待突破與解決的‘瓶頸’，因此電動汽車產業距平穩發展期還有較長的路要走。”
雖然電池容量決定了續航里程，但是電動汽車最緊要的問題是如何能夠實現及時充電。這與手機電池焦慮是一樣的，一旦出遠門，人們都會帶上充電寶。如果電動汽車續航里程無法突破，充電問題又得不到妥善解決，那么這將嚴重制約電動汽車的大規模推廣和普及。
目前，道路上的電動汽車數量與日俱增，隨時隨地充電就成了“剛需”。現在，為鼓勵市民綠色出行，北京已經累計推廣電動汽車40余萬輛，建成各類充電樁23萬個，其中公用領域的充電樁4.8萬個。2021年，北京將在全市規劃建設303個大功率直流充電樁。在建充電樁、尤其是大功率充電樁越來越多，已經出現了400kW乃至600kW的充電樁。隨之而來的是，數量龐大的充電設施，對現有的配電網來說是非常大的挑戰。
談到V2G， 蔣棟認為，“未來電動汽車作為移動的儲能裝置，給電網電力系統帶來的是沖擊還是緩沖，是由充電規劃來決定的。尤其是集成充電技術的應用，隨時隨地都能充電、不受充電樁建設影響和V2G技術的發展等，將對電網接入帶來新的機遇與挑戰。當每一臺電動汽車都具備了隨時隨地接入電網的能力時，電動汽車產業和電力系統都會發生革命性的變化。”
蔣棟更為深入地指出，“非常有必要對電動汽車的V2G技術進行深入研究，協調汽車與電網間的充電和放電，使得其既不會影響電網的運行，也不會限制汽車的正常使用。在這方面，電動汽車‘三電’技術是核心基礎，脫離開硬件技術能力去談V2G和移動儲能都是不現實的。”
目前，我國的電動汽車裝機量以及配套供應量都居世界第一，但“三電系統”的核心技術卻仍與國際頂級技術水平有著較大差距。例如，電池中的核心正極高鎳三元材料還依賴進口，缺乏相關成熟的制成技術，高能量密度的高端濕法隔膜也無法自給自足，電池的能量密度和生產工藝需進一步提升等。
對于整車制造成本的問題，蔣棟也有著自己的看法，在接受采訪時他表示，“能否有效減少電動汽車零部件品種，是降低整車制造成本的主要因素。相比較整車企業需要較大投入和規模外，具備中小企業的靈活和自主性特點的零部件制造商可以發揮各自專業優勢，在其所在小領域不斷突破，最終推動整車企業的產業升級與發展。”
隨著電動汽車技術的不斷發展，零部件集成化設計已經成為必然趨勢。通過集成化設計，一方面可以簡化主機廠的裝配流程，提高產品合格率；另一方面可以大規模縮減供應商數量，還可以達到輕量化、節約成本等目的。但作為一項前瞻性的技術創新，電驅動系統多合一集成是把“雙刃劍”，其帶來的價值愈大，隨之而來的挑戰也就愈多。
蔣棟認為，“驅動系統作為電動汽車的控制核心之一，實現電驅系統與充電等功能集成是未來電動汽車產業的一項顛覆性技術，將很大程度改變全產業鏈和電動汽車的使用方法。利用電驅系統實現V2G，可以改變充電樁建設的現狀，真正做到隨時隨地充電。但由于這一舉措對產業鏈的沖擊太大，尚需要慢慢布局以待進一步發展。”
“動力總成的優劣決定著汽車的動力性、經濟性以及舒適性，因此對于動力總成的企業來說，在未來的設計中要充分考慮復用功能，這也是電動汽車技術革新的一大挑戰。”蔣棟強調，“雖然目前電動汽車產業的發展還面臨著諸多困難與挑戰，但隨著該領域更多關鍵技術的突破與發展，電動汽車、尤其是純電動汽車勢必將迎來更加美好的明天。”
