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EVH日报 | 陈清泉分享《涵养科学精神,领悟工程哲学,新能源汽车新征程》

EVH日报 | 陈清泉分享《涵养科学精神,领悟工程哲学,新能源汽车新征程》 电动车千人会
2024-01-02
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导读:中国工程院院士、英国皇家工程院士-陈清泉涵养科学精神,领悟工程哲学, 新能源汽车新征程

2023

涵养科学精神

领悟工程哲学

新能源汽车新征程


陈清泉(中国工程院院士、英国皇家工程院士):感谢大家,今天要讲一下科学精神。什么是科学精神?科学要有产业化,科学家要照顾全人类一定要产业化,所以从科学变技术,从技术怎么变产品,从产品怎么变商品,刚才张总分析了很多数据就是说明这个问题,怎么能够真正成为很成功的在全球流通的商品。所以我今天和大家分享,有不对的地方请大家批评指正。

陈清泉

中国工程院院士、英国皇家工程院士



我认为最主要的,我们作为科学家,要知道什么是科学,科学就是真理。一加一等于二,在美国、中国、乌克兰、俄罗斯、巴基斯坦都是一样的,它是真理。

科学就是真理,什么是科学的精神,科学的精神是治愈精神。什么是科学的方法,科学的方法有三个,首先是有逻辑思维,二是能够验算,三是认真。

我们电动汽车已经深入深水区,我们在电动车进入深水区阶段,刚才张总说要我们要回顾电动车进入深水区,我认为一方面我们要有科学的精神,工程哲学的精神,怎么样使电动汽车进一步进入、前瞻性、技术性的东西,最根本的东西,领导意义的东西,无人区的东西我们敢不敢进入。

第二个汽车革命要成功,汽车和电网一定要友好互动,汽车和网络、人车、路域怎么能够一体化,这就是我们面对的挑战。

今天首先演讲什么是科学,什么是工程,科学和工程怎么推动经济。然后讲一下能源革命,然后讲一下汽车革命新征程和车联网智慧城市,怎么样从汽车革命从汽车的电动化、智能化、网联化变成了智慧交通。从智慧交通变成智慧城市,从智慧城市变成智慧的社会,所以我就提出四网四流的理论和实践。

四网四流就是能源网、信息网、交通网、人文网,能源网、信息网、交通网是经济基础,人文网是上层建筑。经济基础和上层建筑要互动,有网就有流,能源流、信息流、物资流、价值流,能源流和物资流可以互相交换,特别你有太多的太阳能供应,能源流变成物资流了,然后看有没有价值,有的人说这个很贵,但是本来要放弃现在你用他,所以要把价值算出来。

所以第一个我认为推动人类社会发展的就是三个要素,一个是科学学习,有了科学发现就推动了科技革命,有了科技革命推动产业革命才能造福产业,最后要变成产业革命。所以这三个本身也是互相推动的,产业革命进一步推动的科学的发现。

科学是知识、科学是真理,科学家的使命就是把自然规律找出来,造福全人类。所以科学要回答问题就是为什么“why”,工程是将科学、技术、管理集成,解决实际问题,使世界更美好。所以工程要回答问题是“how”怎么做,一个是为何,一个是如何。技术是技巧、工匠精神、精益求精。

刚才我讲了科学精神,还要讲一下工程,因为我也是搞工程的,工程实际上就要科学+技术+管理,工程一定要懂得管理,因为要落地。所以工程就是科学+技术+工程+管理,其实工程哲学最核心的就是系统集成优化,所以搞工程一定要产学研结合。

昨天晚上在晚会里面我特别强调产学研结合的重要性,产学研结合的系统作用,所以搞工程要有目标,这个是跟搞科学不一样,搞科学往往是出于好奇心,没有明确的目标,我最近去过牛顿的家乡。因为我最近到剑桥,也到哈佛。那个时候在英国发生传染病,牛顿就隔离回到他的家乡,他的家乡有很多苹果园,苹果掉到他的脑袋,他就想怎么搞的,就发生牛顿定义。

但是搞工程不行,一定要有目标,张总讲了他那个事,一定要有目标,有了目标还要有思想、方法、执行,所以我提出工程哲学6个要点:

第一,有目标。

第二,思想。有目标最重要的是整体思想。什么是整体的思想?圆圈一半是黑一半是白,或者一半是红一半是蓝,它是弯曲的黑可以变成白,白可以变成黑,黑中有白、白中有黑。

喜欢思想,整体反馈。循环思想,不但了解因果关系也要了解相关相关思想,越来越复杂,光了解一个关系不够要了解各个因素相关关系如何。

创造性的思想、遵守科学的思想,有时候是分而治之,有时候是合而攻之。

一是目标,二三四是思想,五六要执行,执行要调动大家的以及性要考虑人的因素,要有团队精神。工程跟科学不一样,工程需要经验,工程需要实践。

所以,人类活动从农业经济到工业经济到近代的数字经济。农业经济是以个体为代表,人牛马是核心。到了工业经济是大生产、流水线生产、规模化生产,在生产当中机械化、电器化、自动化,今天是数字经济,数字赋智赋能。今天核心竞争力是算力,算力真正成为数字经济的核心竞争力,数字经济时代对云计算提出了新的挑战,多样化的算力智能调度、自主可控行业赋能。


能源革命。最近在中东开会大家都提到这个消息。能源革命一方面可持续、可负担、可靠,解决方案是低碳化、智能化、终端能源电气化和清能化。在能源革命当中,首先从供应侧,能源的生产、消费怎么能够做到零碳?从能源的生产来说首先要构筑能源危主体的新型电力系统。新能源很好,太阳能、风能是清洁的、低碳的,但是它是“调皮”的,不靠谱的、不可控的。今天种猪太能能很好,晚上一点没有了,它是随机的,所以怎么样既是清洁、低碳又能安全高效,在随机波动时怎么保持平衡你要做到多源互补、源网荷储协调,关键就是协调。通过协调灵活智能,在发电车除了传统的电厂以外加上太阳能功能所以要加储能,以前输送电很简单,以前全部是机动控制,现在也有分布式,每个家里面都放了太阳能、风能,我们的电动车已经有几千万辆了,过两年就五千万辆了,那得多的车就是移动的储能。所以电动跟电网如何互动?如果电动汽车不能跟电网友好互动革命会失败的。

所以这样多的电动汽车怎么用好电动汽车是双向充电的,电网可以充电,它也可以放充给电网,从输配电力发生变化、从用电发生变化,家里装了体样能、风能,原来是消费者,后来从消费者不消费燃烧是生产,以后的建筑是BITV,以后的建筑不是好用建筑,以后的建筑就是发电厂因为是BITV。所以,整个能源驱动发生变化,我们要建立新型电力系统的总发电池,从消费者有变化,消费者主要是工业、交通、建筑不再是城市或者企业,我们一起努力,能够做到摊平衡、摊综合,所以要进行改造。

汽车革命的新征程。汽车革命的方向是电动化、智能化、网联化、共享化,一步一步深入。刚才张总的数据跟我一样,我们是爆发的增年。那么多的车跟电网怎么友好相处?华为提出超级充电,有两个口号:一个口号是一杯咖啡充满电,这个是250千瓦的。还有一个口号是一秒一公里,所以一千公里也不怕,才一千秒,但是要600千瓦,电王网能不能受得了。充电接口我们国家电网花了不少功夫请人开发,大家都知道。IEC的标准、IEC的主机,也通过这个标准,可惜没有一个车企用这个,还是用了国标。老国标的安全性不是非常好,我作为世界电动车协会,日本的协会曾经给我写一封信,你们中国的设计你们有超纪,并且已经协调了,可惜我们没有车企有。因为因为要花很多钱,所以我们现在出国的时候要不用欧标。

我们国家缺乏顶层设计,电网是国家电网,但是汽车是工信部的,这两个系统怎么调整?还有我们的网络是电信系统的,通信部分两块,以前的一级部跟有电部,通信是收益。

我认为电动车要跟联通、移动、中国电信,因为人车是陆运怎么联通是一个问题。你的通信不可靠,有受到黑客的攻击,无人驾驶怎么安全?

我在1993年在概念里面提出三电合一,现在总说合一,通过集成不但是重量减轻、性能提高,因为它不是物理上的提升,性能上也提升。因为它不但是物理上,而且性能上也提升起来,所以动力总成一体化是一个方向。

从电动汽车化到多功能控制机三合一的技术模块到多功能的智模块和机电的模块,比亚迪提出八合一还有长安,长安的动力总成也很不错。动力总成是汽车的心脏,是最核心的东西,但是心脏里面有很多,一个是电力电池。电力电池怎么能够使它更轻量化、高性能、长臭名,怎么使电力电池的器件损耗下降,安全工作增加,所以要从器件入手。所以除了IGBD发展的很快,不同的车型、动力总成现在用碳化硅的越来越多。从电力电子,你要智能化、网联化就用芯片,一般汽车有30个芯片,驾驶的、舒适的、控制的,并且我们国家这几年芯片发展很快,因为美国制裁以后我们国家很多车企转用自己的芯片,这几年芯片我们基本都能做。



举个例子,控制芯片,所以从动力总成不断发展,电池不但是强联、电力电池、微电池这些都起很重要的作用。所以,动力总成里面还有一个环节是电池,我们在座有一些电池专家,电池要从材料入手,正极材料、负极材料,从原材料入手,从接口保障入手。原材料最主要的是正极材料,分类第一代、第二代、第三代锂电池用正极材料分类,第一代是磷酸铁、锰酸锂,第二代是磷酸铁锂是三元,第三代现在没有鼓的高锰。

负极材料也要改特别是保障的负极材料,以后电池分两个,负极材料要改,普通的也不改了价钱便宜点。高端的要用负极材料,设计也要改,梯度分布,我们的目标要知道高密度、高安全的电池,我们的电力车也要改,换固态电池,我们的接口也要改,以前是薄底,现在是直接利用。我提出电动汽车:

第一,创新驱动。有人说电动车买买,不行,一定要建立自己的核心队伍,特点是现在电动车进入深水区。以前发展很快,但是要知道我们发展快是在人家的基础上,是用人家的,现在要进入无人区,十年磨一剑,所以创新驱动很重要

第二,政策和市场“双轮”驱动。所有新的重要一开始一定要政策去,政策驱动和市场驱动,起来以后放手让市场。

第三,依赖于好的产品、好的基础设施和好的商业模式的三好。光有好的产品不行,好的产品要有好的基础设施、好的商业模式。光有三好不行还要死好。

第四,交通网、能源网、信息网、人文网融合好才能更好发挥经济效益、环保效益。

我们国家各式各样的电动汽车快速发展。新疆太阳能、风能非常多,所以提倡利用新疆的太阳能风能制氢,在新疆的高速公路用它,所有这些都要用氢能,氢能用在重卡是最合适的。部分中国高端汽车,中国有出海,中国出海有望今年是世界第一,去年是世界第一。中国电动汽车出海我有两个意见:

第一,要学会保护。特别是在当前世界政治地缘情况下要学会保护自己,所以初期要抱团,跟风电一起抱团、跟电网抱团、跟网络抱团,学会保护自己。

第二,学习国际法。要成为国际化的企业,要成为国际的头部企业要学习很多东西,要有内功,学习国际法学习怎么作为国际企业、怎么做一个跨国公司。

我曾经去过波斯,因为我是教授他说对你我不保密。我直接问过他,中国的电动汽车发展很快,你怕不怕被中国赶上?他说不怕,我有100多年的经验。中国的车企要经过十几万公里才知道,他不用,他积累沉淀了100年的经验,所以作为的跨国公司也不是那么简单要下功夫怎么成为国际的跨国公司的企业。

商用车更加复杂,因为商用车的工矿更加复杂,所以对商业用车来说除了纯电动还有混合动力,还有内燃机,但是以后的内燃机不烧汽油、柴油可以烧生物柴油也可以用氢气。所以对各种不同类型的商用车要深入分析它的工况和匹配适当的动力总成和燃料,到底用动力电池还是用氢能。

所以我就提出来电动汽车一定要和电网能够友好的互动,就是说电动汽车与电网的互动旨在将电动车的储能能力与电网连接起来,实现双向的能量互动。车网互动包括电动车的油蓄充电,V2H、V2B,但是我们的基本前提是不影响车主对电动汽车的使用,因为电车和燃料电池原理是一样的都是用电化学,但是功能不一样。

动力电池就是储能,充电放电、充电放电,燃料电池不是储能,燃料电池是化学反应,跟发电厂一样,给他清洗马上就发电。所以所谓的充电能力即刻就有,既然电池的功能是储能,你要发挥储能的作用,假如上班的时候用车,大部分时候在停车厂那是浪费,所以他要经常充放,所以对电动车的充放要求高,他发挥充电的作用了,利用太阳能风能补助,然后可以给人家,可以给周围的人给应急需求,所以V2X很重要,V2L、V2V、V2H、V2B、V2mG、V2G,所以电动车原料的产业链越来越广,所以电动车现在要要有新的诉求,正如我们的手机一样。

手机名义上是手机电话机,但是今天真正用手机打电话多少,刚才用手机,拍照,因为手机的系统发生了变化,因为他有芯片、联网性质就发生了变化,汽车也是一样的,汽车里面有芯片也是联网,汽车发生了变化。汽车不是一个简单的交通工具,他是智能的移动空间。



同车企赚钱的模式不一样,以前车企是靠卖车赚钱道路钱,现在不是整个生命周期都可以赚到钱,不断地给他软件,软件决定一切。这个时候因为软件创造价值,就跟买手机一样,不断的买他的软件。所以车企赚钱的模式不一样,他的核心技术也不一样,以前内软机现在是三电。他的供应链也不一样,以前都是现形的供应链,三级供应商给二级供应商,二级供应商给一级供应商,以前都是非常严格的,现在不是,因为他有芯片、操作系统,因为除了显性还要有环境的,是要芯片、操作系统,最好是开放式的操作系统,所以汽车的塑性发生了变化,他的产业链、生态链越来越广。

从产业链的供需方面上有零部件,从产业生态的共建方面,从产业生态的共融方面发生了很大的变化。所以有很好的,刚才张总的分析很好,我认为这个图片对你可能有帮助,你可以分析一下整个汽车的产业链、生态链越来越广。

所以汽车一定要和电网友好互动,另外作为车联网,汽车一定要和网路,从智能汽车变成智能交通,从智能交通变成智慧城市,从智慧城市变成智慧社会。

智能网联汽车不仅是交通工具,是物联网的节点,大数据的源泉,宽移动的智能终端,5G的推动者,智能网联汽车本身又是计算机和分布能源,所以我们首先要有很好的班子系统,所以传感器很重要,要有很好的电池系统、执行系统。

所以电动化、网联化、智能化非常重要,我们要做到人、车、路、算力成为王,智能网联汽车需求不断的提升,所以技术带来新的变化,我们要成为智能的移动空间、算力为王,所以车路运的一体化非常重要,我们的数字技术要升级,移动第三个空间要延伸,新能源数智“数据+智能”。

要做到泛在化、场景化、高可用网络是车路协同实现的基础。5G+车联网成为构建新型基础设施带来的新机遇,促进智慧交通发展。云网融合、多云协同、全网服务、促进智慧交通的系统发展。只要有人的地方就有网络,无处不在无所不在,全连接、大数据AI助力商业模式。

从智能网联汽车到智慧交通,从智慧交通到智慧城市、从智慧城市到智慧社会,核心的目标是以人为本,人与自然和谐共生、可持续发展。

四网四流融合,定义层就是我提出来的哲学思想,就是三个世界的融合,人文世界、信息世界、物理世界的融合,从智慧交通到智慧城市,从智慧城市到智慧社会,所以我就提出到智慧的社会。


所以我就提出四网四流融合,四网四流融合的核心,就是我提出来的三个世界的融合,人文世界、信息世界、物理世界的融合,怎么样从数据可以变信息,通过数字孪生可以在信息探究物理世界中心,但是要进一步用人文世界的办法,把信息通过融合孪生变成知识,这还是不够。因为要用人文世界的办法,把知识通过认识孪生变成智能,知识和智能有什么不同?他可以想,他用大数据就可以了,你给他猫就出来很多猫的图象。以前做不到,以前你给他猫的图像,他给你Cat,这就是从知识变成智能,也就说把无序变成有序,这个在能源也是一样的。本来的上升变成上建,就变成无序变成有序,就变成智慧能源,要做被分析的能源、有用的能源,并且促进综合。同样也可以变成智慧交通,因为智慧交通就是变成了一个低碳的、舒适的。

最后用六个眼睛和大家分享,我自己有四个眼睛,我经常提醒自己要加两个眼睛,第一要把眼睛放在前面,你要有前瞻性,现在汽车革命已经进入深水区,中国能不能真正的占领制高点,进入无人区。

第二要把眼睛放在后面,要吸取以前的历史教训。

第三个要把眼睛放在上面,就是有综合收益。

第四个把眼睛放在下面,因为我们是搞工程的,你要能够落地。

第五个把眼睛放在右边,看看美国、欧洲,文艺复兴在欧洲发生的,第一次工业革命在欧洲发生的,科学在欧洲发生的。第二次、第三次革命都在美国,很多事情值得我们借鉴。

再看日本和韩国,韩国虽然小国的国家,我也经常去,科研转化,一开始从美国引进一批韩国人成立高端研究院,美国有什么东西可以在韩国转化是很清楚的。从科学怎么变技术,从技术怎么变产品,从产品怎么变商品值得我们借鉴。

第一个“I”是Iespiration激情,有了第一个“I”才有第二个“I”。

第二个“I”是imagination想象力。

第三个“I”是Innovation创新。

第四个“I”是Integration集成,今天跨界融合,跨界跨学科跨体制都是一加一可以大于二的。

第五个“I”是Implementation就可以实现。

第六个“I”是Investment投资。

激情是最重要的,有了激情才有想象力,才有创新,但是一定要有集成才能实现,但是也要有投资,怎么做到从科学变技术、从技术变产品,从产品变商品。

好的,谢谢大家。


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