未來汽車將不僅僅是交通工具
【院士訪談】
◎本報記者 姜 靖
連續9年產銷量居全球首位，2023年售出950萬輛、佔全球新能源汽車銷量的60%以上……如今，我國已成為新能源汽車大國。
在我國新能源汽車發展的過程中，被譽為“亞洲電動汽車之父”的中國工程院院士陳清泉作出了重大貢獻。
早在20世紀80年代，陳清泉即開始專注於電動汽車研究，為的是儘早看到中國製造的電動汽車跑遍世界，推動中國成為世界電動汽車大國。如今，這一夢想已變成現實。
2023年3月，陳清泉榮獲“感動中國2022年度人物”。頒獎詞這樣寫道：“汽車曾經改變世界，而你要改變汽車。中國製造，今天車轍遍佈世界，你是先行者，你是領航員。在新能源的賽道上，馳騁了四十多年，如今，你和祖國，正在超車。”
“科學家是沒有退休年齡的，只要心臟還在跳動，就要盡己所能，造福全人類。”前不久，87歲的陳清泉在接受科技日報記者採訪時説，“兒時我曾與父親約定‘造一輛不冒煙的汽車’。未來汽車將不僅是交通工具，還將成為人們的第三個生活空間。”
矢志造一輛“不冒煙”的汽車
記者：您被譽為“亞洲電動汽車之父”。您當初為什麼選擇這一研究領域？
陳清泉：我出生在印度尼西亞的一個華僑家庭，父親從事汽車生意。我從小就有機會接觸汽車，每天放學後會去車廠溜達。在車廠，我看到漂亮的車子一啓動就排出大量煙氣，工人因為修車弄得全身油污。那時我就萌生一個念頭：如何讓汽車不冒煙也能跑？
電動汽車是實現這個目標的路徑。19世紀末期，電動汽車的發展略領先於燃油車，但是到了20世紀，內燃機步入飛速發展階段，電池卻沒有得到較大提升。1912年，美國最後一家電動汽車公司底特律公司申請破產，電動汽車慢慢淡出歷史舞台。
20世紀六七十年代，隨着全球石油危機的爆發，電動汽車再次引起汽車行業的關注。我一直從事電機、電子方面的研究，因此在那時意識到，汽車曾經改變世界，但是現在，汽車必須被改造。電動汽車肯定具有廣闊的發展前景，因為傳統汽車的燃料來源——石油，是不可持續的。於是我下定決心研究電動汽車。
記者：您是全世界最早研究電動汽車的科學家之一，這是不是意味着很多研究要從零開始？
陳清泉：1953年，我考入北京礦業學院機電系。當時有門課程叫“礦井電機車”。課上提到，礦井用車不用內燃機，而是用電動機作為動力來源。這不禁讓我思考，這樣的方式可不可以用在汽車上？畢業後我留校任教，做了一些電動機車方面的研究，不過我那時研究的是在礦上行走的有軌車。
後來，我到香港大學讀博士。1982年，我博士畢業留在香港大學任教，開始專注於電動汽車研究。以前的電動汽車多采用直流電機驅動，我大膽提出用感應電機驅動電動汽車，並在研究中採用了新的異步電機數學模型，即用兩個解耦的分量來表達電機的轉矩和轉子磁通，實現在相當大範圍內獨立控制電機的轉速和電機內磁場。這種控制系統不僅有很大的調速範圍，而且有很強的耐用性。
我們是國際上最早嘗試用交流電驅動電機的團隊之一，在當時具有很強的創新性。1986年，香港大發公司提供了一輛汽車，我帶着研究團隊將這輛汽車的發動機換成了異步電機，做出第一輛電動汽車Mark1，隨後又不斷改進，做出了Mark2。
1987年，我牽頭在香港大學成立國際電動汽車研究中心。Mark1、Mark2都是現成的車換裝電機做成的，Mark3則是我們做的第一輛整車，採用的是當時最新的永磁電機技術。做出這輛車後，我信心倍增。
要做跟別人不一樣的科研
記者：我在香港大學地鐵站附近看到過一張您與電動汽車U2001的合影，這輛車有何特殊意義？
陳清泉：1993年，我們研製出電動汽車概念車U2001。它充一次電最多可以行駛160公里。這是當時最先進的水平。
我一直覺得，做科研，就要做和別人不一樣的。我們在對當時的電動汽車發展做了很多調研後，在U2001上率先採用“三合一”動力總成，即電機、電控和變速器一體化“三合一”集成。由於跨時代的科技理念，這輛車一經亮相便引起全球矚目，“三合一”動力總成理念也沿用至今，現在已經發展成“八合一”或“多合一”了。
從研究電動汽車開始，我就主張將汽車、電機、控制等技術融合成一門新興交叉學科，這為現代電動汽車學科奠定了理論基礎。
記者：1993年研發出的車，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世紀第一輛車。U代表Unite（聯合），這輛車得到了很多公司的支持，是產學研聯合的產物。我雖然做研究出身，但是不能只做研究，寫寫論文就交差了。我要把科學轉化為技術，再轉化成產品，造福人類。這就需要產學研結合，將技術、政策、產業、市場、金融聯繫起來，形成完整的產業鏈。
記者：您牽頭成立世界電動車協會，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屆國際電動車大會上，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車協會籌備組，牽頭籌備世界電動車協會，並擔任輪值主席。成立世界電動車協會的目的是把將美洲、歐洲、亞洲的電動汽車行業聯接起來。
這裏有個背景，1969年，美國聯邦政府面對能源危機，通過立法支持電動汽車發展。同年，第一屆國際電動車大會（EVS-1）在美國鳳凰城召開，隨後國際電動車大會就一直在美國召開，直到20世紀80年代左右，才在德國、法國等國家和地區召開。而隨着電動汽車的發展受到越來越多的關注，國際電動車大會的規模也越來越大，下一屆大會的召開地便成了經常引起爭論的問題，因此迫切需要成立一個世界電動車協會來協調相關事宜。
一開始，很多國家不願意加入世界電動車協會，比如當時僅次於美國的汽車大國日本。那時出於技術保密等考慮，日本並不願意加入世界電動車協會。但如果不加入世界電動車協會，就無法得知協會討論制定的一些標準，繼而影響電動汽車出口。經過勸説，日本後來同意加入世界電動車協會。1990年，我在香港主持召開第10屆國際電動車大會，並向全世界宣佈世界電動車協會正式成立。
國產電動汽車有競爭力
記者：我國電動汽車連續多年全球產銷量第一。但是我們也看到，很多國際燃油汽車巨頭陸續進場，未來國產電動汽車還有優勢嗎？
陳清泉：從保有量來看，我國已成為電動汽車大國，產品線覆蓋乘用車、商用車、重卡等，技術已涉及智能網聯、無人駕駛等前沿領域。在技術研發、基礎設施建設等方面，我國已經形成整體優勢。以電機為例，我們的設計能力走在了國際前列，現在國外進行電機研究的很多都是中國人。
跟國外的電動汽車相比，國產電動汽車雖然在材料、工藝等方面尚有差距，但仍有競爭力，而且我國在相關政策、技術、市場等方面積累了豐富的經驗。目前，已經有多個東盟國家希望借鑑中國經驗，發展電動汽車產業，例如，印度尼西亞有關部門曾專門邀請我分享中國電動汽車產業發展經驗。
記者：在您看來，我國電動汽車發展在哪些方面需要改進？
陳清泉：主要有三點。一是當前國內電動汽車的發展過分依賴補貼。很多企業貪圖補貼紅利，在缺乏必要核心技術的情況下，依靠東拼西湊的底盤、發動機和動力電池組裝產品，這是純粹的投機。二是我國電動汽車的核心技術創新能力不強，例如，車規級芯片、全棧式軟件、操作系統等方面還存在短板。三是充電基礎設施建設不夠完善，一二線城市的充電焦慮雖然已經得到緩解，但三四線城市及鄉村地區的充電基礎設施建設仍較滯後，這是制約電動汽車大規模進入市場的一個重要因素。
記者：今年以來，一些國際品牌陸續撤回或縮減電動汽車計劃。比如，蘋果公司取消了做了十多年的電動汽車項目。您覺得電動汽車前景還樂觀嗎？
陳清泉：蘋果公司放棄做電動汽車項目，並不是因為電動汽車不是未來的發展方向，而是因為美國沒有像中國一樣完整的電動汽車產業鏈，做電動汽車可能競爭不過中國，賺不到錢。雖然新能源汽車產業全球化合作受到阻礙，延緩了電動化的進程，但是我們也應該看到，應對氣候變化，綠色發展是全球共識，電動化終將是汽車產業的發展方向，全球化是大趨勢，不可逆轉。
汽車革命已進入下半場
記者：對於未來電動汽車發展，您有什麼預期？
陳清泉：電動汽車與普通人的日常出行密切相關，這就要求它不僅在技術方面要有創新突破，還要能“落地”成產品。要實現商品化，進而達成產業化，不僅需要解決材料、工藝、成本問題，還要考慮用户需求和市場接受度等。以U2001為例，其應用的“三合一”動力總成因為符合市場需求，很快成了主流，現在已發展到了“多合一”。我還提出過用半導體制冷，以替代有污染的冷卻劑，雖然這是一個好的理念，但由於半導體成本比較高，至今未能實現產業化。
在理論向技術和技術向產品的轉變過程中，市場的接受度是決定轉變能否發生的重要因素。此外，電動汽車行業高質量發展離不開好的產品、好的基礎設施和好的商業模式，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，汽車革命已進入了下半場，具體有哪些表現？
陳清泉：汽車革命的上半場是電動化，其主要核心技術是車體輕量化、高性能動力總成一體化、高性能安全電池包等。汽車革命的下半場是智能化、網聯化、共享化。未來汽車將不僅僅是交通工具，還會逐漸轉變為智能移動出行空間。
記者：所以，您提出了“四網四流”概念，能否展開説説這一概念？
陳清泉：“四網”是指能源網、信息網、交通網、人文網；“四流”是指能源流、信息流、物質流、價值流。汽車革命不能孤立進行，其既依賴汽車產業發展，又遠超汽車行業發展，需要芯片、軟件、操作系統、信息、能源等多個行業協調發力。舉個例子，如果發展電動汽車，但使用的電全部來自煤炭資源，未來也是不可持續的。
目前，我得到聯合國開發計劃署的支持，在廣州南沙建設零碳經濟示範區，努力把“四網四流”概念變成現實。
記者：如果這能實現，未來我們坐汽車會有什麼樣的新體驗？
陳清泉：最簡單的一點是，汽車將成為我們生活的第三空間。第一個空間是家裏，第二個空間是辦公室，第三個空間則是汽車。未來你在汽車上可以做各種各樣的事情，娛樂也好，辦公也好，都可以在汽車裏進行。
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；第二隻眼要看到後面，吸取歷史教訓；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，因為文藝復興是在歐洲，第一次工業革命在英國，科學也先在西歐發展，然後再到美國；第六隻眼要看東方，例如日本、韓國等國家。橫向縱向都看，全方位地看，思路才會拓寬。
——陳清泉