比亚迪廉玉波：固态电池3-5年实现应用

  ] 由中国科协、海南省人民政府和科学技术部共同主办的2024世界新能源汽车大会于9月27日至29日在海口市举行。本届大会以“低碳转型与全球合作”为主题，旨在与全世界汽车产业各参与方一道，共促新能源汽车可持续健康发展，加强全球合作，共同实现碳中和目标。大会聚焦首届大会“博鳌共识”提出的“力争到2035年新能源汽车全球市场占比达50%”的目标与实现路径、全球化与开放合作等热点问题。

  比亚迪首席科学家、汽车总工程师、汽车工程研究院院长廉玉波在会上发表主题为《面向未来出行的新能源汽车前沿发展展望》报告。廉玉波认为，进入电动汽车的时代，电池和电驱取代原有的发动机和变速箱，动力系统的效率从40%提升到90%。为了逐步降低整车能耗，整车的低阻设计成为设计的另一个重心。

  针对固态电池应用，廉玉波表示，三年内实现比较艰难，五年比较现实，磷酸铁锂技术能赋能固态电池的研究，很多工艺都可以借鉴。即使固态电池在五年以后大量的使用，也主要是在高端车、高性能车上使用，等普及到经济型的车型，在大多数情况下要15年，甚至是20年，所以短期内磷酸铁锂电池也不会被淘汰，因为它在经济性、材料可控性都有优势。将来很长的一段时间，磷酸铁锂和固态电池会同时发展，在不同的车辆上使用，而且是互相的赋能。

  针对新能源汽车的未来，廉玉波认为，汽车未来一方面将以动力、底盘、座舱为核心技术持续创新，共建绿色的环境；另一方面将利用智能交通缓解拥堵，并将车内打造成工作娱乐的空间，拓展车的功能，因此人与车的关系也将被重塑，构建出人以车为媒介，与路、云、家等万物互联的全新场景。

  WNEVC 2024 廉玉波 比亚迪首席科学家、汽车总工程师、汽车工程研究院院长

  各位专家，各位领导，各位同仁，大家上午好。我是比亚迪的廉玉波，特别高兴和大家伙儿一起来分享针对“面向未来出行的新能源汽车前沿发展展望”这一议题，我们的一些思考，从车本身的角度来看车的未来发展。我将从以下三个方面给大家做分享，包括发展的新趋势、技术前沿方向以及我们针对未来技术发展的思考和展望。

  随着全球科学技术的进步和产业的深刻变革，新能源汽车正在迎来前所未有的机遇，成为培育新质生产力的重要抓手，是带动新技术落地变革和传统交通方式拉动经济稳步的增长的一个重要引擎。如今新能源汽车市场迎来爆发式的增长，特别是我们自主品牌在技术和产品上的持续创新，中国品牌也成为全世界新能源汽车转型的主力。此外，创新技术的快速落地，给用户更好的提供了远超燃油车的体验，能够正常的看到目前新能源汽车已经取得了一定成效，而面向未来汽车将会发生什么样的变化？对此我们也做了一些思考。

  回顾汽车发展，汽车作为交通工具经历了从马车、燃油车的时代再到电动车时代的演变，最初的马匹驱动到内燃机，再到三电的系统，动力系统也一直朝着高功率、高效率不断演变；底盘也从开始的刚性的不易操作到机械的悬架系统，再到如今的主动悬架、线控转向等等，操纵性能也不断的提升，一切都是为了更便捷地出行；体验方式上从最早的收音机和皮质座椅这一系列，再到电动车时代的多屏交互和配置上的更多探索，使我们的出行体验变得更舒适和智能，因此我认为面向前沿的发展，车辆的本质还是作为交通工具服务于人类的出行需求，在未来的发展当中将一直朝着绿色低碳，便捷出行，智慧体验三个方向不断演进。

  首先是绿色低碳方向，我们该充分的发挥新能源汽车作为能源终端的属性，推动车辆-交通-能源的清洁绿色发展。在燃油汽车的阶段，石油作为能量来源，单向的通过发动机、变速箱来驱动整车，而发动机的热效率问题也导致了整车的设计重心是动力系统的高效设计；进入电动汽车的时代，电池和电驱取代了原有的发动机和变速箱，使动力系统的效率从40%提升到90%。为了逐步降低整车能耗，整车的低阻设计成为设计的另一个重心。未来汽车将继续沿着绿色低碳的方向发展，一方面持续提升动力系统的效率，另一方面是发挥汽车作为移动储能单元的优势，与可再次生产的能源的网络进行双向互动，以全面电动化引领全产业链向低碳和碳中和的方向迈进。

  作为电动汽车的核心，能源系统的高效化是未来持续发展的一个方向。面向未来，我们大家都认为电池的创新仍然围绕着材料结构和管理系统来实现单位体积内的包含的能量和安全性的持续提升。在材料创新方面，固态电池仍然是前沿热点，目前固态电池还面临着材料成本和整车集成的一些难题。在结构创新方面，目前出现的无负极电池技术和双极电池技术，这类技术可能会颠覆现有的一些结构和系统的设计。此外精准的电池管理，对于电池的全生命周期的安全运行也具备极其重大意义，未来将会朝着两个方向发展。宏观层面我们大家可以利用车云大数据实现千万辆车型的精准监控；微观层面，我们大家可以通过智能传感等形式，实现电池状态无损的监测和诊断。电控系统高效化也是动力系统高效化的关键，在功率半导体器件领域，目前新型碳化硅已经在行业内广泛使用，随着材料的持续迭代，氮化镓和氧化镓等更为先进的下一代半导体材料也逐渐成为行业焦点。展望下一代功率半导体器件，尽管它们展现了巨大潜力，但其载流能力还有待提升；逆变器的拓扑方面，未来电控也呈现高压高电流的趋势，出现了多电平切换和低杂感低热阻轻量化的封装技术；在电机方面，新的驱动方式比如说直驱的轮毂电机能够大幅度提升传动效率，但仍然存在转矩密度不足问题，因此需要集中攻克集成设计和可靠性的问题。

  在追求动力系统高效化的同时，降低整车能耗也是实现绿色低碳目标的又一个重要方法。目前我们行业正在从整车的轻量化，低风阻的设计，低滚阻的设计方面进行探索，同时通过高效能量管理来实现能量的综合利用。在轻量化方面仍然面临着从材料-多结构-多性能在全尺度上面的优化的挑战。

  低风阻设计方面，虽然行业已经能够实现整车风阻系数低于0.2，但如何运用先进的技术进一步降低风阻，比如说车轮流动的控制减阻技术、多变量条件下的协同气动优化技术研究也是我们未来的一个重要任务；在轮胎的滚阻方面，滚动阻力、耐磨性能也是我们未来研究的方向；整车能量管理方面，开发天然和人工的新型的制冷剂，实现高效热管理，以及通过数据和模型混合驱动精细能量管理的控制策略，是需要攻克的一个技术难关。

  此外构建绿色能源网络，充分发挥电动汽车移动储能单元的优势，推动车、风、光、储和充一体化的协同的发展，也是实现绿色低碳的一个关键。在这个过程当中，我们需要建立一个完整的能源综合调控的机制，消除供能侧、市场侧、用能侧以及电动汽车侧之间的技术和商业壁垒。具体而言，应该在供能侧进行可再生能源的输出预测以及稳定性的研究，并制定千万量级的车网调度的策略；在市场侧也需要优化完善配套电价和市场机制，进行负荷的预测和功率波动平抑的研究；在电动汽车侧，也需要加强电池的梯次利用与回收技术的研究，通过这些技术促进全产业链向碳中和方面的发展。刚才也听到能源局的领导提出了这方面的很多措施。

  在绿色低碳汽车出行方面，汽车作为移动终端的属性也在不断地增强，未来汽车持续给用户带来驾乘的便利性。在燃油车时代，底盘的结构以机械和液压为主，底盘控制是分离式的，结构复杂、响应速度慢。进入电动汽车时代，基于动力系统和电子电气架构的变革，使电动汽车总成和尺寸大幅度减少，扭矩响应时间也大幅度缩短，机电液压协同的控制和预控制技术的发展，也会实现电动汽车驾驶乘用属性的提升。未来汽车底盘也将迈向智能底盘和中央集中式的控制，驾驶的新能力将会有很大提升。

  底盘作为便捷出行的一个执行系统，正朝着横纵垂三个方向部件的高度集成化方向发展。驱动方式方面，从集中式驱动到现在的分布式驱动，使得轮毂电机为代表的技术已经是行业普遍认同的发展趋势，而转向和制动系统都是由机械到液压助力再到现在的电动助力，在垂向上面悬架从非主动的悬架也在向主动悬架发展，路线已经非常的明晰。比亚迪也做了大量的创新尝试，我们开发的云辇系统的悬架技术，是面向未来的一个智能控制的悬架，这些部件的发展最终将会形成一体化高集成度的行驶单元，重构传统底盘构型，实现了高灵活性多自由度的控制，助力用户出行的更便捷、更舒适、更智能的体验。

  先进的零部件不等于先进的底盘，只有通过横纵垂协同控制，彻底打破传统底盘的子系统分类控制的这种壁垒，才能使汽车具备一个运动的小脑。实现极度舒适和极限操控之间的平衡，通过自感知、自协调实现极致的横纵垂融合的控制，进一步拓展汽车的安全行驶场景。未来的底盘还将在保证全场景全方位的安全行驶下，实现自我的感知和净化，更好地适应用户的习惯和出行体验。

  基于部件的集成和控制的融合，未来的汽车底盘集动力系统、行驶系统等部件于一体形成一体化底盘。通过创新的上下车体的连接方式，实现了柔性的上装，可根据场景需求变身为SUV轿车、MPV、皮卡等车型，同时实现尺寸的可变可调，可覆盖从A级车到C级车不同尺寸的车型。但是一体化底盘并不能无限延展，还存在一定变化的范围和应用的边界，例如一体化底盘、车身的高被动安全和整体集成技术仍然是研究重点，而且也存在不同尺寸车型操控性能差异化和兼容设计以及上下级车体软硬件标准化接口的设计，包括密封等工艺的挑战也需要我们进一步研究。

  最后是智慧体验方面，未来汽车的多功能的空间属性将会进一步放大。现在对生活、工作、休闲三大空间的自由变换，从侧面也大大丰富了人们出行的体验。能源动力和行驶底盘技术的发展为智慧体验提供了一个坚实的基础，使得人车出行的交互体验更加的舒适便捷而且多元化。随着汽车智能驾驶技术的演进，最初的燃油车时代的人控车模式，已经过渡到电动汽车时代的车辅助人的模式，正在朝着人监督车的方向迈进。

  与此同时汽车座舱的空间利用率也在不断提升，过去的车内活动空间相对有限，而在新能源汽车时代，座舱的空间设计更加注重用户的驾乘体验，出现了诸如行政座舱等各种概念。展望未来，座舱空间将拓展出更多场景模式。在丰富的座舱场景之下，人机交互的方式将从过去的简单的娱乐交互，继续发展多模态的交互体验。

  智能化也是实现智慧体验的关键，那么汽车的智能驾驶将从单车智能到多车智能到今后的车路云一体化的方向演变。单车智能通过高级别的自动驾驶技术提高了驾驶安全性，减轻了驾驶员的疲劳。随着 AI技术的进步，单车智能驾驶也在向着高安全、多场景、高性价比的方向发展。

  基于网联通信技术的应用，车辆之间的互联互动也可以进一步提升车辆行驶安全和区域的通行效率。针对于城市的智慧交通体系，通过车路云一体化技术，基于通信-感知-计算的融合，构建超视野感知的预警能力并提升整体的城市交通效率，也使得汽车成为智慧城市的一个重要角色。

  座舱作为智慧体验的直接载体，当前的座舱已经实现了多种功能，面向未来，座舱设计应该更加注重多维空间的变化，以适应不同的驾驶环境和驾乘的需求。比如说能够最终靠智能应急变形座椅来提高舱内安全性，该座椅能够在紧急状态下主动适应和保护乘员。过去的车辆座舱设计以部件的空间布置为主，现在进一步从人机工程深入到人因工程，从人的心理健康和情感出发，理解人与车环境之间的关联关系，从而进一步提高驾乘的愉悦感和体验舒适感，实际上这是未来的研究驾乘的体验。

  智慧体验更注重于多感官交互的融合，打造出全方位的沉浸感的智能舒适体验。现在汽车的使用体验已经超越了传统的视、听、说的范畴，已经扩展到嗅觉、感觉、驾驶辅助等多个维度。但这一过程面临着诸多挑战，比如说从车外空气拓展到车内的人因气味感知以及主动净化技术，还面临着传感器技术方面的一些难题，光机体积过大问题也需要解决。如何更好地使用这种隔空的交互技术也是值得进一步探讨的课题。以上也就是我对于汽车前沿技术的一些分享。

  接下来我想基于上述的一些前沿技术，做一个简单的总结和展望。未来新能源汽车对技术创新提出了更高要求，因此关键的技术创新必须同时向着广度和深度进发，做到横向拓展、纵向探底。在横向方面，新能源汽车前沿技术的发展必须加速智能交通、智慧电网、智慧生活三大领域的拓展和融合。在深度方面，技术突破已经进入了深水区，那么我们应该从工程创新走向理论创新，通过科学理论引领技术难题的突破，同时新能源汽车技术领域交叉融合的特征愈发显著，传统的机械工程与新兴的信息技术、材料技术、控制理论等多领域交叉互相渗透，将是未来新能源汽车进一步发展的驱动力。传统的单一的学科支撑已经难以满足汽车技术日益复杂的需求，我们迫切地需要具备跨学科能力的复合型创新人才，我们深深感觉到培养多学科交叉融合的创新人才是推动汽车前沿技术创新的关键，在跨学科多融合的人才方面实际上还是比较欠缺。

  在汽车前沿技术发展的推动下，层出不穷的产品新功能也对系统提出了更加高的要求，比如说座椅布置的方式，乘员坐姿发生了变化，为碰撞事故下的乘员保护提供更加高的要求等。车网互动下也对电池的快充快放寿命带来了挑战，因此汽车的标准法规将会有很大变化。汽车标准体系的内涵也将持续外延，甚至是对体系的重构，汽车能够干很多之前我们干不了的事情。

  面向当下人工智能技术的加快速度进行发展，新能源汽车也将成为人工智能技术的绝佳运用领域。

  材料和制造作为新能源汽车技术落地的基石，未来的AI将深度赋能车身设计、造型设计、检测等一系列工程化应用，以及工艺的优化、质量的管控、供应链的管理等等制造环境可能也会有大量的AI技术的引进。

  技术的加速发展也将催生商业模式的变革，使得汽车的价值重心后移，向用户服务扩展。得益于前沿技术的创新发展，将来车的共享化、能源化，汽车的功能定制化都也许会出现一个未来的商业场景，所以进一步探讨将来运营模式和关键技术，一起来解决面临的挑战，才能够有效地使一些执行力场景得到应用。

  总结来看，我认为未来的汽车一方面将以动力、底盘、座舱为核心技术持续创新，共建绿色的环境；另一方面我们利用智能交通缓解交通拥堵，并将车内打造成工作娱乐的空间，拓展车的功能，因此人与车的关系也将被重塑，构建出人以车为媒介，与路、云、家等万物互联的全新场景。我们大家可以想象并最终达成车更聪明、环境更绿色、人更享受的未来场景。

  赵福全：谢谢廉总的精彩分享，作为比亚迪的技术领军人，和大家伙儿一起来分享了未来汽车技术路在何方，在您的分享的过程中，未来学科都要融合。您作为技术的领军人，在融合创新下，融合肯定是自己掌控的资源非常容易，深度的硬件和软件的融合，模块和整车的融合，但是毕竟企业的资源有限，能力有限，时间很紧迫，这样的一种情况下如何平衡好自主可控和开放合作，真正地实现融合创新，这可能是现在所有人都很关注的，也是大家更希望听到的一些想法。

  廉玉波：赵院长的问题非常好，因为新能源汽车经过了近30年的发展，到了现在的这个地步，是政府的推动，行业的努力，各种政策的制定，科技部制订了新能源专项，一系列的支持是大家共同协同推动。我们新能源发展到了今天，新能源汽车其实就是深度的融合，过去的汽车是从机械到电动汽车，再到现在的智能新能源汽车，我们过去开会就是单一的汽车行业，现在我们制定技术路线，谈未来的规划，谈未来的发展，经常是有5G通讯领域、交通领域、材料、软件，各方的人都会参加，对我们汽车厂家来说，你也没有能力把所有行业都涵盖了，所以要协作，一起来融合。

  在三电方面我们比亚迪投入了很大精力，前期的话我们也没太多合作的方向，我们自己做了很多，但是现在智能新能源汽车的发展趋势，我们企业应该做什么，我们的战略抓住什么，我们要引入合作什么，哪一些要进行合作，比如说在智能化的方面。地平线的芯片我们大量的使用，我们也是率先大量的使用，包括现在和华为的合作，很多芯片领域的合作，包括通讯领域的合作，工程软件的开发，在一些电池的材料、结构和很多大的供应商、合作伙伴进行深度的合作。另外我们和十几个高校建立了创新中心，包括联合的实验室，联合了很多的科研院所展开了合作，这是我们集百家之长进行研发。合作是我们新能源汽车一个永远的主题，没有一点一个公司能够独立的完成，所以广泛的合作，深度的合作。我们有自己的特色，在合作的基础上，建立我们自己的特色和产品的优势，这是我们企业要综合把握的。

  赵福全：非常好，您谈到了固态电池一些关键的材料和技术的开发，很多的东西会颠覆所有的技术方式方案，在这种情况下，就会衍生出传统汽车向新能源汽车转型的过程中，遇到了很大的难题，并不仅仅是能力的问题，因为形成了很多固定的资产和投入，所以不是打破旧世界，甚至是抛弃旧世界的过程，比亚迪形成了很大的行业优势，但是当我们进入了新的电池体系的时候，甚至是曾经建立起来的磷酸铁锂电池，您是怎么平衡好把已有的战略优势巩固好，同时抢占未来的战略制高点呢？

  廉玉波：三纵三横给我们引领了技术发展的方向，电池技术发展到今天，磷酸铁锂电池已经接近70%的使用了，工艺成熟，材料也稳定，现在的碳酸锂的价格都较为稳定，产业也是在一个很健康稳定的发展状态，未来的技术固态电池很热，大家也在进行研究，比亚迪也在进行深入的研究，这些都不矛盾，应该是生产一代，研发一代，预研一代，至于固态电池应用，三年内实现比较艰难，五年比较现实，有了磷酸铁锂的技术，赋能了固态电池的研究、生产，很多的工艺也可以借鉴；另外一个层面是固态电池大量的使用，但是从成本、制造工艺、稳定性的每个方面，还有它的构成，磷酸铁锂沉淀了稳定的工艺，安全性，特别是这个产业链非常的丰富，汽车磷酸铁锂电池我们现在能做到700公里，一般的四五百公里的经济型的家用车，用磷酸铁锂电池，用70度，甚至是50度电就非常的经济耐用，即使是固态电池在五年以后大量使用，也是在高端车、高性能车上使用，要普及到经济型的车型，在大多数情况下要15年甚至是20年，所以磷酸铁锂电池也不会被淘汰，因为它的经济性，材料的可控性有优势。将来很长的一段时间，磷酸铁锂和固态电池会同时发展，在不同的车辆使用，而且是互相的赋能。