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华中科技大学蒋栋教授：纯电动技术将主导未来电动汽车市场
EVS34国际程序委员会委员
EVS34“电磁兼容”分会场主席
由世界电动车协会、亚太电动车协会和中国电工技术学会共同主办的、以“奔向智慧电动出行”为主题的“第三十四届世界电动车大会暨展览会（EVS34）”将于2021年6月25—28日在南京举行，届时来自世界各地政府、企业和学术机构的领导和精英们都将齐聚一堂，共同探讨纯电动、混合动力车和燃料电池汽车及核心零部件领域的前瞻性政策、先进技术、杰出市场成就及创新发展趋势等。
蒋栋，1983年生。博士，华中科技大学教授。于2005年和2007年分别获得清华大学学士和硕士学位；2007-2010年在美国弗吉尼亚理工大学电力电子系统中心（CPES）攻读博士学位，2010年随导师转学到美国田纳西大学，并于2011年底获得美国田纳西大学博士学位；2012年1月至2015年7月在美国联合技术公司研究中心（UTRC）担任高级研究科学家兼工程师；2015年7月全职回国加入华中科技大学电气与电子工程学院任教授至今。
在电力电子与电力传动领域共发表100余篇论文，包括50余篇SCI索引的IEEE期刊论文。已获得30余项发明专利授权。多次获得国内外论文和发明奖励。2021年在Springer出版社出版专著《Advanced Pulse-Width-Modulation: With Freedom to Optimize Power Electronics Converters》。
当前，全球电动汽车行业处于快速上升期，2020年全球电动汽车销量约为324万辆，其中欧洲市场占比为43.06%，中国市场约占41.27%。从全球电动汽车产品结构来看，纯电动汽车和插混动力汽车仍然占据电动汽车绝大部分市场份额。截至2020年上半年， 纯电动汽车占比约68%，插电式混合动力汽车占比约32%。
华中科技大学蒋栋教授指出，“按照国家规划的发展愿景，2025年我国电动汽车销量有望突破500万。目前中国电动汽车俨然已成为全球的‘领头羊’，尤其在纯电动汽车领域更是‘一枝独秀’。在中国电动汽车产业崛起之前，全球电动汽车还是以混合动力为主要技术路线，但是我国从未来能源战略出发大力发展纯电动汽车，带动了整个产业链的发展，相信纯电动汽车将主导未来全球电动汽车全产业链。”
蒋栋认为，“由于技术和产业变革，电动汽车产业迎来了前所未来的成长期，这对于电动汽车领域的科研工作者、技术人员、汽车制造商及零部件企业来说，既是机遇也是挑战。虽然有越来越多的消费者开始青睐电动汽车，但是里程焦虑、充电限制、安全隐患等问题仍是现阶段及未来很长一段时间内亟待突破与解决的‘瓶颈’，因此电动汽车产业距平稳发展期还有较长的路要走。”
虽然电池容量决定了续航里程，但是电动汽车最紧要的问题是如何能够实现及时充电。这与手机电池焦虑是一样的，一旦出远门，人们都会带上充电宝。如果电动汽车续航里程无法突破，充电问题又得不到妥善解决，那么这将严重制约电动汽车的大规模推广和普及。
目前，道路上的电动汽车数量与日俱增，随时随地充电就成了“刚需”。现在，为鼓励市民绿色出行，北京已经累计推广电动汽车40余万辆，建成各类充电桩23万个，其中公用领域的充电桩4.8万个。2021年，北京将在全市规划建设303个大功率直流充电桩。在建充电桩、尤其是大功率充电桩越来越多，已经出现了400kW乃至600kW的充电桩。随之而来的是，数量庞大的充电设施，对现有的配电网来说是非常大的挑战。
谈到V2G， 蒋栋认为，“未来电动汽车作为移动的储能装置，给电网电力系统带来的是冲击还是缓冲，是由充电规划来决定的。尤其是集成充电技术的应用，随时随地都能充电、不受充电桩建设影响和V2G技术的发展等，将对电网接入带来新的机遇与挑战。当每一台电动汽车都具备了随时随地接入电网的能力时，电动汽车产业和电力系统都会发生革命性的变化。”
蒋栋更为深入地指出，“非常有必要对电动汽车的V2G技术进行深入研究，协调汽车与电网间的充电和放电，使得其既不会影响电网的运行，也不会限制汽车的正常使用。在这方面，电动汽车‘三电’技术是核心基础，脱离开硬件技术能力去谈V2G和移动储能都是不现实的。”
目前，我国的电动汽车装机量以及配套供应量都居世界第一，但“三电系统”的核心技术却仍与国际顶级技术水平有着较大差距。例如，电池中的核心正极高镍三元材料还依赖进口，缺乏相关成熟的制成技术，高能量密度的高端湿法隔膜也无法自给自足，电池的能量密度和生产工艺需进一步提升等。
对于整车制造成本的问题，蒋栋也有着自己的看法，在接受采访时他表示，“能否有效减少电动汽车零部件品种，是降低整车制造成本的主要因素。相比较整车企业需要较大投入和规模外，具备中小企业的灵活和自主性特点的零部件制造商可以发挥各自专业优势，在其所在小领域不断突破，最终推动整车企业的产业升级与发展。”
随着电动汽车技术的不断发展，零部件集成化设计已经成为必然趋势。通过集成化设计，一方面可以简化主机厂的装配流程，提高产品合格率；另一方面可以大规模缩减供应商数量，还可以达到轻量化、节约成本等目的。但作为一项前瞻性的技术创新，电驱动系统多合一集成是把“双刃剑”，其带来的价值愈大，随之而来的挑战也就愈多。
蒋栋认为，“驱动系统作为电动汽车的控制核心之一，实现电驱系统与充电等功能集成是未来电动汽车产业的一项颠覆性技术，将很大程度改变全产业链和电动汽车的使用方法。利用电驱系统实现V2G，可以改变充电桩建设的现状，真正做到随时随地充电。但由于这一举措对产业链的冲击太大，尚需要慢慢布局以待进一步发展。”
“动力总成的优劣决定着汽车的动力性、经济性以及舒适性，因此对于动力总成的企业来说，在未来的设计中要充分考虑复用功能，这也是电动汽车技术革新的一大挑战。”蒋栋强调，“虽然目前电动汽车产业的发展还面临着诸多困难与挑战，但随着该领域更多关键技术的突破与发展，电动汽车、尤其是纯电动汽车势必将迎来更加美好的明天。”
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