清華擔當

譚晶寶

在中國汽車技術換道超車的說法甚囂塵上之時，楊殿閣教授卻充滿不安。今年4月，在清華大學108周年校慶的系列活動中，一件事頗引人關注——擁有39年歷史的汽車工程系正式升級為車輛與運載學院。在業界享有盛譽的清華汽車系，源自1932年成立的機械工程系。在戰火紛飛的歲月，以莊前鼎先生為代表的一批學子在國家民族危難之際毅然學成歸國，從清華園到西南聯大，轉戰南北，開創了中國汽車工業人才培養的先河。1952年清華大學汽車專業正式確立，1980年獨立建系。

這是一次普通的院系改名還是另有深意？這是在汽車產業技術變革歷史潮流中的應景之策，還是深謀遠慮之舉？帶著幾分好奇，《汽車觀察》雜志對清華大學車輛與運載學院（以下簡稱車輛學院）首任院長楊殿閣教授進行了獨家專訪。

拓展學術方向應對產業變革

如果僅僅是改個名稱那么簡單，楊殿閣教授也不會如此忙碌。

上一場會議剛結束，楊殿閣教授便趕回辦公室。比約定的時間晚了幾分鐘，楊教授在表達歉意的同時，也流露出一絲苦惱。目前，清華車輛學院的人才輸出主要以碩士和博士為主，本科生直接就業率僅占10%到20%，研究生已經成為車輛學院人才培養的主體。清華大學每年新進博士生已經接近3000多人，畢業2000多人，這意味著每年需要解決近千名博士生新增的住宿問題。同時兼任學校規劃處處長的楊殿閣為此絞盡了腦汁。此外，車輛學院師資團隊將由原來的70人左右將擴充至90多人，師資隊伍的擴大需要更多的實驗室和配套資源，這些問題似乎和那些學術難題一樣讓楊教授費神。

年輕就是有優勢。既要忙于學校的事業規劃、校園規劃、學科規劃，又要負責車輛學院的日常工作，還要帶領研究生團隊，經常加班到深夜的他卻看不出一絲疲倦。楊殿閣告訴記者，車輛學院新增的人員個個都是領域內的精英。

對于這次由系升級學院，楊殿閣教授認為關鍵不在于改名，而在于學術方向的拓展。除了發動機、車身、底盤等這些傳統的汽車領域以外，學院在學科設置和人才培養上將朝著新型能源和移動出行方向發展。未來，與移動出行相關的AI、大數據、云計算等前沿技術都將包含在學院的學術范圍內，學院將以學科規劃為抓手，通過學校資源的配置和學科的交叉融合，用最先進的科研項目來培育最優秀的汽車人才。他介紹，早在2016年，清華大學就已經意識到汽車產業的技術變革趨勢，今年成立車輛與運載學院，既是清華大學的既定發展目標，也是對這場技術變革帶來的發展機遇的有力把握。

楊教授認為，基礎研究與產業應用之間一定是相通的?！白鳛槭澜缫涣鞯拇髮W，要在行業內做到引領，關鍵基礎技術的沉淀必不可少。只要是核心技術，不管它當前離產業化有多遠，最終一定會發揮重要作用?！鼻迦A大學一直專注于“啃最硬的骨頭”，通過承接國家重大專項、開展關鍵技術攻關幫助企業突破其無法完成的技術瓶頸，迅速實現前沿技術的產業化。

清華大學的責任與擔當不單單局限于技術的突破及應用上，當新的技術大量出現的時候，到底哪條路才是對的方向？清華大學要發出強有力的聲音，引領正確的道路。

弄清底層機理才能有效“救火”

最近關于電動車自燃的新聞頻頻登上新聞頭條，讓新能源汽車市場蒙上了一層安全隱患的陰影。市場對電動汽車續航里程的關注大幅增加了對電池能量密度的要求，而能量密度的提升同時伴隨著安全隱患的增加。導致這一問題的機理層原因到底是什么呢？

當被問及這一問題的時候，楊殿閣教授告訴《汽車觀察》：“清華車輛學院在動力電池安全性問題上會有重大突破，歐陽明高教授團隊發表了該領域的系列論文。一層層剝開這些問題的底層面紗，弄清問題背后的真相，是一件非常有趣的事情。”

電動汽車的安全隱患很多來源于電池的內失控。電池因為外力碰撞或者制造等原因內部出現瑕疵，瑕疵會使得電池內部發生變化并發出熱量，嚴重時導致電池燃燒甚至爆炸。根據車輛學院的研究，內失控的一個重要原因是電池的內短路，其引起的失控讓電池在短短幾秒之內就會著火燃燒。但根據近幾年的進一步探索發現，內短路產生的熱量并不是導致燃燒的完全絕對熱量，正極釋氧與負極之間產生的氧化還原反應也是非常重要的熱量來源。進一步研究后又發現，熱失控釋放的總熱量與短路和正負極氧化還原釋放的熱量相比依然存在差異，剩下的這一部分熱量是哪里發出來的呢？只有把這些底層原因探索清楚后，電池廠商才能更好地開發出對應的防治措施完成“救火”。

面對百花齊放的新能源技術路線，楊殿閣教授認為，各種技術路線都有它的市場空間，但傳統汽車依舊具備很強的生命力，其技術還在不斷發展和進步。到2030年，至少60%-70%的車輛仍然是傳統燃油車。

無論是電動汽車還是燃料電池汽車，最重大的變化實際是能量補充方式上的改變。目前很多純電動汽車續航里程達到400-500公里左右，基本可以滿足用戶的日常需求，但依然無法消除消費者心中的焦慮。這種焦慮與其說是續航里程焦慮，倒不如說是對充電便利性上的焦慮。楊殿閣教授判斷，未來5-10年內，電池的能量密度將在現有基礎上提高50%。此外，整車的能耗控制也將得到明顯優化，到十三五末，A級車在技術上將實現每百公里12度電的能耗目標，在現有水平上提升40%-50%。兩大技術突破不僅將會解決用戶對續航的擔憂，還能降低用戶的使用成本。如果在充電效率上進一步提升，外加政策優勢，在A00-A級車的細分市場上，新能源汽車的綜合成本和便利性將能夠與燃油車媲美。

燃料電池汽車的能量補充則更加困難。2008年，為開展奧運示范，清華大學和億華通牽頭在北京永豐建立了第一座加氫站，但10年過去了，第二座加氫站還一直沒有建起來，建設加氫站的難度和挑戰超乎想象。加氫站的建立由相應的制度和規范限制，需要專用空間，與周圍的環境須進行合理安全設計。與飛機的點式交通和鐵路的線式交通不同，乘用車是面式交通，這要求能量補充方式也必須為面式分布。因此，燃料電池的特點決定了其更加適用于行駛在固定路線的公交、物流等商用車領域，其最終替代的目標將是柴油機。也正因如此，根據中國新能源汽車技術路線圖的預測，到2030年，在中國，燃料電池汽車的總保有量可能只會在100萬左右，與每年接近3000萬輛的汽車產量相比，燃料電池汽車還只是一個很小的比例。燃料電池汽車成熟的條件不僅僅是單車技術問題，更是系統問題。

換道不代表肯定就能超車

在談到當前最熱門的自動駕駛話題時，楊殿閣教授認為，每個級別的自動駕駛要產業化落地都必須有來自市場的推動方。 L1-L3級別自動駕駛技術發展的推動力來自車企和用戶，緊急制動、車道保持、自適應巡航、自動泊車等功能都是用戶所需求的，會有越來越多的消費者愿意為這些功能買單。到2030年，中國所有的新車都將是L1-L2級別的智能汽車。換句話說，是否具備這些功能是汽車能否賣得出去的必要因素。在這種模式下，汽車最終依然是由車企賣給終端用戶，成本是繞不過去的坎兒，這也決定了L1-L3必定是低成本技術方案。L4級自動駕駛的推動力則來源于運營方，需求來自港口、礦山、物流園區以及滴滴、優步這樣的網約車平臺公司，他們對車輛直接成本的敏感程度更低，更在意整個運營過程中收益與成本之間的平衡。至于L5級自動駕駛的推動方或者市場主體是誰，現在還說不清楚，需要L4級自動駕駛的不斷發展才能培育出其市場主體。

說到中國的汽車技術與全球同步的問題，楊殿閣教授忍不住分享了他親身經歷的故事。繼麻省理工學院、斯坦福大學和密西根大學之后，豐田與清華共同成立了其全球第四個自動駕駛人工智能聯合研究中心。今年1月，楊殿閣教授帶領來自清華車輛學院、電子系和計算機系的青年學者，首次參加了原來只有這三所美國名校參加的自動駕駛學術論壇。他的學生看到參會名單后難掩激動之情，因為這次論壇聚集了北美自動駕駛領域的半數以上權威專家，以前只能在文章和書中看到的大牛，這次可以跟他們聚在一起開會討論了。

“會議當天，主持人向參會嘉賓介紹來自中國清華大學的新團隊，當我和一起參會的十幾位老師集體站起來與到場的近200位專家打招呼的時候，我感到特別自豪。但正式進入會議之后，我受到了更大的觸動。進行學術分享的上百位專家，所做的研究可以用天馬行空來形容，真的是只有你想不到，沒有他做不到?！闭f到這兒楊殿閣教授感慨萬千。

豐田早已投資讓全球上百位頂級專家幫其探索自動駕駛的技術路徑，值得深思的是，豐田在整個過程中不索取一行代碼，舉世界之力，只為獲取全球最先進的思想，而正是這些天馬行空的想法，是所有創新的根源。反觀中國的現狀，由于企業研發能力不足，很多高校實際在做企業的工作，很多創新還主要集中在執行層面。

在這種情形下，中國汽車技術換道超車的說法卻甚囂塵上。對此，楊殿閣教授充滿了深深的危機感，因為中國的傳感器、芯片、算法、計算平臺、操作系統等都還面臨被他國“卡脖子”的困境。電動化與智能網聯化的出現確實給汽車產業畫了兩條新的跑道，并重新劃出了一個起跑線。在部分領域，中國起跑較早，取得了一點優勢，但這是一場漫長的馬拉松，我們不得不承認，國外很多優秀的企業，一旦起跑，不僅加速快，而且耐力足。

楊教授最后總結道，道是換了，重新起跑也是真的，但我們是否能夠超車卻不一定，需要我們不僅有爆發力，還要有持續力。