同济大学新能源汽车工程中心_同济大学新能源汽车研究生招生简章

1.上海地面交通工具风洞中心的历史由来：

2.马建新的担任职责

3.同济大学余卓平：汽车变革时代有众多关键零部件技术急需突破

20世纪60年代，氢燃料电池就已经成功地应用于航天领域。往返于太空和地球之间的“阿波罗”飞船就

安装了这种体积小、容量大的装置。进入70年代以后，随着人们不断地掌握多种先进的制氢技术，很快，氢燃料电池就被运用于发电和汽车。

大型电站，无论是水电、火电或核电，都是把发出的电送往电网，由电网输送给用户。但由于各用电户的负荷不同，电网有时呈现为高峰，有时则呈现为低谷，这就会导致停电或电压不稳。另外，传统的火力发电站的燃烧能量大约有70%要消耗在锅炉和汽轮发电机这些庞大的设备上，燃烧时还会消耗大量的能源和排放大量的有害物质。而使用氢燃料电池发电，是将燃料的化学能直接转换为电能，不需要进行燃烧，能量转换率可达60%～80%，而且污染少、噪音小，装置可大可小，非常灵活。

氢的化学特性活跃，它可同许多金属或合金化合。某些金属或合金吸收氢之后，形成一种金属氢化物，其中有些金属氢化物的氢含量很高，甚至高于液氢的密度，而且该金属氢化物在一定温度条件下会分解，并把所吸收的氢释放出来，这就构成了一种良好的贮氢材料。 20辆中国自主研制的氢燃料电池轿车在同济大学新能源汽车工程中心举行赴京发车仪式，它们将在奥运会中投入运营。这20辆氢燃料电池轿车是基于大众帕萨特领驭车型，通过改制和集成最新一代燃料电池轿车动力系统平台而成功研发出来的。它们以氢气为能源，经氢氧化学反应生成水，真正实现零污染。氢燃料电池轿车加一次氢可跑300多公里，时速达每小时140~150公里。氢燃料电池轿车比同类型内燃机车重200多公斤，贵5倍以上。

氢燃料电池车的工作原理是：将氢气送到燃料电池的阳极板（负极），经过催化剂（铂）的作用，氢原子中的一个电子被分离出来，失去电子的氢离子（质子）穿过质子交换膜，到达燃料电池阴极板（正极），而电子是不能通过质子交换膜的，这个电子，只能经外部电路，到达燃料电池阴极板，从而在外电路中产生电流。电子到达阴极板后，与氧原子和氢离子重新结合为水。由于供应给阴极板的氧，可以从空气中获得，因此只要不断地给阳极板供应氢，给阴极板供应空气，并及时把水（蒸气）带走，就可以不断地提供电能。燃料电池发出的电，经逆变器、控制器等装置，给电动机供电，再经传动系统、驱动桥等带动车轮转动，就可使车辆在路上行驶。与传统汽车相比，燃料电池车能量转化效率高达60~80%，为内燃机的2～3倍。燃料电池的燃料是氢和氧，生成物是清洁的水，它本身工作不产生一氧化碳和二氧化碳，也没有硫和微粒排出。因此，氢燃料电池汽车是真正意义上的零排放、零污染的车，氢燃料是完美的汽车能源！

氢燃料电池车的优势毋庸置疑，劣势也是显而易见。随着科技的进步，曾经困扰氢燃料电池发展的诸如安全性、氢燃料的贮存技术等问题已经逐步攻克并不断完善，然而成本问题依然是阻碍氢燃料电池车发展的最大瓶颈。氢燃料电池的成本是普通汽油机的100倍，这个价格是市场所难以承受的。

据悉，这批氢燃料电池车，最大输出功率高达60千瓦，燃料消耗仅为每百公里1.2公斤氢气，大约相当于4升93号汽油。

英国将大力发展氢燃料电池汽车，在2030年之前使英国氢燃料电池车保有量达到160万辆，并在2050年之前使其市场占有率达到30%-50%。将从2015年起实现氢燃料电池汽车本土化生产，并自行研发相关技术，另外还将建设氢燃料补给站。

目前丰田汽车公司已经将燃料电池的成本大幅降低, 整车价格控制在6.9万美元(40万人民币), 可提供100KW动力输出, 续航能力达到700公里. 并将在北美和日本本土上市, 上市时间为2015年上半年. 工作原理

燃料电池（Fuel Cell），是一种发电装置，但不像一般非充电电池一样用完就丢弃，也不像充电电池一样，用完须继续充电，燃料电池正如其名，是继续添加燃料以维持其电力，所需的燃料是“氢”，其之所以被归类为新能源，原因就在此。燃料电池的运作原理（如图1），也就是电池含有阴阳两个电极，分别充满电解液，而两个电极间则为具有渗透性的薄膜所构成。氢气由燃料电池的阳极进入，氧气（或空气）则由阴极进入燃料电池。经由催化剂的作用，使得阳极的氢分子分解成两个质子（proton）与两个电子（electron），其中质子被氧‘吸引’到薄膜的另一边，电子则经由外电路形成电流后，到达阴极。在阴极催化剂之作用下，质子、氧及电子，发生反应形成水分子，因此水可说是燃料电池唯一的排放物。燃料电池所使用的“氢”燃料可以来自于水的电解所产生的氢气及任何的碳氢化合物，例如天然气、甲醇、乙醇（酒精）、沼气等等。由于燃料电池是经由利用氢及氧的化学反应，产生电流及水，不但完全无污染，也避免了传统电池充电耗时的问题，是目前最具发展前景的新能源方式，如能普及并应用在车辆及其他高污染之发电工具上，将能显著减轻空气污染及温室效应。

时速百公里

波音公司于2008年4月3日成功试飞氢燃料电池为动力源的一架小型飞机。波音公司称这在世界航空史上尚属首次，预示航空工业未来更加环保。但波音承认，这一技术不太可能为大型客机提供主要动力。

波音公司于2008年2月至3月3次在西班牙奥卡尼亚镇进行试飞氢燃料电池飞机，成功试飞具有历史意义。　小型飞机起飞及爬升过程使用传统电池与氢燃料电池提供的混合电力。爬升至海拔1000米巡航高度后，飞机切断传统电池电源，只靠氢燃料电池提供动力。飞机在1000米高空飞行了约20分钟，时速约100公里。这一技术对波音公司意义重大，也让航空工业的未来“充满绿色希望”。

小型飞机由奥地利“钻石”（Diamond）双座螺旋桨动力滑翔机改装而成，飞机内安装了质子交换膜燃料电池和锂离子电池。小型飞机翼展16.3米，机身长6.5米，重约800公斤，可容纳两人。试飞过程中，机上只有飞行员一人。

在机舱内，传统电池安放于唯一的乘客座位上，飞行员背后有一个类似潜水员使用的氧气罐。波音公司说，这架飞机连续飞行时间最长45分钟，“不会产生任何噪音”。氢燃料电池通过氢转化为水的过程产生电流，不产生温室气体。除热量外，水蒸气是氢燃料电池产生的唯一副产品。

波音的氢燃料电池飞机带来技术突破，但“波音（欧洲）研究与技术”部称，。这一技术可能为大型飞机提供动力，但这需要技术突破。

技术局限性

在燃料价格上涨、环境污染与全球变暖的情况下，对更清洁、更安全、效率更高的交通工具的需求快速增长。

波音的氢燃料电池飞机带来技术突破，但波音（欧洲）研究与技术部负责人埃斯卡蒂说，氢燃料电池可以为小型飞机提供飞行动力，但不能为大型客机提供主要动力。

波音公司负责试飞工作的工程师涅韦斯·拉佩纳说，这一技术可能为大型飞机提供动力，但这需要技术突破。波音公司说，将继续开发氢燃料电池的潜力，以改善环境。

国际能源机构说，推广使用氢气和氢燃料电池，可减少石油、天然气、煤炭这三种可产生温室气体的能源消耗。

上海地面交通工具风洞中心的历史由来：

你说的像什么汽车风阻这样的专业在本科期间是没有的，现在的大学有关汽车类的专业有：车辆工程、汽车运用工程（在报考志愿上可能写的是交通运输）、汽车服务工程、汽车热能与动力工程、汽车交通安全工程、汽车物流、汽车市场营销等，像你说的汽车的风阻在研究生阶段可作为一个研究方向，作汽车空气动力学方面的研究。

如果你很喜欢汽车，想学汽车类专业，建议你报车辆工程。在这些专业中车辆工程的就业最好，汽车公司招车辆工程的较多，学的比较实用。

汽车类实力强的学校有：

清华大学

吉林大学

同济大学

北京理工大学

湖南大学

重庆大学

长安大学

武汉理工大学

合肥工业大学

中国农业大学

江苏大学等

报考时依自己的成绩可选取

供参考

马建新的担任职责

以同济大学汽车学院为依托，由同济大学承建的上海地面交通工具风洞中心项目是上海市重大产业科技攻关项目，该项目得到了国家发改委、科技部、财政部、教育部和上海市的大力支持。 项目总建筑面积35137平方米，总投资为4.9亿人民币，项目于2004年12月立项，风洞中心于2009年7月1日投入试运营。

项目总体目标是建设具有国际一流水平的公共性汽车和轨道车辆技术平台，包括国内首座汽车气动声学整车风洞、国内首座热环境整车风洞和一个集汽车造型、加工、设备维护、科研和管理于一体的多功能中心。建成后的风洞中心与同济大学新能源汽车工程中心、上海汽车质量检测中心、汽车试验场共同组成具有国际一流水准、配套齐全的地面交通工具测试研究基地。

同济大学余卓平：汽车变革时代有众多关键零部件技术急需突破

曾任华东理工大学教授(博士生导师)，工业催化研究所所长、与环境工程学院副院长，香港科技大学研究工程师、1998年入选教育部“跨世纪优秀人才”。 现任同济大学汽车学院教授/博导、新能源汽车工程中心副主任、国家燃料电池汽车及动力系统工程技术研究中心副主任、同济大学汉高教席首席教授；兼任中国可再生能源学会理事、氢能专业委员会常务理事，中国氢能标委会委员，ISO国际氢能技术委员会工作组成员，华东理工大学兼职博士生导师等。

同济大学教授、国家智能型新能源汽车协同创新中心主任余卓平

2021年9月3日-5日，由中国汽车技术研究中心有限公司、中国汽车工程学会、中国汽车工业协会、中国汽车报社联合主办，天津经济技术开发区管理委员会特别支持，日本汽车工业协会、德国汽车工业协会联合协办的第十七届中国汽车产业发展（泰达）国际论坛（以下简称泰达汽车论坛）在天津市滨海新区召开。本届论坛围绕“融合?创新?绿色”的年度主题，聚焦行业热点话题展开研讨。

在9月4日 “高端对话：构筑安全稳定的汽车产业链供应链”中，同济大学教授、国家智能型新能源汽车协同创新中心主任余卓平发表了题为“汽车变革时代急需产业化突破的汽车零部件关键技术”的演讲。

在演讲中余卓平表示，未来新能源汽车要获得长足发展，仍需在动力系统，尤其是分布式驱动、增程式、燃料电池和车路协同。

在余卓平看来，分布式驱动是电动化和智能化最佳的结合；增程式是解决里程焦虑的最佳方式；大功率、长距离的汽车工具将来一定走燃料电池道路。至于车路协同，单车智能并不可靠，有智能的车也必须有智能的路，也必须有智能的指挥枢纽。

以下为演讲实录：

各位来宾大家下午好，非常高兴能够在泰达论坛有机会谈一谈大变革时代，我个人围绕急需产业化突破的几个关键技术，大变革时代就不展开了，前面会长报告专门把大变革讲了一下，电动化、智能化、共享化未来。

大变革带来产业链的变化，大家可以看到，实际上我们一直讲弯道超车，应该说新能源汽车的跨越式发展确实给我们国家带来了机会，大家可以看到电动汽车领域一半的产量在中国，一半的市场在中国，而且这个链条带出来的电池产业、电驱动产业都在国际上牢牢占据一席之地。刚才董会长讲往高端走，在新能源里面都有充分的体现。

但是我们讲电动化，下一步还要突破的技术在哪里？

第一我会把思维重新从电池里面跳跃到驱动，我一直认为实际上动力系统一直是汽车的核心，我们以前电动汽车是电池受到制约，现在电池应该跨过这一步了，下一步电池仍然会继续发展，但是我认为下一步我们应该把目光聚焦到动力系统上来。我个人认为分布式驱动是电动产业值得大家关注的，第二个我个人一直认为，电动汽车多备电池不是未来的方向，所以插电增程混动是值得大家关注的，怎么搞一个增程器要关注。

分布式驱动是电动化和智能化最佳的结合，实际上我们讲智能化里面操作控制是核心，而分布式驱动的操作控制可能是最完美的。分布式电驱动系统将来是新能源汽车的前沿关键技术，从现在电动轮的发展来看，大家可以看到在不断的突破，目前我们的密度已经能够达到每公斤两个多千瓦，并且在不断进步。当然这还不够，还需要大家进一步关注。从它的好处上来讲，首先第一个大家可以看到，现在的智能汽车都在说我要管制环境、雷达、摄像头等等，但是实质上我们开车除了眼睛感知环境，我们的所谓手感、路感也是开车很关键的东西。

目前互联网企业开始介入并推动智能汽车发展，我认为他们对智能汽车是理解不深，汽车行业应该看到未来的感知是什么呢，我们要感知路面，汽车跑在什么路上，会不会打滑，会不会出现极限工况是最关键的。电动轮知道电机的力矩，输出是什么，就是转送。什么是未知的呢？我在什么路上是未知的，用这样理论估计在什么样的路上。我们讲分布式驱动一大好处就是能够精确感知路面。第二汽车运动状态能够很准确感知，包括我们讲动力学的关键的东西，实际上通过这些力已知、运动已知做一个很准确的估计。在这样一个前提下，大家可以看到汽车行驶动力学通过分布式驱动，将得到全面的改善。第一跟传统的防滑技术相比，未来分布式驱动有可能做到根本就不会滑，就是知道什么样的路面，我力矩又可以控制，不会把力矩超出路面。甚至将来的防滑和防爆都会发生根本性质的变化，稳定性控制也是一样，现在我们的实验表明，分布式驱动全面压倒用液压制动控制行驶动力学，在防滑还有操作稳定性方面的控制。还有一个操作性的控制，现在的动力学控制里面，频繁的打方向盘，这是一个在特定工况下面经常发生的事情，如果四个轮子都能够控制力矩，实际上相当于转向控制能够明显改善方向盘的调整，确实一系列的优势使得分布式驱动需要大家高度关注，突破电动轮技术是电动化明显的改善和突破。

第二个要谈谈增程器，从400到600，现在要超过1000。作为电动汽车续航里程，这个口号隐含的东西是汽车工程师长期想克服的缺点，轻量化。轻量化是一个很重要的方向，现在为了所谓的续航里程，大家都没有轻量化的概念了。当年轻量化要轻十公斤非常困难，现在一重就是几百公斤，这个是不是方向。现在90%出行一天在五六十公里以下，如果说一百公里那可以说95%的出行在一百公里以下。为了一百公里以下，所谓的续航里程，你为什么要背两个那么大的包袱呢，那就是有里程担忧，我认为增程的办法是最好的办法。背一个小娃娃在身上，解决长续航里程。我的建议配20度电，保证每天基本就是纯电动，一旦有长续航增程，增程有三种可能，第一种可以配充电宝，我跟东风提出过，他们也试探过，十几度的充电宝跑上一段里程到下一段里程可以继续跑下去。第二就是小的增程器，你现在如果能够优化出一个专用的发动机出来做增程器，那是我们发动机行业急需干的事。三十千瓦左右的增程器，现在还没有这么好的增程器，现在非常迫切的需要，甚至燃料电池发展好，燃料电池也是一个增程器，这不就通用了。

现在大家不要把纯电动和混合动力对立起来，在这个点上大家可以看到，非常和谐的在一起。所以从成本来讲，大家可以看到，背一百度电和增程器价钱存在很大一块空间差异，至少在四万左右的成本空间。从新标杆来讲，实际上我说混合动力返璞归真。日产推出的E-power，这个就是非常简单的混合动力技术，比丰田结构简单的多，效果差不多，价格也就便宜的多。所以日产这个E-power在日本卖的非常好，我们东风要把这个技术作为新能源主流技术推，我们不是纯混合动力，我们建议把电池放大一点，让大家90%的工况就是纯电动，就是解决国家新能源的问题了，所以这个是新的标杆，技术指标不打开讲。我们在技术上探讨，如何把增程插电技术往新的方向推进，我们开发出来的一系列指标也非常好。所以第二个就是增程器希望咱们这个行业要高度的关注，未来没有国家补贴以后，不受影响，我们注意到市场能够接受好的技术，我认为这个增程器将来一定是市场能够接受的好的技术。

第三个我要谈谈燃料电池，燃料电池一直有很大的争议，大家不断的探讨，我们跳出企业来看一看，可能把燃料电池汽车发展看的更清楚。今天第一个报告，现在来看碳中和这个目标形成共识，但是要实现这个碳中和，大家都知道人员一定要转型，人员转型是往哪个方向转，低碳能源、无碳能源，可再生能源，可再生能源大规模推动离不开氢气，现在可再生能源最难点实际上上不了电网，现在风力发电、光伏发电最大的问题是给不了路条，国家电网说，因为电不可存储，来源不稳定不能这样拼命发出来。所以未来发展就开始将目光集中到氢能源，如果把氢作为中间介质，上的了网的电上网，上不了的可以制氢储存，现在氢成为下一轮能源革命的非常重要的一个焦点。在这个前提下，回过头来如果氢发展，就像石油发展以后有了汽油，有了柴油，内燃机就发展起来了。如果氢能一旦发展起来，燃料电池一定会发展起来。从这一点上燃料电池可以看到这几年随着氢能共识越来越聚焦，大家可以看到加氢站的建设也稳步的在发展。

在碳中和的目标下，我们国家最近刚刚做了一个估计，到2060年大概氢的产量达到1.3亿吨，其中1亿吨来自可再生能源。大概4000万吨可能在交通业里面，所以氢能工业交通不是大头，真正还是在工业界，工业界合成氨、甲醇都是用高碳氢气制造出来，未来一定会转换成绿色氢气做化工业产品，化工业将来占三分之二，四千万吨在我们交通领域，然后从脱碳可以看到，四千万吨在交通，大概八千万吨在我们的工业领域。另外还有一个很重要，有没有这么多的，让我们算了一下，可再生能源如果拿出5%-10%以来，一亿吨的制备，足够，一点问题没有。成本大家担心，实际上未来发展可再生能源的电，最近关注过国际上的发展，国际上发展大概一度电在光伏的产业招标里面，大概是一毛钱一度电，我们现在只要是两毛钱一度电以下，未来氢气价格基本上可以做到现在煤制氢价格圈子，所以从成本上来讲，未来发展也是可以接受的。国家在一系列政策里面，现在正在推动氢能产业发展，推动燃料电池汽车发展。

从使用场景来讲，一定是大功率、长距离的汽车工具将来一定走燃料电池道路。我们这一轮的示范城市重点放在商用车推广上，我们现在向丰田最好的技术看齐，大概一年多一点的时间。整个燃料电池自主率来看，除去个别的材料领域的关键点以外，我们基本讲自主率非常高。如果乘用车领域是网约车，现在城市公园是绿肺，如果两千辆车相当于一个大绿肺，燃料电池未来还是值得高度关注的，现在科技部司长介绍“十四五”重点推动燃料电池发展。当然一系列卡脖子的东西，大家可以看到可靠性、耐久性系统，还有车载储氢系统，等等这些东西还需要进一步突破，还需要把价格成本降下来，这是我们在燃料电池领域的观点。

最后谈谈对于智能化需要突破的技术观点，我现在个人认为，这个技术光从车上也是解决不了的，就像燃料电池从车上看不清楚，必须看到氢能产业的发展，现在智能化如果跳开整个大交通系统来看，只看车的智能化，我觉得会走入误区。汽车发展是一个机械产品，进入电子化以后是机电产品，现在是新能源产品，再下一代实际上就是智能网联产品。智能网联产品的目的要万物相联，就不能光在车上面，现在汽车的定义环境感知、还有控制操作系统，为什么现在新势力这么多，因为只有最后的车辆控制系统，这是我们汽车本行一直干的，这个环境感知人工智能原来都不是汽车界干的，所以新势力在这两块很强，自然而然也可以去做汽车了。

现在应该来讲，现在的定义是这样的，从车的角度我们定义5级的智能度，这个未来都应该要改变，因为这是从车来定义的，不是从系统来定义的。现在提出了很多的时间的实现表，现在私下很多人也在讲，如果光从车角度去看，真正无人驾驶还是任重道远，还有很长的一段时间。

现在有些车厂都推出他们所谓的量产的产品，但是实际上大家也看到，由于技术还没有完全成熟到那种程度，无论是特斯拉还是有些新势力，都面临一些在使用过程中出现的问题，所以现在我们讲面临的挑战就是因为主流的方案是盯着单车智能，单车智能现在问题在哪？第一我们讲短期覆盖不了那么多的场景和功能，现在要覆盖那么多的场景和功能不大可能，所以才会出现这么多的事故。第二环境感知，感知不到那么多你看不见的东西，感知也是有局限性，车路一体的感知可能更丰富。再一个就是深度学习，现在实际上理论由于要跑车，要多积累数据，多积累数据能够积累到深度学习形成，这是一个误区，如果按照这样去算，说你积累这些数据，将来要四百年，四百年才能够解决场景的问题，所以这个深度学习也面临非常大的挑战。再一个我个人的观点，这里面讲现在交通系统里面每一辆车都有指挥大脑，那指挥者太多效率是很难提高的，所以是需要指挥官。有警察的时候大家觉得交通体系顺畅，但是没有那么多警察。现在单车决策很难提高整体交通效力，未来要解决方案，实际上需要车路云一体解决这个问题。

这里面我们讲整个系统上来讲，有智能的车也必须有智能的路，也必须有智能的指挥枢纽。交通部在去年发布一个国家的交通战略，起了一个名字不叫智能网联，是叫做数字交通。未来交通系统，是数字车、数字路、数字云这样构成智能交通系统，怎么能够车路云一体，是在数字上是一体的。所以我们讲这个架构是构筑未来，这里关键技术、通讯技术，现在大家很多人试探5G现在用不用无所谓，但是真的未来智能交通系统起来，5G通讯数据是必须的。

路现在很多汽车公司在做高精地图，我个人持不同观点，因为我认为未来的路只有一条，不可能这个汽车厂高精地图是一张，那个汽车厂做的又是另外一张，这个不大可能。将来所有车必须走在一张图，一条路，所以将来要集中。

另外云端要有远程操控车的能力，整个交通体系的交通流顺畅，还有数字孪生仿真技术，不能说优化这条路，那条路就交叉堵死这个不行，所以整个交通流仿真是很重要的，整个交通系统管控都在云端实现。我们现在也在试这样的案例，车路云一体，我们正在搞一套公交系统，但是我会使得这条路上跑的智能汽车，可能跑的比地铁还快，地铁的概念就是停站不停红绿灯，所以未来希望智能化的技术大家要关注的是车路云一体的关键技术。

我的汇报就到这里，谢谢大家！?

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